Un inquinante dell'acqua altamente tossico, noto come acido perfluoroottanoico (PFOA), l'anno scorso ha causato la chiusura delle forniture di acqua potabile da parte di alcune comunità statunitensi. A causa del suo uso storico nella produzione di teflon e in altri processi industriali, nonché della sua persistenza ambientale, La contaminazione da PFOA è un problema diffuso in tutto il mondo.

Un team di ricerca guidato dalla Northwestern University ora segnala un materiale economico e rinnovabile che rimuove rapidamente il PFOA dall'acqua. Il nuovo trattamento elimina efficacemente il microinquinante a meno di 10 parti per trilione, molto al di sotto dell'Agenzia per la protezione dell'ambiente e di tutti i limiti di consulenza sanitaria statale.

"Il nostro materiale estrae completamente l'inquinante dall'acqua, " ha detto William Dichtel, un esperto in chimica organica e dei polimeri che ha guidato lo studio. "Il polimero contiene siti che legano fortemente il PFOA, che sottrae all'acqua questo inquinante anche se presente a concentrazioni estremamente basse. I siti di legame sono uniti da linker che migliorano ulteriormente l'affinità per il PFOA".

Dichtel, il professore di chimica Robert L. Letsinger al Weinberg College of Arts and Sciences della Northwestern, ritiene che il materiale possa supportare gli sforzi di purificazione dell'acqua per liberare l'acqua potabile dal PFOA e forse da altre sostanze alchiliche per- e polifluorurate (PFAS), come l'acido perfluoroottansolfonico (PFOS).

Il materiale PFOA e la tecnologia polimerica di Dichtel sono in fase di sviluppo per uso commerciale da CycloPure, Inc., una società co-fondata da Dichtel.

Lo studio, co-autore di Dichtel, Damian Helbling, assistente professore di ingegneria civile e ambientale presso la Cornell University, e membri dei loro gruppi di ricerca presso Northwestern e Cornell, recentemente è stato pubblicato da Giornale della Società Chimica Americana .

Il limite di consulenza dell'EPA 2016 per la concentrazione combinata di PFOA e PFOS nell'acqua potabile è di 70 parti per trilione, che equivale a un cucchiaino di PFOA in 14 piscine olimpioniche. In studi approfonditi sull'esposizione al PFOA sono stati notati effetti negativi sulla salute a concentrazioni inferiori al limite di avviso dell'EPA. Almeno quattro stati:Minnesota, New Hampshire, New Jersey e Vermont:hanno implementato limiti di almeno la metà del limite EPA.

Il polimero può essere rigenerato e riutilizzato più volte. È necessaria solo una modesta quantità di materiale per catturare e rimuovere il PFOA a meno di 10 parti per trilione.

"I nostri risultati dimostrano che la selettività di questo tipo di polimero può essere adattata agli inquinanti target di interesse, in questo caso PFOA, " Dichtel ha detto. "Il materiale ha un'affinità per il PFOA più di 10 volte superiore rispetto al carbone attivo, un metodo di trattamento convenzionale con diverse carenze note."

Il polimero in rete è costituito dall'unione di molecole più piccole con piccoli pori, e la selettività è programmata nel materiale attraverso un monomero reticolato. Il componente principale, beta-ciclodestrina, è una molecola di zucchero bio-rinnovabile naturale derivata dall'amido di mais.

In molte comunità, spesso quelle vicine a siti industriali, installazioni militari e aeroporti:i livelli di PFOA superano il limite di consulenza dell'EPA. Nel 2016, Cascate di Hoosick, New York, e Bennington, Vermont, dichiarati stati di emergenza a causa dell'acqua potabile contaminata da PFOA.

Poiché il test delle forniture di acqua potabile per PFOA e PFOS diventa ampiamente obbligatorio, come recentemente legiferato nello stato di New York, la rilevazione di tracce di PFOA, Si prevede che i PFOS e altri PFAS si diffonderanno negli anni a venire.

Il documento è intitolato "β-Cyclodextrin Polymer Network Sequesters Acido perfluoroottanoico a concentrazioni rilevanti per l'ambiente".