Исследователи из Райского университета разработали новый фильтрующий материал, способный поглощать вредные ПФОС («вечные химикаты») со скоростью, в 100 раз превышающей существующие технологии. Разработка, подробно описанная в новом рецензируемом исследовании, также описывает нетепловой процесс разрушения, который, наконец, может предложить жизнеспособное решение для устранения этих стойких загрязнителей, хотя масштабирование производства остается существенным препятствием.
Проблема с ПФОС: Почему Это Важно
ПФОС, или пер- и полифторалкильные вещества, представляют собой класс из более чем 16 000 соединений, которые встречаются в повседневных продуктах, от антипригарной посуды до противопожарной пены. Они получили название «вечные химикаты», потому что не разлагаются естественным образом и накапливаются в окружающей среде и человеческом организме. Воздействие ПФОС связано с серьезными проблемами со здоровьем, включая рак, иммунные расстройства и врожденные дефекты.
Проблема в том, что существующие методы фильтрации только захватывают ПФОС, требуя дорогого и опасного хранения отходов или неэффективного термического разрушения, которое часто создает токсичные побочные продукты. Пока нет промышленного метода, способного полностью уничтожать эти химикаты.
Как Работает Новая Технология: Поглощение с Усилением Медью
Команда Райского университета создала слоистый двойной гидроксид (LDH), состоящий из меди и алюминия. Этот материал работает за счет электростатического притяжения: положительно заряженный LDH быстро поглощает отрицательно заряженные молекулы ПФОС.
“Всё просто – он впитывает их со скоростью в 100 раз выше, чем другие материалы, которые существуют на рынке”, – сказал Майкл Вонг, директор Водного института Райса.
Важно отметить, что скорость поглощения настолько высока, что концентрированный ПФОС затем можно разрушить, используя относительно низкотемпературный (400-500°C) процесс. Фтор захватывается и связывается с кальцием, образуя безопасный побочный продукт, пригодный для захоронения на полигоне.
Путь к Внедрению: Возможность «Включи и Работай»
Что отличает эту технологию от других разрабатываемых систем удаления ПФОС, так это ее потенциал для бесшовной интеграции. Материал разработан как решение «включи и работай», что означает, что его можно адаптировать к существующей фильтрующей инфраструктуре, снижая затраты и барьеры для внедрения. Исследования показывают, что материал может работать с широким спектром соединений ПФОС, особенно с отрицательно заряженными.
Проблемы Масштабирования и Осторожность Экспертов
Несмотря на многообещающие результаты, промышленное внедрение сталкивается с препятствиями. Лора Орландо, исследователь ПФОС из некоммерческой организации Just Zero, остается осторожно оптимистичной. Она подчеркивает сложности реальных условий, включая вопросы охраны труда, требования к разрешениям и неотъемлемые трудности масштабирования новых экологических технологий.
“Нам понадобится как можно больше технологий, чтобы справиться с ПФОС в питьевой воде, и если эта технология работает в промышленных масштабах с очисткой сточных вод, то на нее стоит обратить внимание”, – сказала Орландо.
Инновация Райского университета представляет собой значительный шаг вперед в борьбе с загрязнением ПФОС. Несмотря на оставшиеся проблемы, сочетание быстрого поглощения и эффективного разрушения предлагает реальный путь к устранению этих «вечных химикатов» из нашего водоснабжения.
