Железный порошок оказался эффективен в удалении PFOS
В современном мире, где промышленные химикаты проникли практически во все сферы жизни, проблема загрязнения окружающей среды так называемыми «вечными химикатами» становится все острее. Среди них особое место занимают пер- и полифторалкильные вещества (ПФАС), включая перфтороктановый сульфонат (PFOS). Эти соединения десятилетиями использовались в производстве антипригарных покрытий, огнеупорных материалов, водоотталкивающих тканей и даже противопожарной пены. Однако их устойчивость к разложению привела к глобальному загрязнению почвы, воды и пищевых продуктов, а их связь с серьезными заболеваниями — от онкологии до иммунных нарушений — вызывает обоснованную тревогу.
Традиционные методы очистки воды, такие как фильтрация через активированный уголь, хотя и эффективны, но требуют поиска более доступных и производительных альтернатив. Исследователи из Технологического института Стивенса — Сяогуан Мэн, Христос Христодулатос и аспирант Мэн Цзи — решили проверить, может ли обычный железный порошок (микромасштабное нуль-валентное железо, mZVI) стать таким решением. Их работа не только подтвердила высочайшую эффективность этого материала, но и принесла неожиданные открытия, способные перевернуть представления о борьбе с «вечными химикатами».
Исследование, опубликованное в журнале Environmental Science & Technology, показало, что железный порошок превосходит активированный уголь по адсорбционной способности в 26 раз на единицу площади поверхности. Это открытие особенно важно с учетом экономической составляющей: mZVI дешевле угля, что делает его перспективным для масштабного применения в системах очистки воды и сточных вод.
Но настоящей сенсацией стало другое наблюдение: даже после окисления (ржавления) железный порошок сохранял высокую активность в связывании молекул PFOS. Это противоречит ожиданиям, поскольку оксидные слои на поверхности металлов традиционно считаются снижающими их реакционную способность. Ученые предполагают, что оксид железа формирует особую структуру, которая продолжает эффективно захватывать вредные вещества.
Авторы работы подчеркивают, что механизм взаимодействия PFOS с окисленным железом требует углубленного изучения. Понимание этих процессов позволит оптимизировать технологии очистки, например, разработать фильтры комбинированного действия или методы регенерации использованного железного порошка.
Кроме того, исследование открывает двери для изучения других классов стойких загрязнителей — от тяжелых металлов до микропластика. Если mZVI окажется универсальным адсорбентом, это может стать прорывом в экологической инженерии.
Работа команды из Стивенсовского института — яркий пример того, как простое и экономичное решение может превзойти традиционные методы. Железный порошок, долгое время остававшийся в тени активированного угля, демонстрирует впечатляющий потенциал в борьбе с одним из самых опасных загрязнителей XXI века. Дальнейшие исследования не только раскроют фундаментальные аспекты этого явления, но и, возможно, дадут человечеству новый инструмент для защиты окружающей среды и здоровья будущих поколений.