Un vórtice de plasma frío podría eliminar las PFAS del agua potable

Según los investigadores de la Universidad de Drexel, hay una manera de deshacerse de los "productos químicos" tóxicos y persistentes del agua potable. Esta nueva encuesta es un rayo de esperanza para millones de personas en los Estados Unidos. Hasta el 98 % de la población de EE. UU. tiene PFAS en el torrente sanguíneo, posiblemente debido a una combinación de contaminación del agua potable, exposición directa y bioacumulación.

Es necesario controlar la contaminación por PFAS del agua potable

Las sustancias per y polifluoroalquilo, también llamadas PFAS, se han utilizado durante seis décadas en productos como utensilios de cocina antiadherentes, ropa impermeable y espumas contra incendios. Durante las últimas dos décadas, han surgido preocupaciones sobre los riesgos para la salud asociados con la exposición a PFAS, que incluyen cáncer, problemas de tiroides, presión arterial alta y bajo peso al nacer. Esto condujo a prohibiciones federales y múltiples mandatos de monitoreo. Aunque se realizaron grandes esfuerzos de remediación, la eliminación de estos químicos del agua potable resultó ser casi imposible ya que los químicos fueron diseñados para soportar altas temperaturas. Los métodos de tratamiento estándar no han logrado descomponer los compuestos de PFAS porque contienen los enlaces químicos extremadamente estables del fluoruro de carbono.

Plasma frío: una explosión de gas cargado puede eliminar las PFAS del agua

Un equipo de investigadores de la Facultad de Ingeniería de Drexel y el Instituto de Plasma C. & J. Nyheim colaboraron para estudiar la utilidad del plasma frío, un estallido de gas cargado para eliminar el PFAS del agua. Los resultados de este estudio se publicaron recientemente en la revista Environmental Science: Water Research & Technology.

Los filtros de carbón activado se usan actualmente para manejar el agua contaminada con PFAS, pero no destruyen el PFAS y solo pueden recolectarlo. Por otro lado, los filtros deben incinerarse a altas temperaturas o los filtros usados ​​servirán como una nueva fuente de PFAS que llega al medio ambiente a través de la escorrentía de los vertederos. Para eliminar por completo el PFAS, se debe separar el enlace de fluoruro de carbono en el producto químico. El objetivo principal del método de descontaminación propuesto es romper la cadena de fluoruro de carbono en pedazos más pequeños para volverla inerte, mientras que el objetivo secundario es eliminar por completo los átomos de fluoruro del compuesto, un proceso llamado desfluoración.

Someter el compuesto a 1000 grados centígrados puede romper el enlace extremadamente estable del fluoruro de carbono, pero este método no es factible para el tratamiento del agua debido al consumo de una enorme cantidad de energía. Por lo tanto, los investigadores propusieron usar gas o plasma altamente energizado para activar los átomos de PFAS.

¿Cómo funciona el plasma frío?

En el plasma frío, se emplea un campo electromagnético para excitar los electrones del gas sin necesidad de aumentar la temperatura general. Como primer paso, se crea un campo electromagnético giratorio con la ayuda de un dispositivo llamado plasmatrón de arco deslizante. Este campo electromagnético activa los electrones de las burbujas de gas presentes en el agua. Los electrones de alta energía descomponen la sustancia química presente en el agua y comienzan a emitir radiación ultravioleta. Eventualmente, el vórtice giratorio de átomos, iones y radiación alcanza un alto nivel de actividad que es lo suficientemente fuerte como para romper el enlace de fluoruro de carbono en el compuesto PFAS, sin elevar la temperatura del agua. Así, según el estudio publicado, el tratamiento con plasma de arco deslizante puede eliminar más del 90% de las PFAS del agua y desfluorizar al menos una cuarta parte de los compuestos en tan solo una hora.

El siguiente paso es el tratamiento de agua con plasma frío a gran escala

Ahora que el PFAS se encuentra en casi todas partes, no solo en el agua y el suelo en las inmediaciones de los aeropuertos, sino también en productos de consumo como telas resistentes a las manchas y envases de alimentos diseñados para repeler líquidos y grasas, necesitamos con urgencia un método eficaz de tratamiento del agua. . Dado que el estudio pudo demostrar que el tratamiento de agua con plasma frío es un método eficaz y energéticamente eficiente, se probará su potencial a mayor escala. Además, esta tecnología se puede modificar para tratar suelos contaminados y lograr una desfluoración completa de los compuestos PFAS.