作者:Brittany Trang 来源:《科学》 发布时间:2022/8/22 19:42:37
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新方法销毁“永久化学品”廉价又方便

 

全氟烷基和多氟烷基化合物(PFAS)常用于消防泡沫液、防水布料和不粘炊具等产品中。

尽管应用广泛,但PFAS这种被称为“永久性化学品”的顽固分子不能在典型环境条件下分解,并在土壤和水中积累,一旦被人体摄入会持续存在。

2015年的一项研究发现,97%的美国人血液中含有PFAS,并与甲状腺疾病、高胆固醇和癌症等疾病有关联。

为此,研究人员开发出了比目前使用方法更简单、便宜的分解这类长效化学物质的方法——在100摄氏度下使用廉价试剂,有可能分解PFAS家族最大的组之一。相关研究近日发表于《科学》。

该研究还揭示了这些与健康问题有关的化学物质是如何分解的,这将助于最终销毁该持久性污染物。

“这些化学品最初的设计初衷是要稳定,可一旦它们进入环境,这一特性就变成了缺陷。”加拿大多伦多约克大学环境化学家Shira Joudan说。

目前处理PFAS的方法昂贵、苛刻,其中一些物质的处理需要1000摄氏度以上的高温和高压。

此外,新研究负责人、美国西北大学环境化学家Brittany Trang说,有证据表明,焚烧含有PFAS的产品会导致该化合物扩散到环境中,因此需要一种不造成二次污染的同时去除PFAS的方法。

PFAS的“永久性”归功于一系列碳—氟键,它们是自然界最强的化学键之一。但Trang和同事并不试图打破这一稳定的化学键,而是瞄准了该分子一端含有氧原子的化学基团。

他们通过在二甲基亚砜(DMSO)溶剂,以及清洁剂和肥皂中发现的一种常见试剂中加热PFAS,成功去除了上述含氧基团,由此引发了的一系列反应,最终将这些化合物分解为无害产物。同时,计算分析表明,这类PFAS被分解时一次分解两个或三个碳,而不是人们通常假设的一次分解一个碳。

通过这种方法,研究团队分解了10种PFAS,其中包括全氟辛酸(PFOA)——一种在大多数国家被禁止使用的化学物质。

到目前为止,科学家已经确定了超1.2万种PFAS。上述最新的分解方法适用于PFOA及其相关化学品,但不适用于另一类广泛使用的PFAS——全氟辛烷磺酸(PFOS),它具有潜在毒性,在许多国家已不再上市。

但美国Tetra Tech公司PFAS咨询负责人Ian Ross指出,相比之下,现行方法PFOA和PFOS都可以分解。此外,在使用DMSO溶剂进行分解可能不现实,Ross是否适合实际应用存在质疑。

“如果大量购买DMSO溶剂,用后将其处理掉也将花费一大笔钱,因为它们不能随便排进下水道。”Ross说。

对此,研究人员表示他们的研究不是终极方法,他们希望该研究能帮助启发其他人开发出分解PFAS的新方法。(来源:中国科学报 徐锐)

相关论文信息:https://doi.org/10.1126/science.abm8868

 
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