引领科技前沿 · 服务国家战略北京前沿科学技术研究院

科学家刚刚在“永久化学品”中发现了一个隐藏弱点

研究人员发现,强紫外光产生的氢自由基可在无需添加化学物质的情况下,降解顽固的PFAS“永久化学品”。这一突破揭示了一种关键机制,有望催生更绿色、更有效的技术,用于永久销毁这些污染物。

现在,研究人员发现了一条重要线索,可能有助于改进消除这些化学物质的工作。

对抗PFAS污染的新线索

一项新研究表明,可以利用强光分解PFAS,而无需添加化学物质。更重要的是,研究人员确定了导致分解的关键过程。

研究团队发现,氢自由基——水暴露在紫外(UV)光下时产生的高活性粒子——在破坏PFAS分子方面发挥着核心作用。

这一发现挑战了关于PFAS如何降解的早期观点。先前的研究主要关注其他活性物种,将其视为该过程的主要驱动力。通过确定氢自由基为主导力量,科学家们现在对其中涉及的化学机制有了更JianCe的认识。

这种理解至关重要,因为准确了解驱动PFAS破坏的因素可以帮助研究人员开发更有效的处理技术。

 

氢自由基如何分解“永久化学品”

氢自由基具有高活性,能够攻击PFAS分子。在此过程中,它们逐步去除氟原子,将化合物分解为在环境中持久性较低的更小物质。

研究人员还发现,该反应在高能紫外光下效果最好,尤其是在波长低于300纳米时。

主持该研究的奥胡斯大学副教授魏宗苏(Zongsu Wei)表示,这一发现为未来的技术开发提供了宝贵指导:

“我们知道,由于碳氟键非常牢固,PFAS极其稳定,而打断这些键是主要的挑战。通过确定氢自由基为主导驱动因素,我们现在有了更明确的方向,去设计更高效且可持续的技术来真正破坏这些化学物质,而不仅仅是去除它们,”他说。

从PFAS去除迈向PFAS破坏

魏宗苏指出,目前的许多方法并没有真正解决PFAS问题。相反,它们往往只是将这些化学物质从一个地方转移到另一个地方。

 

“如今,许多技术可以将PFAS从水中过滤出来,但并不能消除它们。真正的目标是降解:将分子完全分解。如果我们想以绿色且可扩展的方式实现这一目标,理解其机制至关重要。”

研究人员提醒说,这些新发现并非立竿见影的解决方案。降解过程仍然相对缓慢,且化学物质分解时可能会形成中间化合物。

尽管如此,确定该反应背后的主要驱动力代表了一项重要进展。这一发现为科学家提供了关键信息,有助于加速开发更有效的PFAS处理技术。

最终,这项研究表明,只要研究人员对化学机制有足够的了解并能对其进行针对性处理,即使是世界上一些最持久的污染物也可能变得脆弱。

什么是PFAS?

  • PFAS(全氟和多氟烷基物质)是一大类合成化学物质,自1940年代以来一直被使用
  • 它们存在于防水服装、食品包装、灭火泡沫和不粘锅具等产品中
  • 它们通常被称为“永久化学品”,因为它们在环境中分解非常缓慢
  • PFAS可在水、土壤、野生动物和人体内积聚
  • 接触PFAS与癌症、肝损伤和激素干扰等健康问题有关
  • 大多数现有的水处理技术可以去除PFAS,但不能破坏它们