Naukowcy z Rye University opracowali nowy materiał filtrujący, który może pochłaniać szkodliwe PFOS („wieczne chemikalia”) w tempie 100 razy szybszym niż istniejąca technologia. Odkrycie, szczegółowo opisane w nowym, recenzowanym badaniu, opisuje również nietermiczny proces degradacji, który może ostatecznie zaoferować realne rozwiązanie w celu wyeliminowania tych trwałych substancji zanieczyszczających, chociaż zwiększenie produkcji pozostaje znaczącą przeszkodą.
Problem PFOS: dlaczego to ma znaczenie
PFOS, czyli substancje per- i polifluoroalkilowe, to klasa obejmująca ponad 16 000 związków występujących w produktach codziennego użytku, od naczyń kuchennych z powłoką zapobiegającą przywieraniu po piankę gaśniczą. Nazywa się je „wiecznymi chemikaliami”, ponieważ nie ulegają naturalnemu rozkładowi i kumulują się w środowisku i organizmie człowieka. Narażenie na PFOS wiąże się z poważnymi problemami zdrowotnymi, w tym nowotworami, zaburzeniami odporności i wadami wrodzonymi.
Problem polega na tym, że istniejące metody filtracji wychwytują jedynie PFOS, co wymaga kosztownego i niebezpiecznego składowania odpadów lub nieefektywnego niszczenia termicznego, które często powoduje powstawanie toksycznych produktów ubocznych. Nie ma jeszcze metody przemysłowej, która mogłaby całkowicie zniszczyć te chemikalia.
Jak działa nowa technologia: zwiększona absorpcja miedzi
Zespół Uniwersytetu Rye stworzył warstwowy podwójny wodorotlenek (LDH) składający się z miedzi i aluminium. Materiał ten działa poprzez przyciąganie elektrostatyczne: dodatnio naładowany LDH szybko absorbuje ujemnie naładowane cząsteczki PFOS.
„To proste – pochłania je 100 razy szybciej niż inne materiały dostępne na rynku” – powiedział Michael Wong, dyrektor Rice Aquatic Institute.
Należy zauważyć, że szybkość absorpcji jest tak wysoka, że stężony PFOS można następnie zniszczyć w procesie o stosunkowo niskiej temperaturze (400–500°C). Fluor jest wychwytywany i wiąże się z wapniem, tworząc nieszkodliwy produkt uboczny nadający się do utylizacji na wysypiskach śmieci.
Ścieżka wdrożenia: możliwość podłączenia i odtwarzania
Tym, co odróżnia tę technologię od innych opracowywanych systemów usuwania PFOS, jest jej potencjał płynnej integracji. Materiał zaprojektowano jako rozwiązanie typu plug-and-play, co oznacza, że można go dostosować do istniejącej infrastruktury filtracyjnej, redukując koszty i bariery w adaptacji. Badania pokazują, że materiał może współpracować z szeroką gamą związków PFOS, szczególnie tych naładowanych ujemnie.
Problemy ze skalowaniem i uwaga eksperta
Pomimo obiecujących wyników, wdrożenie przemysłowe napotyka przeszkody. Laura Orlando, badaczka PFOS w organizacji non-profit Just Zero, pozostaje ostrożnym optymistą. Podkreśla złożoność warunków rzeczywistych, w tym kwestie zdrowia i bezpieczeństwa, wymagania dotyczące pozwoleń oraz nieodłączne wyzwania związane ze skalowaniem nowych technologii środowiskowych.
„Będziemy potrzebować jak najwięcej technologii, aby poradzić sobie z PFOS w wodzie pitnej, a jeśli ta technologia sprawdzi się na skalę przemysłową w oczyszczaniu ścieków, warto się jej przyjrzeć” – stwierdził Orlando.
Innowacja Uniwersytetu Rye stanowi znaczący krok naprzód w walce z zanieczyszczeniem PFOS. Pomimo pozostałych wyzwań połączenie szybkiego wchłaniania i skutecznego niszczenia oferuje realną drogę do wyeliminowania tych „wiecznych chemikaliów” z naszych zasobów wody.
