به گزارش تجارت نیوز، آلودگی آبهای زیرزمینی و منابع آبی توسط مواد شیمیایی به نام PFAS یکی از جدیترین چالشهای زیستمحیطی سالهای اخیر است. این مواد که در انواع کالاهای روزمره مانند قابلمههای نچسب، لباسهای ضدآب و فومهای آتشنشانی صنعتی یافت میشوند، به دلیل پایداری بالا و مقاومت در برابر تجزیه طبیعی، به راحتی وارد چرخه آب شده و سلامت انسان و محیط زیست را تهدید میکنند. حذف PFAS از آب آشامیدنی و محیط طبیعی فرآیندی پیچیده، کند و پرهزینه بوده است. اما حالا گروهی از محققان مادهای جدید توسعه دادهاند که قادر است این آلودگیها را ظرف چند ثانیه به طور موثر از آب پاک کند.
آلودگی PFAS و ضرورت حذف فوری آن
PFAS مخفف مواد پرفلوئوروآلکیل و پلیفلوئوروآلکیل است و به دلیل پیوندهای بسیار محکم کربن–فلوئور، به «مواد شیمیایی دائمی» شهرت دارند. مواد شیمیایی PFAS بسیار مقاوم هستند و تجزیه طبیعی آنها تقریبا ناممکن است. با این اوصاف، PFAS به سرعت در خاک، آبها و حتی خون انسان انباشته میشوند و ارتباطاتی با بیماریهایی مانند اختلالات ایمنی، انواع سرطان و مشکلات رشد دارند.
تاکنون روشهای معمول برای حذف آنها مانند استفاده از کربن فعال یا بیوچار کند عمل میکنند و ظرفیت جذب محدودی دارند. اغلب این روشها زبالههای ثانویه تولید میکنند که نیاز به مدیریت و دفع جداگانه دارند. بنابراین، تقاضا برای روشهای سریعتر، مقیاسپذیرتر و پاکتر شدت یافته است.
مادهای نوین و سریعالاثر برای حذف PFAS
محققان با مهندسی مادهای به نام هیدروکسید دوگانه لایهای نیتراتدار موفق به حذف این آلودگیها از آب در زمانی کمتر از چند ثانیه شدهاند. این ماده توانسته اسید پرفلوئورواکتانوئیک (PFOA)، یکی از رایجترین مواد PFAS در منابع آبی آلوده، را به ظرفیت جذب بسیار بالای ۱۷۰۲ میلیگرم در هر گرم جذب کند که در میان بهترین مواد شناخته شده تاکنون قرار میگیرد.
مهمتر اینکه، این ماده توانایی حفظ ساختار و عملکرد خود را در طول چندین چرخه بازسازی دارد و بدون نیاز به پیشتیمار شیمیایی میتواند در شرایط آب خنثی به سرعت عمل کند.
نحوه عملکرد و آزمایشهای واقعی
با استفاده از تکنیک هیدرولیز اوره، تیم تحقیقاتی هیدروکسید دوگانه لایهای CuAl کریستالی تولید کردند که حاوی یونهای نیترات ضعیف پیوند و تبادلپذیر با مولکولهای PFOA است. این یونها به سرعت مولکولهای آلودهکننده را در آب خنثی جایگزین کرده و حذف میکنند.
این سیستم در آزمایشهای بستر ثابت پیوسته نیز عملکرد موفقی داشته و در نمونههای آب طبیعی نه تنها در آزمایشگاه بلکه در شرایط واقعی کارایی خود را حفظ کرده است. تنها یکی از چالشهای باقیمانده نیاز به بهبود روشهای احیاء ماده برای حذف کامل بقایای فلوئور است، زیرا دفع بلندمدت این مواد هنوز مسئلهای پیچیده باقی مانده است.
چشمانداز و اهمیت این فناوری
این فناوری نشان میدهد که میتوان آلودگیهای PFAS را با سرعت و کارایی قابل توجهی حذف کرد و به سیستمهای تصفیه آب مقیاس بزرگ کمک کرد. با توسعه و بهبود بیشتر این ماده، میتوان انتظار داشت که راهحلهای سریعتر، پاکتر و بادوامتری برای جوامع حول محور منابع آبی آلوده ارائه شود و سلامت انسانی و محیط زیست به طور موثر حفظ شود.
ماده نوین هیدروکسید دوگانه لایهای نیتراتدار گامی بزرگ در رفع معضل جهانی آلودگی PFAS است. این ماده قادر است در عرض چند ثانیه و با ظرفیت جذب بینظیر، آلودگیهای ماندگار و خطرناک PFAS را از آب پاک کند و ضمن حفظ ساختار و دوام، امکان استفاده مجدد در پروژههای تصفیه را فراهم آورد. اگرچه برخی چالشها مانند حذف کامل بقایای فلوئور باقی است، اما این پیشرفت علمی امیدهای تازهای برای پاکسازی منابع آبی جهان ایجاد کرده و میتواند آینده سالمتری برای میلیونها انسان رقم بزند.
