PFOS, обычно называемые "вечными химикатами", представляют собой синтетические соединения, которые широко используются в различных коммерческих приложениях благодаря своей способности обеспечивать стойкость к пятнам, огню, жиру, загрязнениям и воде. Эти вещества нашли свое применение в ряде продуктов, включая посуду с антипригарным покрытием, ковры, мебель с обивкой, упаковку для продуктов питания и пены для тушения пожаров, используемые в аэропортах и на военных аэродромах.
PFOS (перфтороктановый сульфонат или перфтороктановая сульфоновая кислота) относятся к более широкому классу химических веществ, называемых ПФАС (пер- и полифторалкильные вещества). Оба типа были связаны с целым рядом проблем со здоровьем, включая заболевания печени, сбои в работе иммунной системы, проблемы с развитием и рак.
Из-за их широкого использования PFOS был обнаружен в почве, сельскохозяйственной продукции и источниках питьевой воды, что создает значительные риски для здоровья. В связи с этим Сяогуан Мэн и Христос Христодулатос, профессора кафедры гражданского, экологического и океанического инжиниринга Института технологии Стивенса, вместе с аспирантом Мэн Цзи, стремились определить наиболее эффективные методы удаления этих токсинов из воды.
Традиционно большинство водяных фильтров используют активированный уголь для удаления вечных химикатов и других загрязнителей. Процесс, с помощью которого активированный уголь удаляет PFOS, называется адсорбцией, при которой молекулы PFOS прилипают к обширной пористой поверхности частиц угля, когда вода проходит через них.
Однако в очистке сточных вод железный порошок — по-научному называемый микромасштабным железом с нулевой валентностью или mZVI — также используется для удаления загрязняющих веществ из сточных вод. "Железный порошок широко используется для очистки воды и сточных вод, потому что он дешевый — дешевле активированного угля", - говорит Мэн. Они хотели сравнить эффективность адсорбции железного порошка и активированного угля.
Они обнаружили, что железный порошок лучше очищает воду. "Железный порошок был в 26 раз эффективнее активированного угля на единицу площади поверхности", - говорит Джи. Исследователи изложили свои выводы в исследовании под названием "Исследование кинетики и механизма удаления ПФОС с помощью микромасштабного железа с нулевой валентностью из воды", опубликованном в журнале Environmental Science & Technology 19 марта 2025 года.
Что еще более интересно, команда обнаружила, что даже когда железный порошок ржавел от пребывания в воде, его адсорбционные свойства не сильно изменялись. "Поверхность частиц покрыта оксидом железа, но он все еще очень активен", — говорит Мэн, - и это удивительно. Это означает, что окисленное железо по-прежнему способствует удалению ПФОС. Неожиданные результаты сделали исследование популярным среди других исследователей, говорит Мэн.
Мэн и Цзи планируют продолжить изучение этого явления. "Теперь нам нужно провести дополнительные исследования, чтобы выяснить, почему", - говорит Мэн. "Потому что это важно для разработки крупномасштабных технологий удаления отходов".