تجزیه سخت‌ترین مواد شیمیایی در عرض چند ساعت

مواد پرفلوئوروآلکیل و پلی فلوروآلکیل(PFAS) به دلیل توانایی بالا در ماندگاری طولانی مدت در محیط، با عنوان "مواد شیمیایی همیشگی" خوانده می‌شوند. مشخص شده که این مواد خطرات جدی برای سلامت انسان به همراه دارند. با توجه به این موضوع، دانشمندان تلاش برای تجزیه بهتر آن‌ها را قبل از اینکه آسیبی به محیط و افراد وارد کنند، افزایش دادند و اکنون یک پیشرفت جدید نشان می‌دهد که چگونه می‌توان این مواد خطرناک را در عرض چند ساعت با استفاده از نور ماورابنفش(UV) تجزیه کرد.

کد خبر: ۴۴۰۵۳۲

تاریخ: ۰۲ خرداد ۱۴۰۱ - ۱۵:۴۹

به گزارش ایران اکونومیست و به نقل از نیواطلس، ‌مواد پرفلوئوروآلکیل و پلی فلوروآلکیل گروهی از مواد شیمیایی متشکل از بیش از ۴۰۰۰ ترکیب هستند که در همه چیز از لباس‌های ضد آب و ظروف نچسب گرفته تا بسته‌بندی مواد غذایی و فوم‌های آتش نشانی وجود دارد. بر طبق مطالعات این مواد که از دهه ۱۹۴۰ مورد استفاده گسترده قرار گرفته‌اند با طیف گسترده‌ای از مشکلات سلامتی، از جمله سرطان‌ها و اختلال در عملکرد سیستم ایمنی ارتباط دارند.

ما شاهد پیشرفت‌های امیدوارکننده‌ای برای حذف این مواد شیمیایی از محیط بوده‌ایم. مطالعه‌ای در سال ۲۰۲۰ نشان می‌دهد که یک پودر جدید می‌تواند به عنوان کاتالیزور برای از بین بردن "PFAS" مورد استفاده قرار بگیرد و یک مطالعه جالب و قابل توجه در اوایل سال جاری نشان داد که سطوح مواد شیمیایی سمی "PFAS" در خون را می‌توان تا ۳۰ درصد از طریق اهدای خون منظم کاهش داد.

آخرین کشف در این زمینه توسط دانشمندان دانشگاه کالیفرنیا در ریورساید انجام شده است که در سال ۲۰۱۷ شروع به آزمایش روش‌هایی برای تجزیه مواد شیمیایی "PFAS" از طریق واکنش‌های فتوشیمیایی کردند. این تحقیقات نشان داد که اضافه کردن این مواد به یک راکتور تصفیه آب حاوی سولفیت و قرار دادن آنها در معرض نور ماوراءبنفش به طور موثری باعث از بین رفتن آنها می‌شود. با این حال، واکنش‌های شیمیایی بسیار آهسته انجام می‌شوند، بنابراین این فرآیند به انرژی زیادی نیاز دارد در حالی که در از بین بردن پیوندهای قوی کربن و فلوئور که باعث ماندگاری طولانی مدت این مواد شیمیایی می‌شوند، ناتوان است.

دانشمندان در تلاش‌های خود برای بهبود این روش، تغییراتی در این فرآیند ایجاد کرده‌اند و سال گذشته موفقیت‌هایی به دست آوردند. آنها کشف کردند که انجام اکسیداسیون قبل و بعد از این افزودن آنها به آب منجر به از بین رفتن ۱۰۰ درصدی پیوندهای کربن و فلوئور در آلاینده‌های اصلی "PFAS" می‌شود. این تیم اکنون با تکیه بر این موضوع یک عنصر ویژه برای افزایش سرعت این فرآیند به آن افزوده‌اند.

افزودن یک ترکیب یدید به فرآیند تجزیه با ماورابنفش و سولفیت منجر به ایجاد مزایای قابل توجهی شد و اشکال رایج "PFAS" به راحتی تجزیه شدند. این روش همچنین در تجزیه یک مولکول مشکل ساز چهار کربنه به نام سولفونات پرفلوئوروبوتان(perfluorobutane sulfonate) مؤثر بود و این مولکول در عرض ۲۴ ساعت به طور کامل از محلول حذف شد.

"جینیونگ لیو"(Jinyong Liu)، استادیار مهندسی شیمی و محیط زیست و از نویسندگان این مقاله می‌گوید: یدید واقعاً کار قابل توجهی انجام می‌دهد. این ترکیب نه تنها واکنش را تسریع می‌کند، بلکه امکان تجزیه "PFAS" با غلظت ۱۰ برابر بیشتر و حتی از بین بردن برخی از ساختارهای بسیار مقاوم را فراهم می‌کند.

به گفته تیم تحقیقاتی، رویکرد جدید آنها برای از بین بردن ۹۰ درصد اتم‌های کربن- فلوئور موجود در مواد شیمیایی "PFAS" تا سه برابر سریع‌تر از استفاده تنها از یکی از روش‌ها یعنی اشعه ماورابنفش یا سولفیت بود و این فرآیند در عرض چند ساعت انجام شد. دانشمندان اکنون با شرکای خود برای آزمایش‌ این فناوری کار می‌کنند.

این تحقیق در مجله "Environmental Science & Technology" منتشر شده است.