Sorb & Destruct – nästa generations material för att fånga och förstöra PFAS

Per- och polyfluorerade alkylsubstanser (PFAS) utgör en grupp antropogena kemikalier som kännetecknas av extrem miljömässig persistens och global spridning. Deras omfattande användning inom bland annat brandsläckningsskum, ytbehandlingar och industriella tillämpningar har lett till förorening av mark, grundvatten och biota. Den höga stabiliteten hos kol-fluorbindningen gör PFAS motståndskraftiga mot naturlig nedbrytning, och exponering har kopplats till negativa hälsoeffekter såsom cancer, immunotoxicitet och reproduktionsstörningar. Trots ökad regulatorisk uppmärksamhet kvarstår betydande vetenskapliga och tekniska utmaningar när det gäller effektiv sanering av PFAS-förorenade miljöer.

Projektet Sorb & Destruct adresserar denna problematik genom att utveckla en saneringsstrategi som integrerar immobilisering av föroreningar med riktad kemisk omvandling. Metoden bygger på ett kompositmaterial som kombinerar biokol, ett kolbaserat sorbentmaterial framställt från biomasserester, med nanoskaligt nollvärt järn (nZVI), ett reaktivt material med förmåga att initiera reduktiva transformationsprocesser. Biokolets höga specifika yta möjliggör effektiv sorption av både lång- och kortkedjiga PFAS, medan det inbäddade nZVI kan inducera reaktioner som försvagar och bryter kol-fluorbindningar, vilket möjliggör kemisk nedbrytning.

Till skillnad från konventionella saneringstekniker, som i huvudsak baseras på fysisk inneslutning och kräver långsiktig hantering av förorenade material, syftar Sorb & Destruct till att uppnå en faktisk reduktion av PFAS-massa och toxicitet direkt i miljön. Genom kontrollerade laboratoriestudier och fältnära experiment kommer projektet att utvärdera biokol-nZVI-kompositens prestanda, stabilitet och långsiktiga funktion under miljörelevanta förhållanden. Genom att integrera grön kemi med materialvetenskap strävar projektet efter att bidra med en vetenskapligt robust och skalbar metod för sanering av PFAS-förorenad mark och grundvatten, med direkt relevans för dricksvattenskydd och hantering av förorenade områden.

Projektmål för Sorb & Destruct

Det övergripande målet med Sorb & Destruct är att utveckla en hållbar och skalbar saneringsteknik som möjliggör både effektiv infångning och aktiv destruktion av PFAS i förorenad mark och grundvatten. För att uppnå detta har projektet följande specifika mål:

1. Utveckla och karakterisera biokol-nZVI-kompositer med hög sorptionskapacitet och kemisk reaktivitet mot både lång- och kortkedjiga PFAS.
2. Undersöka kopplade sorptions- och omvandlingsprocesser för att övervinna begränsningarna hos traditionella, inneslutningsbaserade saneringsstrategier.
3. Kartlägga nedbrytnings- och defluoreringsvägar för PFAS med hjälp av högupplöst masspektrometri, med särskilt fokus på intermediära omvandlingsprodukter.
4. Utvärdera materialens stabilitet, återanvändbarhet och långsiktiga prestanda under miljörelevanta förhållanden.
5. Demonstrera de utvecklade materialens tillämpbarhet genom laboratorie- och fältnära experiment som stödjer framtida uppskalning och implementering.