ส่วนผสมเพียง 3 อย่างสามารถทำลาย PFAS ที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย

กระบวนการใหม่ในการทำลายโมเลกุลที่คงทนเหล่านี้ทำได้ในเวลาเพียงไม่กี่ชั่วโมง

การเลิกทำ “สารเคมีที่คงอยู่ตลอดไป” ที่เป็นพิษอาจพบได้ในผลิตภัณฑ์ในตู้กับข้าวของคุณ

สารเปอร์ฟลูออโรอัลคิลและโพลีฟลูออโรอัลคิลหรือที่เรียกว่า PFAS สามารถคงอยู่ในสิ่งแวดล้อมได้นานหลายศตวรรษ แม้ว่าจะมีการศึกษาผลกระทบต่อสุขภาพของ PFAS เพียงเศษเสี้ยวของหลายพันชนิดที่แตกต่างกัน แต่การวิจัยได้เชื่อมโยงการสัมผัสกับสารเคมีที่มนุษย์สร้างขึ้นในระดับสูงบางส่วนเหล่านี้ไปยังปัญหาสุขภาพ เช่น มะเร็งและปัญหาการเจริญพันธุ์

ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่าการรวมกันของแสงอัลตราไวโอเลตและสารเคมีทั่วไปสองสามชนิดสามารถสลาย PFAS เกือบทั้งหมดในสารละลายเข้มข้นในเวลาเพียงไม่กี่ชั่วโมง กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการระเบิดรังสี UV ที่สารละลายที่มี PFAS และไอโอไดด์ ซึ่งมักถูกเติมลงในเกลือแกง และซัลไฟต์ ซึ่งเป็นสารกันบูดในอาหารทั่วไป นักวิจัยรายงานในรายงานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสิ่งแวดล้อมวันที่ 15 มีนาคม

Garrett McKay นักเคมีสิ่งแวดล้อมจาก Texas A&M University ในคอลเลจสเตชั่น กล่าวว่า “สิ่งเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าเมื่อรวม [ไอโอไดด์และซัลไฟต์] ระบบจะมีประสิทธิภาพมากขึ้น” “มันเป็นก้าวที่ยิ่งใหญ่”

โมเลกุล PFAS ประกอบด้วยสายโซ่ของอะตอมของคาร์บอนที่ยึดติดกับอะตอมฟลูออรีน พันธะคาร์บอนฟลูออรีนเป็นพันธะเคมีที่แข็งแกร่งที่สุดชนิดหนึ่ง พันธะเหนียวนี้ทำให้ PFAS มีประโยชน์สำหรับการใช้งานหลายอย่าง เช่น การเคลือบกันน้ำและน้ำมัน โฟมดับเพลิง และเครื่องสำอาง (SN: 6/4/19; SN: 6/15/21) เนื่องจากมีการใช้กันอย่างแพร่หลายและมีอายุยืนยาว PFAS จึงสามารถตรวจพบได้ในดิน อาหาร และแม้แต่น้ำดื่ม สำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมแห่งสหรัฐอเมริกากำหนดระดับการให้คำปรึกษาที่ดีต่อสุขภาพสำหรับ PFOA และ PFOS ซึ่งเป็น PFAS ทั่วไปสองประเภทที่ 70 ส่วนต่อล้านล้าน

สิ่งอำนวยความสะดวกในการบำบัดสามารถกรอง PFAS ออกจากน้ำได้โดยใช้เทคโนโลยี เช่น ตัวกรองถ่านกัมมันต์หรือเรซินแลกเปลี่ยนไอออน แต่กระบวนการกำจัดเหล่านี้ทำให้ PFAS กลายเป็นของเสียที่ต้องใช้พลังงานและทรัพยากรจำนวนมากในการทำลาย ผู้เขียนร่วมการศึกษา Jinyong Liu นักเคมีสิ่งแวดล้อมจาก University of California, Riverside กล่าว “ถ้าเราไม่ [ทำลายขยะนี้] จะมีปัญหาเรื่องการปนเปื้อนรอง”

วิธีหนึ่งที่ได้รับการศึกษามาเป็นอย่างดีที่สุดในการย่อยสลาย PFAS ก็คือการผสมพวกมันลงในสารละลายที่มีซัลไฟต์ แล้วจึงพ่นส่วนผสมด้วยรังสียูวี รังสีจะดึงอิเล็กตรอนออกจากซัลไฟต์ ซึ่งจะเคลื่อนที่ไปรอบๆ ตัดพันธะคาร์บอน-ฟลูออรีนที่ดื้อรั้น และทำให้โมเลกุลแตกตัว

แต่ PFAS บางชนิด เช่น ชนิดที่เรียกว่า PFBS ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าลดสภาพได้ยากด้วยวิธีนี้ หลิวและเพื่อนร่วมงานของเขาฉายรังสีสารละลายที่มี PFBS และซัลไฟต์ตลอดทั้งวัน เพียงเพื่อจะพบว่ามีสารมลพิษในสารละลายน้อยกว่าครึ่งหนึ่งถูกทำลายลง การบรรลุระดับการย่อยสลายที่สูงขึ้นต้องใช้เวลามากขึ้นและซัลไฟต์เพิ่มเติมจะถูกเทลงในช่วงเวลาเว้นระยะ

นักวิจัยรู้ดีว่าไอโอไดด์ที่สัมผัสกับรังสียูวีจะผลิตอิเล็กตรอนตัดพันธะมากกว่าซัลไฟต์ และการวิจัยก่อนหน้านี้ได้แสดงให้เห็นว่าการฉายรังสี UV ที่จับคู่กับไอโอไดด์เพียงอย่างเดียวสามารถนำมาใช้ในการย่อยสลายสารเคมี PFAS ได้

ดังนั้นหลิวและเพื่อนร่วมงานของเขาจึงฉายรังสี UV ด้วยสารละลายที่มี PFBS ไอโอไดด์ และซัลไฟต์ ความประหลาดใจของนักวิจัย หลังจากการฉายรังสี 24 ชั่วโมง PFBS ที่ดื้อรั้นยังคงอยู่น้อยกว่า 1 เปอร์เซ็นต์

ยิ่งไปกว่านั้น นักวิจัยยังแสดงให้เห็นว่ากระบวนการทำลาย PFAS ประเภทอื่นด้วยประสิทธิภาพที่ใกล้เคียงกัน และยังมีประสิทธิภาพเมื่อความเข้มข้นของ PFAS เท่ากับ 10 เท่าของที่แสงยูวีและซัลไฟต์เพียงอย่างเดียวสามารถย่อยสลายได้ และด้วยการเพิ่มไอโอไดด์ นักวิจัยพบว่าพวกเขาสามารถเร่งปฏิกิริยาได้ Liu กล่าว ทำให้กระบวนการนี้ใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น

ในสารละลาย ไอโอไดด์และซัลไฟต์ทำงานร่วมกันเพื่อรักษาการทำลายโมเลกุล PFAS ไว้ หลิวอธิบาย เมื่อรังสีอัลตราไวโอเลตปล่อยอิเล็กตรอนออกจากไอโอไดด์ ไอโอไดด์นั้นจะถูกแปลงเป็นโมเลกุลที่ทำปฏิกิริยาซึ่งจากนั้นก็จับอิเล็กตรอนอิสระกลับคืนมา แต่ที่นี่ซัลไฟต์สามารถเข้ามาและจับกับโมเลกุลที่ทำปฏิกิริยาเหล่านี้และกับออกซิเจนที่ขับอิเล็กตรอนในสารละลาย นักวิจัยรายงานว่า “กับดัก” ของซัลไฟต์นี้ช่วยให้อิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมาเป็นอิสระในการตัดโมเลกุล PFAS ออกจากกันนานกว่าแปดเท่าหากไม่มีซัลไฟต์อยู่ที่นั่น

น่าแปลกใจที่ไม่มีใครแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพของการใช้ซัลไฟต์กับไอโอไดด์ในการย่อยสลาย PFAS มาก่อน McKay กล่าว

Liu และเพื่อนร่วมงานของเขากำลังร่วมมือกับบริษัทวิศวกรรม โดยใช้กระบวนการใหม่ของพวกเขาในการบำบัด PFAS ในกระแสของเสียที่เข้มข้น การทดสอบนำร่องจะสิ้นสุดในอีกประมาณสองปี

สามารถอัพเดตข่าวสารเรื่องราวต่างๆได้ที่ leticia-ortiz.com