Civila forskare genomförde en två veckor lång fältdemonstration här den 25 september med en innovativ plasmateknologi för att bryta ner och förstöra perfluoroktansulfonat och perfluoroktansyra, känd som PFOS och PFOA, i grundvatten.

Detta var den första feldemonstrationen av Enhanced Contact Plasma Reactor, genomförs under ett Air Force Civil Engineer Center -kontrakt med huvudentreprenören Clarkson University och samarbetspartnern GSI Environmental.

Clarkson och GSI tilldelades detta forskningsprojekt för att demonstrera effektiviteten av en plasmareaktor för behandling av vatten som innehåller PFOS och PFOA. Wright-Patterson AFB var den installation som valdes för fältdemonstrationen.

Kontraktet var det senaste resultatet av ett 2011 års Broad Agency Announcement utfärdat av AFCEC. Det är en del av flygvapnets pågående ansträngningar för att identifiera potentiella kostnadseffektiva och hållbara miljölösningar för rening av grundvatten som innehåller PFOS- och PFOA-koncentrationer, för flygvapnet, och nationen.

PFOS och PFOA är syntetiska kemiska föreningar som har använts i decennier i många industri- och konsumentprodukter såsom nonstick-kokkärl, fläckresistent tyg och matta och lite matförpackningar. Båda kemikalierna är mycket långlivade i miljön och i människokroppen, vilket betyder att de inte bryts ner över tiden. Enligt Naturvårdsverket, det finns bevis för att exponering för PFOS och PFOA kan leda till negativa hälsoeffekter på människan.

PFOS och PFOA ingår också i en större grupp av syntetiska kemiska föreningar, gemensamt kallade per- och polyfluoralkylsubstanser och benämnda PFAS. Familjen av PFAS-föreningar är vad Clarkson-GSI-teamet fokuserar sin forskning på. Även om akronymerna ibland felaktigt används omväxlande i konversationer och online, PFOS och PFOA är de mest undersökta föreningarna i PFAS-gruppen, och är de som flygvapnet fokuserar på. PFOS och PFOA var komponenter i ett gammalt brandsläckningsskum som flygvapnet och andra började använda på 1970-talet för att släcka oljebaserade bränder. Det släckningsskummet har sedan avvecklats av flygvapnet.

Vatten som användes för demonstrationen togs från två övervakningsbrunnar vid Wright-Pattersons brandträningsområde.

"Vi försöker förstöra eller försämra PFAS -påverkat grundvatten med hjälp av elektrisk urladdningsplasma, " förklarade Dr Selma Mededovic från Clarkson University, huvudutredare.

Plasmareaktorn är ett slutet system som använder vatten, elektricitet och argongas för att bryta ned PFOS och PFOA på några minuter.

"Argongasen koncentrerar PFAS vid gränssnittet mellan gas och vätska och plasma genereras vid det gränssnittet, som sedan förstör PFAS, sa Mededovic.

Kemiskt, plasma minskar PFAS -molekylkedjan till mindre föreningar och element, genom flera cykler. Inga ytterligare kemikalier eller tillsatser behövs.

"Detta är den enda teknologin som faktiskt förstör PFAS-molekyler som har visats i denna skala, det tar inte bara bort dem från vattnet, " sa Dr. Tom Holsen vid Clarkson University och medföreståndare för utredare. "Alla andra demonstrationer som vi känner till tar bort det från vattnet genom filtrering så att det fortfarande finns en PFAS som innehåller avfall. Vår metod förstör faktiskt PFAS. "

Under denna två veckors demonstration, hundratals liter grundvatten behandlades. Den tiden gjorde det möjligt för ingenjörer att testa olika varaktigheter och flöden för att optimera effektiviteten i deras miljöanpassade mobila laboratorium.

"Det övergripande målet med projektet var att överföra tekniken från laboratoriet till fältet och optimera driftsförhållandena för det mobila systemet, " sa Stephen Richardson på GSI Environmental, Inc., och biträdande utredare.

Enligt forskarna, nästa fas i detta projekt kommer att vara en detaljerad analys av det behandlade vattnet, och utvärdera ytterligare uppskalning av deras plasmareaktordesign.

Prover av grundvatten från olika flygvapenbaser, inklusive Wright-Patterson AFB, användes i tidiga studier.

Dricksvatten hos Wright-Patterson testas regelbundet och innehåller PFOS/PFOA långt under EPA:s livsmedelsrådgivningsnivå. Basen är också hem för en vattenbehandlingsanläggning som använder granulerat aktivt kol, online sedan juni 2017, och har filtrerat mer än 225 miljoner liter dricksvatten för PFOS och PFOA, hittills.

Flygvapnets utredningsarbete och begränsningsåtgärder styrs av Comprehensive Environmental Response, Skadestånds- och ansvarslagen, eller CERCLA, tillämpliga statliga lagar och EPA:s livstidsråd för dricksvatten på 70 delar per biljon.

"PFOS/PFOA är en nationell fråga, och forskning som denna kan leda till de genombrott vi behöver för att hantera potentiell kontaminering, "sa Mark Correll, Biträdande biträdande sekreterare för flygvapnet för installationer, Energi och miljö. "Denna demonstration är ytterligare ett exempel på flygvapnets engagemang för vår nation, våra samhällen och vår miljö."

Med sitt huvudcampus i Potsdam, New York, och ytterligare forskarutbildning och forskningsanläggningar i New York Capital Region, Fyr, New York, och New York City, Clarkson University är ledande inom teknisk utbildning och hållbar ekonomisk utveckling genom undervisning, stipendium, forskning och innovation.