Ученые обнаружили у «вечных химикатов» неожиданную слабость

Пер- и полифторалкильные вещества (PFAS), более известные как «вечные химикаты», давно считаются одной из самых сложных экологических проблем современности. Эти соединения способны десятилетиями сохраняться в воде, почве, живых организмах и практически не поддаются естественному разложению.

Однако новое исследование ученых Орхусского университета в Дании показало, что даже у таких устойчивых загрязнителей существует уязвимое место.

Исследователи установили, что важнейшую роль в разрушении PFAS играют водородные радикалы — высокореакционные частицы, которые образуются из молекул воды под воздействием интенсивного ультрафиолетового излучения.

Почему PFAS считаются почти неуничтожимыми

PFAS используются с середины XX века и входят в состав тысяч промышленных и бытовых изделий. Они применяются при производстве водоотталкивающих тканей, антипригарных покрытий, пищевой упаковки, противопожарных пен и другой продукции.

Главная особенность этих веществ — чрезвычайно прочная связь между атомами углерода и фтора. Именно она делает PFAS практически неразрушимыми в природных условиях.

В результате соединения постепенно накапливаются в окружающей среде. Сегодня PFAS обнаруживаются в реках, озерах, подземных водах, организмах животных и даже в крови человека практически по всему миру.

Растет и число исследований, связывающих воздействие PFAS с нарушениями работы печени, гормональной системы, иммунитета и повышенным риском развития некоторых видов рака.

Не удалить, а уничтожить

Большинство существующих технологий не решают проблему полностью.

Фильтрация активированным углем, мембранные системы и другие методы способны извлекать PFAS из воды, но сами вещества при этом не исчезают. Они просто концентрируются в фильтрах, осадках или отходах, которые затем требуют дальнейшей утилизации.

Поэтому одной из главных задач экологической науки остается поиск технологий, способных именно разрушать молекулы PFAS.

Новое исследование предлагает один из возможных путей решения этой проблемы.

Что обнаружили ученые

Ранее считалось, что основную роль в фотохимическом разрушении PFAS играют другие активные частицы, образующиеся под действием света.

Однако датские исследователи пришли к выводу, что ключевым фактором являются именно водородные радикалы.

Эти частицы атакуют молекулы PFAS и постепенно отрывают от них атомы фтора. В результате длинные устойчивые цепочки начинают распадаться на более простые соединения, которые значительно легче разлагаются в окружающей среде.

Наиболее эффективно процесс протекает при воздействии высокоэнергетического ультрафиолетового излучения с длиной волны менее 300 нанометров.

Почему это важно

Само по себе открытие не означает появления готовой технологии очистки воды уже завтра.

Ученые признают, что процесс пока остается относительно медленным, а при разрушении PFAS могут образовываться промежуточные продукты, требующие дальнейшего изучения.

Тем не менее работа имеет большое практическое значение.

По словам авторов исследования, впервые удалось достаточно точно определить механизм, который отвечает за разрушение одного из самых устойчивых классов загрязнителей на планете. Это позволяет более целенаправленно разрабатывать новые методы очистки воды и промышленных стоков.

Новый взгляд на проблему «вечных химикатов»

За последние годы PFAS превратились в глобальную экологическую проблему. Ограничения на использование отдельных соединений уже вводятся в Европе, Северной Америке и ряде других регионов мира.

Однако накопленные за десятилетия загрязнения продолжают оставаться в окружающей среде.

Поэтому поиск технологий уничтожения PFAS становится не менее важным, чем сокращение их производства.

Новое исследование показывает, что даже вещества, которые долго считались практически неразрушимыми, могут иметь химические слабости. А значит, у науки появляется шанс перейти от простого удаления «вечных химикатов» к их реальному уничтожению.