氮化硼催化剂破坏有毒的PFAS“永久化学”

- 编辑:大众自然网 -

氮化硼催化剂破坏有毒的PFAS“永久化学”

化学污染物对环境来说是个坏消息,但有些污染物的危害要比其他的大得多。最极端的是有毒物质,如PFAS和GenX,它们被归为“永久化学物质”,因为它们能够在环境中存活很长时间。莱斯大学(Rice University)的研究人员碰巧发现了一种强大的新工具,他们说,这种工具可以帮助消除这种威胁,提供一种新的催化剂,可以在几个小时内摧毁它们。

永久化学物质,或者用更科学的说法全氟烷基和多氟烷基物质(PFAS)的问题不仅在于它们会在环境中存留很长时间,还在于它们的使用范围有多广。超过4000种化合物属于这一类化学物质,它们被广泛应用于从防水衣物、不粘锅到消防泡沫和食品包装的各个领域。研究还发现,几乎所有美国人的自来水和血液中都含有这种物质。

莱斯大学的研究小组希望在早期研究的基础上,开发其他化学污染物的催化剂,如三氯乙烯(TCE)和硝酸盐。经过长时间的反复试验,研究人员终于在合成矿物氮化硼(BN)中和最普遍的PFAS化学物质PFOA(全氟辛酸)方面取得了一些成功。

“我们的观察结果是这样的,”该项目负责人迈克尔·黄(Michael Wong)说。“你拿一瓶含有PFOA的水,放入BN粉,然后封好。就是这样。你不需要添加氢或者用氧吹扫。只有我们呼吸的空气,被污染的水和BN粉。你把它暴露在紫外线下,特别是波长为254纳米的UV-C光下,4小时后,99%的PFOA会转化为氟化物、二氧化碳和氢。”

这些有希望的结果促使研究人员探索这种催化剂处理其他永久化学品的潜力。在美国,PFOA在很大程度上已经被淘汰,但其他合成永久化学品已经取代了它,其中包括一种名为GenX的化学物质。

“这和PFOA的情况类似,”Wong说。“他们现在到处都能找到GenX。但两者之间的一个区别是,人们之前已经报道了一些成功的催化剂降解PFOA。他们没有GenX。”

不过,黄和他的团队可能已经发现了一条潜在的前进道路。他们的实验表明,BN也能在254纳米的光下对GenX造成伤害,尽管没有达到同样的效果,暴露在水中两小时后,会破坏样品中20%的BN。

研究人员说,他们已经对如何提高催化剂在处理GenX方面的性能有了一些想法。他们还为这项技术申请了专利,并希望继续将其应用于水处理系统,作为最初的申请之一。

“我们尝试了很多东西,”黄说。“我们尝试了几种我认为有用的材料。没有一个人这么做。这本来是行不通的,但它做到了。”