如何销毁“永久化学品”:廉价方法分解PFAS

研究人员已经开发出¹他们说，这是一种比目前使用的苛刻方法更容易、更便宜的分解持久化学物质的方法。他们的工作也暗示了这些与健康问题有关的化学物质是如何分解的——这一发现可能有助于摧毁持久性污染物。

全氟烷基和多氟烷基物质(PFASs)广泛应用于消防泡沫、防水衣服和不粘锅具等产品。PFASs被称为“永远的化学物质”，因为它们在典型的环境条件下不会分解，它们会在土壤和水中积聚，一旦被摄入，就会持续存在于人体内。2015年美国的一项研究²在97%的参与者的血液中发现了PFASs，科学家们将它们与甲状腺疾病、高胆固醇水平和癌症等疾病联系起来。

被污染的水:科学家们在我们的环境中追踪数千种含氟化学物质

加拿大多伦多约克大学的环境化学家Shira Joudan说:“公司最初设计的化学物质是稳定的——这是一个特点，但一旦它们进入环境，它就是一个缺陷。”

PFASs可以从水中去除，但处理它们已被证明具有挑战性。当被埋在垃圾填埋场时，PFASs会渗入周围环境，有污染土壤和地下水的风险。

严酷的治疗

处理PFASs的方法通常依赖于昂贵和苛刻的处理，其中一些需要高压和超过1000°C的温度。更重要的是，有证据表明，焚烧含有PFASs的产品这些化合物会扩散到环境中吗伊利诺斯州埃文斯顿西北大学的环境化学家Brittany Trang说，她是这项最新研究的联合负责人。她说:“我们需要一种方法，以一种不会继续污染的方式去除PFASs。”

她的团队的方法发表于8月18日科学，显示出使用廉价试剂和约100°C的温度分解最大的PFASs群之一的前景。

朱丹对这种方法感到兴奋。“这是我第一次看到一种退化机制，我想，‘这实际上可能会产生影响。’”

PFASs的持久性归功于一系列碳氟链接，这是自然界最强的化学键之一。Trang和她的同事没有试图破坏这些稳定的键，而是瞄准了PFAS分子一端含有氧原子的化学基团，称为全氟烷基羧酸(pfca)。通过加热溶剂二甲基亚砜(DMSO)中的化合物，研究人员成功地去除了含氧基团，这是一种用于制造清洁剂和肥皂的常见试剂。这引发了一系列反应，最终将这些化合物分解成无害的产品。

废物

利用这种方法，研究小组降解了10种全氟辛酸，包括全氟辛酸(PFOA)——大多数国家禁止的一种化学物质——以及它的一种常见替代品。

计算分析表明，pfca一次分解两到三个碳，而不是像通常假设的那样一次分解一个碳。Joudan说，了解这些污染物分解的机制可以为解决永久性化学物质问题提供信息。

到目前为止，科学家已经确定超过12000 PFASs．最新的降解方法适用于全氟辛烷磺酸和密切相关的化学品，但不适用于另一种常见的全氟辛烷磺酸，即全氟辛烷磺酸，这种全氟辛烷磺酸具有潜在毒性，在许多国家的市场上已不再销售。总部位于加利福尼亚州帕萨迪纳市的咨询和工程公司利达科技(Tetra Tech)负责PFASs咨询的伊恩·罗斯(Ian Ross)说，相比之下，现有的方法可以同时降解PFOA和PFOS。

Ross还指出，在废物处理中使用DMSO作为溶剂可能并不实际，他质疑这种方法是否会在现实世界中得到应用。他说:“如果你打算大量购买DMSO，然后将其处理掉，这将花费你一大笔钱——你不能把它扔进下水道。”

研究人员希望他们的研究能帮助其他人开发出自己的方法来分解PFASs。西北大学研究PFAS去除的合著者威廉·迪克特尔说:“任何研究PFAS降解的人都可以看到这一点，可能会更好地理解发生了什么。”“尽管我不会假装这是最终的解决方案，但这确实是我从事科学研究的原因——这样我就可以对世界产生积极的影响。”