它們無處不在。在你呼吸的空氣、喝的水和我們種植食物的土壤中——幾十年的工業(yè)和商業(yè)生產(chǎn)和使用使我們生活中基本上沒有一個角落不受PFAS(多氟烷基物質(zhì))的影響，PFAS(通常被稱為“永遠(yuǎn)的化學(xué)物質(zhì)”。關(guān)于這些化學(xué)物質(zhì)，需要了解的兩件最重要的事情是：它們是有毒的，而且它們不會隨著時(shí)間的推移而自行降解。相反，它們在我們的環(huán)境和身體中積累。

但是，新發(fā)現(xiàn)的化學(xué)機(jī)制可以幫助對抗日益嚴(yán)重的PFAS污染?；瘜W(xué)家們已經(jīng)找到了一種方法，使用廉價(jià)和通用的工具將某些類型的這些化學(xué)物質(zhì)分解成無害的組成部分。今天發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的這項(xiàng)新研究是我們了解這些化合物如何反應(yīng)的一大進(jìn)步。雖然我們離解決這個問題還有很長的路要走，但我們離一個更健康的世界又近了一點(diǎn)。

為什么PFAS如此危險(xiǎn)?

PFAS是具有許多不同用途的化學(xué)品(食品包裝，消防泡沫，不粘炊具，家具，化妝品等)。它們的主要吸引力在于它們非常擅長防水、防油和防油脂，甚至擅長滅火。他們通過超級無反應(yīng)來做到這一點(diǎn)。PFAS由高度穩(wěn)定的分子組成，基本上只是粘在自己身上。

當(dāng)它們滲入環(huán)境并進(jìn)入我們的身體時(shí)，我們的系統(tǒng)無法擺脫它們。因此，它們堆積起來并引起問題。研究發(fā)現(xiàn)PFAS與多種類型的癌癥，免疫系統(tǒng)問題，高膽固醇，肝病以及懷孕和嬰兒發(fā)育問題之間存在聯(lián)系。(由于所有這些健康影響，美國環(huán)保署在六月份宣布了飲用水中PFAS的新限制，建議安全供水基本上不應(yīng)含有可檢測的PFAS。

然而，它們很難避免，幾乎不可能避免。PFAS已在美國的飲用水中檢測到，包括室內(nèi)和室外空氣，世界各地的農(nóng)田，魚類，化妝品和其他地方。

即使付出了大量的人力，這些永遠(yuǎn)的化學(xué)物質(zhì)也被證明難以分解。焚燒似乎不起作用。許多策略會導(dǎo)致其他有毒副產(chǎn)品。許多方法可能成本高昂、有限或難以擴(kuò)大規(guī)模，例如將含有PFAS的水加熱到超高溫。

這種方法有什么新變化?

“它認(rèn)為可以公平地說，所有其他新興的PFAS降解方法都是你歸類為非常高能量[或]相對奇特的條件的東西，”西北大學(xué)化學(xué)家，研究研究人員之一William Dichtel在周二的新聞發(fā)布會上說。“這確實(shí)是我們的發(fā)現(xiàn)與其他所有發(fā)現(xiàn)的區(qū)別，”他補(bǔ)充說 - 強(qiáng)調(diào)新方法的可訪問性和相對容易性。

僅使用在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中可以找到的一點(diǎn)熱量和用品(氫氧化鈉，即堿液和一種稱為DMSO的溶劑)，研究人員就能夠采用一種濃縮PFAS并將其分解成更小的無毒化合物。

“大多數(shù)化學(xué)家都把兩個分子擠壓在一起，形成一個大分子，就像拿兩個樂高積木把它們放在一起一樣，”該研究的首席研究員布列塔尼·董里(Brittany Trang)解釋說，她上個月在西北大學(xué)完成了博士學(xué)位。“但相反，我們正在做的是把樂高砸成碎片，看看剩下的東西，弄清楚它是如何分崩離析的。

第二步很重要?；瘜W(xué)家們不僅成功地降解了PFAS，而且還使用量子力學(xué)模型來弄清楚它是如何發(fā)生的，并為其他人在相關(guān)研究中使用提供了路線圖。

布法羅大學(xué)的分析化學(xué)家和PFAS研究員戴安娜·阿加(Diana Aga)沒有參與這項(xiàng)新研究，她告訴Gizmodo，她特別感激。“我感謝該出版物在詳細(xì)分析和全面性方面所做的一切。

為了粉碎樂高積木，Trang和她的合作研究人員在80至120攝氏度(176至248華氏度)的溫度下加熱了他們的PFAS，堿液和DMSO溶液。四個小時(shí)后，近80%的PFAS消失了，12小時(shí)后，超過90%的PFAS消失了 - 取而代之的是良性碳副產(chǎn)品，如草酸鹽，它存在于我們吃的許多蔬菜中，或者乙醇酸，通常用于護(hù)膚品。

表征這些副產(chǎn)品也是一件大事，Aga說。這是一個徹底的步驟，有助于確保試圖解決這個問題不會帶來更多的環(huán)境危害(PFAS之前已經(jīng)發(fā)生過)。“這項(xiàng)研究很漂亮，因?yàn)樗麄冏龅搅耍?rdquo;她補(bǔ)充說。

有哪些限制?

但即使它很漂亮，新的研究也不是完美的。研究人員都強(qiáng)調(diào)，這不是PFAS問題的結(jié)束或權(quán)宜之計(jì)。

首先，該方法僅適用于某些PFAS。有超過5，000種獨(dú)特的PFAS化合物，它們有不同的類別。其中兩個最大的類別被稱為羧酸鹽和磺酸鹽。新方法成功地去除了溶液中幾乎所有的羧酸鹽，但它不適用于同樣普遍的磺酸鹽(或任何其他PFAS類型)。

研究人員希望他們或其他人能夠解決這個問題，并在后續(xù)研究中擴(kuò)展到磺酸鹽。“目前，這不是一個通用的解決方案，”Dichtel說。“我們今天所擁有的與需要的最大差距是，我們也真的想降解磺酸鹽。

而且，研究人員并不是說可以將堿液和DMSO傾倒到我們的供水中以擺脫那里的PFAS。“那也真的不好，”Trang在電話中告訴Gizmodo。

這種方法的潛在用途是降解已經(jīng)從飲用水中過濾出來的PFAS。許多正在進(jìn)行的研究都集中在通過活性炭或反滲透來做到這一點(diǎn)的方法上。過濾掉后，良好的破壞方法是確保PFAS不會立即滲回環(huán)境中的關(guān)鍵。然而，就其本身而言，這項(xiàng)新研究并不能消除污染。

其他科學(xué)家，工程師和實(shí)驗(yàn)室小組一直在努力解決PFAS問題，最近取得了一些重大進(jìn)展。今年早些時(shí)候，一組工程師發(fā)表了一種涉及紫外線，亞硫酸鹽和碘的方法，可用于分解各種PFAS。一些工作集中在使用微生物來做同樣的事情。然而，鑒于問題的規(guī)模，我們可能需要每一種方法和我們能得到的所有知識。

“明天它不會像我希望的那樣拯救世界，”Trang告訴Gizmodo。但也許它會有所幫助，在那之后的一天。

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