В августе химики объявили, что им удалось сделать то, что долгое время казалось невозможным: расщепить некоторые из наиболее стойких органических загрязнителей в мягких условиях. Пер- и полифторалкильные вещества (ПФАС), часто называемые «вечными химикатами», накапливаются в окружающей среде и наших организмах с пугающей скоростью. Их стойкость, обусловленная трудноразрываемой связью углерод-фтор, делает ПФАС особенно полезными в качестве водонепроницаемых и антипригарных покрытий, а также пенообразователей для пожаротушения, но это означает, что эти химические вещества сохраняются столетиями. Некоторые представители этого обширного класса соединений известны своей токсичностью.
Группа исследователей под руководством химика Уильяма Дихтеля из Северо-Западного университета и тогдашней аспирантки Бриттани Транг обнаружила уязвимое место в перфторалкилкарбоновых кислотах и химическом веществе GenX, которое относится к другому классу ПФАС. Нагревание соединений в растворителе отщепляет карбоксильную группу; добавление гидроксида натрия завершает остальную работу, оставляя фторид-ионы и относительно безвредные органические молекулы. Разрыв чрезвычайно прочной связи C–F может быть осуществлен всего при 120 °C (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abm8868). Ученые надеются проверить этот метод на других типах ПФАС.
До этой работы лучшими стратегиями очистки от ПФАС были либо связывание соединений, либо их расщепление при чрезвычайно высоких температурах с использованием большого количества энергии — что, по словам Дженнифер Фауст, химика из Колледжа Вустера, может быть даже не совсем эффективным. «Поэтому этот низкотемпературный процесс действительно многообещающий», — говорит она.
Этот новый метод анализа был особенно полезен в контексте других исследований 2022 года, посвященных ПФАС. В августе исследователи из Стокгольмского университета под руководством Иэна Казинса сообщили, что дождевая вода во всем мире содержит перфтороктановую кислоту (ПФОА), концентрация которой превышает рекомендуемый уровень этого химического вещества в питьевой воде, установленный Агентством по охране окружающей среды США (Environ. Sci. Technol. 2022, DOI: 10.1021/acs.est.2c02765). В исследовании также были обнаружены высокие уровни других ПФАС в дождевой воде.
«Производство PFOA и PFOS [перфтороктансульфоновой кислоты] прекращено десятилетия назад, что показывает, насколько они устойчивы», — говорит Фауст. «Я не думала, что их будет так много». Работа Казинс, по ее словам, «это лишь верхушка айсберга». Фауст обнаружила в дождевой воде США новые типы ПФАС — те, которые обычно не контролируются Агентством по охране окружающей среды (EPA), — в более высоких концентрациях, чем эти устаревшие соединения (Environ. Sci.: Processes Impacts 2022, DOI: 10.1039/d2em00349j).
Дата публикации: 19 декабря 2022 г.