Scoperta una nuova strategia di pulizia “chimica per sempre”.

Le schiume antincendio contengono centinaia di sostanze chimiche dannose per la salute, conosciute dai chimici come PFAS o sostanze poli- e per-fluoroalchiliche. Questi composti hanno legami fluoro-carbonio ostinatamente forti, che consentono loro di persistere indefinitamente nell’ambiente, da qui il soprannome di “sostanze chimiche per sempre”. Sono stati trovati anche molti altri prodotti, i composti PFAS ora contaminano le riserve di acqua sotterranea prelevate dai fornitori di acqua municipali in molte località della nazione.

Poiché sono collegati a rischi più elevati per alcuni tumori e altre malattie, il mese scorso l’EPA ha imposto una nuova regola che impone ai servizi idrici di ridurre la contaminazione se i livelli superano le 4 parti per trilione per alcuni composti PFAS.

Fortunatamente, una scoperta collaborativa degli scienziati della UC Riverside e della Clarkson University di Potsdam, New York, fornisce una nuova strategia per ripulire questi inquinanti.

Il metodo è stato dettagliato questo mese nella rivista Natura Acqua. Si tratta di trattare l’acqua fortemente contaminata con luce ultravioletta (UV), solfiti e un processo chiamato ossidazione elettrochimica, ha spiegato il professore associato dell’UCR Jinyong Liu.

“In questo lavoro, abbiamo continuato la nostra ricerca sul trattamento a base UV, ma questa volta abbiamo collaborato con un esperto di ossidazione elettrochimica della Clarkson University”, ha affermato Liu, che ha pubblicato quasi 20 articoli sul trattamento degli inquinanti PFAS nell’acqua contaminata. .. “Abbiamo messo insieme questi due passaggi e abbiamo ottenuto la distruzione quasi completa dei PFAS in vari campioni di acqua contaminati dalle schiume.”

Liu ha detto che la collaborazione con un team guidato dal professore assistente Yang Yang alla Clarkson ha risolto importanti problemi tecnici. Ad esempio, le schiume contengono vari altri composti organici concentrati che ostacolano la rottura dei forti legami fluoro-carbonio nei composti PFAS.

Liu e Yang, tuttavia, hanno scoperto che l’ossidazione elettrochimica rompe anche queste sostanze organiche. Il loro processo consente inoltre che queste reazioni avvengano a temperatura ambiente senza la necessità di ulteriore calore o alta pressione per stimolare la reazione.

“Nel mondo reale, l’acqua contaminata può essere molto complicata”, ha detto Liu. “Contiene molte cose che potrebbero potenzialmente rallentare la reazione.”

I composti PFAS sono stati utilizzati in migliaia di prodotti, dai sacchetti per patatine alle pentole antiaderenti, ma le schiume antincendio sono una delle principali fonti di inquinamento da PFAS nelle falde acquifere perché sono state utilizzate per decenni per estinguere gli incendi di carburante per aerei in centinaia di strutture militari. siti e aeroporti commerciali. Queste schiume venivano regolarmente applicate anche su piccole fuoriuscite di carburante come misura precauzionale per prevenire gli incendi.

Inventate dalla Marina degli Stati Uniti negli anni ’60, le schiume formano una pellicola acquosa attorno alla benzina in fiamme e ad altri liquidi infiammabili, che priva rapidamente il fuoco dell’ossigeno e lo spegne. A causa dell’uso diffuso, il Dipartimento della Difesa ha ordinato valutazioni di 715 siti militari a livello nazionale per rilasci di PFAS e, entro la fine dello scorso anno, ha scoperto che 574 di questi siti necessitavano di ulteriori indagini o pulizie come richiesto dalla legge federale.

Le pulizie dei PFAS sono diventate più urgenti il ​​mese scorso quando l’EPA ha imposto una nuova regola che richiedeva ai servizi idrici di ridurre la contaminazione se i livelli superavano le 4 parti per trilione per alcuni composti PFAS.

Liu ha affermato che il metodo sviluppato con Yang è adatto per pulire l’acqua fortemente contaminata utilizzata per stanare serbatoi, tubi flessibili e altre attrezzature antincendio. Il metodo può anche essere utilizzato per trattare contenitori residui di schiume contenenti PFAS.

Il loro metodo può anche aiutare i servizi idrici a gestire l’inquinamento delle falde acquifere. Le acque sotterranee contaminate vengono spesso trattate mediante tecnologie di scambio ionico in cui le molecole PFAS si depositano su sfere di resina in grandi vasche di trattamento. La luce UV e il metodo di ossidazione elettrochimica sviluppati da Liu e Yang possono anche aiutare la rigenerazione delle perle in modo che possano essere riciclate, ha detto Liu.

“Vogliamo avere una gestione sostenibile della resina”, ha detto Liu. “Vogliamo riutilizzarlo.”

Il titolo dello studio è “Distruzione quasi completa dei PFAS nella schiuma acquosa filmogena mediante processi fotoelettrochimici integrati”. Oltre a Liu e Yang, i suoi autori sono Yunqiao Guan, Zekun Liu, Nanyang Yang, Shasha Yang e Luz Estefanny Quispe-Cardenas, che sono attuali o ex studenti laureati presso l’UCR e Clarkson.

Questa ricerca è stata sostenuta dai finanziamenti del Programma di ricerca e sviluppo ambientale strategico del Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti.