Австралийская команда международных ученых продемонстрировала, как можно безопасно уничтожать пер- и полифторалкильные вещества (PFAS) путем их сжигания.
Их исследование стало первым, проследившим всю цепочку химических реакций, происходящих при разложении PFAS во время сжигания. Научная статья под названием «Прямое измерение фторуглеродных радикалов при термическом разрушении перфторгексановой кислоты с использованием фотоионизационной масс-спектрометрии» опубликована в журнале Science Advances.
Глобальная обеспокоенность по поводу загрязнения PFAS нарастает, поскольку эти «вечные химикаты» сохраняются и накапливаются в окружающей среде, нанося значительный вред здоровью человека и животных.
В настоящее время в Соединенных Штатах действует мораторий на сжигание PFAS, а в других странах существует неопределенность в регулировании.
Это связано с тем, что неправильное сжигание не уничтожает их полностью и может способствовать их дальнейшему распространению через воздух. Кроме того, это создает вредные выбросы парниковых газов.
Теперь исследователи из австралийского национального научного агентства CSIRO, Университета Ньюкасла, Университета штата Колорадо и Национальной лаборатории синхротронного излучения в Хэфэе, Китай, определили путь, позволяющий безопасно и полностью уничтожать PFAS в специальных焚化炉ах для опасных отходов.
Экологический химик CSIRO и соавтор исследования доктор Венчао Лу объяснил, как междисциплинарная команда изучала распространенный тип PFAS — перфторгексановую кислоту.
«Известно более 15 000 видов PFAS, но все они имеют прочную фторуглеродную цепь, которая не разлагается естественным образом», — сказал доктор Лу.
«Именно это делает их такими стойкими в нашей окружающей среде».
Некоторые химические соединения, образующиеся при сжигании PFAS, существуют всего 1 миллисекунду — меньше, чем взмах крыла комнатной мухи. Однако определение этих промежуточных молекул имеет решающее значение для понимания, какие вредные продукты образуются в процессе.
Исследователи ионизировали и обнаруживали различные молекулы, возникающие при сгорании PFAS. Используя специализированное оборудование в Национальной лаборатории синхротронного излучения, ученые зафиксировали краткоживущие молекулы, образующиеся при сгорании PFAS.
«Делая «снимки» химических реакций в процессе их протекания, мы можем увидеть, какие промежуточные соединения или вредные свободные радикалы образуются внутри焚化炉а», — сказал доктор Лу.
«Эти химикаты ранее только предполагались, но никогда не обнаруживались напрямую».
Соавтор из Университета Ньюкасла, профессор Эрик Кеннеди, отметил, что их результаты пролили свет на то, как можно безопасно уничтожать PFAS при высоких температурах.
«Это исследование выявило промежуточные молекулы, которые критически важны для того, чтобы убедиться, что молекула PFAS полностью разрушена и не образуются вредные побочные продукты», — сказал он.
Соавтор из Университета штата Колорадо, профессор Энтони Раппе, добавил: «Усилия этой международной команды являются примером совместной экологической работы, которую возглавляет CSIRO».
Конечная цель сжигания PFAS — процесс, называемый «минерализацией». Он преобразует прочные фторуглеродные цепи в неорганические соединения, такие как фторид кальция, углекислый газ, угарный газ и вода.
Эти побочные продукты, в свою очередь, могут быть уловлены на месте и переработаны в повторно используемые материалы, такие как промышленные химикаты, бетон, удобрения и топливо.
Хотя необходимы дополнительные исследования, эти выводы предлагают многообещающий способ безопасного и окончательного уничтожения PFAS.
PFAS содержатся в широком спектре потребительских, промышленных и коммерческих продуктов, таких как антипригарная упаковка для еды и посуда, а также устаревшие пены для тушения пожаров.
Эти химикаты могут выщелачиваться в почву и грунтовые воды, преодолевать большие расстояния и не разлагаться полностью естественным путем, что и дало им прозвище «вечные химикаты».