Een zeer giftige waterverontreinigende stof, bekend als perfluoroctaanzuur (PFOA), vorig jaar zorgde ervoor dat een aantal Amerikaanse gemeenschappen hun drinkwatervoorziening sloot. Vanwege het historische gebruik in Teflon-productie en andere industriële processen, evenals de persistentie in het milieu, PFOA-besmetting is wereldwijd een alomtegenwoordig probleem.

Een door de Northwestern University geleid onderzoeksteam meldt nu een goedkoop en hernieuwbaar materiaal dat PFOA snel uit water verwijdert. De nieuwe behandeling elimineert effectief de microverontreiniging tot minder dan 10 delen per biljoen, ver onder de Environmental Protection Agency en alle gezondheidsadvieslimieten van de staat.

"Ons materiaal haalt de vervuilende stof volledig uit het water, " zei William Dichtel, een expert in organische en polymeerchemie die het onderzoek leidde. "Het polymeer bevat plaatsen die PFOA sterk binden, die deze verontreinigende stof uit het water haalt, zelfs wanneer deze in extreem lage concentraties aanwezig is. De bindingsplaatsen zijn met elkaar verbonden door linkers die de affiniteit voor PFOA verder versterken."

Dichtel, de Robert L. Letsinger hoogleraar scheikunde aan het Weinberg College of Arts and Sciences van Northwestern, is van mening dat het materiaal waterzuiveringsinspanningen kan ondersteunen om drinkwater te ontdoen van PFOA en misschien andere per- en polyfluorhoudende alkylstoffen (PFAS's), zoals perfluoroctaansulfonzuur (PFOS).

Het PFOA-materiaal en de polymeertechnologie van Dichtel worden ontwikkeld voor commercieel gebruik door CycloPure, Inc., een bedrijf mede opgericht door Dichtel.

De studie, co-auteur van Dichtel, Damian Helbling, assistent-professor civiele en milieutechniek aan de Cornell University, en leden van hun onderzoeksgroepen bij Northwestern en Cornell, onlangs werd gepubliceerd door de Tijdschrift van de American Chemical Society .

De advieslimiet van de EPA uit 2016 voor de gecombineerde concentratie van PFOA en PFOS in drinkwater is 70 delen per biljoen, wat gelijk is aan één theelepel PFOA in 14 zwembaden van olympische afmetingen. Negatieve gezondheidseffecten zijn waargenomen bij lagere concentraties dan de EPA-advieslimiet in uitgebreide onderzoeken naar blootstelling aan PFOA. Ten minste vier staten:Minnesota, New Hampshire, New Jersey en Vermont hebben limieten ingevoerd van ten minste de helft van de EPA-limiet.

Het polymeer kan meerdere keren worden geregenereerd en hergebruikt. Er is slechts een bescheiden hoeveelheid van het materiaal nodig om PFOA af te vangen en te verwijderen tot minder dan 10 delen per biljoen.

"Onze bevindingen tonen aan dat de selectiviteit van dit type polymeer kan worden aangepast aan de beoogde verontreinigende stoffen, in dit geval PFOA, Dichtel zei. "Het materiaal heeft een meer dan 10 keer hogere affiniteit voor PFOA dan actieve kool, een conventionele behandelmethode met verschillende bekende tekortkomingen."

Het genetwerkte polymeer is gemaakt van het verbinden van kleinere moleculen met kleine poriën, en selectiviteit wordt in het materiaal geprogrammeerd via een verknoopt monomeer. Het hoofdbestanddeel, beta-cyclodextrine, is een natuurlijk voorkomend bio-hernieuwbaar suikermolecuul dat is afgeleid van maïszetmeel.

In veel gemeenschappen, vaak in de buurt van industriële locaties, militaire installaties en luchthavens - PFOA-niveaus overschrijden de advieslimiet van de EPA. in 2016, Hoosick-watervallen, New York, en Bennington, Vermont, noodtoestand uitgeroepen vanwege PFOA-verontreinigd drinkwater.

Aangezien het testen van drinkwatervoorzieningen voor PFOA en PFOS algemeen verplicht wordt, zoals onlangs in de staat New York is vastgesteld, de detectie van sporenhoeveelheden PFOA, PFOS en andere PFAS's zullen naar verwachting de komende jaren wijdverbreid zijn.

Het artikel is getiteld "β-Cyclodextrin Polymer Network Sequesters Perfluoroctaanzuur bij milieurelevante concentraties."