Uzun ömürlü PFAS kimyasallarından florürü geri dönüştürmek için yeni bir yöntem

Özet: Araştırmacılar, flor içeren PFAS'ları (bazen 'sonsuza kadar kimyasallar' olarak etiketlenir) yok ederken, flor içeriklerini gelecekte kullanmak üzere geri kazanacak bir yöntem geliştirdiler.

Ayrıntılı Açıklama

Oxford Kimya araştırmacıları, flor içeren PFAS'ı (bazen 'sonsuza kadar kimyasallar' olarak etiketlenir) yok etmek ve aynı zamanda flor içeriğini gelecekte kullanmak üzere geri kazanmak için bir yöntem geliştirdi. Sonuçlar bugün (26 Mart 2025) Nature

dergisinde yayımlandı.

PFAS - açılımı

p

oly- ve p

er

f

luoro

a

lkillenmiş s

maddeler - 70 yılı aşkın süredir büyük miktarlarda üretilmektedir. Tekstil ürünleri, gıda ambalajları, yapışmaz pişirme kapları ve tıbbi cihazlar da dahil olmak üzere çok çeşitli ürünlerde bulunurlar. Benzersiz özellikleri, bozunmaya karşı dirençlerini de açıklayan özellikle güçlü bir kimyasal motif olan çoklu karbon-flor kimyasal bağlarından kaynaklanmaktadır.

Bu uzun ömürlülük, PFAS'ın bazen "sonsuza kadar kimyasallar" olarak anılmasına yol açmıştır. Kalıcılıkları, dünya çapında yaygın kirlenmeye neden olmuştur. PFAS izleri içme suyunda ve çiftlik hayvanlarında bulunmuş ve kronik maruziyet sonrasında insan sağlığına olumsuz etkilerle ilişkilendirilmiştir.

Bu küresel sorun, PFAS'ın tespiti, geri kazanımı ve imhası için yenilikçi teknolojilerin yanı sıra PFAS atıklarını yönetmek için sorumlu boru hatlarına acilen ihtiyaç duymaktadır.

Şimdi, Oxford Üniversitesi ve Colorado Eyalet Üniversitesi'ndeki kimyagerlerden oluşan bir ekip, flor içeren bu PFAS kimyasallarının geniş bir yelpazesini yok etmenin ve aynı zamanda endüstriyel süreçlerde yeniden kullanılmak üzere flor içeriğini geri kazanmanın mümkün olduğunu göstermiştir.

İşlemsel olarak basit olan bu yöntem, PFAS örneklerinin katı halde potasyum fosfat tuzları ile reaksiyona sokulmasıyla çalışır. Reaktanlar bilyalı rulmanlarla birlikte öğütülür, bu da uzun ömürlü PFAS kimyasallarını parçalar ve araştırmacıların ortaya çıkan üründen flor içeriğini çıkarmasına olanak tanır. Çalışmada, geri kazanılan florür daha sonra endüstriyel reaksiyonlarda etkili bir şekilde çalışan yaygın florlama reaktifleri üretmek için kullanıldı.

Florokimya endüstrisine yeniden giriş için florürün bu şekilde geri kazanılması, döngüsel bir flor ekonomisi sağlamaya yöneliktir. Esasen tüm florokimyasalların üretildiği mineral olan fluorsparın dünya çapında ülkeler tarafından birçok endüstriyel süreç için kritik olarak sınıflandırıldığı düşünüldüğünde bu özellikle önemlidir. Ayrıca, PFAS imha sürecinde aktivatör olarak kullanılan fosfat geri kazanılmış ve yeniden kullanılmıştır, bu da fosfor döngüsü üzerinde zararlı bir etki yaratmadığı anlamına gelmektedir.

Ekibin yöntemi, yapışmaz kaplamalar, elektrik yalıtımı ve endüstriyel borular gibi ürünlerde yaygın olarak bulunanlar da dahil olmak üzere tüm PFAS sınıflarının mekanik olarak imha edilmesini sağlamaktadır. Bu, Teflon bant gibi günlük atıklardan flor içeriğinin geri kazanılabileceği ve kolesterol düşürücü statin ilaçları (Lipitor), nöbet önleyici ajanlar (Rufinamide) ve herbisitler (Triaziflam) gibi farmasötik ve zirai kimyasalların öncüleri de dahil olmak üzere flor içeren önemli kimyasalların üretilmesinde kullanılabileceği anlamına geliyor.

Daha önceki bir çalışma sırasında yapılan tesadüfi bir gözlem, ekibin araştırması için bir başlangıç noktası oldu. Benzer bir bilyeli öğütme yönteminin kullanıldığı daha önceki bir deney setinde, bilyeli öğütme kavanozlarının PFAS içeren sızdırmazlık halkalarının reaksiyon sırasında bozunduğunu ve beklenenden daha yüksek florür verimiyle sonuçlandığını fark ettiler. Yöntemlerinin bu sızdırmazlık halkalarındaki PFAS'ı parçalayarak florürü serbest bırakıyor olması gerektiği sonucuna vardılar. Yöntemin diğer PFAS örneklerini parçalayıp geri dönüştürebileceğini merak ettiler ve şimdi yöntemin gerçekten de geniş bir PFAS yelpazesinde geniş bir uygulanabilirliğe sahip olduğunu gösterdiler.

Çalışmayı yöneten Profesör Véronique Gouverneur (Oxford Üniversitesi) şunları söyledi:

"Florür geri kazanımı önemlidir, çünkü örneğin hayat kurtaran ilaçların üretimi için gerekli olan Fluorspar rezervlerimiz, kapsamlı madencilik nedeniyle hızla tükenmektedir. Bu yöntem yalnızca PFAS atıklarını ortadan kaldırmakla kalmıyor, aynı zamanda kalıcı kirleticileri değerli florokimyasallara dönüştürerek döngüsel flor kimyasına da katkıda bulunuyor."

Çalışmanın başyazarlarından Dr. Long Yang (Oxford Üniversitesi) şunları söyledi:

"PFAS'ın fosfat tuzlarıyla mekanokimyasal olarak yok edilmesi, uzun süredir devam eden çevresel bir soruna basit ama güçlü bir çözüm sunan heyecan verici bir yeniliktir. Bu etkili PFAS imha yöntemiyle, PFAS'ın 'sonsuza kadar kimyasal' olduğu düşüncesinden uzaklaşmayı umuyoruz."

Colorado Eyalet Üniversitesi'ndeki çalışma, Doğa Bilimleri Fakültesi Kimya Bölümü'nden Marshall Fixman ve Branka Ladanyi Profesör Robert Paton tarafından yürütülmüştür.

Kaynak: Oxford Üniversitesi