Eversheds Sutherland
INNOGY
INECS

„Výbuchy“ studenej plazmy dokážu odstrániť aj tie najťažšie kontaminanty

Celý proces pritom spotrebúva len minimum energie.

„Výbuchy“ studenej plazmy dokážu odstrániť aj tie najťažšie kontaminanty

Foto: Pixabay

Vedci z Drexel University našli spôsob, ako zničiť tvrdohlavo odolné toxické zlúčeniny, ktoré sú častým kontaminantom v pitnej vode.

Tieto chemikálie sú známe aj ako perfluóralkylové a polyfluóralkylové látky (v angličtine „PFAS“, pozn. redakcie). Boli pôvodne navrhnuté tak, aby odolali vysokým teplotám požiarov spôsobených palivami, preto ich eliminácia z pitnej vody sa ukázala ako takmer nemožná.

Bežné metódy na PFAS nestačia

„Chemické väzby fluoridu uhličitého v zlúčeninách PFAS sú mimoriadne stabilné, takže je nemožné ich rozložiť pomocou štandardných metód úpravy,“ uviedol Christopher Sales, docent environmentálneho inžinierstva v Drexeli, ktorý študuje degradáciu kontaminantov v životnom prostredí.

Vedec je súčasťou tímu Drexel's College of Engineering a C. & J. Nyheim Plasma Institute, ktorý skúma, ako sa dá výbuch nabitého plynu nazývaný studená plazma použiť na odstránenie PFAS z vody.

Jeho skupina nedávno uverejnila svoj výskum v časopise Environmental Science: Water Research & Technology.

Látky často prenikajú do vôd

„Ide o naliehavý problém, pretože sme svedkami toho, ako sa PFAS objavujú všade, nielen vo vode a pôde v blízkosti letísk, ktoré ich používali v protipožiarnych penách, ale aj v mnohých spotrebných tovaroch, ako sú látky odolné proti škvrnám a obaly potravín určené na odpudzovanie tekutín a mastnoty,“ uviedol Sales.

„Kďže tieto chemikálie nie sú ľahko biodegradovateľné, lúhujú sa do podzemnej a povrchovej vody z produktov, ktoré sú už desaťročia uložené na skládkach,“ vysvetľuje ďalej.

Hoci presné spôsoby expozície ešte neboli identifikované, štúdie naznačujú, že PFAS boli detegované v krvi až u 98 percent populácie v USA, a to určitou kombináciou priamej expozície, kontaminácie pitnou vodou a bioakumulácie.

Americké ministerstvo obrany v súčasnosti vynakladá miliardy dolárov na vyčistenie zásob kontaminovanej pôdy a vody okolo stoviek vojenských základní, kde sa používala hasiaca pena s týmito látkami.

Bežné filtre nepomáhajú

„Súčasným štandardom pre zaobchádzanie s vodou kontaminovanou PFAS sú filtre s aktívnym uhlím,“ uviedol Sales.

„Problém s filtráciou je však v tom, že iba zhromažďuje PFAS, neničí ich. Pokiaľ sa filtre nespaľujú pri vysokých teplotách, stávajú sa novým zdrojom PFAS, ktorý sa môže dostať späť do životného prostredia prostredníctvom odtoku zo skládky a presakovania,“ dodáva.

Na skutočné odstránenie chemikálií je potrebné rozdeliť väzbu uhlík-fluorid, ktorá je kľúčom k udržaniu sily zlúčeniny.

Rôzne typy PFAS, ktorých sú v súčasnosti tisícky, sa skladajú z reťazcov uhlík-fluorid s rôznou dĺžkou.

Hlavným cieľom navrhovaných metód dekontaminácie je rozdeliť reťaz na menšie kúsky, aby bola inertná. Sekundárnym a náročnejším cieľom je úplné odstránenie atómov fluóru zo zlúčenín – proces nazývaný defluorácia.

Energeticky náročné procesy

Jedným zo spôsobov, ako odstrániť PFAS z vody, je nárast teplôt, ktorý dostatočne zvyšuje aktivitu atómov na natiahnutie väzby uhlík-fluorid do bodu zlomu. Podľa vedca je, bohužiaľ, na zbavenie PFAS nevyhnutné omnoho viac, ako je len zvýšenie teploty.

„Aby ste prerušili extrémne stabilnú väzbu medzi uhlíkom a fluoridom v PFAS, musíte zvýšiť teplotu zlúčenín na najmenej 1 000 stupňov Celzia – teda 10-násobok teploty vriacej vody,“ uviedol Sales.

„To však jednoznačne nie je možné pre metódy úpravy vody kvôli obrovskému množstvu energie, ktorú spotrebuje,“ dodáva.

Kľúčom k úspechu je plazma

Tím z Drexelu navrhuje použitie vysoko energizovaného plynu alebo plazmy ako spôsobu aktivácie atómov PFAS bez ohrevu vody.

 
 

Pre prečítanie celého obsahu musíte byť súčasťou nášho predplatného

za 99 € bez DPH získate na 1 rok

  • Predplatné mesačníka Odpadové hospodárstvo (ISSN 1338-595X)
  • Prístup ku všetkým článkom na Voda-portal.sk (ISSN 2585-7924)
  • Prístup ku všetkým článkom na Odpady-portal.sk (ISSN 1338-1326)
  • Prístup ku všetkým článkom na Energie-portal.sk (ISSN 1338-5933)
chcem sa prihlásiť chcem získať predplatné

Mohlo by vás zaujímať

Schopnosť Atlantiku pohlcovať CO2 je menšia, ako sa predpokladalo

Schopnosť Atlantiku pohlcovať CO2 je menšia, ako sa predpokladalo

Poukazuje na to najnovšia štúdia. Zistenia tak naznačujú, že doterajšie klimatické modely boli až príliš optimistické.

Vedci predstavujú nový spôsob čistenia podzemnej vody pomocou hydrogélových guľôčok

Vedci predstavujú nový spôsob čistenia podzemnej vody pomocou hydrogélových guľôčok

Na svete je nový spôsob čistenia kontaminovanej podzemnej vody. Špeciálne guľôčky obsahujú baktérie a zásobník potravy s pomalým uvoľňovaním, vďaka čomu sú schopné vodu čistiť nepretržite niekoľko mesiacov.

Prítomnosť koronavírusu zistili aj v holandských odpadových vodách

Prítomnosť koronavírusu zistili aj v holandských odpadových vodách

Podľa výskumníkov môžu byť zistenia nápomocné pri sledovaní cirkulácie vírusu v rámci populácie.