Substancje perfluoroalkilowe (PFAS) to obszerna rodzina obejmująca tysiące syntetycznych związków chemicznych, które zawierają wiązania węgiel-fluor – jedne z najsilniejszych wiązań spotykanych w chemii organicznej. Są one wyjątkowo odporne na rozkład podczas stosowania, a także po przedostaniu się do środowiska. Dlatego właśnie są nazywane “wiecznymi chemikaliami”, bo zanieczyszczają przyrodę i praktycznie nic z tym nie da się zrobić.
Ale czy na pewno? Dodanie jodków do reaktora oczyszczania wody, w którym wykorzystuje się promieniowanie ultrafioletowe (UV) i siarczyny, niszczy do 90% atomów wiązań węgiel-fluor w PFAS w ciągu zaledwie kilku godzin. Tak wynika z nowych badań przeprowadzonych pod kierownictwem naukowców z UC Riverside. Dodanie jodków przyspiesza szybkość reakcji nawet czterokrotnie.
Jodki naprawdę wykonują istotną pracę. Nie tylko przyspieszają reakcję, ale także pozwalają na obróbkę dziesięciokrotnie wyższych stężeń PFAS, nawet niektórych bardzo opornych struktur.adiunkt Jinyong Liu z UC Riverside
Zespół Liu pracuje nad sposobami niszczenia PFAS za pomocą reakcji fotochemicznych od 2017 r. Nowa metoda już wzbudziła zainteresowanie przemysłu, a naukowcy nawiązali współpracę z firmami w celu przeprowadzenia testów pilotażowych.
Fotochemiczna degradacja za pomocą światła UV i anionu siarczanowego (IV) (SO32-) jest jak dotąd jednym z najskuteczniejszych sposobów rozkładu PFAS. W pierwotnym procesie zużywano dużo energii elektrycznej, ponieważ reakcje chemiczne zachodziły powoli, a poza tym w produktach degradacji pozostawało wiele wiązań węgiel-fluor, co miało nieznane skutki dla zdrowia.
Czytaj też: Ten enzym rozłoży plastikowe butelki w kilka godzin. Nowy sposób na oczyszczenie środowiska
W 2021 r. wykryto, że utlenianie przed i po obróbce UV/siarczynami pozwala zniszczyć prawie 100% wiązań węgiel-fluor w różnych PFAS. W nowych badaniach naukowcy dodali jodki do systemu UV/siarczynów, aby poddać działaniu szczególnie uporczywą, czterowęglową cząsteczkę PFAS zwaną sulfonianem perfluorobutanu (PFBS), która słabo rozkłada się w oryginalnym układzie UV/siarczynów. Jodki przyspieszyły reakcję i całkowicie usunęły PFBS w ciągu 24 godzin.
Nowa technologia jest skuteczna w rozkładzie nie tylko PFAS, ale także inne niebezpieczne związki – PFOA i PFOS. Dodanie jodków umożliwił również zniszczenie skoncentrowanych PFAS w roztworze solanki, co stanowi praktyczne wyzwanie przy oczyszczaniu wód gruntowych. Więcej można przeczytać w Environmental Science & Technology.
