Czym są wieczne chemikalia? Czy to kolejny problem całego świata?
PFAS, określane są jako "wieczne chemikalia", bo mogą teoretycznie utrzymywać się stale w środowisku. Dziś ponad 10 tys. substancji chemicznych stosowanych w przemyśle zalicza się do grupy PFAS. Są stale badane pod kątem wpływu na zdrowie człowieka. Różne analizy pokazują, że ich wpływ może być bardzo negatywny, mogąc przyczyniać się nawet do rozwoju chorób nowotworowych. Może to być od tyle alarmujące, że substancje PFAS mogą przedostawać się do rzek i oceanów wraz ze ściekami i obecnie rozprzestrzeniły się na całym świecie
Naukowcy z HZDR opracowali dwa rozwiązania: pierwsza wykorzystuje kawitację hydrodynamiczną, polegającą na tworzeniu i zapadaniu się maleńkich pęcherzyków pary w zanieczyszczonej wodzie. Druga metoda łączy zimną plazmę atmosferyczną z dyspersją gazu.
Nowe metody pozbycia się wiecznych chemikaliów
W pierwszej metodzie przepuszcza się wodę wzbogaconą w PFAS przez zwężenie, co powoduje powstawanie małych pęcherzyków pary. PFAS zachowują się jak substancje powierzchniowo czynne, co powoduje, że gromadzą się na pęcherzykach. Gdy woda przepływa przez zwężenie, ciśnienie wzrasta, a pęcherzyki gwałtownie pękają. Kawitacja powoduje również powstawanie wysoce reaktywnych rodników hydroksylowych. Cząsteczki te łatwo wchodzą w reakcje z pobliskimi substancjami i mogą przyczyniać się do niszczenia związków powstających na początkowych etapach rozkładu PFAS. Testy wykazały, że proces ten doprowadził do rozkładu około 37 proc. rozpuszczonych cząsteczek wiecznych chemikaliów.
W drugiej metodzie połączono zimną plazmę atmosferyczną z dyspersją gazu w celu zniszczenia PFAS. Polega na wytworzeniu plazmy na powierzchni wody zanieczyszczonej PFAS, jednocześnie wprowadzając do niej gaz. Związki PFAS przyczepiają się do powierzchni pęcherzyków gazu. Gdy pęcherzyki unoszą się ku powierzchni, woda jest stale cyrkulowana. Dzięki temu związki PFAS trafiają na powierzchnię, gdzie ulegają rozkładowi w plazmie. Obróbka plazmowa doprowadziła do niemal całkowitego rozkładu zarówno długołańcuchowych, jak i krótkołańcuchowych PFAS. Spowodowała również uwolnienie około 35 proc. atomów fluoru pierwotnie związanych w tych związkach chemicznych, przekształcając je w sole fluorkowe.
Długoterminowym celem naukowców z HZDR jest połączenie obróbki plazmowej z kawitacją hydrodynamiczną, co pozwoli wykorzystać zalety obu technologii w jednym systemie. Jeśli to połączone podejście okaże się skuteczne, może doprowadzić do powstania nowej, bardziej wydajnej technologii niszczenia PFAS.
