化学家找到了一种分解危险永久化学物质的方法

它们无处不在。在你呼吸的空气、喝的水和我们种植食物的土壤中——几十年的工业和商业生产和使用使我们生活中基本上没有一个角落不受PFAS(多氟烷基物质)的影响，PFAS(通常被称为“永远的化学物质”。关于这些化学物质，需要了解的两件最重要的事情是：它们是有毒的，而且它们不会随着时间的推移而自行降解。相反，它们在我们的环境和身体中积累。

但是，新发现的化学机制可以帮助对抗日益严重的PFAS污染。化学家们已经找到了一种方法，使用廉价和通用的工具将某些类型的这些化学物质分解成无害的组成部分。今天发表在《科学》杂志上的这项新研究是我们了解这些化合物如何反应的一大进步。虽然我们离解决这个问题还有很长的路要走，但我们离一个更健康的世界又近了一点。

为什么PFAS如此危险?

PFAS是具有许多不同用途的化学品(食品包装，消防泡沫，不粘炊具，家具，化妆品等)。它们的主要吸引力在于它们非常擅长防水、防油和防油脂，甚至擅长灭火。他们通过超级无反应来做到这一点。PFAS由高度稳定的分子组成，基本上只是粘在自己身上。

当它们渗入环境并进入我们的身体时，我们的系统无法摆脱它们。因此，它们堆积起来并引起问题。研究发现PFAS与多种类型的癌症，免疫系统问题，高胆固醇，肝病以及怀孕和婴儿发育问题之间存在联系。(由于所有这些健康影响，美国环保署在六月份宣布了饮用水中PFAS的新限制，建议安全供水基本上不应含有可检测的PFAS。

然而，它们很难避免，几乎不可能避免。PFAS已在美国的饮用水中检测到，包括室内和室外空气，世界各地的农田，鱼类，化妆品和其他地方。

即使付出了大量的人力，这些永远的化学物质也被证明难以分解。焚烧似乎不起作用。许多策略会导致其他有毒副产品。许多方法可能成本高昂、有限或难以扩大规模，例如将含有PFAS的水加热到超高温。

这种方法有什么新变化?

“它认为可以公平地说，所有其他新兴的PFAS降解方法都是你归类为非常高能量[或]相对奇特的条件的东西，”西北大学化学家，研究研究人员之一William Dichtel在周二的新闻发布会上说。“这确实是我们的发现与其他所有发现的区别，”他补充说 - 强调新方法的可访问性和相对容易性。

仅使用在高中化学实验室中可以找到的一点热量和用品(氢氧化钠，即碱液和一种称为DMSO的溶剂)，研究人员就能够采用一种浓缩PFAS并将其分解成更小的无毒化合物。

“大多数化学家都把两个分子挤压在一起，形成一个大分子，就像拿两个乐高积木把它们放在一起一样，”该研究的首席研究员布列塔尼·董里(Brittany Trang)解释说，她上个月在西北大学完成了博士学位。“但相反，我们正在做的是把乐高砸成碎片，看看剩下的东西，弄清楚它是如何分崩离析的。

第二步很重要。化学家们不仅成功地降解了PFAS，而且还使用量子力学模型来弄清楚它是如何发生的，并为其他人在相关研究中使用提供了路线图。

布法罗大学的分析化学家和PFAS研究员戴安娜·阿加(Diana Aga)没有参与这项新研究，她告诉Gizmodo，她特别感激。“我感谢该出版物在详细分析和全面性方面所做的一切。

为了粉碎乐高积木，Trang和她的合作研究人员在80至120摄氏度(176至248华氏度)的温度下加热了他们的PFAS，碱液和DMSO溶液。四个小时后，近80%的PFAS消失了，12小时后，超过90%的PFAS消失了 - 取而代之的是良性碳副产品，如草酸盐，它存在于我们吃的许多蔬菜中，或者乙醇酸，通常用于护肤品。

表征这些副产品也是一件大事，Aga说。这是一个彻底的步骤，有助于确保试图解决这个问题不会带来更多的环境危害(PFAS之前已经发生过)。“这项研究很漂亮，因为他们做到了，”她补充说。

有哪些限制?

但即使它很漂亮，新的研究也不是完美的。研究人员都强调，这不是PFAS问题的结束或权宜之计。

首先，该方法仅适用于某些PFAS。有超过5，000种独特的PFAS化合物，它们有不同的类别。其中两个最大的类别被称为羧酸盐和磺酸盐。新方法成功地去除了溶液中几乎所有的羧酸盐，但它不适用于同样普遍的磺酸盐(或任何其他PFAS类型)。

研究人员希望他们或其他人能够解决这个问题，并在后续研究中扩展到磺酸盐。“目前，这不是一个通用的解决方案，”Dichtel说。“我们今天所拥有的与需要的最大差距是，我们也真的想降解磺酸盐。

而且，研究人员并不是说可以将碱液和DMSO倾倒到我们的供水中以摆脱那里的PFAS。“那也真的不好，”Trang在电话中告诉Gizmodo。

这种方法的潜在用途是降解已经从饮用水中过滤出来的PFAS。许多正在进行的研究都集中在通过活性炭或反渗透来做到这一点的方法上。过滤掉后，良好的破坏方法是确保PFAS不会立即渗回环境中的关键。然而，就其本身而言，这项新研究并不能消除污染。

其他科学家，工程师和实验室小组一直在努力解决PFAS问题，最近取得了一些重大进展。今年早些时候，一组工程师发表了一种涉及紫外线，亚硫酸盐和碘的方法，可用于分解各种PFAS。一些工作集中在使用微生物来做同样的事情。然而，鉴于问题的规模，我们可能需要每一种方法和我们能得到的所有知识。

“明天它不会像我希望的那样拯救世界，”Trang告诉Gizmodo。但也许它会有所帮助，在那之后的一天。