Перфторированные соединения (PFOS), известные как "вечные химикаты", широко применяются в различных коммерческих продуктах благодаря своей стойкости к пятнам, огню, жирным и грязевым загрязнениям, а также воде. Эти вещества использовались в антипригарных покрытиях для посуды, коврах, мебели, упаковке продуктов и противопожарных пенах, используемых на аэродромах и военных объектах. PFOS (перфтороктансульфонат или перфтороктановая кислота) относятся к более широкой группе веществ — PFAS (пер- и полифторалкильные вещества). Оба типа связаны с рядом проблем со здоровьем, таких как заболевания печени, нарушение работы иммунной системы, проблемы развития и онкологические заболевания.

Из-за широкого распространения PFOS обнаружены в почве, сельскохозяйственной продукции и источниках питьевой воды, что создает риск для здоровья населения. Профессора Цзяогуан Мэн и Христос Христодулатос из Университета Стевенса, а также аспирант Мэн Цзи, работающий в их лаборатории, поставили цель определить наиболее эффективные методы удаления этих токсинов из воды.

Большинство фильтров для воды используют активированный уголь, который удаляет PFOS за счет адсорбции — процесса, при котором молекулы PFOS прилипают к пористой поверхности угля при прохождении воды. Однако в промышленности по очистке сточных вод также применяется железный порошок — так называемый микроскопический нулевый валентный железо (mZVI). Этот материал широко используется для удаления загрязнений, потому что он дешевле активированного угля.

Исследования показали, что железный порошок оказался в разы более эффективным для очистки воды. "Железный порошок был в 26 раз эффективнее активированного угля на единицу площади поверхности," — говорит Цзи. Авторы исследования подробно описали свои выводы в статье под названием "Кинетика и механизм удаления PFOS с помощью микроскопического нулевого валентного железа из воды", опубликованной 19 марта 2025 года в журнале Environmental Science & Technology, который выпускается Американским химическим обществом (ACS).

Более того, команда обнаружила, что даже после ржавления железный порошок сохраняет свои адсорбционные свойства. "Поверхность частиц покрыта железной оксидной пленкой, но она все равно очень активна," — рассказывает Мэн. Это удивительное открытие говорит о том, что окисленный железо по-прежнему способствует удалению PFOS. Такие результаты вызвали интерес у научного сообщества, и статья уже была просмотрена более тысячи раз.

Мэн и Цзи планируют продолжить исследования этого феномена, чтобы понять причины такой устойчивости железных частиц. "Теперь нам нужно узнать, почему это происходит," — отмечает Мэн. "Это важно для разработки технологий масштабной очистки воды."