Предлагаемый подход позволит устранять вредные загрязнители при очистке сточных вод, предотвращая их распространение в окружающую среду.
Фторорганические соединения часто обладают исключительной стойкостью, что привело к их прозвищу «вечные» молекулы. Из-за их трудноразлагаемый характер, они обычно не удаляются на этапах очистки сточных вод и промышленных выбросов, а попадают в окружающую среду, где накапливаются и представляют опасность для живых организмов. Тем не менее, ученые из Калифорнийского университета в Риверсайде разработали метод, позволяющий разрушать эти «вечные» молекулы всего за 24 часа. Результаты исследования опубликованы в статье, опубликованной в журнале Environmental Science & Technology.
Химическая промышленность производит тысячи различных пер- и полифторалкильных соединений ( PFAS) — соединений, включающих органическую молекулу, к которой присоединены атомы фтора. Ежегодный объем мирового рынка этих веществ превышает миллиард долларов. Благодаря своим ценным поверхностно-активным характеристикам PFAS находят широкое применение в производстве красителей и полиролей, покрытий и пятновыводителей, а также в химической и текстильной промышленности.
Эти соединения обладают высокой инертностью и редко участвуют в химических реакциях, что ранее приводило к убеждению об их полной безопасности. В настоящее время установлено, что PFAS способны к накоплению в организме, оказывая разнообразное негативное влияние на здоровье людей и животных. Из-за их исключительной устойчивости, нейтрализация и разрушение этих веществ, содержащихся в сточных водах, представляет собой сложную задачу, и, как правило, они без препятствий попадают в окружающую среду.
Обычно для решения этой задачи применяют фотохимическое разложение PFAS, основанное на воздействии ультрафиолетового излучения в присутствии сульфита. Однако этот подход остается достаточно медленным, требует значительных затрат энергии и не всегда способен разрушать устойчивые связи между углеродом и фтором. Только в 2021 году Цзиньюн Лю (Jinyong Liu) и его коллеги нашли способ разрушать PFAS практически полностью, за счет дополнительной обработки мощными окислителями.
Новое исследование, проведенное той же группой ученых, продемонстрировало способ дальнейшего ускорения и упрощения этого процесса: добавление йода в систему оказывается эффективным решением. В присутствии йода распадаются даже самые стойкие PFAS, включая перфлорбутансульфонат (PFBS), который ранее плохо реагировал под воздействием ультрафиолетового излучения. Йод позволяет нейтрализовать как PFBS, так и другие наиболее инертные фторорганические соединения, особенно при использовании в высоких концентрациях. После 24 часов обработки в растворе не обнаруживается следов этих веществ.