Ett kluster av industrikemikalier som är kända under den stenografiska termen "PFAS" har infiltrerat långt borta på vår planet med betydelse som forskare bara börjar förstå.

PFAS- Per- och polyfluoroalkylämnen- är fluorföreningar av människor som har gett oss nonstick-beläggningar, polermedel, vaxer, rengöringsprodukter och brandsläckningsskum som används på flygplatser och militärbaser. De finns i konsumtionsvaror som mattor, väggfärg, popcornpåsar och vattenavvisande skor, och de är viktiga inom rymd, bil, telekommunikation, datalagring, elektronik- och sjukvårdsindustrin.

Kol-fluor kemisk bindning, bland naturens starkaste, är orsaken bakom den vilda framgången för dessa kemikalier, liksom de enorma miljöutmaningar de har orsakat sedan 1940 -talet. PFAS -rester har hittats i några av de mest orörda vattenkällorna, och i vävnaden hos isbjörnar. Vetenskap och industri uppmanas att städa upp dessa ihållande kemikalier, några av dem, i vissa mängder, har kopplats till negativa hälsoeffekter för människor och djur.

Bland de som löser detta enormt svåra problem finns ingenjörer i Walter Scott, Jr. College of Engineering vid Colorado State University. CSU är en av ett begränsat antal institutioner med expertis och sofistikerad instrumentering för att studera PFAS genom att reta ut deras närvaro i ofattbart spårmängder.

Nu, CSU -ingenjörer under ledning av Jens Blotevogel, forskningsassistent professor vid institutionen för samhälls- och miljöteknik, har publicerat en ny uppsättning experiment för att hantera en viss PFAS -förening som kallas hexafluorpropylenoxiddimersyra, mer känd under sitt handelsnamn, GenX. Kemikalien, och andra polymerisationsprocesser som använder liknande kemier, har använts i ungefär ett decennium. De utvecklades som en ersättning för äldre PFAS -kemikalier som kallas "C8" -föreningar som var - och fortfarande är - särskilt ihållande i vatten och mark, och mycket svårt att städa upp (därav deras smeknamn, "för alltid kemikalier").

GenX har blivit ett känt namn i Cape Fear -bassängområdet i North Carolina, där det upptäcktes i det lokala dricksvattnet för några år sedan. Det ansvariga företaget, Chemours, har åtagit sig att minska fluorerade organiska kemikalier i lokala luftutsläpp med 99,99%, och luft- och vattenutsläpp från sin globala verksamhet med minst 99% till 2030. Under de senaste åren har Chemours har också finansierat Blotevogels team vid CSU när de testar innovativa metoder som kan hjälpa miljön samt hjälpa företagets äldre saneringsförpliktelser.

Skriver in Miljövetenskap och teknik , Blotevogel samarbetade med Tiezheng Tong, biträdande professor i civil- och miljöteknik, att demonstrera ett effektivt "behandlingståg" som kombinerar flera tekniker för att exakt isolera och förstöra GenX -rester i vatten.

En av de nuvarande metoderna för behandling av GenX-förorenat vatten är högtemperaturförbränning-en process som är "alltför dyr, "enligt forskarna, och mycket slöseri med vatten och energiåtervinning. "Det fungerar, "Sa Blotevogel, "men det är inte hållbart."

Forskarna erbjuder en bättre lösning. Tong, en ledande expert på membranfiltrering och avsaltning för miljöfaror, använde ett nanofiltreringsmembran med lämpliga porstorlekar för att filtrera bort 99,5% av upplösta GenX -föreningar. När den koncentrerade avfallsströmmen genererats, forskarna visade att elektrokemisk oxidation, som Blotevogel anser vara en av de mest livskraftiga teknikerna för destruktiv PFAS -sanering, kan sedan bryta ner avfallet till ofarliga produkter.

För närvarande, företag kan också använda flera åtgärder för att avlägsna PFAS från vatten till acceptabla nivåer:adsorption till aktivt kol, jonbytare, och omvänd osmos. Även om alla tre av dessa tekniker kan vara mycket effektiva, de leder inte direkt till förstörelse av PFAS -föreningar, Sa Blotevogel.

CSU -forskarnas alternativa lösning för elektrokemisk behandling använder elektroder för att kemiskt förändra PFAS till mer godartade föreningar. Blotevogels laboratorium har visat flera framgångsrika saneringsinsatser i pilotskala, och arbetar för att fortsätta optimera deras metoder. Kombinerat med Tongs nanofiltreringssystem, avfallsströmmen skulle riktas och koncentreras, spara företag pengar och sänka hela processens koldioxidavtryck.

Forskarna hoppas kunna fortsätta arbeta tillsammans för att förfina sin process, till exempel, genom att testa olika typer av filtreringsmembran för att bestämma de mest optimala materialen och designen.