يمكن للمكونات الشائعة والرخيصة أن تحلل بعض “ المواد الكيميائية إلى الأبد ”


يقول العلماء إن هناك طريقة جديدة لتمزيق “المواد الكيميائية الضارة إلى الأبد”.

توجد مواد Perfluoroalkyl و polyfluoroalkyl ، المعروفة أيضًا باسم PFAS ، في الأحواض غير اللاصقة والأقمشة المقاومة للماء و تغليف الطعام وهي منتشرة في جميع أنحاء البيئة. يطلق عليهم اسم المواد الكيميائية إلى الأبد لقدرتهم على الالتفاف وعدم الانهيار. يرجع ذلك جزئيًا إلى أن PFAS لها رابطة قوية للغاية بين ذرات الكربون والفلور (SN: 6/4/19). الآن ، باستخدام القليل من الحرارة ومركبين شائعين نسبيًا ، استخدم الباحثون تحلل نوعًا رئيسيًا من المواد الكيميائية إلى الأبد في المختبر، تقارير الفريق في 19 أغسطس علوم. يمكن أن يساعد العمل في تمهيد الطريق لعملية تحطيم بعض المواد الكيميائية إلى الأبد تجاريًا ، على سبيل المثال عن طريق معالجة مياه الصرف الصحي.

قال الكيميائي العضوي ويليام ديشتيل في مؤتمر صحفي يوم 16 أغسطس: “المعرفة الأساسية لكيفية تحلل المواد هي أهم شيء تخرج من هذه الدراسة”.

بينما وجد بعض العلماء طرقًا بسيطة نسبيًا لـ تقسيم تحديد PFAS، تتطلب معظم طرق التحلل عمليات قاسية كثيفة الاستهلاك للطاقة باستخدام ضغط مكثف – في بعض الحالات يزيد عن 22 ميغا باسكال – أو درجات حرارة عالية للغاية – أحيانًا تزيد عن 1000 درجة مئوية – لكسر الروابط الكيميائية (SN: 6/3/22).

أجرى ديشتيل من جامعة نورث وسترن في إيفانستون بولاية إلينوي وفريقه تجارب على مادتين موجودتين في كل خزانة مختبر كيميائي تقريبًا: هيدروكسيد الصوديوم ، المعروف أيضًا باسم الغسول ، ومذيب يسمى ثنائي ميثيل سلفوكسيد ، أو DMSO. عمل الفريق على وجه التحديد مع مجموعة من المواد الكيميائية إلى الأبد تسمى PFCAs ، والتي تحتوي على حمض الكربوكسيل وتشكل نسبة كبيرة من جميع PFAS. تم العثور على بعض هذه الأنواع من المواد الكيميائية إلى الأبد في الملابس المقاومة للماء.

عندما قام الفريق بدمج PFCAs مع الغسول و DMSO عند 120 درجة مئوية وبدون الحاجة إلى ضغط إضافي ، سقط حمض الكربوكسيل عن المادة الكيميائية وأصبح ثاني أكسيد الكربون في عملية تسمى نزع الكربوكسيل. قال ديشتيل إن ما حدث بعد ذلك لم يكن متوقعًا. أدى فقدان الحمض إلى عملية تتسبب في “انهيار الجزيء بأكمله في سلسلة من التفاعلات المعقدة”. تضمنت هذه السلسلة خطوات حلت ما تبقى من المادة الكيميائية إلى أيونات فلوريد ومنتجات أصغر تحتوي على الكربون ، ولم تترك وراءها أي منتجات ثانوية ضارة. .

يقول كريس سيلز ، مهندس بيئي في جامعة دريكسيل في فيلادلفيا لم يشارك في الدراسة: “إنها طريقة أنيقة ، تختلف عن الأساليب الأخرى التي تمت تجربتها”. “السؤال الأكبر هو ، كيف يمكن تكييف هذا وتوسيع نطاقه؟” قدمت Northwestern براءة اختراع مؤقتة نيابة عن الباحثين.

قال فريق Dichtel إن فهم هذه الآلية هو مجرد خطوة واحدة في التراجع عن المواد الكيميائية إلى الأبد. وهناك حاجة إلى مزيد من البحث: هناك فئات أخرى من PFAS التي تتطلب حلولها الخاصة. لن تنجح هذه العملية في معالجة PFAS في البيئة ، لأنها تتطلب كمية مركزة من المواد الكيميائية. ولكن يمكن استخدامها يومًا ما في محطات معالجة مياه الصرف الصحي ، حيث يمكن تصفية الملوثات من الماء وتركيزها ثم تفكيكها.



المصدر