全氟羧酸类“永久化学物质”的新型低温降解法

一项新的研究表明，一种将全氟羧酸进行矿化的新方法【对在相对温和的条件下降解这些在环境中普遍存在的有害污染物方面显示了十分良好的前景；全氟羧酸是最大的全氟烷基和多氟烷基类物质 (PFAS) 之一。从这项研究中获得的基本知识或可在未来用于解决其它类别PFAS的棘手问题。由于其化学稳定性和在环境中的无所不在，PFAS常被称为“永久性化学物质”；PFAS类物质含有数千种化学物质，它们被广泛用于各种消费品及商业和工业产品。近来有越来越多的研究凸显出它们在环境中存在的普遍性和持久性，令它们很容易对饮用水、牲畜和农产品造成污染。这种情况令人担忧，因为与这些污染物的长期接触（即使其浓度很低）也会给健康带来一系列不良影响，其中包括甲状腺疾病、肝损伤和数种癌症。然而，这些分子中的碳-氟键非常强固，令PFAS的降解成为重大挑战。目前所用的各种降解方法需要进行高耗能、昂贵的苛性处理，如在极端高温度下进行焚烧。Brittany Trang和同事推出了一种新的低耗能降解法：用一种由氢氧化钠介导的脱氟途径来分解含羧酸的PFAS（PFCAs）。Trang等人发现，在水和偶极质子惰性溶剂二甲基亚砜（DMSO）的混合物中，该化合物酸基团的脱羧可将PFCAs分解为二氧化碳和活性全氟烷基离子中间体，后者可进一步迅速降解为无害的非有机氟离子。研究结果显示，在这些条件下，全氟辛酸（PFOA）可在相对温和的温度下完全降解，其脱氟率逾9成，且氟碳副产物形成极少。为更好地理解PFCA的矿化机制，作者还用计算分析和实验来评估该过程。Shira Joudan和Rylan Lundgren在相关的《视角》中写道：“Trang等人为这些看似坚固的化合物如何能在意外温和的条件下几乎被完全分解提供了线索。希望Trang等人的重大发现能与在污染环境处有效捕获PFAS相结合，从而为这一永久性化学物质问题提供可能的解决方案。”