Công nghệ sử dụng chất xúc tác để loại bỏ hóa chất vĩnh cửu trong nước uống

Các hóa chất vĩnh cửu (viết tắt là PFAS) được sử dụng rất nhiều vì chúng giúp đồ vật chịu nhiệt cao, chống bẩn và kháng nước. Tuy nhiên, khi không còn được sử dụng và vứt bỏ ra bãi rác, những sản phẩm có chứa PFAS sẽ gây ô nhiễm nguồn nước vì các hóa chất này rất khó phân hủy. Chúng là những nhân tố nguy hiểm đe dọa sức khỏe, có liên quan đến các bệnh gan, ung thư, tuyến giáp và nhiều bệnh khác.

Nhiều năm qua, các nhà khoa học trên thế giới đã liên tục tìm kiếm phương pháp nhằm loại bỏ các hóa chất này trong nước uống. Mới đây, Trường đại học British Columbia, Mỹ, đã tìm ra chất xúc tác có thể thu giữ và loại bỏ PFAS.

Theo phương pháp này, chỉ cần vài giờ để làm sạch nước, ngay cả khi không có nguồn tia cực tím ổn định để khử. Cụ thể, nhóm nghiên cứu đã tạo ra bộ lọc than hoạt tính có chứa chất xúc tác đã được cấp bằng sáng chế. Chất xúc tác quang (là hiệu ứng hóa học của ánh sáng, khi dùng tia cực tím hay còn gọi là tia UV với bước sóng từ 100 đến 400nm, chiếu trực tiếp lên chất xúc tác là tấm kim loại như TiO2 hay MnO2) oxit sắt (Fe/g-C) có thể thu giữ PFAS trong nước và phân hủy các hóa chất này thành thành phần vô hại. Toàn bộ quá trình này khá nhanh, tùy vào lượng nước cần được xử lý.

Các nhà nghiên cứu cho biết, một số giải pháp trước đây chỉ có thể thực hiện hoặc thu giữ, phân hủy hóa chất này, nhưng với công nghệ được sử dụng trong nghiên cứu mới cả hai vấn đề nêu trên đều có thể được xử lý trong thời gian ngắn. Theo các nhà khoa học, giải pháp mới này nhanh hơn rất nhiều so với cách thức khác. Chất xúc tác được nghiên cứu chỉ cần 3 giờ đồng hồ là có thể loại bỏ 90% hóa chất vĩnh cửu trong nước. Bên cạnh đó, phương pháp này còn có ưu điểm tiết kiệm chi phí và dễ thực hiện hơn các phương pháp khác đang được áp dụng.

Mỹ tìm ra chất xúc tác để loại bỏ hóa chất vĩnh cửu trong nước uống. (Ảnh minh họa)

Chẳng hạn như một số phương pháp cần có tia cực tím để tạo các phản ứng hóa học, nhưng phương pháp mới của nhóm nghiên cứu lần này hoàn toàn áp dụng được ở những nơi không có đủ ánh sáng. Trong điều kiện thiếu sáng, công nghệ mới vẫn loại bỏ được 85% PFOA – một hóa chất vĩnh cửu.

Hơn nữa, công nghệ mới có thể dùng để loại bỏ các thành phần “cứng đầu” khác gây ô nhiễm nước chứ không chỉ các hóa chất vĩnh cửu. Chất xúc tác đặc biệt này có thể dùng để xử lý các hệ thống cấp nước đô thị và cơ sở công nghiệp. Đây quả là một thành tựu nghiên cứu có giá trị quan trọng. Hiện, các nhà khoa học đã liên kết với một công ty thương mại để đưa công nghệ mới này đi vào đời sống.

Nói tới hóa chất này trong nước, trước đó một nghiên cứu thử nghiệm hơn 45.000 mẫu nước trên toàn cầu được công bố gần đây trên Tạp chí Nature Geoscience cho thấy, khoảng 31% mẫu nước ngầm không ở gần bất kỳ nguồn ô nhiễm nào có chứa hóa chất vĩnh cửu (PFAS) ở mức được Cơ quan Bảo vệ môi trường Mỹ (EPA) coi là có hại cho sức khỏe con người. Khoảng 16% mẫu nước bề mặt được thử nghiệm không ở gần bất kỳ nguồn ô nhiễm nào cũng có mức PFAS nguy hiểm tương tự. 

Ông Denis O’Carroll, Giáo sư kỹ thuật dân dụng và môi trường tại Đại học New South Wales (Australia) và là một trong những tác giả của nghiên cứu trên cho biết, phát hiện này đã gióng lên hồi chuông cảnh báo về mối nguy hiểm trong nguồn nước trên toàn cầu.

Để thực hiện nghiên cứu của mình, ông O’Carroll và các đồng nghiệp đã tập hợp gần 300 nghiên cứu về PFAS. Những nghiên cứu này bao gồm 12.000 mẫu từ nước bề mặt (suối, sông, ao và hồ) và 33.900 mẫu từ giếng ngầm được thu thập trong 20 năm qua. Các mẫu này tập trung ở những nơi có nhiều nhà nghiên cứu môi trường, bao gồm Mỹ, Canada, châu Âu, Australia và bờ biển châu Á-Thái Bình Dương.

Trong số các mẫu nước được nghiên cứu, mẫu nước ở Mỹ và Australia có nồng độ PFAS đặc biệt cao. Mức độ ô nhiễm cao nhất thường được tìm thấy ở gần sân bay và căn cứ quân sự, nơi thường xuyên sử dụng bọt có chứa PFAS để chữa cháy. Khoảng 60-70% mẫu nước ngầm và nước bề mặt gần cơ sở này có mức PFAS vượt quá chỉ số nguy hiểm của EPA và cũng vượt quá giới hạn trong quy định của EPA về nước uống.

Theo The New York Times, PFAS không bị phân hủy trong hàng trăm đến hàng nghìn năm. Trước khi nghiên cứu mới trên công bố, PFAS được biết là thường xuất hiện trong đồ trang điểm, chỉ nha khoa, chảo chống dính và giấy gói thức ăn mang đi. Ngoài ra, nó cũng có trong áo mưa, thiết bị chữa cháy, thuốc trừ sâu và cỏ nhân tạo trên các sân thể thao.

Việc tiếp xúc nhiều với PFAS dẫn đến vấn đề về sức khỏe như mức cholesterol cao, tổn thương gan và hệ miễn dịch, huyết áp cao, tiền sản giật, ung thư thận.

An Dương (T/h)