Reaktor používá superkritickou vodu ke zničení PFAS „věčných chemikálií“

Inženýři z University of Washington zkonstruovali reaktor, který dokáže zcela zničit chemikálie PFAS navždy. Tato technologie by mohla pomoci ošetřit chemikálie ve výrobních závodech dříve, než mohou uniknout do přirozeného prostředí.

Perfluoralkylové a polyfluoralkylové látky (PFAS) představují soubor přibližně 4 000 různých chemických sloučenin, které se po desetiletí používají ve všem, od koberců po nepřilnavé nádobí. V posledních letech vědci nejenže začali spojovat tyto chemikálie s řadou škodlivých zdravotních účinků, ale také objevili jejich stopy v našem přirozeném prostředí.

Vzhledem k tomu, že tyto chemikálie jsou notoricky známé tím, že přetrvávají v přirozeném prostředí po celá desetiletí, jsou často označovány jako „věčné chemikálie“ a vědci pracují na vývoji způsobů, jak tyto chemikálie rozložit na bezpečnější sloučeniny.

Tento nový výzkum začal jako inženýrský projekt zaměřený na vybudování reaktoru, který by mohl rozkládat chemické bojové látky. Reaktor je založen na myšlence, že stlačování vody do extrémního bodu vytváří korozivní prostředí, které může rozkládat určité chemikálie.

Tento konkrétní stav hmoty je známý jako „superkritická voda“. Igor Novosselov, hlavní autor nového výzkumu, řekl, že voda, která je stlačena do tohoto extrémního stupně, se změní na látku podobnou plazmě. Ne kapalina nebo plyn, ale něco víc nového, a právě v tomto stavu lze rozkládat další chemikálie.

„Chemikálie, které navždy přežijí v normální vodě, jako jsou PFOS a PFOA, se mohou v superkritické vodě rozkládat velmi vysokou rychlostí,“ vysvětlil Novosselov. „Pokud vytvoříme správné podmínky, mohou být tyto nepoddajné molekuly zcela zničeny, nezůstanou žádné meziprodukty a poskytují pouze neškodné látky, jako je oxid uhličitý, voda a fluoridové soli, které se často přidávají do komunální vody a zubní pasty.“

Igor Novosselov/University of Washington

V nové studii publikované v Chemical Engineering Journal výzkumníci popisují sérii experimentů testujících různé chemikálie PFAS za různých superkritických podmínek v reaktoru. Důležité je, že výzkumníci objevili, že určité chemikálie PFAS vyžadují specifické superkritické podmínky, aby byly účinně zničeny.

Kyselina perfluoroktansulfonová (PFOS), jedna z nejvíce environmentálně perzistentních chemikálií PFAS, byla zvláště odolná vůči tomu, co Novosselov popsal jako „mírné superkritické podmínky“ (kolem 400 °C/750 °F). Za těchto mírných podmínek bylo vidět, že se PFOS rozkládá na další složky, které by mohly být stejně toxické, ale jakmile se reaktor dostal na teplotu 610 °C (1 130 °F), všechny chemikálie byly zničeny za pouhých 30 sekund.

Tento druh reaktorového systému nepomůže při odstraňování chemikálií PFAS, které již pronikají do našeho přirozeného prostředí, ale Novosselov řekl, že tato technologie by mohla být užitečná při ničení chemikálií, které jsou ve výrobních závodech považovány za odpadní produkty. Tým v současné době zkoumá, jak reaktor ničí řadu dalších chemikálií PFAS.

„Také posuzujeme, jak dobře by tato technologie mohla fungovat pro scénáře reálného světa,“ řekl Novosselov. „Pravděpodobně nemůžete takto zacházet s celým oceánem.“ Ale mohli bychom to použít k léčbě stávajících problémů, jako je věčný chemický odpad ve výrobních závodech.“

Nová studie byla zveřejněna v Chemical Engineering Journal.

Zdroj: University of Washington