28 ژوئن 2023 -توسط اریک استن، دانشگاه میسوری-اعتبار: ACS ES&T Engineering (2023). DOI:
در مطالعه اخیر منتشر شده در ACS ES&T Engineering، فنگ “فرانک” شیائو و همکارانش در دانشگاه میسوری روشی نوآورانه را با استفاده از گرمایش القایی حرارتی برای تجزیه سریع PFAS باقی مانده بر روی سطح دو ماده جامد – کربن فعال دانه‌ای و تبادل آنیون نشان دادند. رزین ها – پس از استفاده از این مواد برای فیلتر کردن PFAS از سیستم های آب شهری. هدف تیم این است که مواد را قبل از دفع صحیح تمیز کنند.
PFAS گروهی از مواد شیمیایی مصنوعی است که معمولا در محصولات خانگی و صنعتی مانند فوم آتش نشانی، بسته بندی مواد غذایی و ظروف نچسب یافت می شود. این روش بر اساس اثر گرمایش ژول است که از فرآیند القای الکترومغناطیسی در یک راکتور فلزی استفاده می کند.
شیائو گفت: “در این مطالعه، ما استفاده از یک تکنیک مهندسی که برای ذوب فلزات استفاده می شود را مورد بررسی قرار دادیم.” این روش باعث تخریب 98 درصدی PFAS در سطح جاذب‌هایی مانند کربن فعال دانه‌ای و رزین‌های تبادل آنیونی پس از تنها 20 ثانیه شد که این فرآیند را بسیار کارآمدتر از انرژی و بسیار سریع‌تر از روش‌های معمولی می‌کند.
در سال‌های اخیر، کارشناسان نگرانی‌هایی را در مورد خطرات سلامتی انسان ناشی از قرار گرفتن در معرض محیط زیست با PFAS، از جمله ایجاد سرطان و سایر مسائل جدی بهداشتی، مطرح کرده‌اند. شیائو، که انتصاب او در بخش مهندسی عمران و محیط زیست است، گفت در حالی که PFAS را می توان با استفاده از جاذب ها از آب فیلتر کرد، دفع جاذب های استفاده شده یا مصرف شده نیز باعث ایجاد مشکلات آلودگی محیطی می شود.
شیائو گفت: «از آنجایی که گروه مواد شیمیایی معروف به PFAS عموماً در برابر تخریب مقاومت می‌کنند، چالش‌های قابل‌توجهی برای فرآیندهای تصفیه ایجاد شده، از جمله روش‌های دفع زباله برای موادی که به عنوان فیلترهایی مانند کربن فعال دانه‌ای و رزین‌های تبادل آنیونی استفاده می‌شوند، ایجاد می‌کنند.
شیائو کار خود را بر روی تحقیق در مورد روش‌هایی برای حذف ایمن PFAS از محیط گذرانده است، از جمله اخیراً کارایی مشابهی را با استفاده از گرمایش القایی برای تخریب سریع PFAS در خاک نشان داده است. او گفت که مطالعه حاضر همچنین از مقررات پیشنهادی اخیر آژانس حفاظت از محیط زیست (EPA) الهام گرفته است که در صورت نهایی شدن، سیستم های عمومی آب در ایالات متحده را ملزم به نظارت و کاهش آلودگی PFAS در آب آشامیدنی و جاذب های مصرف شده می کند.
اشکالات بالقوه این روش شامل محصولات جانبی ایجاد شده در طول این فرآیند است – گونه‌های فلوئوردار آلی و هیدروژن فلوراید. در حالی که این محصولات جانبی برای مصرف از طریق تنفس یا بلع سمی در نظر گرفته می شوند، شیائو راه حلی دارد.
شیائو گفت: «اگر محصولات آلی فلورینه گازی در طی گرمایش القایی تجزیه نشوند، برای حذف یا تخریب آنها، عملیات کاهشی ضروری است. با این حال، بر اساس مطالعات قبلی من، برخی از این محصولات می توانند با روش های حرارتی منظم تجزیه شوند. به طور همزمان، تولید هیدروژن فلوراید افزایش می یابد، که مطلوب است زیرا به معنای کانی سازی یا تجزیه بیشتر PFAS است. ما دریافتیم هیدروژن فلوراید را می توان به سادگی با استفاده از خاک رس یا خاک در دماهای متوسط حذف کرد.
