发现新的“永恒化学物质”清理策略

美国环保局正在加强对环境中无孔不入的“永久化学物质”污染的打击，军方和商业航空官员正在寻求清理数十年来在军用机场和商业机场使用灭火泡沫所导致的这种污染的方法。

灭火泡沫含有数百种不健康的永久性化学物质，化学家称之为PFAS或聚-和全氟烷基物质。这些化合物具有顽固的强氟-碳键，使它们能够在环境中持续存在，因此被称为“永久化学物质”。PFAS化合物现在也在许多其他产品中被发现，目前已经污染了全国许多地方供市政供水厂抽取的地下水供应。

由于与某些癌症和其他疾病的风险增加有关，环保局上个月颁布了一项新规定，要求水务公司在特定PFAS化合物超过每万亿4部分时减少污染。

幸运的是，加州大学河滨分校和纽约州波茨坦的克拉克森大学的科学家们合作发现了一种清理这些污染物的新策略。

这一方法本月在《自然水》期刊上进行了详细介绍。该方法包括使用紫外线（UV）光、亚硫酸盐和一种称为电化学氧化的过程处理严重污染的水，加州大学河滨分校副教授刘金永解释说。

刘说，“在这项工作中，我们继续研究基于UV的处理，但这次，我们与克拉克森大学的一个电化学氧化专家合作。”他说：“我们把这两个步骤结合起来，实现了对各种受泡沫污染的水样的PFAS几乎完全的破坏。”

刘说，他与克拉克森大学杨扬助理教授领导的团队的合作解决了一些主要的技术问题。例如，泡沫中含有各种其他浓缩的有机化合物，这些化合物阻碍了PFAS化合物中强氟-碳键的断裂。

然而，刘和杨发现，电化学氧化也会分解这些有机物质。他们的方法还允许这些反应在常温下发生，无需额外的热量或高压来刺激反应。

刘表示：“在现实世界中，受污染的水可能非常复杂。它含有很多可能会减缓反应的东西。”

PFAS化合物被用于成千上万种产品，从薯片袋到不粘锅，但灭火泡沫是地下水中PFAS污染的主要来源，因为几十年来在数百个军事基地和商业机场用于扑灭航空燃料火灾。这些泡沫也经常用于小型燃料泄漏的预防性措施，以防止火灾发生。

这种泡沫是在1960年代由美国海军发明的，它在燃烧的汽油和其他易燃液体周围形成一个水膜，迅速剥夺火焰的氧气并将其扑灭。由于广泛使用，国防部命令对全国715个军事基地进行PFAS释放评估，并到去年底，发现其中574个基地需要按照联邦法律进行进一步调查或清理。

上个月，当美国环保局颁布新规定，要求水务公司在特定PFAS化合物超过每万亿4部分时减少污染时，清理工作变得更加紧迫。

刘表示，他与杨开发的方法非常适合清洗用于冲洗罐、软管和其他消防设备的严重污染水。该方法还可以用于处理残留的含有PFAS泡沫的容器。

他们的方法还可以帮助水务公司处理地下水污染。受污染的地下水通常通过离子交换技术进行处理，其中PFAS分子会吸附在大型处理槽中的树脂珠上。刘和杨开发的UV光和电化学氧化方法也可以帮助再生树脂珠，使其可以得以回收利用。

“我们希望对树脂的管理能够实现可持续性。”刘说。“我们想要再利用它。”

该研究的标题是“集成光电化学过程中PFAS在水性膜形成泡沫中的几乎完全破坏”。除了刘和杨之外，该文章的作者还包括UCR和Clarkson的在校或毕业生关云桥、刘泽坤、杨南阳、杨莎莎和Luz Estefanny Quispe-Cardenas。

这项研究得到了美国国防部战略环境研究和发展计划的资助。