Meer dan 1,5 miljoen inwoners van Michigan en mogelijk meer dan honderden locaties in het hele land - en nog steeds - hebben PFAS-besmet water. Michigan State University-Fraunhofer VS, Inc. Center for Coatings and Diamond Technologies (MSU-Fraunhofer) ontwikkelt een schaalbare behandelingsoptie voor met PFAS verontreinigd afvalwater.

PFAS, of per- en polyfluoralkylstoffen, zijn in de volksmond bekend als "voor altijd chemicaliën" omdat ze zo moeilijk af te breken zijn. Ze zijn te vinden in watervoorzieningen waar vlamvertragers, waterdichtings- of damponderdrukkers worden gebruikt. PFAS kan worden opgenomen door direct contact (drinken, baden, zwemmen) of indirect (het eten van vlees of groenten die zijn blootgesteld aan PFAS).

Een succesvolle methode om PFAS te vernietigen bleef ongrijpbaar vanwege hun extreem taaie chemische structuur. En omdat de weerbarstige verbindingen moeilijk af te breken zijn, ze stapelen zich in de loop van de tijd op en zijn in verband gebracht met nadelige gezondheidseffecten. PFAS zijn zo krachtig dat zelfs kleine hoeveelheden gevaarlijk zijn. Stel je drie druppels van een oogdruppelaar voor in een zwembad van olympisch formaat. Deze drie druppels zijn ongeveer gelijk aan het EPA-gezondheidsadviesniveau voor PFOA en PFOS (twee soorten PFAS) in drinkwater, dat is 70 delen per biljoen.

Het MSU-Fraunhofer-team heeft een haalbare oplossing voor de behandeling van met PFAS verontreinigd afvalwater dat klaar is voor onderzoek op proefschaal. Het elektrochemische oxidatiesysteem maakt gebruik van met borium gedoteerde diamantelektroden. Het proces breekt de formidabele moleculaire bindingen van de verontreinigingen af, het water reinigen en de gevaarlijke stoffen systematisch vernietigen.

"Eh, of elektrochemische oxidatie, is een eenvoudige, schone en effectieve methode voor vernietiging van PFAS en andere co-contaminanten als een aanvullende procedure voor andere afvalwaterzuiveringsprocessen, " zei Cory Rusinek, elektrochemicus bij MSU-Fraunhofer. "Als we het uit het afvalwater kunnen halen, we kunnen het voorkomen ervan in oppervlaktewateren verminderen."

Afvalwaterbehandeling is een proces in meerdere stappen om verontreinigingen te verwijderen of nuttige chemicaliën toe te voegen om veilige, loosbaar water. Het EO-systeem van MSU-Fraunhofer heeft zich op laboratoriumschaal ontwikkeld, succesvol verwijderen van PFAS uit liters besmet water. Hoewel veel elektroden zijn onderzocht in EO, Met boor gedoteerde diamantelektroden hebben de meeste belofte getoond voor degradatie van verontreinigende stoffen met een aantal onderzoeken die aantonen dat het in staat is PFAS af te breken.

Het EO-proces breekt PFAS systematisch af, transformeren van een gevaarlijke stof in koolstofdioxide, water en fluoride. En omdat MSU-Fraunhofer een leider is in industriële diamanttechnologie, de BDD-elektroden bewijzen zichzelf als belangrijke werkpaarden in het proces. Zelfs na honderden behandelingen, de BDD-elektroden vertonen weinig, indien van toepassing, dragen.

Afhankelijk van het succes en andere vorderingen, het is mogelijk dat dit proces uiteindelijk een complementair onderdeel wordt van een gemeentelijk drinkwatersysteem.

Het centrum heeft een gevestigde reputatie als internationale leider op het gebied van industriële en diamanttechnologieën van de volgende generatie. Deze combinatie plaatst MSU-Fraunhofer in een sterke positie om problemen als deze op te lossen, zei Michael Becker, MSU-Fraunhofer directeur operaties.

"De missie van Fraunhofer is om de innovatiekloof tussen fundamenteel onderzoek en de industrie te overbruggen, " zei hij. "MSU-Fraunhofer's gecombineerde expertise in diamantfabricage, elektrochemie en reactorontwerp zorgt voor een divers team van professoren, wetenschappers, ingenieurs en studenten die in staat zijn om deze opkomende, maar belangrijk, probleem."