Più di 1,5 milioni di residenti nel Michigan e potenzialmente più di centinaia di siti a livello nazionale, e in aumento, hanno acqua contaminata da PFAS. Michigan State University-Fraunhofer USA, Inc. Center for Coatings and Diamond Technologies (MSU-Fraunhofer) sta sviluppando un'opzione di trattamento scalabile per le acque reflue contaminate da PFAS.

PFAS, o sostanze per- e polifluoroalchiliche, sono colloquialmente conosciuti come "prodotti chimici per sempre" perché sono così difficili da abbattere. Si trovano nelle riserve idriche ovunque siano presenti ritardanti di fiamma, vengono utilizzati impermeabilizzanti o soppressori del vapore. I PFAS possono essere assorbiti per contatto diretto (bere, fare il bagno, nuotare) o indirettamente (mangiando carne o verdure che sono state esposte a PFAS).

Un metodo di successo per distruggere i PFAS è rimasto inafferrabile a causa della loro struttura chimica estremamente dura. E poiché i composti recalcitranti sono difficili da scomporre, si accumulano nel tempo e sono stati collegati a effetti negativi sulla salute. I PFAS sono così potenti che anche le tracce sono pericolose. Immagina tre gocce di un contagocce in una piscina olimpionica. Queste tre gocce sono circa uguali al livello di consulenza sanitaria EPA per PFOA e PFOS (due tipi di PFAS) nell'acqua potabile, che è 70 parti per trilione.

Il team MSU-Fraunhofer ha una soluzione praticabile per trattare le acque reflue contaminate da PFAS, pronta per un'indagine su scala pilota. Il sistema di ossidazione elettrochimica utilizza elettrodi diamantati drogati con boro. Il processo rompe i formidabili legami molecolari dei contaminanti, pulire l'acqua distruggendo sistematicamente i composti pericolosi.

"EO, o ossidazione elettrochimica, è un semplice, metodo pulito ed efficace per la distruzione di PFAS e altri co-contaminanti come procedura complementare ad altri processi di trattamento delle acque reflue, " ha detto Cory Rusinek, elettrochimico presso MSU-Fraunhofer. "Se riusciamo a rimuoverlo dalle acque reflue, possiamo ridurne la presenza nelle acque superficiali."

Il trattamento delle acque reflue è un processo in più fasi per rimuovere i contaminanti o aggiungere sostanze chimiche utili per creare acqua scaricabile. Il sistema EO di MSU-Fraunhofer ha raggiunto la scala di laboratorio, rimuovendo con successo PFAS da litri di acqua contaminata. Mentre molti elettrodi sono stati studiati in EO, gli elettrodi diamantati drogati con boro hanno mostrato le maggiori promesse per la degradazione dei contaminanti con una serie di studi che mostrano la sua capacità di degradare i PFAS.

Il processo EO scompone sistematicamente i PFAS, trasformandolo da materiale pericoloso in anidride carbonica, acqua e fluoro. E poiché MSU-Fraunhofer è leader nella tecnologia dei diamanti industriali, gli elettrodi BDD si stanno dimostrando cavalli di battaglia chiave nel processo. Anche dopo centinaia di cicli di trattamenti, gli elettrodi BDD mostrano poco, se del caso, indossare.

A seconda del suo successo e di altri progressi, è possibile che questo processo possa eventualmente diventare un componente complementare di un sistema idrico potabile comunale.

Il centro ha una reputazione di lunga data come leader internazionale delle tecnologie industriali e dei diamanti di nuova generazione. Questa combinazione pone MSU-Fraunhofer in una posizione forte per risolvere problemi come questo, ha detto Michael Becker, Direttore delle operazioni MSU-Fraunhofer.

"La missione di Fraunhofer è colmare il divario di innovazione tra la ricerca di base e l'industria, " ha detto. "L'esperienza combinata di MSU-Fraunhofer nella fabbricazione di diamanti, l'elettrochimica e il design del reattore creano un team diversificato di professori, scienziati, ingegneri e studenti in grado di affrontare questa emergente, ancora significativo, problema."