Взрывать ‘навсегда’ химических веществ из воды с вихря из холодной плазмы

Исследователи из Университета Дрекселя нашли способ уничтожить упрямо устойчивых токсичных соединений, зловеще окрестили «вечно химических веществ», которые загрязняют источники питьевой воды миллионов в Соединенных Штатах.

Эти химические вещества, обычно называется ПФА — укорочение ТВ — и polyfluoroalkyl веществ, были использованы на протяжении 60 лет в качестве покрытия для антипригарной кастрюли и непромокаемую одежду и в огнегасящих пенах. В последние два десятилетия обеспокоенность по поводу рисков для здоровья, связанных с воздействием практических предложений-от рака и проблем щитовидной железы с низким birthweights и высокое кровяное давление … привели к федеральной запреты, функции по контролю и огромные усилия по восстановлению.

Но исключения эти химические вещества — изначально рассчитаны на сопротивление высоким температурам топлива управляемые пожары-от питьевой воды оказалось почти невозможно.

«Химические связи углерод-фтор в ПФАС соединения очень стабильны, поэтому невозможно, чтобы сломать эти соединения с помощью стандартных методов лечения,» сказал Кристофер продаж, к. м. н., доцент кафедры инженерной экологии в Drexel, который изучает деградации загрязнителей окружающей среды.

На продажу является частью команды колледжа Дрекселя инженерных и С. & J. В Nyheimбыл плазмы Института изучения того, как взрыв заряженных газов, называемой холодной плазмы, могут быть использованы для устранения их из воды. Его группа недавно опубликовала свои исследования в журнале экологической науки: исследования воды и технологии.

«Это стало актуально, поскольку мы наблюдаем их сунутся, везде, не только в воде и почве вблизи аэропортов, которые использовали его в пены для тушения, но и во многих потребительских товаров, таких как пятно устойчивостью тканей и упаковки пищевых продуктов предназначены для отражения жидкости и жира» по продажам сказал. «Потому что эти химикаты не легко разлагаются, их вымывание в грунтовые и поверхностные воды от продуктов, которые сидели на свалках в течение многих десятилетий.»

Хотя точные маршруты экспозиции еще не выявлены, исследования показывают, что практических предложений был обнаружен в крови аж 98% населения США посредством комбинации прямого облучения, загрязнения питьевой воды и биоаккумуляции.

Министерство обороны США в настоящее время тратит миллиарды долларов, чтобы очистить загрязненные запасы воды в почве около сотни военных баз, где ПФАС пены для тушения были использованы. Но все усилия только временная, по продажам.

«Нынешний стандарт для решения практических предложений загрязненной воды фильтры с активированным углем,» продажи сказал. «Но проблема с фильтрацией заключается в том, что он лишь собирает их не уничтожить. Поэтому, если фильтры сжигаются при высоких температурах, отработанные фильтры становятся новым источником практических предложений, которые могут внести свой путь обратно в окружающую среду через свалки стока и инфильтрации».

Чтобы действительно устранить химических веществ, нуждается в лечении, чтобы раздробить углерод-фтор связь, которая является ключом к силе соединения. Различные типы практических предложений, которые сейчас исчисляются тысячами, состоит из различной длины углерод-фтор цепи. Основной целью предложенных методов обеззараживания является разрывом цепи на более мелкие части, чтобы сделать его инертным. Вторичного, так и более сложные цели, полностью удаляя атомы фтора из соединений — достижение называется дефторирование.

Один из способов, чтобы удалить их из воды за счет повышения его температуры, что повышает активность достаточно атомов, чтобы растянуть углерод-фтор облигации до ее предела. К сожалению, это занимает гораздо больше, чем кипятить, чтобы избавиться от практических предложений, по продаже.

«Нарушать крайне не стабильная связь между атомами углерода и фтора в ПФАС, нужно повысить температуру смеси до по меньшей мере 1000 по Цельсию-так что 10 раз температуру кипящей воды,» продажи сказал. «Но это явно не осуществимо для очистки воды, из-за огромного количества энергии он будет потреблять.»

Команда Дрекселя предлагает использование энергии газа, или плазмы, как способ активации атомов СЗ без нагрева воды.

В неравновесных, или «холодная» плазма, электромагнитное поле используется для возбуждения электронов в Газе, не повышая его общую температуру. В общем пример холодной плазмы, флуоресцентный свет, электроны возбуждаются до точки, где они излучают видимый свет, в то время как сам газ остается при комнатной температуре.

Исследователи из плазмы Института Nyheimбыл используют неравновесной плазменной технологии для дезинфекции и стерилизации продуктов и мяса и в медицинских учреждениях.

Поворачивая его свободно на практических предложений химическому эквиваленту, используя блендер, чтобы сделать смузи.

Во-первых, устройство под названием скольжение дуги плазмотрон создает вращающееся электромагнитное поле, которое активирует электроны пузырьков газа в воде. Высокой энергии электронов разделить химических веществ в воде и начинают испускать ультрафиолетовое излучение. В конечном счете, вращающихся вихря атомов, ионов и излучения достигает уровня активности достаточно высока, чтобы разрывать углерод-фтор облигаций в смеси ПФА-и все это без повышения температуры воды.

Всего за час лечения, которые использует немного больше энергии, чем потребовалось бы, чтобы сделать чайник, чтобы кипеть, скользя дуговая плазменная обработка может устранить более 90% практических предложений из воды и defluorinate около четверти соединений, в соответствии с недавно опубликованном исследовании.

«Это лишь один пример того, насколько эффективно и результативно энергии холодной плазмы технология может быть использована для решения сложных проблем химического загрязнения», — говорит Александр Фридман, доктор экономических наук, директор Института плазменной Nyheimбыл. «Холодная плазма имеет потенциал, чтобы помочь нам устранить различные химические токсины, которые угрожают нашей продовольственной и питьевой воды».

В то время как методы плазменной обработки для удаления ПФАС были проверены другими группами, до сих пор никто из них не поддаются быть легко масштабированы для использования на крупных очистных сооружениях, по мнению исследователей Дрекселя.

«Теперь, когда мы доказали эффективность лечения холодной плазмой воды наш следующий шаг-продолжить испытания в более широких масштабах», — сказал Фридман. «Мы также считаем, что технология может быть скорректирована для лечения зараженной почвы и для достижения почти полного обесфторивания практических предложений соединений».

сделать разницу: спонсорские возможности