Учени разработиха нов метод за откриване на неразградими химикали във водата

17.04.2024   |   Начало»Технологии

Редактор
Екатерина Амова

Редактор
Екатерина Амова

Учени от катедрата по химия и опазване на околната среда от Университета на Бирмингам в сътрудничество с изследователи от Германския федерален институт за изследване и изпитване на материали (BAM), разработиха нов метод за откриване на замърсяване с неразградими химични вещества във водата чрез луминисцентен сензор, съобщават от Бирмингамския университет.

Предистория

С термина PFAS (пер- и полифлуороалкилираните вещества) или "вечни химикали" се обозначават химични съединения, които се използват широко в различни индустрии – от опаковане на храни до производство на полупроводникови компоненти и автомобилни гуми. Те са неразградими и се натрупват в околната среда, като през последните години нарастват притесненията относно токсичното замърсяване, което причиняват, особено на водата.

Ето защо е от решаващо значение тези вредни вещества да могат да бъдат идентифицирани в питейната вода или в околната среда при промишлени разливи. Съществуващите методи за измерване на тези замърсители са скъпи, трудоемки и времеемки, а своевременното откриване на такива замърсявания е важно за човешкото здраве.

"Съществува ясна и неотложна необходимост от прост, бърз и рентабилен метод за измерване на PFAS във водни проби на място, за да се подпомогне ограничаването и възстановяването, особено при високи следи от концентрации. Но досега това се оказва невероятно трудно за реализация", отбелязва Стюарт Харад, професор по химия на околната среда в университета в Бирмингам, който съвместно с колегата си Зоуи Пикрамену, професор по неорганична химия и фотофизика, ръководи разработката на новия сензор.

Повече за откритието

Разработката на изследователите, публикувана в изданието Analytical Chemistry, представлява прототип на модел, който открива "вечния химикал" перфлуорооктанова киселина (PFOA). В него се използват луминесцентни метални комплекси, прикрепени към повърхността на сензора.
При потапяне в замърсена вода устройството открива PFOA чрез промени в луминесцентния сигнал, излъчван от металите.

Устройството използва малък златен чип с иридиеви метални съединения. UV светлината служи за възбуждане на иридия, при което се излъчва червена светлина. Когато златният чип се потопи в проба, замърсена с "вечния химикал", се наблюдава промяна в луминесцентния сигнал, позволяваща неговото идентифициране.

На този етап сензорът работи ефикасно при промишлени отпадъчни води, като успява да открие 220 микрограма PFAS на литър вода. За изследване на питейна вода обаче е необходима много по-висока чувствителност – възможност за откриване на нанограмни нива на PFAS, което изисква допълнително усъвършенстване на метода, обясняват изследователите.

Следващи стъпки

За по-нататъшната работа върху откритието екипът си сътрудничи с учени от института BAM в Берлин. Дан Ходороаба, ръководител на направлението за анализ на повърхности в BAM пояснява: "Усъвършенстваният анализ на повърхностните изображения е от съществено значение за разработването на специални химични наноструктури върху сензорни чипове, за да може да се постигне оптимална ефективност."

Кнут Рурак, ръководител на направлението за химични и оптични сензори в BAM, добавя: "Сега, когато имаме прототип на сензорен чип, възнамеряваме да го усъвършенстваме и интегрираме, за да го направим преносим и по-чувствителен, така че да може да се използва на мястото на разливи за определяне на наличието на тези химикали в питейната вода."

Ключови думи: University of Birmingham   PFAS   пречистване на води  

Област: ВиК