वैज्ञानिकों ने ‘फॉरएवर केमिकल्स’ से निपटने के लिए अग्रणी विधि

PFAs विभिन्न उपभोक्ता उत्पादों में सिंथेटिक यौगिक हैं, जो उनकी गर्मी, पानी और तेल प्रतिरोध के लिए मूल्यवान हैं। हालांकि, उनकी रासायनिक स्थिरता ने उन्हें पर्यावरण में लगातार बनाए रखा है, पानी की आपूर्ति को दूषित करना और कैंसर और प्रतिरक्षा प्रणाली के व्यवधान सहित महत्वपूर्ण स्वास्थ्य जोखिमों को प्रस्तुत किया है। PFAS निपटान के पारंपरिक तरीके महंगे, ऊर्जा-गहन हैं और अक्सर माध्यमिक प्रदूषक उत्पन्न करते हैं, जो उन अभिनव समाधानों की आवश्यकता को प्रेरित करते हैं जो अधिक कुशल और पर्यावरण के अनुकूल हैं।

“हमारी विधि सिर्फ इन खतरनाक रसायनों को नष्ट नहीं करती है; यह बेकार को कुछ मूल्य में बदल देता है,” टूर ने कहा। “खर्च किए गए कार्बन को ग्राफीन में अपसाइक्लिंग करके, हमने एक ऐसी प्रक्रिया बनाई है जो न केवल पर्यावरणीय रूप से लाभकारी है, बल्कि आर्थिक रूप से व्यवहार्य भी है, जो उपचार की लागतों को ऑफसेट करने में मदद करती है।”

अनुसंधान टीम की प्रक्रिया इन चुनौतियों से निपटने के लिए फ्लैश जूल हीटिंग (एफजेएच) को नियुक्त करती है। सोडियम या कैल्शियम लवण जैसे पीएफए ​​और मिनरलाइजिंग एजेंटों के साथ संतृप्त दानेदार सक्रिय कार्बन (जीएसी) को मिलाकर, शोधकर्ताओं ने एक सेकंड में 3,000 डिग्री सेल्सियस से अधिक तापमान उत्पन्न करने के लिए एक उच्च वोल्टेज लागू किया। तीव्र गर्मी PFAs में मजबूत कार्बन-फ्लोराइन बॉन्ड को तोड़ देती है, उन्हें निष्क्रिय, नॉनटॉक्सिक फ्लोराइड लवण में परिवर्तित करती है। इसके साथ ही, GAC को ग्राफीन में ऊपर उठाया जाता है, जो इलेक्ट्रॉनिक्स से लेकर निर्माण तक उद्योगों में उपयोग की जाने वाली एक मूल्यवान सामग्री है।

शोध के परिणामों में 96% से अधिक डिफ्लुओरिनेशन दक्षता और 99.98% पेरफ्लुओरोक्टानोइक एसिड (पीएफओए) को हटाने के लिए सबसे आम पीएफएएस प्रदूषकों में से एक मिला। विश्लेषणात्मक परीक्षणों ने पुष्टि की कि प्रतिक्रिया ने हानिकारक वाष्पशील कार्बनिक फ्लोराइड्स की अवांछनीय मात्रा का उत्पादन किया, अन्य पीएफएएस उपचारों का एक सामान्य उपोत्पाद। यह विधि पारंपरिक निपटान विधियों जैसे कि भस्मीकरण या लैंडफिल में खर्च किए गए कार्बन को जोड़ने के लिए माध्यमिक कचरे को भी समाप्त करती है।

स्कॉटलैंड ने कहा, “यह दोहरी-उद्देश्य दृष्टिकोण एक गेम चेंजर है।” “यह एक जरूरी पर्यावरणीय मुद्दे के लिए एक स्केलेबल, लागत प्रभावी समाधान प्रदान करते हुए एक संसाधन में अपशिष्ट को बदल देता है।”

इस शोध के निहितार्थ PFOA और Perfluorooctane सल्फोनिक एसिड से परे हैं, दो सबसे अधिक अध्ययन किए गए PFAs; यहां तक ​​कि यह सबसे पुनरावर्ती PFAs प्रकार पर काम करता है, Teflon R. FJH के दौरान प्राप्त उच्च तापमान से पता चलता है कि यह विधि PFAS यौगिकों की एक विस्तृत श्रृंखला को कम कर सकती है, जो व्यापक जल उपचार और अपशिष्ट प्रबंधन अनुप्रयोगों के लिए मार्ग प्रशस्त करती है। एफजेएच प्रक्रिया को कार्बन नैनोट्यूब और नैनोडायमंडों सहित अन्य मूल्यवान कार्बन-आधारित सामग्रियों का उत्पादन करने के लिए भी सिलवाया जा सकता है, जिससे इसकी बहुमुखी प्रतिभा और आर्थिक अपील को और बढ़ाया जा सकता है।

स्कॉटलैंड ने कहा, “शून्य शुद्ध लागत, स्केलेबिलिटी और पर्यावरणीय लाभों के अपने वादे के साथ, हमारी विधि फॉरएवर केमिकल्स के खिलाफ लड़ाई में एक कदम आगे का प्रतिनिधित्व करती है।” “जैसा कि पीएफएएस संदूषण पर चिंताएं बढ़ती जा रही हैं, यह सफलता पानी की गुणवत्ता की सुरक्षा और दुनिया भर में सार्वजनिक स्वास्थ्य की रक्षा के लिए आशा प्रदान करती है।”

राइस के अध्ययन के सह-लेखकों में केविन वाइस, यी चेंग, लुकास एड्डी, जैकब बेकहम, जस्टिन शार्प, टेंगदा एसआई, बिंग डेंग और माइकल वोंग शामिल हैं; केमिकल एंड बायोमोलेक्यूलर इंजीनियरिंग विभाग से यंगकुन चुंग, बो वांग और जुआन डोनोसो; ची हुन चोई, यिमो हान, बोरिस याकोबसन और युफेंग झाओ सामग्री विज्ञान और नैनोइन्जिनिंग विभाग से; और यू-यी शेन और मेसन टॉमसन सिविल एंड एनवायरनमेंटल इंजीनियरिंग विभाग से। अतिरिक्त सह-लेखकों में अमेरिकी सेना इंजीनियर अनुसंधान और विकास केंद्र से सारा ग्रेस ज़ेट्टरहोम और क्रिस्टोफर ग्रिग्स शामिल हैं।

अनुसंधान को वायु सेना कार्यालय के वैज्ञानिक अनुसंधान, यूएस आर्मी कॉर्प्स ऑफ इंजीनियर्स, नेशनल साइंस फाउंडेशन ग्रेजुएट रिसर्च फैलोशिप प्रोग्राम, स्टॉफ़र-रोथवेल स्कॉलरशिप और राइस एकेडमी फेलोशिप द्वारा वित्त पोषित किया गया था।