Наука 23 января 2023

Воду очистили от «вечных химикатов» за полминуты с помощью магнитов

Исследователи разработали простой способ очистки воды от токсичных фторсодержащих поверхностно-активных веществ (ФПАВ или PFAS).

Читайте «Хайтек» в

Химики из университета Квинсленда и Австралийского института биоинженерии и нанотехнологий разработали новый метод очистки воды от «вечных химикатов». Добавление специального раствора в воду, загрязненную ФПАВ, превращает токсичные элементы в магнитные частицы. Полученную смесь легко очистить с помощью обычного магнита.

Секрет метода в специальном растворе, разработанного химиками. Он содержит вещества, которые они назвали магнитным фторсодержащим полимерным сорбентом. Эти частицы с одной стороны обладают магнитными свойствами, а с другой — активно взаимодействуют с ФПАВ за счет химической структуры, в том числе, наличия в составе перфторполиэфира и катионных групп.

Очистка воды от ФПАВ с помощью магнитов. Видео: Australian Institute for Bioengineering and Nanotechnology

При добавлении сорбента в раствор, загрязненный «вечными химикатами», он связывается с ФПАВ. Такие комплексные частицы можно легко и быстро удалить любым магнитным полем. В серии испытаний, ученые показали, что новый метод удаляет за 30 секунд более 95% большинства известных типов ФПАВ, в том числе, более 99% GenX — одного из наиболее сложно удаляемых веществ.

Фторсодержащие поверхностно-активные вещества (по-английски, per-and polyfluoroalkyl substances, PFAS) — это класс химических веществ с очень прочными фтор-углеродными связями. С 1940 годов эти вещества активно используются в промышленном производстве по всему миру благодаря особым водо- и жироотталкивающим свойствам. Недостаток ФПАВ состоит в том, что в естественных условиях они практически не разлагаются, а потому такие частицы сохраняются в почве, загрязняют воду.

Виды ФПАВ, которые очищали с помощью нового метода (а), работы устройства (b) и эффективность очистки (с). Изображение: Xiao Tan et al., Angewandte Chemie

В течение последних десятилетий химики по всему миру работают над созданием различных способов очистки воды и искусственного разрушения ФПАВ. К сожалению, большинство из них либо длительны, либо дороги и энергозатратные. Авторы работы полагают, что их магнитное решение предлагает эффективную альтернативу. Очистка в этом случае проходит намного быстрее, чем у других технологий, а запуск реакции не требует энергии.