Rájöttek, hogyan tisztítható olcsón a víz

A perfluor-alkil anyagok (PFA-k) családjába tartozó mesterséges vegyi anyagok nem csupán jószerével elpusztíthatatlanok, de napjainkra szinte minden csepp vízben megtalálhatók a Földön. Amerikai kutatók szerint azonban egy egyszerű és olcsó módszerrel megtisztítható a víz ezektől a műanyagoktól.

Tapadásmentes konyhai eszközöktől az ételcsomagoláson át a vízálló sminkekig megannyi különféle termék előállításához használnak PFA-kat világszerte az 1940-es évek óta. Mintegy 12 ezer szintetikus vegyi anyag tartozik ebbe a csoportba, amelyek közös jellemzője, hogy egy olyan szén-fluor kötést tartalmaznak, amelyet lényegében semmi sem tud lebontani a természetben. Így tehát amikor ezek a vegyületek bekerülnek a környezetbe, a Föld vízkörforgásának részévé válnak. Mint az a Los Angeles-i Kaliforniai Egyetem (UCLA) közleményében olvasható, az elmúlt hetven évben a PFA-k mondhatni minden egyes csepp vizet beszennyeztek a bolygón, és az említett kémiai kötésük miatt a vízkezelő rendszerek zöme sem tudja ezeket ártalmatlanítani.

csapvíz, mosogató
Egy új eljárás segíthet megtisztítani a csapvizet a PFA műanyagoktól. Fotó: Getty Images

A tudomány ráadásul csak az utóbbi időben kezdi felismerni, mekkora veszélyt is jelent valójában a PFA-k felhalmozódása az emberi és állati szervezetben. A többi között rákbetegségek és pajzsmirigyproblémák is kapcsolatba hozhatók a jelenséggel. Sürgető tehát, hogy megoldás szülessen arra, hogyan lehetne hatékonyan kivonni a PFA-kat a vízből. A kutatók többféle módszerrel is kísérleteznek, ezek azonban jellemzően vagy extrém magas hőmérsékletet, speciális vegyületeket, esetleg UV-fényt igényelnek, vagy olyan melléktermékeket hoznak létre, amelyek szintén károsak, így további vízkezelési lépéseket tesznek szükségessé.

Lefejezi a PFA-kat egy új technológia

A Science című tudományos folyóiratban publikált tanulmányukban az UCLA és a Northwestern Egyetem kutatói most bemutattak egy olyan eljárást, amely a korábbiaknál életszerűbb megoldást kínálhat a problémára. William Dichtel és Brittany Trang, az utóbbi egyetem kémikusai felfigyeltek ugyanis arra, hogy a PFA-vegyületek egyrészt egy makacs szén-fluor kötések alkotta farokrészre, másrészt egy fejrészre oszthatók fel, amelyben gyakran találhatók negatív töltésű oxigénatomok. Márpedig ezek erős reakcióba tudnak lépni más vegyületekkel.

Egy közelmúltbeli kutatás szerint a PFA-k szintje az esővízben is meghaladja az egészségügyi határértéket.

Dichtel csapata mindezek alapján kialakított egy kémiai guillotint. A PFA-kat tartalmazó vizet dimetil-szulfoxid (DMSO) és nátrium-hidroxid, avagy lúgkő hozzáadásával 80-120 Celsius-fok közötti hőmérsékletre melegítették fel a kutatók. Az eljárás a PFA-kat elválasztotta a fejrészüktől, és nem maradt hátra más, csak a reaktív farokrész. Végül mindennek hatására fluoratomok kezdtek kiválni a vegyületekből, fluoridot alkotva, amely a fluor legbiztonságosabb formája. „A szén-fluor kötések szupererősek, a töltéssel rendelkező fejrészük jelenti viszont az Achilles-sarkukat” – magyarázta Dichtel.

A kísérlet ugyanakkor egy váratlan eredményt is hozott, a vegyületek ugyanis nem pontosan úgy bomlottak szét, ahogy azt a kutatók várták. A rejtély feloldása érdekében Kendall Houkhoz, az UCLA professzorához és Yuli Lihez, a Tiencsini Egyetem hallgatójához, Houk csapatának távmunkában dolgozó szakemberéhez fordultak segítségért. A kutatók arra számítottak, hogy a PFA-vegyületek szétesése közben egyszerre csak egy szénatom hasad majd le azokból. Li és Houk számítógépes szimulációiból viszont kiderült, hogy valójában két-három szénatom is levált a moluklákról szimultán. A szimulációkból ugyanakkor arra is fény derült, hogy a folyamat során kizárólag fluorid, szén-dioxid és hangyasav képződik melléktermékként. Utóbbi kettő ártalmatlan, fluoridot pedig egyes helyeken szándékosan adnak az ivóvízhez a fogszuvasodás megelőzése érdekében. Dichtel és Trang a melléktermékek mibenlétét később további kísérletek során is igazolni tudta.

A kutatások egyelőre tíz különböző típusú PFA lebontására terjedtek ki, a tanulmány szerzői ugyanakkor azt remélik, hogy módszerük valamennyi PFA esetében működni fog, amely karbonsavakat tartalmaz. Emellett segíthet megtalálni a PFA-k többi osztályának gyenge pontjait is. Houk ezen felül felhívta a figyelmet, hogy a technológia egyszerűsége, a viszonylag alacsony melegítési igény és a káros melléktermékek hiánya azt jelenti, hogy lényegében nincs felső korlátja annak, mennyi vizet lehet egyszerre kezelni vele. Összességében tehát egy hatékony eszközt szolgáltathat a víztisztító telepek számára a PFA-k eltávolításához az ivóvízből.

ITT MEGOSZTHATOD:

Heti top cikkek

folyadékpótlás
Életkorod alapján ennyi vizet kell innod naponta – Íme a teljes táblázat
alvás
6 fontos érv, amiért érdemes banánt enni este – Így időzítsd a szakértők szerint
Hasnyálmirigy-gyulladás: ez segít meggyógyulni magyar kutatók szerint – Mutatjuk, min kell változtatni
Heti három alkalom már csökkenti a vérnyomást: ez a mozgásforma az egyik leghatékonyabb
Elesett otthon, vérmérgezésben hunyt el a kórházban – A család hiába keres válaszokat a történtekre
Orvosmeteorológia
Fronthatás: Nincs front
Maximum: +8 °C
Minimum: +3 °C

Folytatódik a túlnyomóan erősen felhős vagy borult, párás idő. Szitálás - reggel a még fagyos részeken ónos szitálás - bárhol előfordulhat, emellett kiemelten hazánk déli harmadán elszórtan lehet gyenge esőre számítani, majd estétől dél, délnyugat felől nő az eső, zápor kialakulási esélye. A Dunától keletre keleties lesz a légáramlás, míg a Dunántúlon déliesre forduló szelet az Alpokalján élénk lökések kísérhetik. A legmagasabb nappali hőmérséklet általában 4 és 10 fok között alakul, de északon, északkeleten ennél kissé alacsonyabb, míg a Viharsarokban pár fokkal magasabb értékeket is mérhetünk. Szerdán nem érvényesül markáns fronthatás, ugyanakkor folytatódik a borongós, kifejezetten hűvös idő.

Partnerünk a

Töltsd ki kvízünket!

kvíz
Édeset, sósat vagy savanyút kívánsz? 6 kérdésből kiderül, mit üzen a tested A csoki, a chips vagy a savanyúság után sóvárogsz? Emögött nemcsak megszokás vagy stressz állhat, bizonyos esetekben tápanyaghiány, hormonális változások vagy életmódbeli tényezők is szerepet játszhatnak.
7 kérdésből kiderül, felismered-e az influenza jeleit – Felkészültél a szezonra? A tél közeledtével egyre fokozódik az influenza terjedésének kockázata. Felismernéd a fertőzés tüneteit? Kvízünk segítségével most tesztelheted tudásodat!