في أغسطس، أعلن الكيميائيون عن قدرتهم على تحقيق ما بدا مستحيلاً لفترة طويلة: تحليل بعض أكثر الملوثات العضوية الثابتة ثباتاً في ظروف معتدلة. تتراكم مواد البيرفلورو ألكيل والبولي فلورو ألكيل (PFAS)، والتي تُعرف غالباً باسم المواد الكيميائية الأبدية، في البيئة وأجسامنا بمعدل ينذر بالخطر. ويعود ثباتها، المتجذر في رابطة الكربون-الفلور التي يصعب كسرها، إلى كونها مفيدة بشكل خاص في الطلاءات المقاومة للماء وغير اللاصقة، وفي رغوة إطفاء الحرائق، لكن هذا يعني أيضاً بقاء هذه المواد الكيميائية لقرون. ومن المعروف أن بعض أفراد هذه الفئة الكبيرة من المركبات سامة.
اكتشف فريق بحثي، بقيادة الكيميائي ويليام ديشتل من جامعة نورث وسترن وطالبة الدراسات العليا آنذاك بريتاني ترانغ، نقطة ضعف في أحماض الكربوكسيل البيرفلورو ألكيلية ومركب GenX الكيميائي، الذي ينتمي إلى فئة أخرى من مركبات PFAS. يؤدي تسخين هذه المركبات في مذيب إلى فصل مجموعة الكربوكسيل، ثم يُضاف هيدروكسيد الصوديوم لإتمام العملية، تاركًا وراءه أيونات الفلوريد وجزيئات عضوية غير ضارة نسبيًا. ويمكن تحقيق كسر الرابطة C–F القوية للغاية عند درجة حرارة 120 درجة مئوية فقط (Science 2022، DOI: 10.1126/science.abm8868). ويأمل العلماء في اختبار هذه الطريقة على أنواع أخرى من مركبات PFAS.
قبل هذا العمل، كانت أفضل الاستراتيجيات لمعالجة مركبات PFAS تتمثل إما في عزل هذه المركبات أو تفكيكها في درجات حرارة عالية للغاية باستخدام كميات كبيرة من الطاقة، وهو ما قد لا يكون فعالاً تماماً، كما تقول جينيفر فاوست، الكيميائية في كلية ووستر. وتضيف: "لهذا السبب تُعدّ هذه العملية التي تتم في درجات حرارة منخفضة واعدة للغاية".
حظيت هذه الطريقة الجديدة لتحليل المركبات الكيميائية بترحيب خاص في ضوء نتائج أخرى صدرت عام 2022 حول مركبات PFAS. ففي أغسطس، أفاد باحثون من جامعة ستوكهولم بقيادة إيان كوزينز أن مياه الأمطار حول العالم تحتوي على مستويات من حمض البيرفلوروكتانويك (PFOA) تتجاوز المستوى الاستشاري الذي وضعته وكالة حماية البيئة الأمريكية لهذه المادة الكيميائية في مياه الشرب (مجلة العلوم والتكنولوجيا البيئية، 2022، DOI: 10.1021/acs.est.2c02765). كما وجدت الدراسة مستويات عالية من مركبات PFAS أخرى في مياه الأمطار.
يقول فاوست: "توقف إنتاج حمض البيرفلوروكتانويك (PFOA) وحمض البيرفلوروكتان سلفونيك (PFOS) منذ عقود، وهذا يدل على مدى استمراريتهما في البيئة. لم أتوقع أن تكون الكمية بهذا القدر". وتضيف أن عمل كوزينز "ليس سوى غيض من فيض". وقد وجد فاوست أنواعًا أحدث من مركبات PFAS - وهي مركبات لا تخضع للمراقبة الروتينية من قبل وكالة حماية البيئة الأمريكية - في مياه الأمطار الأمريكية بتركيزات أعلى من هذه المركبات القديمة (Environ. Sci.: Processes Impacts 2022, DOI: 10.1039/d2em00349j).
تاريخ النشر: 19 ديسمبر 2022