Высокотоксичный загрязнитель воды, известный как перфтороктановая кислота (PFOA), в прошлом году заставил ряд населенных пунктов США закрыть свои источники питьевой воды. Из-за его исторического использования в производстве тефлона и других промышленных процессах, а также его стойкости в окружающей среде, загрязнение PFOA является распространенной проблемой во всем мире.
Исследовательская группа под руководством Северо-Западного университета сообщает о недорогом и возобновляемом материале, который быстро удаляет ПФОК из воды. Новая обработка эффективно устраняет микрозагрязнители до уровня ниже 10 частей на триллион, что намного ниже пределов, установленных Агентством по охране окружающей среды, и всех государственных рекомендаций по охране здоровья.
«Наш материал полностью извлекает загрязняющие вещества из воды», - сказал Уильям Дихтел, эксперт в области органической и полимерной химии, который руководил исследованием. «Полимер содержит сайты, которые прочно связывают ПФОК, что удаляет этот загрязнитель из воды, даже если он присутствует в чрезвычайно низких концентрациях. Сайты связывания соединены линкерами, которые еще больше усиливают сродство к ПФОК».
Дихтель, профессор химии Роберта Л. Летсингера в Северо-Западном колледже искусств и наук имени Вайнберга, считает, что этот материал может способствовать очистке питьевой воды от ПФОК и, возможно, других пер- и полифторированных алкильных веществ (ПФАС)., такие как перфтороктансульфоновая кислота (ПФОС).
Материал PFOA и полимерная технология Dichtel разрабатываются для коммерческого использования компанией CycloPure, Inc., соучредителем которой является Dichtel.
Исследование, в соавторстве с Дихтелем, Дамианом Хелблингом, доцентом кафедры гражданской и экологической инженерии Корнельского университета, и членами их исследовательских групп в Северо-Западном и Корнеллском университетах, недавно было опубликовано в Журнале Американского химического общества..
Рекомендуемый EPA предел совокупной концентрации PFOA и PFOS в питьевой воде на 2016 год составляет 70 частей на триллион, что равно одной чайной ложке PFOA в 14 плавательных бассейнах олимпийского размера. Негативные последствия для здоровья были отмечены при более низких концентрациях, чем рекомендованный EPA предел в обширных исследованиях воздействия PFOA. По крайней мере, в четырех штатах - Миннесоте, Нью-Гэмпшире, Нью-Джерси и Вермонте - введены лимиты, составляющие не менее половины лимита EPA.
Полимер можно многократно регенерировать и использовать повторно. Для улавливания и удаления ПФОК до уровня менее 10 частей на триллион требуется лишь небольшое количество материала.
«Наши результаты демонстрируют, что селективность этого типа полимера может быть адаптирована к интересующим загрязняющим веществам, в данном случае к ПФОК», - сказал Дихтель.«Этот материал имеет более чем в 10 раз более высокое сродство к PFOA, чем активированный уголь, традиционный метод обработки с несколькими известными недостатками».
Сетевой полимер состоит из соединения более мелких молекул с крошечными порами, а селективность запрограммирована в материале через сшитый мономер. Основной компонент, бета-циклодекстрин, представляет собой встречающуюся в природе биологически возобновляемую молекулу сахара, полученную из кукурузного крахмала.
Во многих населенных пунктах, часто находящихся рядом с промышленными объектами, военными объектами и аэропортами, уровни ПФОК превышают рекомендованный EPA предел. В 2016 году Хусик-Фолс, штат Нью-Йорк, и Беннингтон, штат Вермонт, объявили чрезвычайное положение из-за загрязнения питьевой воды ПФОК.
Поскольку тестирование питьевой воды на ПФОК и ПФОС становится широко обязательным, как недавно было принято в штате Нью-Йорк, ожидается, что обнаружение следовых количеств ПФОК, ПФОС и других ПФАС будет широко распространено в ближайшие годы..