I ricercatori civili hanno completato qui una dimostrazione sul campo di due settimane il 25 settembre utilizzando un'innovativa tecnologia al plasma per degradare e distruggere il perfluoroottano solfonato e l'acido perfluoroottanoico, noto come PFOS e PFOA, nelle acque sotterranee.

Questa è stata la prima dimostrazione sul campo del reattore al plasma a contatto potenziato, condotta nell'ambito di un contratto dell'Air Force Civil Engineer Center con l'appaltatore principale Clarkson University e il partner di squadra GSI Environmental.

Clarkson e GSI si sono aggiudicati questo progetto di ricerca per dimostrare l'efficacia di un reattore al plasma per il trattamento di acque contenenti PFOS e PFOA. Wright-Patterson AFB è stata l'installazione scelta per la dimostrazione sul campo.

Il contratto è stato l'ultimo risultato di un bando di agenzia del 2011 emesso dall'AFCEC. Fa parte degli sforzi in corso dell'Air Force per identificare potenziali soluzioni ambientali convenienti e sostenibili per la pulizia delle acque sotterranee contenenti concentrazioni di PFOS e PFOA, per l'Aeronautica Militare, e la nazione.

PFOS e PFOA sono composti chimici sintetici utilizzati da decenni in molti prodotti industriali e di consumo come pentole antiaderenti, tessuto e moquette antimacchia e alcuni imballaggi per alimenti. Entrambe le sostanze chimiche sono molto persistenti nell'ambiente e nel corpo umano, il che significa che non si degradano nel tempo. Secondo l'Agenzia per la protezione dell'ambiente, ci sono prove che l'esposizione a PFOS e PFOA può portare a effetti negativi sulla salute umana.

PFOS e PFOA fanno anche parte di un gruppo più ampio di composti chimici sintetici, chiamate collettivamente sostanze per e polifluoroalchiliche e indicate come PFAS. La famiglia dei composti PFAS è ciò su cui il team Clarkson-GSI sta concentrando la propria ricerca. Sebbene a volte gli acronimi vengano usati erroneamente in modo intercambiabile nelle conversazioni e online, PFOS e PFOA sono i composti più ricercati del gruppo PFAS, e sono quelli su cui si sta concentrando l'Air Force. PFOS e PFOA erano componenti di una schiuma antincendio legacy che l'Air Force e altri hanno iniziato a utilizzare negli anni '70 per estinguere gli incendi a base di petrolio. Quella schiuma antincendio da allora è stata gradualmente eliminata dall'Air Force.

L'acqua utilizzata per la dimostrazione è stata prelevata da due pozzi di monitoraggio nell'area di addestramento antincendio di Wright-Patterson.

"Stiamo cercando di distruggere o degradare le acque sotterranee colpite da PFAS utilizzando plasma a scarica elettrica, " ha spiegato la dott.ssa Selma Mededovic della Clarkson University, investigatore principale.

Il reattore al plasma è un sistema chiuso che utilizza acqua, elettricità e gas argon per degradare PFOS e PFOA in pochi minuti.

"Il gas argon concentra PFAS all'interfaccia gas-liquido e il plasma viene generato a quell'interfaccia, che poi distrugge PFAS, ", ha detto Mededovic.

chimicamente, il plasma riduce la catena della molecola PFAS in composti ed elementi più piccoli, attraverso diversi cicli. Non sono necessari prodotti chimici o additivi aggiuntivi.

"Questa è l'unica tecnologia che effettivamente distrugge le molecole PFAS che è stata dimostrata su questa scala, non solo li rimuove dall'acqua, " ha detto il dottor Tom Holsen della Clarkson University e co-investigatore principale. "Tutte le altre dimostrazioni di cui siamo a conoscenza lo rimuovono dall'acqua attraverso la filtrazione, quindi c'è ancora un PFAS contenente rifiuti. Il nostro metodo in realtà distrugge PFAS."

Durante questa manifestazione di due settimane, centinaia di galloni di acque sotterranee sono state trattate. Quel tempo ha permesso agli ingegneri di testare diverse durate e flussi per ottimizzare l'efficienza del loro laboratorio mobile di bonifica ambientale.

"L'obiettivo generale del progetto era quello di trasferire la tecnologia dal laboratorio al campo e ottimizzare le condizioni operative del sistema mobile, " ha affermato Stephen Richardson di GSI Environmental, Inc., e co-investigatore principale.

Secondo i ricercatori, la fase successiva di questo progetto sarà un'analisi dettagliata dell'acqua trattata, e valutare un'ulteriore scalabilità del design del loro reattore al plasma.

Campioni di acque sotterranee da varie basi dell'aeronautica militare, tra cui Wright-Patterson AFB, sono stati utilizzati nei primi studi.

L'acqua potabile a Wright-Patterson viene testata regolarmente e contiene PFOS/PFOA ben al di sotto del livello di consulenza sanitaria a vita dell'EPA. La base è anche sede di un impianto di trattamento delle acque utilizzando carbone attivo granulato, online da giugno 2017, e ha filtrato più di 225 milioni di galloni di acqua potabile per PFOS e PFOA, ad oggi.

Il lavoro di indagine dell'Aeronautica e le azioni di mitigazione sono guidate dal Comprehensive Environmental Response, Legge sul risarcimento e sulla responsabilità, o CERCLA, le leggi statali applicabili e l'avviso sulla salute dell'acqua potabile a vita dell'EPA di 70 parti per trilione.

"PFOS/PFOA è una questione nazionale, e ricerche come questa potrebbero portare alle scoperte di cui abbiamo bisogno per affrontare la potenziale contaminazione, "ha detto Mark Correll, Vice Assistente Segretario dell'Aeronautica per le installazioni, Energia e ambiente. "Questa dimostrazione è un altro esempio dell'impegno dell'Air Force nei confronti della nostra nazione, le nostre comunità e il nostro ambiente”.

Con il suo campus principale situato a Potsdam, New York, e ulteriori corsi di laurea e strutture di ricerca nella regione della capitale di New York, Faro, New York, e New York, La Clarkson University è leader nell'educazione tecnologica e nello sviluppo economico sostenibile attraverso l'insegnamento, Borsa di studio, ricerca e innovazione.