PFAS, czyli niezniszczalne chemikalia, określane są tak ze względu na ich zdolność do utrzymywania się w wodzie i glebie. Na dodatek są wszechobecne w naszym codziennym życiu: znajdują się w opakowaniach żywności oraz domowych środkach czystości. Te chemikalia mogą powodować problemy zdrowotne, takie jak rak lub upośledzenie płodności, ponieważ nie ulegają degradacji i trafiają do naszej wody i żywności.
Ich eliminacja ze środowiska naturalnego jest niezwykle trudna, ponieważ PFAS wydają się być niezniszczalne.
Zespół naukowców z Uniwersytetu Waszyngtońskiego stworzył nową technikę niszczenia tych niezniszczalnych chemikaliów. Naukowcy opracowali reaktor, który może całkowicie rozłożyć PFAS, wykorzystując tzw. wodę nadkrytyczną, która powstaje w wysokich temperaturach i ciśnieniu. Ta metoda może pomóc w oczyszczaniu odpadów przemysłowych, niszczeniu stężonych, wiecznie obecnych chemikaliów obecnych w środowisku i usuwaniu starych zapasów znajdujących się w pianie przeciwpożarowej.
Czytaj więcej
Ilość „produkowanych” rocznie odpadów elektrycznych i elektronicznych – od pralek i tosterów po tablety, smartfony i urządzenia GPS – wzrośnie do 74 milionów ton do 2030 roku. Tylko 17 proc. odpadów podawanych jest recyklingowi.
Zespół z Waszyngtonu opublikował swoje odkrycia w „Chemical Engineering Journal”.
Igor Novosselov, profesor nadzwyczajny inżynierii mechanicznej Uniwersytetu Waszyngtońskiego, tłumaczy, że kluczowym czynnikiem niszczenia niezniszczalnych chemikaliów jest woda.
– Nasz reaktor bardzo szybko podgrzewa wodę, ale podgrzewa wodę inaczej niż gotowanie na makaron. Zazwyczaj, gdy podnosisz temperaturę, woda wrze i zamienia się w parę. Woda i para nie nagrzewają się bardziej niż do 100 stopni Celsjusza – tłumaczy. Jednak kiedy spręży się wodę, można uzyskać znacznie wyższą temperaturę niż temperatura wrzenia. – Jeśli zwiększymy ciśnienie, wzrośnie temperatura wrzenia. W pewnym momencie woda nie przejdzie z cieczy w parę. Zamiast tego woda osiągnie inny stan skupienia, zwany fazą nadkrytyczną. Woda nie jest wtedy cieczą ani gazem. To coś w rodzaju plazmy, w której molekuły wody stają się zjonizowanymi cząstkami. Te częściowo zdysocjowane cząsteczki odbijają się w wysokich temperaturach i przy dużych prędkościach. Jest to bardzo korozyjne i chemicznie agresywne środowisko, w którym cząsteczki organiczne nie mogą przetrwać – wyjaśnia profesor Novosselov.
Związki PFAS zawierają wiązania węgiel–fluor – jedne z najsilniejszych wiązań spotykanych w chemii organicznej, co oznacza, że są one wyjątkowo odporne na rozkład podczas stosowania, a także po przedostaniu się do środowiska. Z powodu skażenia PFAS w zasadzie cała deszczówka na naszym globie jest niezdatna do spożycia. Nawet na obszarach tak mało dotkniętych działalnością człowieka jak Antarktyda czy Wyżyna Tybetańska – wynika z badań naukowców z Uniwersytetu Sztokholmskiego i ETH Zurich.
Igor Novosselov uważa, że skonstruowany przez niego reaktor będzie w stanie, w odpowiednich warunkach, oporne cząsteczki całkowicie zniszczyć, tak że nie powstaną żadne szkodliwe produkty uboczne, a jedynie takie nieszkodliwe substancje, jak dwutlenek węgla, woda i sole fluorkowe, które często dodaje się do wody miejskiej i pasty do zębów.
