Химики и экологи из Калифорнийского университета в Риверсайде недавно опубликовали новый метод химического расщепления распространенных вредных веществ. Раньше считалось, что уничтожить их невозможно
Что такое PFAS
PFAS (фторсодержащие поверхностно-активные вещества) — это группа из около 9 тыс. химических соединений. Они характеризуются фторированными атомами углерода с очень прочными химическими связями, которые неограниченно долго сохраняются в окружающей среде. Из-за этого у них есть второе название — «вечные химикаты».
Эти соединения стали широко использоваться в тысячах потребительских товаров начиная с 1940-х годов, благодаря своей способности противостоять теплу, воде и жирам. Например, они присутствуют в:
- пакетах и бумаге для запекания;
- пакетах для попкорна, разогреваемого в микроволновой печи;
- коробках для пиццы;
- обертках для конфет;
- средствах для удаления пятен;
- чистящих веществах;
- посуде с антипригарным покрытием;
- красках, лаках и герметиках.
Вред PFAS
Исследования связывают воздействие PFAS со многими негативными последствиями для здоровья. К ним в том числе относится повышенный риск развития рака простаты, почек и яичек. Их воздействие также может привести к снижению фертильности или повышению артериального давления у беременных женщин, задержке развития и ускоренному половому созреванию у детей. Также они снижают способность иммунной системы бороться с инфекциями и нарушают гормональную функцию.
Распространенность PFAS
PFAS накапливаются в окружающей среде, поэтому в человеческий организм они также могут попадать через молочные продукты и мясо животных, подвергшихся воздействию химикатов. Соединения настолько вездесущи, что ученые обнаружили их в крови почти всех протестированных людей.
Из-за этих последствий для здоровья региональные и федеральные власти США вводят новые стандарты очистки PFAS для питьевой воды и в грунтовых вод, выходящих из мест очистки. Например, в Калифорнии Совет по контролю за водными ресурсами штата в 2022 году издал распоряжение, по которому поставщики питьевой воды должны проводить тестирование на содержание PFAS. Если результаты превышают установленные нормы, то производители должны выпустить уведомление об этом, устранить источник загрязнения и очистить воду.
Новый метод очистки
Ученые из Калифорнийского университета в Риверсайде нашли метод быстрой очистки от PFAS. В рамках запатентованного процесса в загрязненную воду добавляется водород, а затем она облучается ультрафиолетом. Водород поляризует молекулы воды, делая их более реактивными, а свет катализирует химические реакции, разрушающие PFAS.
Эта химическая реакция расщепляет прочную связь между фтором и углеродом, которые делают загрязнители такими стойкими. По данным исследования, молекулярное разрушение PFAS увеличилось с 10% до почти 100% по сравнению с другими методами обработки. Кроме того, в воде не образовалось никаких других нежелательных побочных продуктов или примесей.
Метод крайне экологичен
Технология очистки экологически безопасна. Участник исследования, доцент кафедры химической и экологической инженерии Хайчжоу Лю подчеркивает: «После взаимодействия водород превращается в воду. Преимущество этой технологии в том, что она очень бережна».
По словам Лю, с учетом нормативных требований лабораторная группа «продвигается к коммерциализации» с помощью гранта в $50 тыс., чтобы расширить масштабы этой технологии для обработки больших объемов воды. Ученые планируют наладить излучение коротковолнового ультрафиолетового света в очистные резервуары. Лю отмечает: «Мы оптимизируем технологию, стараемся сделать ее универсальной для широкого спектра вод, загрязненных PFAS. Методика показала очень многообещающие результаты в уничтожении PFAS как в питьевой воде, так и в различных типах отходов».