Um aglomerado de produtos químicos industriais conhecido pela abreviatura "PFAS" se infiltrou nos confins do nosso planeta com um significado que os cientistas estão apenas começando a entender.

PFAS - substâncias per e polifluoroalquil - são compostos de flúor feitos pelo homem que nos deram revestimentos antiaderentes, polimentos, ceras, produtos de limpeza e espumas de combate a incêndios utilizados em aeroportos e bases militares. Eles estão em bens de consumo como tapetes, tinta de parede, sacos de pipoca e sapatos repelentes de água, e eles são essenciais na indústria aeroespacial, automotivo, telecomunicações, armazenamento de dados, indústrias eletrônicas e de saúde.

A ligação química carbono-flúor, entre os mais fortes da natureza, é a razão por trás do grande sucesso desses produtos químicos, bem como os imensos desafios ambientais que causaram desde a década de 1940. Resíduos de PFAS foram encontrados em algumas das fontes de água mais puras, e no tecido dos ursos polares. A ciência e a indústria são chamadas para limpar esses produtos químicos persistentes, alguns dos quais, em certas quantidades, têm sido associados a efeitos adversos para a saúde de humanos e animais.

Entre os que estão resolvendo este problema extremamente difícil estão os engenheiros da Walter Scott, Jr. College of Engineering da Colorado State University. A CSU faz parte de um número limitado de instituições com experiência e instrumentação sofisticada para estudar PFAS, revelando sua presença em quantidades inimaginavelmente vestigiais.

Agora, Os engenheiros da CSU liderados por Jens Blotevogel, professor assistente de pesquisa do Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, publicaram um novo conjunto de experimentos para lidar com um composto PFAS específico chamado ácido dímero de óxido de hexafluoropropileno, mais conhecido por seu nome comercial, GenX. O químico, e outros processos de polimerização que usam produtos químicos semelhantes, estão em uso há cerca de uma década. Eles foram desenvolvidos como uma substituição para produtos químicos PFAS legados conhecidos como compostos "C8" que eram - e ainda são - particularmente persistentes na água e no solo, e muito difícil de limpar (daí o apelido, "para sempre produtos químicos").

GenX se tornou um nome familiar na área da bacia de Cape Fear, na Carolina do Norte, onde foi descoberto na água potável local há alguns anos. A empresa responsável, Chemours, comprometeu-se a reduzir os produtos químicos orgânicos fluorados nas emissões atmosféricas locais em 99,99%, e as emissões atmosféricas e hídricas de suas operações globais em pelo menos 99% até 2030. Nos últimos anos, A Chemours também financiou a equipe de Blotevogel na CSU para testar métodos inovadores que ajudariam o meio ambiente e também atenderiam às obrigações de limpeza do legado da empresa.

Escrevendo em Ciência e Tecnologia Ambiental , Blotevogel se juntou a Tiezheng Tong, professor assistente de engenharia civil e ambiental, para demonstrar um "trem de tratamento" eficaz que combina várias tecnologias para isolar e destruir com precisão os resíduos de GenX na água.

Uma das práticas atuais para o tratamento de água contaminada com GenX é a incineração em alta temperatura - um processo que é "excessivamente caro, "de acordo com os pesquisadores, e muito desperdício de água e recuperação de energia. "Funciona, "Blotevogel disse, "mas não é sustentável."

Os pesquisadores estão oferecendo uma solução melhor. Língua, um dos principais especialistas em filtração por membrana e métodos de dessalinização para riscos ambientais, empregou uma membrana de nanofiltração com tamanhos de poros apropriados para filtrar 99,5% dos compostos GenX dissolvidos. Uma vez que esse fluxo de resíduos concentrado é gerado, os pesquisadores mostraram que a oxidação eletroquímica, que Blotevogel considera uma das tecnologias mais viáveis ​​para limpeza destrutiva de PFAS, pode então decompor os resíduos em produtos inofensivos.

Atualmente, as empresas também podem usar várias medidas para a remoção de PFAS da água para níveis aceitáveis:adsorção em carvão ativado, troca iônica, e osmose reversa. Embora todas essas três tecnologias possam ser altamente eficazes, eles não resultam diretamente na destruição de compostos PFAS, Blotevogel disse.

A solução alternativa de tratamento eletroquímico dos pesquisadores da CSU usa eletrodos para transformar quimicamente o PFAS em compostos mais benignos. O laboratório de Blotevogel demonstrou vários esforços bem-sucedidos de descontaminação em escala piloto, e está trabalhando para continuar otimizando suas metodologias. Combinado com o sistema de nanofiltração de Tong, o fluxo de resíduos seria direcionado e concentrado, economizando dinheiro para as empresas e reduzindo a pegada de carbono de todo o processo.

Os pesquisadores esperam continuar trabalhando juntos para refinar seu processo, por exemplo, testando diferentes tipos de membranas de filtração para determinar os materiais e o design mais adequados.