Одним из самых известных представителей класса «вечных» химикатов является перфтороктансульфоновая кислота (PFOS), которая используется для придания материалам стойкости к пятнам, жиру, воде и огню. Это соединение входит в более обширную группу PFAS — пер- и полифторалкильных веществ — они применяются в производстве антипригарной посуды, упаковки для фастфуда, ковров, текстиля и даже пены для гашения пожаров.
Широкое использование PFOS привело к повсеместному распространению этого вещества в окружающей среде. Перфтороктансульфоновая кислота обнаруживается в почве, продуктах питания и питьевой воде, а исключительная устойчивость этого вещества к разложению делает его серьезной угрозой для здоровья. Уже неоднократно доказана связь PFOS с нарушениями работы печени, иммунной системы, а также с развитием онкологических и других тяжелых заболеваний. В связи с этим все более актуальной становится задача эффективного удаления этого соединения из окружающей среды, особенно из воды.
Ученые из Института Стивенса Сяогуан Мэн, Христос Христодулатос и Мэн Цзи решили найти наиболее эффективный метод очистки воды от PFOS. В настоящее время чаще всего используется активированный уголь, который задерживает загрязнители на своей пористой поверхности и таким образом очищает воду. Также в промышленной очистке сточных вод иногда применяют порошок железа — так называемое микромасштабное нулево-валентное железо (mZVI). Этот материал дешевле активированного угля, что делает его более привлекательным с экономической точки зрения.
В своей работе специалисты сравнили эффективность этих двух адсорбентов. Результаты оказались неожиданными: по удельной поверхности порошок железа оказался в 26 раз эффективнее активированного угля. Еще более удивительным стало открытие того, что даже после окисления — когда железо покрывается ржавчиной — его способность удалять PFOS практически не снижается. Окисленная поверхность продолжает активно захватывать загрязнители, что противоречит традиционным представлениям о потере активности материала при коррозии.
Это открытие уже вызвало большой интерес у научного сообщества: несмотря на недавнюю публикацию, статья была просмотрена более тысячи раз. Впереди у химиков новые эксперименты, цель которых — выяснить, почему даже после окисления железо не теряет своей эффективности и как использовать его свойства для создания масштабируемых и недорогих систем очистки воды — от небольших бытовых до крупных промышленных. Как отмечает профессор Мэн, дальнейшие исследования крайне важны для разработки технологий, которые смогут решить одну из самых острых экологических проблем нашего времени.
Ранее ученые придумали, как при помощи ультразвука превратить «вечные» химикаты в возобновляемые ресурсы.
