被稱為“永久化學品”的全氟和多氟烷基物質(zhì)（PFAS）因極難降解成為全球環(huán)境治理難題。記者2月9日從南開大學了解到，該校環(huán)境科學與工程學院孫紅文、張鵬團隊開發(fā)出一種基于銅離子配體—金屬電荷轉(zhuǎn)移的光化學新技術(shù)，在近紫外至可見光條件下，實現(xiàn)了水體中PFAS的高效、徹底降解。相關(guān)研究成果近期在線發(fā)表于國際期刊《自然·通訊》上。

　　PFAS因其優(yōu)異的穩(wěn)定性和疏水疏油特性，被廣泛應用于不粘鍋涂層、消防泡沫、防水紡織物等產(chǎn)品中。但也正因其分子中碳—氟鍵極其穩(wěn)定，這類物質(zhì)在自然環(huán)境中幾乎無法分解，容易在水體和生物體內(nèi)長期累積，并通過食物鏈放大，對人體健康和生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成持續(xù)威脅。如何真正切斷穩(wěn)定的碳—氟鍵，實現(xiàn)PFAS的徹底無害化處理，一直是環(huán)境科學與工程領(lǐng)域公認的技術(shù)難題。

　　目前常用的PFAS處理技術(shù)各有局限。高級氧化還原、電化學等方法往往能耗較高、選擇性不足，且容易產(chǎn)生更難處理的短鏈含氟副產(chǎn)物；吸附、膜分離等非破壞性技術(shù)雖然可以降低水體中PFAS的濃度，卻只是將污染物轉(zhuǎn)移，并未實現(xiàn)真正意義上的銷毀。

　　此次，研究團隊提出了一種全新的PFAS處理方法。在乙腈溶劑中，去質(zhì)子化的PFAS分子可與銅離子形成穩(wěn)定配合物。在365納米LED光照射時，PFAS分子上的電子通過配體—金屬電荷轉(zhuǎn)移過程被激發(fā)并轉(zhuǎn)移至銅離子中心，從而高效引發(fā)PFAS的脫羧反應，并進一步啟動逐級“鏈縮短”的降解歷程，最終實現(xiàn)徹底礦化。

　　實驗結(jié)果顯示，該方法具有極高的效率和徹底性。在乙腈溶劑中，僅需365納米LED光照300分鐘，即可實現(xiàn)全氟辛酸的100%降解和100%脫氟。對于通常更難處理的超短鏈PFAS，如三氟乙酸，該方法同樣表現(xiàn)優(yōu)異，在60分鐘內(nèi)即可實現(xiàn)99%以上的降解和脫氟。研究還證實，該方法對多種結(jié)構(gòu)不同的PFAS具有良好適用性。

　　機理研究表明，該方法避免了非選擇性副反應，實現(xiàn)了PFAS向二氧化碳和無機氟化物的定向、徹底轉(zhuǎn)化。“這一過程的本質(zhì)是‘精準激發(fā)’。”論文通訊作者之一、南開大學環(huán)境科學與工程學院副教授張鵬說，“我們利用PFAS自身作為配體與銅離子‘牽手’，光能直接作用于二者關(guān)鍵結(jié)合點，從而專一地完成降解的第一步，避免了傳統(tǒng)方式的隨機性和副反應。”

　　張鵬說，該方法不僅為PFAS污染提供了一種經(jīng)濟、高效且徹底的治理新路徑，也為其他頑固污染物的精準降解提供了新的研究思路。（記者 陳曦）