Проста суміш мила та розчинника може допомогти знищити «вічну хімію»

Нарешті з'явилася надія на простий і недорогий спосіб знищення класу всюдисущих екологічних токсинів, які містяться в шампунях, обгортках фаст-фуду та вогнегасній піні. Відповідно до нового дослідження, звичайний інгредієнт мила, змішаний з водою та органічним розчинником, легко розкладає пер- та поліфторалкільні речовини (PFAS), які зазвичай називають «вічними хімікатами», оскільки вони можуть залишатися в навколишньому середовищі десятиліттями. Суміш діє не на всі сполуки PFAS, але подібні підходи можуть запропонувати громадам недорогий спосіб позбавити ґрунти та питну воду від забруднювачів, які наразі загрожують мільйонам людей раком та іншими захворюваннями.

«Це обнадійливо та багатообіцяюче», — каже Таша Стойбер, хімік-еколог з Environmental Working Group, некомерційної організації зі США, яка уважно стежить за цією проблемою. За її словами, існують сучасні методи збору та обробки сполук PFAS. «Але це неймовірно дорого».

PFAS містять ланцюги атомів вуглецю, приєднані до атомів фтору, які зв’язані між собою настільки міцно, що їх практично неможливо відокремити. Компаунди відштовхують масло та воду, а також витримують тертя та високі температури, що робить їх дуже популярними в промисловості. Вони накопичуються в ґрунтах, водоймах і навіть у живих тканинах. Лише в Сполучених Штатах налічується близько 3000 ділянок, забруднених PFAS, від сміттєзвалищ до річок і джерел ґрунтових вод. Численні дослідження показали, що вони токсичні в слідових кількостях. Сполуки причетні до раку нирок і печінки, захворювань щитовидної залози, зниження імунної відповіді та проблем із ростом немовлят і плоду.

Громади по всьому світу намагалися відфільтрувати ці хімікати або знищити їх. Просте їх фільтрування не вирішує проблему, зазначає Штойбер, тому що, якщо їх захоронити, хімікати можуть витікати. А сучасні методи знищення PFAS, наприклад спалювання, можуть потребувати великої кількості енергії, дуже високих температур і мільйонів доларів.

Два роки тому дослідники з Агентства з охорони навколишнього середовища США знайшли кращий підхід. Коли вони помістили сполуку PFAS у звичайний розчинник під назвою ДМСО в рамках дослідження токсичності, сполука PFAS почала розкладатися.

Нове дослідження базується на цій роботі. Дослідники на чолі з Вільямом Діхтелем і Бріттані Транг, хіміками з Північно-Західного університету, вивчили багато рецептів із застосуванням ДМСО. Трохи розчинника з’єднали з гідроксидом натрію, звичайним компонентом мила, у воді. Коли команда нагріла суміш до температури кипіння, вона швидко розклала одну з найбільших груп сполук PFAS.

Згадані сполуки PFAS, які використовуються у протипожежних пінах і виробництві антипригарних покриттів, містять хімічну групу під назвою карбонова кислота, невелику групу атомів вуглецю, кисню та водню. Комп’ютерні розрахунки колег з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі показали, що ДМСО видаляє групу карбонової кислоти. «Коли це відбувається, вся молекула руйнується в каскаді реакцій», — каже Діхтель.

Те, що залишилося, за словами Транга, це здебільшого легко захоплені іони фтору та суміш нешкідливих природних побічних продуктів, що містять вуглець і кисень, повідомляє сьогодні його команда в Science.< /p>

Приблизно 40% сполук PFAS містять групи карбонових кислот і, отже, потенційно можуть бути розщеплені новим підходом, каже Транг. Хоча це ще не було випробувано, вона додає, що найбільш імовірною стратегією було б використовувати звичайні засоби для фільтрації хімічних речовин PFAS, наприклад, з питної води, а потім обробляти їх на відкритому повітрі.

Однак метод працює не на всіх типах PFAS. Сполуки, які використовуються в антипіренах і батареях, наприклад, містять сульфонатну групу замість групи карбонової кислоти і не руйнуються за такого підходу. Проте, за словами Штойбера, нова робота дає надію на те, що інші дослідники зможуть знайти солодкі рецепти, щоб також назавжди позбутися цих хімікатів.