En un estudio reciente, Feng « Frank » Xiao y sus colegas de la Universidad de Missouri demostraron un método innovador que usa calentamiento por inducción térmica para descomponer rápidamente el PFAS que queda en la superficie de dos materiales sólidos (resinas de intercambio aniónico y carbón activado granular) después de estos materiales se han utilizado para filtrar PFAS de los sistemas de agua municipales. El objetivo del equipo es limpiar los materiales antes de desecharlos adecuadamente.
PFAS es un grupo de productos químicos sintéticos que se encuentran comúnmente en productos domésticos e industriales, como espuma contra incendios, envases de alimentos y utensilios de cocina antiadherentes. El método se basa en el efecto de calentamiento Joule, que utiliza el proceso de inducción electromagnética dentro de un reactor metálico.
« En este estudio, exploramos el uso de una técnica de ingeniería utilizada para fundir metales », dijo Xiao. « Este método produjo una degradación del 98 % de PFAS en la superficie de absorbentes como el carbón activado granular y las resinas de intercambio aniónico después de solo 20 segundos, lo que hace que este proceso sea muy eficiente energéticamente y mucho más rápido que los métodos convencionales ».
En los últimos años, los expertos han expresado su preocupación por los riesgos para la salud humana derivados de la exposición ambiental a las PFAS, incluido el desarrollo de cáncer y otros problemas de salud graves. Xiao, cuyo nombramiento es en el Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental, dijo que si bien las PFAS se pueden filtrar del agua mediante adsorbentes, la eliminación de adsorbentes usados o « gastados » también crea problemas de contaminación ambiental.
« Dado que el grupo de productos químicos conocidos como PFAS generalmente resisten la degradación, plantean desafíos considerables para los procesos de tratamiento establecidos, incluidas las prácticas de eliminación de desechos para materiales utilizados como filtros como el carbón activado granular y las resinas de intercambio aniónico », dijo Xiao.
Xiao ha dedicado su carrera a investigar formas de eliminar de forma segura las PFAS del medio ambiente, incluida la demostración reciente de una eficiencia similar con el uso de calentamiento por inducción para degradar rápidamente las PFAS en el suelo. Dijo que el estudio actual también se inspiró en la regulación propuesta recientemente por la Agencia de Protección Ambiental (EPA) que, si se finaliza, requeriría que los sistemas públicos de agua en los EE. UU. monitoreen y reduzcan la contaminación por PFAS en el agua potable y los adsorbentes usados.
Los posibles inconvenientes de este método incluyen subproductos creados durante este proceso : especies orgánicas fluoradas y fluoruro de hidrógeno. Si bien estos subproductos se consideran tóxicos si se consumen a través de la respiración o la ingestión, Xiao tiene una solución.
« Si los productos orgánicos fluorados gaseosos no se degradan durante el calentamiento por inducción, será necesario un tratamiento de reducción para eliminarlos o degradarlos », dijo Xiao. « Sin embargo, según mis estudios anteriores, algunos de estos productos pueden degradarse mediante enfoques térmicos regulares. Al mismo tiempo, aumenta la generación de fluoruro de hidrógeno, lo cual es deseable porque significa una mayor mineralización o descomposición de PFAS. Hemos encontrado el fluoruro de hidrógeno se puede eliminar simplemente usando arcilla o tierra a temperaturas moderadas ».
« Transición de fase térmica y degradación rápida de productos químicos eternos (PFAS) en medios gastados mediante calentamiento por inducción », se publicó en ACS ES&T Engineering, una revista de la Sociedad Química Estadounidense. El estudio fue financiado por el Programa CAREER de la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. el SERDP del Departamento de Defensa de EE. UU. y el Servicio Geológico de EE. UU. El contenido es responsabilidad exclusiva de los autores y no representa necesariamente los puntos de vista oficiales de las agencias de financiación.