Немецкие учёные нашли два способа уничтожить «вечные химикаты» за…

Немецкие учёные нашли два способа уничтожить «вечные химикаты» за минуты

Немецкие учёные экспериментально подтвердили два независимых способа разрушения пер- и полифторалкильных соединений (PFAS). Это группа из более чем 10 000 синтетических веществ, которые не распадаются в природе, накапливаются в организмах и связаны с онкологическими и иммунными заболеваниями. Оба метода нацелены на разрыв исключительно прочной связи углерод–фтор и дают на выходе нетоксичные фторид-ионы. Результаты опубликованы в журналах Chemical Engineering Journal Advances и Scientific Reports.

Первый метод пропускает загрязнённую воду через узкое сопло. Из-за перепада давления образуются микропузырьки пара, которые схлопываются ниже по потоку. В момент коллапса температура внутри пузырька локально подскакивает до нескольких тысяч градусов, а из воды образуются высокореактивные гидроксильные радикалы. Молекулы PFAS, прилипшие к поверхности пузырьков, подвергаются одновременно термическому и химическому удару. В опытах с перфтороктансульфонатом (ПФОС) — одним из самых устойчивых представителей группы — за цикл обработки разрушалось около 37% растворённого вещества. Доля росла с увеличением длительности. Сейчас группа работает над повышением показателя: цель — выйти на деградацию более 80% и минерализовать свыше половины связанного фтора.

Второй метод использует холодную атмосферную плазму, генерируемую прямо над поверхностью воды, и одновременный продув через жидкость воздуха. Пузырьки выполняют двойную роль: гидрофобные «хвосты» молекул концентрируются на границе газ–жидкость, а само перемешивание непрерывно подтягивает новые порции загрязнителя в зону плазменного разряда. Ключевым агентом разрушения выступают сольватированные электроны — высокоэнергетические частицы, образующиеся в плазме и способные разрывать самые прочные химические связи.

Оба метода находятся на лабораторной стадии, но первые результаты выглядят многообещающими. Кавитационный подход похож на технологию, которую уже используют для очистки воды от других загрязнителей, поэтому его масштабирование может оказаться относительно простым. Плазменный метод сложнее в управлении, но он даёт более высокую эффективность за меньшее время. Интересно, что учёные использовали разные подходы к одной проблеме, что говорит о многообразии возможных путей решения.

Если эти методы удастся довести до промышленного применения, это может стать переломным моментом в борьбе с PFAS. «Вечные химикаты» присутствуют в воде, почве и крови большинства людей по всему миру, и их нейтрализация — одна из самых серьёзных экологических задач современности. Однако путь от лабораторного эксперимента до промышленных установок может занять годы. Тем не менее, сам факт, что учёные нашли способы разрушать эти связи, уже является научным прорывом, и работа в этом направлении продолжается.

Читайте также: