NSF, PFAS’ı çevreden uzaklaştırmak için mühendislik araştırmalarına yatırım yapıyor

ABD Ulusal Bilim Vakfı, çevredeki perfloroalkil ve polifloroalkil maddelerin (PFAS) iyileştirilmesine yönelik yeni stratejiler oluşturmak amacıyla dokuz temel araştırma projesine fon sağladı. PFAS toprakta, suda ve canlı organizmalarda birikerek kalıcı hale gelir ve olumsuz sağlık etkilerine yol açabilir.

PFAS’ın son derece kimyasal kararlılığı, gıda ambalajlarında, yapışmaz tavalarda, leke tutmayan kumaşlarda, elektronik cihazlarda, yangın söndürme köpüklerinde ve diğer birçok ticari uygulamada yaygın olarak kullanılmasına yol açan bir özelliktir.

Ancak PFAS çevreye girdiğinde, kararlılıkları bir sorun haline gelir. Kimyasallar bozulmaya karşı çok dirençlidir ve belediye içme suyu arıtımı gibi geleneksel su arıtma yöntemlerine büyük ölçüde dayanıklıdır.

“NSF, insanların ve gezegenin sağlığını korumak için çevre kirliliğinin önlenmesi, azaltılması ve iyileştirilmesine yönelik araştırmaları uzun zamandır destekliyor,” dedi NSF Kimya, Biyomühendislik, Çevre ve Taşımacılık Sistemleri Bölümü müdürü Richard Dickinson. “NSF, bu yeni çalışmalarla ülke çapında PFAS kirliliğini gidermek için etkili, uygulanabilir ve sürdürülebilir teknolojiler sağlamayı umuyor.”

PFAS’ı dayanıklı kılan şey karbon ve flor arasındaki güçlü bağlardır. PFAS’ın istenilen özelliklerini oluşturmak için birçok flor atomu vardır. PFAS’a perflorooktanoik asit (PFOA), perflorooktansülfonik asit (PFOS), perflorobütansülfonik asit (PFBS), GenX ve diğer kimyasallar dahildir. Bazı erken PFAS kimyasalları ABD’de aşamalı olarak kullanımdan kaldırılmış olsa da, bunlar ve daha sonraki ikameleri hala çevrede, yiyecekte ve içme suyunda bulunabilir.

4,1 milyon dolardan fazla birleşik fonla, yeni araştırma projeleri, kimyasalları yakalayarak veya karbon-flor bağlarını kırarak PFAS’ı iyi huylu ürünlere dönüştürerek PFAS kontaminasyonunu tedavi etmek için çeşitli yaklaşımlar kullanacak. Araştırmacılar biyolojik teknolojileri, kimyasal kataliz teknolojilerini, fotolitik teknolojileri ve fiziksel arıtma teknolojilerini araştıracak.

“PFAS’ın iyileştirilmesi, benzersiz çevresel özellikleri nedeniyle zorlu bir mühendislik mücadelesi olmuştur” dedi, projeyi koordine eden Karl Rockne. NSF Çevre Mühendisliği programı NSF program görevlisi olarak rotasyonu sırasında. “Hem su itici hem de suda çözünebilir özelliklere sahipler, bu da bu bileşiklerin sudan ve topraktan etkin bir şekilde ayrılmasını çok zorlaştırıyor. Bir kez yakalandıklarında, aşırı kimyasal kararlılıkları onları parçalamayı çok zorlaştırıyor.”

Rockne şöyle devam etti: “Bu dokuz proje, ayırma ve yıkım gibi ikili mühendislik zorluklarını ele alan ve çığır açan teknolojiler geliştirme açısından yüksek potansiyel taşıyan yeni, son teknoloji stratejiler kullanacak.”

Çevresel PFAS’a yönelik çözümleri geliştirmek için mühendislik araştırmalarına yönelik dokuz proje 13 ödül aracılığıyla finanse ediliyor:

• Yeni bir adsorptif fotokatalizör sınıfı kullanarak perfloroalkil ve polifloroalkil maddelerin işlenmesi için “yoğunlaştırma ve yok etme” teknolojisi: Auburn Üniversitesi, ödül 2041060; ve Maryland Üniversitesi, Baltimore İlçesi, ödül 2041059.
• Su içindeki PFAS’ların arıtımında UV-ARP’lerin mekanizmalarını ve tam potansiyelini değerlendirmek için kantitatif araçların geliştirilmesi:Texas A&M Üniversitesi, ödül 2050934; ve California Eyalet Üniversitesi, Long Beach, ödül 2050882.
• Moleküler, metalsiz katalizörler kullanılarak PFAS’ın elektrokimyasal hidrodeflorinasyonu: Cincinnati Üniversitesi, ödül 2051260.
• Toprak ortamında poli ve perfloroalkil maddelerin termal ayrışmasının mekanistik incelenmesi: Kuzey Dakota Üniversitesi, ödül 2047062.
• Biyolojik olarak güçlendirilmiş Acidmicrobium sp. Suş A6 kullanılarak PFAS’ın mikrobiyal elektrokimyasal deflorinasyonu: Princeton Üniversitesi, ödül 2055015.
• Karmaşık su matrislerinde PFAS’ın seçici olarak yakalanması ve yok edilmesi için nikel ve paladyum tek atomlu elektrokatalizörler: Yale Üniversitesi, ödül 2120418; ve Clarkson Üniversitesi, ödül 2120452.
• Anaerobik membran biyoreaktörler kullanılarak atıksulardaki per- ve polifloroalkil maddelerinin arıtımı: SUNY Buffalo’da, ödül 2112201; ve Güney Kaliforniya Üniversitesi, ödül 2112651
• Perfloroalkil ve polifloroalkil maddelerin arıtımı için yüksek polarize redoks ortamına sahip ayarlanabilir vakum-ultraviyole ışınlama sistemleri: Kaliforniya Üniversitesi, Riverside, ödül 2131745
• Kabarcık destekli su arıtma prosesleri ile geliştirilmiş giderim için PFAS’ın yüzey aktif özelliklerinin anlaşılması: SUNY Stony Brook’ta, ödül 2052772

PFAS’ın arıtımı ve iyileştirilmesi üzerine yapılan bu yeni araştırma, NSF Kimya, Biyomühendislik, Çevre ve Ulaştırma Sistemleri Bölümü’ndeki Çevre Mühendisliği programı tarafından ortak finanse edilmekte ve DuPont de Nemours Inc.’in NSF’ye sınırsız bir bağışı bulunmaktadır.