快速降解永久性化学物质的工艺

永久性化学物质会污染我们的水道并威胁公众健康，现在科学家们发现了分解这种众所周知的顽固污染物的新方法。

西北大学的研究人员在8月提交了一种简单、低能量的技术来降解一些(不是全部)永久性化学物质的方法，他们描述了这些紧密结合的长链合成化学物质在意想不到的温和条件下如何“分崩离析”。

现在，加利福尼亚大学 (UC) 河滨分校的一组科学家报告了一种替代方法，可以加速水中 PFAS 化学物质的分解。

它使用紫外线和氢气来分解饮用水中发现的这些有害物质。

几十年来，长效 PFAS(全氟烷基和多氟烷基物质)被广泛用作不粘剂和防水剂，从消防泡沫到化妆品，无处不在。后来因其在环境中持久存在的方式而被昵称为“永恒的化学物质”，它们在世界各地的饮用水中的含量令人担忧，并且与肝癌等健康问题有关。

“这项技术的优势在于它非常可持续。”加州大学河滨分校的化学和环境工程师刘海洲说，他是该团队的高级研究员，他开发了新的正在申请专利的工艺，不会产生任何不良副产品。

撇开限制环境污染风险的监管杠杆不谈，解决 PFAS 问题有两个部分。第一个涉及从环境资源中去除污染物，例如通过过滤饮用水供应(通常使用碳)——比清理受污染的土壤或地下水更容易。

下一步，也是更困难的一步，是处理浓缩的 PFAS 化学品或销毁它们，而在此过程中不产生任何其他有害物质。例如，PFAS 可以在高温下燃烧掉，但这很昂贵，而且焚烧含有 PFAS 的产品有进一步传播它们的风险。

这就是新工艺的用武之地。它的工作原理是将氢气 (H2) 通入受污染的水中，使水分子 (H2O) 电离。这会产生活性物质，包括水合电子，然后攻击将 PFAS 化学物质结合在一起的强键。

用高能、短波长的紫外线照射水也有助于加速这些化学反应，否则反应太慢无法在工业环境中发挥作用。

到目前为止，研究人员仅在少量(500 毫升)掺有 PFOA 和 PFOS 的自来水中测试了他们的方法。

但是，与早期的实验相比，他们使用更少的电能实现了污染物的快速和接近完全降解。

氢气和紫外线的双重打击在水处理后 45 分钟内降解了 95% 的 PFOA 和 PFOS 化学物质，总体降解率高达 97%。但据卫生当局称，该方法仍需要一些优化，因为即使 PFAS 化学物质的含量几乎无法检测到，也是危险的。

这不是研究人员第一次尝试分解 PFAS 。纽约克拉克森大学的另一个团队一直在与美国空军合作处理受 PFAS 污染的水，使用等离子反应器和氩气将 PFAS 分子分开。

等离子气体是由自由漫游的电子和正离子组成的电离气体。在对从空军基地的监测井中抽取的受污染水进行的试点测试中，在等离子反应器中处理长达 50 分钟，可降解 36% 至 99% 的 PFAS 化学品，其中一些物质比其他物质分解得更快。

对于这么大的问题，我们需要考虑桌面上的所有选项。克拉克森大学的化学工程师 Selma Mededovic Thagard 告诉美国地球物理联合会的 Eos 杂志，“普遍的共识是，没有一种放之四海而皆准的解决方案”来永久降解化学品。

刘和他在加州大学河滨分校的同事们认为，他们也可以通过测试其他低能光源并改进他们的装置以增强氢气在水中的扩散，从而使他们的过程更加节能。

“我们正在优化，试图使这项技术适用于各种 PFAS 污染的水源。该技术已经显示出非常可喜的成果。”

该研究发表在《危险材料快报》杂志上。

https://www.sciencealert.com/new-method-can-break-down-95-of-toxic-forever-chemicals-in-water-in-just-45-minutes

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