新技术:化学方法将水中有害物质分解

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【加拿大都市网】 多氟和全氟烷基物质(poly- and per-fluoroalkyl substances , PFAS),也被称为“永久化学品”的广泛应用和不当处置导致其在陆地、水生和大气环境中无处不在,对公众健康构成了巨大威胁。

现在,加州大学河滨分校的研究人员开发了用化学方法将饮用水中发现的这些有害物质分解成基本上无害的较小化合物。这项技术可以被添加到水的净化过程中,以防止这些化学物质在我们的供水系统中的积累。

PFAS是一个由数千种化学品组成的家族,在环境中不会自然降解,并且由于其强大的化学键(chemical bonds)而极难分解。然而,它们抗热、抗水和抗脂的能力使它们在数以千计的消费产品中发挥了令人难以置信的作用。它们存在于食品包装、易洁镬、服装、地毯、化妆品等等。

由于这些化合物在环境中持续存在并积累,接触过PFAS的动物的乳制品和肉类也是这些化合物的来源。事实上,根据加州的一项分析,在一项研究中,几乎所有被测试的人的血液中都有PFAS。研究表明,暴露于一定水平的这些“永久化学品”与一系列的健康问题有关,包括前列腺、肾脏和睾丸癌的风险增加。

由于这些健康影响,美国联邦和州政府官员正在颁布新的饮用水和地下水中的PFAS清理标准。

新技术为受污染的水注入氢气,然后用高能量的短波紫外线照射水。氢气使水分子极化,并使其更加活跃,而紫外线则催化化学反应,破坏污染物。

这种一举两得的方法打破了使这些污染物在环境中如此持久和累积的强大的氟碳化学键。在实验室测试中,发现与其他紫外线水处理方法相比,该技术将PFOAPFAS的一种形式)的降解率从10%提高到95%,脱氟率从17%提高到94%。重要的是,在这个过程中没有产生任何其他不良的副产品或杂质。

更重要的是,这种净化技术是绿色的。“相互作用后,氢气会变成水。”这篇论文的通讯作者刘海洲说,“这项技术的优势在于它非常具有可持续性”。

研究小组现在正朝着商业化的方向前进,并得到了加州大学洛杉矶分校技术合作办公室5万美元的概念验证资金的帮助,以扩大这项正在申请专利的技术,处理更大量的水。他们希望该技术最终可以用于处理饮用水和工业废水。

图片:UCR/Liu lab

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