Учёные нашли способ разрушать «вечные химикаты»
Исследователи из Центра Гельмгольца в Дрездене-Россендорфе (HZDR) разработали два метода разрушения пер- и полифторалкильных веществ (PFAS) — промышленных химикатов, которые почти не разлагаются в природе. Результаты опубликованы в журналах Chemical Engineering Journal Advances и Scientific Reports. PFAS насчитывают более 10 000 соединений, их устойчивость обусловлена прочными связями углерод-фтор. Эти вещества попадают в реки и океаны со сточными водами и распространяются по всему миру. Высокие концентрации PFAS недавно обнаружены в реке Эльба, что создаёт угрозу для растений, животных и человека. Об этом пишет сайт Phys.org.
Первый метод — гидродинамическая кавитация. Воду с PFAS пропускают через сужение, образуя мелкие пузырьки пара. Длинноцепочечные PFAS прикрепляются к пузырькам, а когда те лопаются под давлением, температура локально поднимается до тысяч градусов Цельсия. Одновременно образуются гидроксильные радикалы, которые атакуют промежуточные продукты. В экспериментах с перфтороктансульфонатом (PFOS) удалось разрушить около 37% молекул. Учёные стремятся повысить этот показатель до 80% и минерализовать более 50% связанного фтора.
Второй метод — холодная атмосферная плазма в сочетании с газовой дисперсией. Плазма генерируется на поверхности воды, а газ вводится в загрязнённую жидкость. PFAS прикрепляются к пузырькам газа, которые поднимаются и циркулируют воду, доставляя химикаты к плазме. Этот метод позволил почти полностью разрушить как длинно-, так и короткоцепочечные PFAS, высвободив около 35% фтора в виде солей. Однако процесс требует больше энергии, чем кавитация, и образует непроанализированные продукты трансформации.
Сейчас исследователи масштабируют технологии: увеличивают объём реакции с 50 миллилитров до 5 литров с помощью нескольких электродов и газового инжектора. Планируется объединить оба метода, чтобы достичь высокой степени разложения. Если комбинация плазмы и кавитации окажется эффективной, это может стать основой для промышленной очистки воды от «вечных химикатов».
