En mulig afslutning på evige kemikalier

Syntetiske kemikalier kendt som per- og polyfluoralkyler, eller PFAS, indeholder bindinger mellem kulstof- og fluoratomer, der anses for at være de stærkeste i organisk kemi. Desværre, den udbredte brug af disse ikke-biologisk nedbrydelige produkter siden 1940'erne har forurenet mange vandforsyninger over hele Amerika.

Ingeniører ved UC Riverside har nu vist i modelleringseksperimenter, at brug af overskydende elektroner knuser kulstof-fluorbindingen af ​​PFAS i vand, efterlader biprodukter, der endda kan fremskynde processen. Bladet er udgivet i Fysisk kemi Kemisk fysik .

Uigennemtrængelig for varme, kemikalier, og fysisk kraft, kulstof-fluorbindingen gør PFAS allestedsnærværende i fødevareemballage, plet- og vandafvisende stoffer, polermidler og voks, brandslukningsskum, rengøringsprodukter, tæpper og tusindvis af andre almindelige husholdnings- og industriprodukter. Miljøstyrelsen vurderer, at det meste af befolkningen har været udsat for PFAS, der ophobes i kroppen over tid, fordi disse "for evigt kemikalier" ikke nedbrydes biologisk.

Sharma Yamijala, en postdoc-forsker ved Marlan and Rosemary Bourns College of Engineering og første forfatter til papiret, kørte simuleringer på både perfluoroctansyre og perfluoroctansulfonsyremolekyler, de mest almindelige PFA-forureninger i miljøet, omgivet af vandmolekyler. Han fandt ud af, at de øjeblikkeligt mistede deres fluoratom i nærvær af overskydende elektroner.

PFA-molekylerne brød ned til en mellemliggende kemisk art, hvis sammensætning yderligere kunne accelerere nedbrydningen af ​​andre PFA-molekyler. Reaktionen dannede også et hydrogenfluorid-molekyle. Hvorvidt disse kortkædede molekyler er kræftfremkaldende i typiske koncentrationer i vand, er endnu ikke blevet bestemt.

"I et ægte vandbehandlingsscenarie, de overskydende elektroner kunne komme fra metalholdige forbindelser placeret i vandet under ultraviolet stråling. Elektronerne fra disse forbindelser vil interagere med PFA-molekylerne og bryde dem, " sagde Yamijala.

Simuleringerne beskriver i præcise detaljer en proces, som forskerne har vidst er mulig.

"Folk vidste, at du kunne gøre dette, men vidste ikke hvorfor, " sagde Bryan Wong, en lektor i kemi- og miljøteknik og avisens seniorforfatter. "Vores simuleringer definerer det større billede, som vi kan forfine for at finde måder at nedbryde PFA'er hurtigere eller mere effektivt i fremtiden."