研究者たちは、不滅の「永久化学」汚染物質を濾過する方法を発見した

Nov 14, 2023

「永遠の化学物質」という用語は、その響きと同じくらい不気味です。ペルフルオロアルキル物質およびポリフルオロアルキル物質 [PFAS] として知られる消費者および工業用化学物質の多様なグループのニックネームです。これらの人工物質は、何十年も人間の血流に潜んでいるため、避けられないものです。現代の産業文明では、それらは通常子宮内の体内で表面化します。 「永遠」という名称は、PFAS の分解に対する耐性を表しています。PFAS は生分解することがほとんどなく、これまでに製造されたほとんどすべての PFAS がまだ存在していることを意味します。

PFAS は 4,700 以上存在しており、焦げ付き防止の鍋に使用されるテフロンがおそらく最もよく知られています。これらは焦げ付き防止調理器具、レシート用紙、食品包装、カーペットなどの生地の防汚コーティング、傘などの耐水性生地、デンタルフロス、掃除用品、さらには水筒まで。 PFAS は非常に広く使用されているため、現時点では人間がそれらとの接触を避けることは不可能です。 これらは取り除くことが不可能であることで有名であり、高血圧や肝臓病から精子数の減少に至るまでの健康状態に関連しています。 これらの危険信号にもかかわらず、研究では、PFAS が公共および民間の水道を汚染し続けていることが繰り返し示されています。

この技術は、「PFASに汚染された飲料水を処理するための有望なプラットフォーム」を提供することで、PFAS関連の病気から人類を守ることができる可能性がある。

しかし、潜在的な良いニュースがあります。結局のところ、名前に「永遠」が付いている物質であっても、文字通り永遠に続くわけではない可能性があるのです。 科学出版物Journal of Hazardous Materials Lettersに掲載された新しい研究は、水素と紫外線を使用して水中のPFASを分解する可能性のある方法を明らかにしています。 研究著者らが結論づけているように、この技術は「PFASに汚染された飲料水源と濃縮塩水を処理するための有望なプラットフォーム」を提供することで、PFAS関連の病気から人類を守ることができるだろう。

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カリフォルニア大学リバーサイド校の研究者は、PFAS で汚染された水を発見し、追加の水素を添加することでこの方法を開発しました (結局のところ、水にはすでに水素原子が含まれています)。 これにより水分子が分極して反応性が高まるため、紫外線にさらされると化学反応が起こり、危険な副生成物を一切出さずに、PFOA や PFOS として知られる特定の種類の PFAS が分解されます。 さらに優れているのは、この高度なプロセスでは、他の形態の紫外線と比較して、10% ～ 95% の削減が可能であるということです。 新しい方法では、分子の最大 94% が脱フッ素化されます。

「望ましくない副産物を導入せずにPFASを破壊する、これまでで最も効率的な光化学プロセスを発見した」と研究の責任著者である海州劉氏はサロンに電子メールで語った。 「また、従来の技術とは異なる UV 波長も使用します。」

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リズ・コステロMPH（南カリフォルニア大学の博士課程の学生で、PFASを研究しているが、最新の研究には関与していない）は、結果に「興奮している」とサロンに語った。

「彼らはPFAS、PFOAとPFOSの2つのPFASのみに焦点を当てていたので、この方法が他の一般的なPFASや代替化学物質に対してどのように機能するかに興味があります」とコステロ氏はサロンに電子メールで語った。 彼女はさらに、「この方法が現実世界にどれほど簡単に実装できるか、あるいは他の方法と比べてどれほど費用対効果が高いかを判断することも難しい」と付け加えた。

コステロ氏はまた、「永久化学物質」が実際には永久に持続する必要はない可能性を示唆する最近の科学研究の事例はこれが初めてではないと指摘した。

「サイエンス誌に最近、PFAS を分解する非常に効率的な方法を記載した論文がありました。これは環境と人間の健康にとって非常に重要な懸念事項であるため、他にも同様に開発中の論文があると思います。」

「PFASを分解するための非常に効率的な方法を記載した最近の論文が『サイエンス』誌に掲載されました」とコステロ氏は述べ、ある種のPFASは洗浄試薬と混合すると溶媒であるジメチルスルホキシドで分解できることを発見した研究に言及した。 。 「これは環境と人間の健康にとって非常に重要な懸念事項であるため、他にも同様の計画が進行中であると確信しています。」

PFAS には非常に多くの異なる種類があるため、それらを除去する単一の方法がすべてのバージョンで機能する可能性は低いです。 とはいえ、PFOS や PFOA などの化学物質の排除における進歩は、大量生産できれば必ず役立つでしょう。 当然、それが次のステップです。

「私たちはこの技術の商業化と規模拡大に向けて取り組んでいます」とリュー氏はサロンに書いた。

他の種類の PFAS 化学物質を破壊することについては、科学者がそれを達成するために必要な技術を開発するのに時間がかかるでしょう。

「PFASの破壊に関しては、この技術を水処理施設などの場所に導入する方法についての研究がまだ必要です」とコステロ氏は述べた。 「また、PFASを除去および破壊する新しい方法が持続可能であり、すべてのPFAS化学物質に対してうまく機能することを確認する必要もあります。」

科学者にとって、PFAS を単独で使用するだけでなく、PFAS の組み合わせを排除する方法を考え出すことも重要です。 結局のところ、危険なほど高レベルの PFAS にさらされているほとんどの人は、個別ではなく、一度に多数の PFAS に遭遇しているのです。 コペンハーゲン大学のサンドラ・ソガード・トッテンボルグ博士は、今年初めに妊婦のPFAS曝露と割り当てられた男児の精液の質の低下との関連性を検討した自身の研究について議論した際に、この観察を述べた。

「妊娠後期のPFAS曝露に関する初期の研究は、単一の物質に焦点を当てていたが、化学物質が現代生活の事実上あらゆる側面に組み込まれていることを考慮すると、これは非現実的なシナリオである」とトッテンボーグ氏は説明した。 「（精液の質に関する）研究では、妊娠初期におけるPFAS混合物への曝露と、精子濃度および総精子数の低下、非進行精子および不動精子の割合の増加との間に、統計的に有意な関連性が示された。」

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