Пер- и полифторалкилы (PFAS) - это промышленные химикаты, используемые для производства тысяч продуктов, включая косметику, ковровые покрытия, посуду с антипригарным покрытием, ткани, устойчивые к пятнам, противопожарную пену, упаковку для пищевых продуктов и водонепроницаемую одежду.

Они повсюду - в окружающей среде, нашей пище и даже в наших телах. Рецензируемые исследования показали, что воздействие ПФАС может привести к снижению фертильности, задержкам в развитии у детей и повышенному риску некоторых видов рака. И им требуются сотни или даже тысячи лет, чтобы разрушиться.

Примерно в течение последних 10 лет исследователи искали способы удаления ПФАС из окружающей среды или, по крайней мере, разложения их до безвредных неорганических соединений.

Теперь Фэн "Фрэнк" Сяо, доцент инженерного колледжа Миззоу, и его команда нашли простое решение, используя обычные инструменты и материалы.

"Вам не нужен органический растворитель или действительно высокие температуры", - сказал Сяо, эксперт по разложению PFAS. "Просто нагрейте PFAS с гранулированным активированным углем или GAC".

GAC состоит из гранул угля, древесины или других материалов, богатых углеродом, которые были нагреты. Он уже широко используется для фильтрации широкого спектра вредных химических веществ из загрязненной воды или воздуха. Потребители используют его для очистки бытовых аквариумов или фильтрации питьевой воды, и его можно приобрести онлайн всего за несколько долларов за фунт.

В статье, недавно опубликованной в журнале Environmental Science and Technology, Сяо и его команда описывают, как они нагревали PFAS с помощью обычного GAC при температуре 572 градуса по Фаренгейту. В результате исследователи добились 90%-ной минерализации PFAS, расщепив химические вещества forever на безвредный неорганический фтор.

До сих пор для достижения такого уровня минерализации требовались температуры, превышающие 1292 градуса по Фаренгейту, высокое давление или растворители. Метод Сяо гораздо более экономичен и экологичен, поскольку GAC стоит недорого и его можно повторно нагревать снова и снова.

Потенциальные области применения

Ключом к инновациям Xiao является сочетание GAC и heat.

"Как только задействован GAC, термическое разложение PFAS происходит намного быстрее, а минерализация более интенсивна", - сказал Сяо. "Это недорогой процесс по сравнению с обратным осмосом, и его можно проводить в местном масштабе с помощью обычной печи".

Это открытие представляет собой значительный прорыв в управлении твердыми отходами, содержащими ПФАС, биотвердыми веществами и отработанными адсорбирующими средами, которые вызывают серьезную озабоченность фермеров и местных сообществ.

"На Среднем Западе мы используем много гербицидов и даем животным много фармацевтических препаратов", - сказал Сяо. "Эти вещества могут содержать большое количество ПФАС. С помощью этого нового метода удаления мы можем значительно сократить присутствие соединений в нашей жизни".

Сяо выбрал Миззоу из-за возможностей, которые у него есть для сотрудничества с другими ведущими исследователями, и из-за качества стипендий для студентов бакалавриата и аспирантуры.

"Я преподаю экологические курсы, и студенты действительно заботятся об окружающей среде. Они заботятся о качестве воды, и они заботятся о нашей экосистеме", - сказал Сяо.

Сяо рассказывает этим студентам о своей страсти к практическим исследованиям и о возможностях, которые у них есть, чтобы создать лучший мир с помощью инженерии.

"Реальное применение этого открытия заключается в том, что мы можем эффективно удалять навсегда химические вещества и другие загрязняющие вещества из нашей воды", - сказал он. "Это именно та технология, которая нам нужна".