Rice University razvio je LDH materijal od bakra i aluminijuma koji može da apsorbuje dugolančane PFAS do 100 puta brže od trenutno korišćenih filtera. Proces kombinuje brzo, ne-termalno koncentrisanje zagađivača i termičko uništavanje adsorbovanih PFAS na 400–500°C pri čemu se fluor veže u stabilne forme za odlaganje. Materijal je "drop-in" rešenje pogodno za integraciju u postojeće sisteme, ali skalabilnost, bezbednost i regulativa ostaju ključni izazovi.
Nova filtracija sa Rice univerziteta: LDH materijal upija PFAS do 100× brže i omogućava njihovo sigurno uništavanje
Pfas are among the most common water pollutants.Photograph: Olga Rolenko/Getty Images(Photograph: Olga Rolenko/Getty Images)
Tim istraživača sa Rice University razvio je modifikovani slojeviti dvojni hidroksid (Layered Double Hydroxide, LDH) zasnovan na bakru i aluminijumu koji može da apsorbuje dugolančane PFAS do 100 puta brže od uobičajenih filtracionih materijala. Rad, objavljen u recenziranom naučnom radu, pokazuje potencijal za brže uklanjanje i koncentrisanje ovih teško razgradivih zagađivača.
Kako funkcioniše materijal?
LDH je pozitivno naelektrisan, dok su mnogi dugolančani PFAS negativno naelektrisani, pa elektrostatčka privlačnost dovodi do vrlo brzog adsorbovanja. Istraživači su zamenili deo aluminijuma bakrom, što je poboljšalo brzinu i efikasnost upijanja. Prethodni sistemi koji koriste granulirani aktivni ugalj, reverznu osmozu ili jonsku razmenu često su sporiji i manje selektivni po odnosu na određene PFAS spojeve.
Koncentrisanje i uništavanje
Autori opisuju proces u dva koraka: prvo ne-termalno, brzo adsorbovanje i koncentrisanje PFAS u LDH materijalu; drugo, termalno tretiranje adsorbovanog materijala na oko 400–500°C. Prema istraživanju, pri toj relativno niskoj temperaturi u odnosu na neke druge termalne metode dolazi do prekida veza C–F, a fluor se zatim vezuje u stabilne soli poput kalcijum-fluorida (CaF2) unutar matriksa. Takav krajnji produkt, kako navode autori, je stabilan za odlaganje.
„Ovaj materijal biće važan za smer istraživanja u vezi sa uništavanjem PFAS uopšte,”
— Michael Wong, direktor Rice Water Institute.
Prednosti i ograničenja
Glavne prednosti LDH pristupa su izuzetno visoka brzina adsorpcije, mogućnost ponovne upotrebe materijala i to što je reč o "drop-in" rešenju koje može da se integriše u postojeću filtracionu infrastrukturu. To potencijalno smanjuje troškove i olakšava implementaciju u postojećim postrojenjima.
Međutim, naučnici i praktičari upozoravaju na važne izazove: skalabilnost procesa na industrijski nivo još nije dokazana, realne vodene matrice (prisustvo organskih materija, soli i drugih zagađivača) mogu smanjiti efikasnost, potrebne su dodatne studije nusprodukata termičkog tretmana, te su važni aspekti radne bezbednosti, regulative i dozvole za primenu.
„Trebaće nam što više različitih tehnologija da bismo se izborili sa PFAS u pijaćoj vodi, i ako se ovo pokaže skalabilnim i na otpadne vode, to će zaista biti nešto čemu treba posvetiti pažnju,”
— Laura Orlando, istraživačica iz organizacije Just Zero.
Šta ovo znači za Srbiju i region?
PFAS kontaminacija je globalni problem koji pogađa izvore pijaće i otpadne vode i u Evropi, pa i u regionu. Ako se LDH tehnologija pokaže skalabilnom i ekonomičnom, mogla bi da postane značajna dopuna postojećim sistemima za prečišćavanje vode u Srbiji — naročito u oblastima sa industrijskim zagađenjem ili starim deponijama. Ipak, potrebne su dodatne pilot-studije u realnim uslovima kako bi se potvrđila efikasnost i bezbednost.
Zaključak: Rice-ov LDH materijal predstavlja važan korak napred u ubrzanom uklanjanju i sigurnom zbrinjavanju PFAS, ali pre široke primene neophodna su dodatna testiranja, procena nusprodukata i planovi za skaliranje i regulativnu saglasnost.
Pomozite nam da budemo bolji.
