Исследователи Фраунгофера разработали метод, который не только фильтрует ПФАС, но и полностью их уничтожает — с помощью ионизированного газа.
Ученые Германии, Швейцарии и США разработали новые процессы удаления и разрушения пер- и полифторированных алкильных соединений (ПФА) из воды. Эти вещества, также известные как «вечные химикаты», считаются одной из самых стойких экологических проблем во всем мире.
Подробности читайте после объявления
Pfas — это синтетические химикаты, которые производятся с 1940-х годов. Они водо-, жиро- и грязеотталкивающие, а также термостойкие. Вот почему они используются в тысячах повседневных товаров: от сковородок с антипригарным покрытием и верхней одежды до упаковки пищевых продуктов, пестицидов и пены для пожаротушения.
Постоянные соединения
Проблема: соединения чрезвычайно стабильны, поскольку связь между атомами углерода и фтора — одна из самых прочных в органической химии. Исследования связывают воздействие Pfas с повреждением печени, заболеваниями щитовидной железы, раком, ожирением и нарушением фертильности.
Pfas попадают в окружающую среду различными путями. Во время производства и переработки они могут выделяться вместе со сточными водами, отработанным воздухом и отходами промышленных предприятий. При использовании продуктов, содержащих PFA, химические вещества выделяются, например, при стирке обработанных тканей или при использовании огнетушителей.
Попадая в окружающую среду, ПФА практически не разлагаются. Наоборот: они накапливаются в почвах, реках и грунтовых водах и по пищевой цепи попадают в организм человека.
Обычные процессы очистки, такие как фильтры с активированным углем или ионообменники, могут связывать Pfas, но не могут их уничтожить. Фильтры необходимо регулярно заменять и утилизировать как опасные отходы. Но химикаты остаются.
Подробности читайте после объявления
Плазма расщепляет молекулярные цепи
Теперь Институт межфазной инженерии и биотехнологии Фраунгофера (IGB) в Штутгарте разработал плазменную технологию в рамках совместного проекта AtWaPlas. Загрязненная вода подается в цилиндр из стекла и нержавеющей стали и обрабатывается ионизированным газом.
Если затем подать напряжение в несколько киловольт, образуется плазма — электропроводящий газ, состоящий из электронов и ионов. Вода течет через крошечный зазор между двумя электродами и проходит через плазму. При разряде плазма разрывает молекулярные цепи Pfas.
Тесты с реальными образцами воды
Вода многократно прокачивается через реактор по замкнутому контуру. При каждом проходе молекулярные цепи ПФАС разрушаются до полной минерализации. В идеале вещества удаляются настолько тщательно, что их уже невозможно обнаружить с помощью масс-спектрометрии.
Чтобы обеспечить реалистичные условия, исследователи работают с пробами воды из районов, загрязненных Pfas. Помимо Pfas, они содержат и другие растворенные компоненты, а также взвеси и органические помутнения.
После успешной серии испытаний на пилотной установке с пятилитровым реактором команда работает над оптимизацией процесса для более крупных применений. В будущем такие системы могут быть установлены как самостоятельная ступень очистки на очистных сооружениях или использоваться в передвижных контейнерах на загрязненных территориях.
