科学家找到“永恒化学品”的摧毁方法了

用简单方法摧毁“永远的化学品”, 让 PFAS 降解为无害产品。

连北极冰层内都有的“永恒化学品” Forever Chemical

PFAS 即含氟表面活性剂,全称是全氟/多氟烷基化合物 (per- and polyfluoroalkyl substances),由杜邦公司所研发,用于制造特氟龙不粘锅的表面涂层。自此后成为最受人类追捧的人造化学品,而作为不粘剂和防水剂所衍生出来的氟化物家族,包括数以千计的不粘、防水化合物,广泛用于餐具、化妆品、纺织和各类工业产品。

恶魔你知我知
【恶魔你知我知】
纪录片海报 via Wikimedia

2001年,在西弗吉尼亚州的一家杜邦工厂附近,有数万人的饮用水中发现了特氟龙化学品,许多人因此罹患绝症而亡,丑闻爆发,事件也被拍成了纪录片电影 – The Devil We know。

然而几十年的大量使用,已经导致全球的水、土壤和世界上最遥远的角落,无论是人或动物的血液,都受到不同程度的污染。PFAS在环境中永远不会分解,而且会在动物体内累积。

它是名副其实的“永久化学品” – 细菌不能吃,大火不能烧,也无法用水稀释,而且带有剧毒。如果这些有毒化学物质被掩埋在土中,会渗入周围的土壤,成为永久的问题。

现在,西北大学的化学家们完成了这项看似不可能的任务。研究小组使用一种低温、廉价的常用试剂​​,开发出可以让两大类 PFAS 化合物分解的技术,最后只留下良性的最终产品。

科学家出招 将化合物打回原形

上图:PFAS碳氟键化学结构

这要归功于化学家Dichtel 的团队在研究 PFAS 化合物时,发现了它的弱点。PFAS 有着一长串的顽固碳氟键。 但在分子的一端,有个含氧原子的带电基团。

这项研究最近发表在《科学》期刊上。

Dichtel 团队用二甲基亚砜(dimethyl sulfoxide,一种可破坏 PFAS 的少见溶剂)中加入常用试剂氢氧化钠,与PFAS 一同加热。

Dichtel表示,以上做法会引发连锁反应,让化合物开始吐出氟原子,形成氟化物,也是最安全的氟形态。“虽然碳氟键超强,但带电基团是致命弱点。”

这种新技术所需要的条件不高,也只需要简单、廉价的试剂,可以广泛使用。俗话说,解铃还须系铃人,化学毒物果真还得靠对的化学反应来解套。希望有更多的人造污染物质,都能尽快找到解决方法!

Reference:
NSF News, “Forever chemicals’ destroyed by simple method” September 12, 2022

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