Eine heimtückische Kategorie von krebserregenden Schadstoffen, bekannt als „Forever Chemicals“, ist vielleicht doch nicht so dauerhaft.
Die University of California, Riverside, Chemieingenieure und Umweltwissenschaftler haben kürzlich neue Methoden veröffentlicht, um diese im Trinkwasser enthaltenen Schadstoffe chemisch in kleinere Verbindungen aufzuspalten, die im Wesentlichen harmlos sind.
Das zum Patent angemeldete Verfahren versetzt kontaminiertes Wasser mit Wasserstoff und bestrahlt das Wasser dann mit hochenergetischem, kurzwelligem UV-Licht. Der Wasserstoff polarisiert Wassermoleküle, um sie reaktiver zu machen, während das Licht chemische Reaktionen katalysiert, die die Schadstoffe zerstören, die als PFAS oder Poly- und Perfluoralkylsubstanzen bekannt sind.
Dieser Doppelschlag bricht die starken chemischen Bindungen zwischen Fluor und Kohlenstoff, die diese Schadstoffe so hartnäckig und akkumulierbar in der Umwelt machen. Tatsächlich stieg die molekulare Zerstörung von PFAS im Vergleich zu anderen UV-Wasserbehandlungsmethoden von 10 % auf fast 100 %, während keine anderen unerwünschten Nebenprodukte oder Verunreinigungen erzeugt wurden, berichteten die UCR-Wissenschaftler in einem kürzlich in der veröffentlichten Artikel Journal of Hazardous Materials Letters.
Darüber hinaus ist die Reinigungstechnologie grün.
„Nach der Wechselwirkung wird Wasserstoff zu Wasser. Der Vorteil dieser Technologie besteht darin, dass sie sehr nachhaltig ist“, sagte Haizhou Liu, außerordentlicher Professor an der Abteilung für Chemie- und Umweltingenieurwesen der UCR und korrespondierender Autor des Artikels.
PFAS sind eine Familie von Tausenden von chemischen Verbindungen, die durch vollständig fluorierte Kohlenstoffatome mit hartnäckig starken chemischen Bindungen gekennzeichnet sind, die in der Umwelt auf unbestimmte Zeit bestehen – daher der Spitzname „Forever Chemicals“. Diese Verbindungen wurden ab den 1940er Jahren in Tausenden von Verbraucherprodukten aufgrund ihrer Fähigkeit, Hitze, Wasser und Lipiden zu widerstehen, weit verbreitet.
Beispiele für PFAS-haltige Produkte sind fettbeständige Papierverpackungen und Behälter wie Mikrowellen-Popcorntüten, Pizzakartons und Bonbonverpackungen. Sie finden sich auch in Fleck- und wasserabweisenden Mitteln, die auf Teppichen, Polstern und Kleidung verwendet werden; Reinigungsmittel; Antihaft-Kochgeschirr; und Farben, Lacke und Versiegelungen, nach Angaben der US-Umweltschutzbehörde.
Studien haben die Exposition gegenüber bestimmten PFAS-Konzentrationen mit vielen gesundheitlichen Auswirkungen in Verbindung gebracht, darunter ein erhöhtes Risiko für Prostata-, Nieren- und Hodenkrebs sowie eine verringerte Fruchtbarkeit oder erhöhten Bluthochdruck bei Schwangeren, Entwicklungseffekte oder Verzögerungen bei Kindern und eine niedrige Geburt Gewicht und beschleunigte Pubertät, nach Angaben der EPA.
Aufgrund dieser gesundheitlichen Auswirkungen verkünden Bundes- und Landesbeamte neue Reinigungsstandards für PFAS im Trinkwasser und im Grundwasser darunter oder aus toxischen Reinigungsanlagen.
Bei der von Lius Team entwickelten Technologie wird kurzwelliges ultraviolettes Licht in Behandlungstanks emittiert, um Wassermoleküle anzuregen.
„Wir optimieren es, indem wir versuchen, diese Technologie für eine Vielzahl von PFAS-kontaminierten Quellwässern vielseitig einsetzbar zu machen“, sagte Liu. „Die Technologie hat sehr vielversprechende Ergebnisse bei der Zerstörung von PFAS sowohl in Trinkwasser als auch in verschiedenen Arten von Industrieabwässern gezeigt.“
Mehr Informationen:
Gongde Chen et al., Wasserstoff-polarisiertes Vakuum-Ultraviolett-Photolysesystem zur verbesserten Zerstörung von Perfluoralkyl-Substanzen, Journal of Hazardous Materials Letters (2022). DOI: 10.1016/j.hazl.2022.100072