Naučnici su otkrili novi način da razdvoje „zauvek hemikalije“, ozloglašenih tvrdoglavih zagađivača koji zagađuju naše vodene puteve i ugrožavaju javno zdravlje, doprinoseći rastućoj listi potencijalnih metoda za suočavanje sa dugovečnim jedinjenjima.
Vesti o jednostavnom, niskoenergetskom načinu da se neke, ali ne i sve, zauvek degradiraju hemikalije stigle su u avgustu od istraživača sa Univerziteta Northvestern koji su opisali kako ove čvrsto povezane, dugolančane sintetičke hemikalije – za koje se nekada smatralo da je nemoguće razgraditi bez velike količine energija – ‘raspala’ pod neočekivano blagim uslovima.
Sada je tim naučnika na Univerzitetu Kalifornije (UC) Riverside prijavio alternativni metod za nadopunjavanje uništavanja PFAS hemikalija u vodi.
Koristi UV svetlo i gas vodonika da razbije ove štetne supstance koje se nalaze u zalihama za piće.
Dugotrajne PFAS (per- i polifluoroalkil supstance) su decenijama bile naširoko korišćene kao nelepljivi i vodootporni agensi, gde su našli svoj put u svemu, od pene za gašenje požara do kozmetike. Kasnije nazvane „zauvek hemikalije“ zbog načina na koji opstaju u životnoj sredini, pronađene su u zabrinjavajuće visokim nivoima u vodi za piće širom sveta i povezane sa zdravstvenim problemima, kao što je rak jetre.
Ako se ovakav napredak u istraživanju nastavi, možda će se konačno odvojiti.
„Prednost ove tehnologije je u tome što je veoma održiva“, kaže Haizhou Liu, hemijski i ekološki inženjer u UC Riverside, i viši istraživač u timu koji je razvio novi proces na čekanju za patent koji ne stvara nikakve neželjene nusproizvode.
Ostavljajući po strani regulatorne poluge koje ograničavaju rizike od kontaminacije životne sredine, postoje dva dela u rešavanju problema PFAS. Prvi uključuje uklanjanje materijala iz resursa životne sredine, kao što je filtriranje zaliha vode za piće (najčešće korišćenjem ugljenika) – lakši zadatak od čišćenja kontaminiranog zemljišta ili podzemnih voda.
Sledeći i teži korak je odlaganje koncentrovanih hemikalija PFAS ili njihovo uništavanje bez stvaranja drugih štetnih supstanci u procesu. PFAS se može spaliti na visokim temperaturama, na primer, ali to je skupo, a spaljivanje proizvoda koji sadrže PFAS rizikuje njihovo dalje širenje.
Tu dolazi novi proces. On funkcioniše tako što propušta gas vodonik (H 2 ) kroz kontaminiranu vodu da bi jonizovao molekule vode (H 2 O). Ovo generiše reaktivne vrste uključujući hidratizovane elektrone koji zatim napadaju jake veze koje drže PFAS hemikalije zajedno.
Peskarenje vode visokoenergetskim, kratkotalasnim UV svetlom takođe pomaže da se ubrzaju ove hemijske reakcije koje su inače bile suviše spore da bi bile korisne u industrijskim okruženjima.
Do sada su istraživači testirali svoju metodu samo na malim količinama (500 mililitara ili 17 tečnih unci) vode iz slavine sa dodacima PFOA i PFOS, dve vrste zauvek hemikalija.
Ali oni su postigli brzu i skoro potpunu degradaciju zagađivača u ovim testnim serijama koristeći manje električne energije nego u ranijim pokušajima.
Dvostruki udar gasa vodonika i UV svetlosti razgradio je 95 procenata PFOA i PFOS hemikalija u roku od 45 minuta tretmana vode, i do 97 procenata ukupno. Ali metod još uvek treba optimizovati jer su hemikalije PFAS opasne čak i na jedva uočljivim nivoima, prema zdravstvenim vlastima.
Ovo nije prvi put da su istraživači pokušali da uklone PFAS hemikalije da bi ih razbili. Drugi tim na Univerzitetu Clarkson u Njujorku radi sa američkim vazduhoplovnim snagama na tretiranju vode kontaminirane PFAS-om, koristeći plazma reaktore i gas argona za razdvajanje molekula PFAS.
Gas plazme je jonizovani gas napravljen od slobodno lutajućih elektrona i pozitivnih jona. U pilot testovima kontaminirane vode ispuštene iz bunara za praćenje na lokacijama vazduhoplovnih snaga, tretman u plazma reaktorima u trajanju do 50 minuta razgradio je između 36 i 99 procenata PFAS hemikalija, neke brže od drugih.
Sa ovako velikim problemom, moramo razmotriti sve opcije na stolu. „Opšti konsenzus je da ne postoji jedinstveno rešenje za zauvek degradirajuće hemikalije, rekla je hemijski inženjer Selma Mededović Tagard sa Univerziteta Klarkson za časopis Eos američke geofizičke unije.
Liu i njegove kolege sa UC Riverside smatraju da takođe mogu da učine svoj proces energetski efikasnijim, testiranjem drugih niskoenergetskih izvora svetlosti i popravljajući njihovu postavku kako bi poboljšali difuziju gasa vodonika kroz vodu.
Ovo će biti važno ako tehnologija ima šansu da se proširi od laboratorijskih eksperimenata sa epruvetama do industrijskih aplikacija u stvarnom svetu, jer je to bila glavna prepreka za druge metode.
„Optimizujemo je pokušavajući da ovu tehnologiju učinimo raznovrsnom za širok spektar izvornih voda kontaminiranih PFAS-om“, kaže Liu. „Tehnologija je pokazala vrlo obećavajuće rezultate u uništavanju PFAS-a kako u vodi za piće, tako iu različitim vrstama industrijskih otpadnih voda.
