S obzirom na sve veću regulaciju "vječnih kemikalija" od strane američke Agencije za zaštitu okoliša (EPA), vojni i komercijalni zrakoplovni službenici traže načine za čišćenje onečišćenja uzrokovanog desetljećima korištenja pjena za gašenje požara na vojnim bazama i komercijalnim zračnim lukama.

Pjene za gašenje požara sadrže stotine štetnih vječnih kemikalija, poznatih kao PFAS ili polifluoroalkilne tvari. Ovi spojevi imaju izuzetno jake veze između fluora i ugljika, što im omogućuje da opstaju neograničeno u okolišu. PFAS spojevi također se nalaze u mnogim drugim proizvodima te sada kontaminiraju podzemne izvore vode koje koriste mnogi komunalni vodovodi diljem zemlje.

S obzirom na povezanost s većim rizicima od određenih karcinoma i drugih bolesti, EPA je prošlog mjeseca donijela novu uredbu koja zahtijeva od vodoopskrbnih tvrtki da smanje onečišćenje ako razine određenih PFAS spojeva prelaze 4 dijela na bilijun.

Srećom, zajedničko otkriće znanstvenika sa Sveučilišta u Kaliforniji, Riverside, i Clarkson Sveučilišta u Potsdamu, N.Y., pruža novu strategiju za čišćenje ovih onečišćenja.

Metoda je detaljno opisana ovog mjeseca u časopisu Nature Water. Uključuje tretiranje jako kontaminirane vode ultraljubičastim (UV) svjetlom, sulfitom i procesom koji se zove elektrokemijska oksidacija, objasnio je izvanredni profesor UCR-a, Jinyong Liu.

"Ovaj rad nastavak je našeg istraživanja na UV-baziranom tretmanu, ali ovaj put smo surađivali s ekspertom za elektrokemijsku oksidaciju na Clarkson Sveučilištu," rekao je Liu, koji je objavio gotovo 20 radova o tretiranju PFAS onečišćenja u kontaminiranoj vodi. "Spojili smo ove dvije metode i postigli gotovo potpuno uništenje PFAS-a u raznim uzorcima vode kontaminirane pjenama."

Liu je istaknuo kako je suradnja s timom pod vodstvom asistenta profesora Yanga Yanga na Clarksonu riješila velike tehničke probleme. Naime, pjene sadrže razne druge koncentrirane organske spojeve koji otežavaju razbijanje snažnih veza između fluora i ugljika u PFAS spojevima.

Međutim, Liu i Yang otkrili su da elektrokemijska oksidacija također razbija ove organske spojeve. Njihov proces omogućuje da se ove reakcije odvijaju na sobnoj temperaturi bez potrebe za dodatnom toplinom ili visokim tlakom kako bi se stimulirala reakcija.

"U stvarnom svijetu, kontaminirana voda može biti vrlo složena," rekao je Liu. "Sadrži puno stvari koje bi potencijalno mogle usporiti reakciju."

PFAS spojevi koriste se u tisućama proizvoda, od vrećica za čips do posuđa s neljepljivom površinom, ali pjene za gašenje požara su glavni izvor PFAS onečišćenja podzemnih voda jer se koriste već desetljećima za gašenje požara zrakoplovnog goriva na stotinama vojnih lokacija i komercijalnih zračnih luka. Ove pjene također su se rutinski koristile za manje izlijevanja goriva kao preventivna mjera za sprječavanje požara.

Izumljene od strane američke mornarice 1960-ih, pjene formiraju vodeni film oko zapaljenog benzina i drugih zapaljivih tekućina, što brzo lišava požar kisika i gasi ga.

Zbog široke upotrebe, Ministarstvo obrane SAD-a naredilo je procjenu 715 vojnih lokacija diljem zemlje zbog PFAS ispuštanja i do kraja prošle godine otkrilo da 574 od tih lokacija zahtijevaju daljnje istrage ili čišćenja prema federalnom zakonu.

Čišćenja PFAS-a postala su hitnija prošlog mjeseca kada je EPA uvela novu uredbu koja zahtijeva od vodovoda da smanje onečišćenje ako razine određenih PFAS spojeva prelaze 4 dijela na bilijun.

Liu je rekao da je metoda koju je razvio s Yangom dobro prilagođena za čišćenje jako kontaminirane vode koja se koristi za ispiranje spremnika, crijeva i druge opreme za gašenje požara. Metoda se također može koristiti za tretiranje preostalih spremnika pjena koje sadrže PFAS.

Njihova metoda također može pomoći vodoopskrbnim tvrtkama u rješavanju onečišćenja podzemnih voda. Kontaminirane podzemne vode često se tretiraju tehnologijama ionske izmjene u kojima se PFAS molekule vežu na smolaste kuglice u velikim spremnicima za tretman. Metoda UV svjetla i elektrokemijske oksidacije koju su razvili Liu i Yang također može pomoći u regeneraciji kuglica kako bi se mogle ponovno koristiti, rekao je Liu.

"Želimo imati održivo upravljanje smolom," rekao je Liu. "Želimo je ponovno koristiti."

Naslov studije je "Gotovo potpuno uništenje PFAS-a u vodenom filmu-formirajućoj pjeni integriranim foto-elektrokemijskim procesima." Osim Liua i Yanga, autori studije su Yunqiao Guan, Zekun Liu, Nanyang Yang, Shasha Yang i Luz Estefanny Quispe-Cardenas, koji su sadašnji ili bivši studenti na UCR-u i Clarksonu.

Ovo istraživanje financirano je sredstvima iz Programa strateškog istraživanja i razvoja okoliša Ministarstva obrane SAD-a.

Izvor: University of California