Destruição de EO e desfluoração de PFAS individuais. um –d , Degradação do composto pai de n = 1–8 PFCA (a ) e n = 4, 6 e 8 PFSA e FTS (b ). Desfluoração de n = 1−8 PFCA (c ) e n = 4, 6 e 8 PFSA e FTS (d ). Condições de reação:PFAS individual (25 µM, exceto 1.000 µM para trifluoroacetato para facilidade de F
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medição) adicionado em 20 ml de água com 100 mM Na2 SO4 como eletrólito; densidade de corrente de 15 mA cm
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aplicado em um 16 cm
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Ânodo BDD. Os dados são apresentados como valores médios de triplicados ± desvio padrão. e , O caminho de ‘zipping-off’ anteriormente conhecido. Crédito:Nature Water (2024). DOI:10.1038/s44221-024-00232-7 À medida que a Agência de Protecção Ambiental dos EUA reprime a insidiosa poluição “química para sempre” no ambiente, os responsáveis da aviação militar e comercial procuram formas de limpar essa poluição resultante de décadas de utilização de espumas supressoras de incêndio em bases aéreas militares e aeroportos comerciais.
As espumas anti-incêndio contêm centenas de produtos químicos prejudiciais à saúde, conhecidos pelos químicos como PFAS ou substâncias poli e per-fluoroalquil. Esses compostos têm ligações teimosamente fortes entre flúor e carbono, o que lhes permite persistir indefinidamente no meio ambiente, daí o apelido de “produtos químicos para sempre”. Também foram encontrados muitos outros produtos, os compostos PFAS agora contaminam o abastecimento de água subterrânea captada por fornecedores municipais de água em muitos locais do país.
Porque estão ligados a riscos mais elevados de certos cancros e outras doenças, a EPA impôs uma nova regra no mês passado que exige que as empresas de abastecimento de água reduzam a contaminação se os níveis excederem 4 partes por bilião para certos compostos PFAS.
Felizmente, uma descoberta colaborativa realizada por cientistas da UC Riverside (UCR) e da Clarkson University em Potsdam, Nova Iorque, fornece uma nova estratégia para limpar estes poluentes.
O método está detalhado na revista Nature Water . Envolve o tratamento de água altamente contaminada com luz ultravioleta (UV), sulfito e um processo chamado oxidação eletroquímica, explicou o professor associado da UCR, Jinyong Liu.
"Neste trabalho, continuamos nossa pesquisa sobre o tratamento à base de UV, mas desta vez tivemos a colaboração de um especialista em oxidação eletroquímica da Universidade Clarkson", disse Liu, que publicou quase 20 artigos sobre o tratamento de poluentes PFAS em água contaminada. . “Juntamos essas duas etapas e alcançamos a destruição quase completa do PFAS em várias amostras de água contaminadas pelas espumas”.
Liu disse que a colaboração com uma equipe liderada pelo professor assistente Yang Yang da Clarkson resolveu grandes problemas técnicos. Por exemplo, as espumas contêm vários outros compostos orgânicos concentrados que impedem a quebra das fortes ligações flúor-carbono nos compostos PFAS.
Liu e Yang, no entanto, descobriram que a oxidação eletroquímica também decompõe esses compostos orgânicos. O seu processo também permite que estas reações ocorram à temperatura ambiente sem necessidade de calor adicional ou alta pressão para estimular a reação.
“No mundo real, a água contaminada pode ser muito complicada”, disse Liu. "Ele contém muitas coisas que podem potencialmente retardar a reação."
Os compostos PFAS têm sido usados em milhares de produtos, desde sacos de batatas fritas até utensílios de cozinha antiaderentes, mas as espumas supressoras de fogo são uma importante fonte de poluição de PFAS nas águas subterrâneas porque têm sido usadas há décadas para extinguir incêndios de combustível de aviação em centenas de militares. locais e aeroportos comerciais. Essas espumas também eram aplicadas rotineiramente em pequenos derramamentos de combustível como medida de precaução para evitar incêndios.
Inventadas pela Marinha dos EUA na década de 1960, as espumas formam uma película aquosa em torno da gasolina em chamas e de outros líquidos inflamáveis, que rapidamente priva o fogo de oxigênio e o extingue.
Devido ao uso generalizado, o Departamento de Defesa ordenou avaliações de 715 locais militares a nível nacional para libertações de PFAS e, no final do ano passado, descobriu que 574 destes locais necessitam de mais investigações ou limpezas, conforme exigido pela lei federal.
As limpezas de PFAS tornaram-se mais urgentes no mês passado, quando a EPA impôs uma nova regra que exige que as concessionárias de água reduzissem a contaminação se os níveis excedessem 4 partes por trilhão para certos compostos de PFAS.
Liu disse que o método que desenvolveu com Yang é adequado para limpar água altamente contaminada usada para lavar tanques, mangueiras e outros equipamentos de combate a incêndios. O método também pode ser usado para tratar restos de recipientes de espumas contendo PFAS.
Seu método também pode ajudar as concessionárias de água a lidar com a poluição das águas subterrâneas. As águas subterrâneas contaminadas são frequentemente tratadas através de tecnologias de troca iônica nas quais as moléculas de PFAS se aglomeram em esferas de resina em grandes tanques de tratamento. O método de luz UV e oxidação eletroquímica desenvolvido por Liu e Yang também pode auxiliar na regeneração de contas para que possam ser recicladas, disse Liu.
“Queremos uma gestão sustentável da resina”, disse Liu. “Queremos reutilizá-lo.”
O título do estudo é "Destruição quase completa de PFAS em espuma aquosa formadora de filme por processos fotoeletroquímicos integrados." Além de Liu e Yang, seus autores são Yunqiao Guan, Zekun Liu, Nanyang Yang, Shasha Yang e Luz Estefanny Quispe-Cardenas, atuais ou ex-alunos de pós-graduação da UCR e Clarkson.
