Sandia Milli Laboratoriyaları tərəfindən

redaktə edən: Gaby Clark , rəy verən: Robert Egan

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Nathan Bays, Sandia Milli Laboratoriyalarında inkişaf etdirdikləri ISA-DESI texnikasından istifadə edərək təhlil üçün maraq doğuran analit (məsələn, PFAS) olan məhlula kiçik bir adsorbent hissəciyi əlavə edir. Mənbə: Craig Fritz/Sandia Milli Laboratoriyaları

Sandia alimləri Ryan Davis və Nathan Bays su mənbələrində PFAS-ı udmaq və parçalamaq üçün daha yaxşı bir yol tapmağa başladıqda, eyni problemlə qarşılaşdılar: Nümunələrdəki kimyəvi maddələri aşkar etmək çox vaxt apardı. Beləliklə, onlar öz həll yollarını tapdılar. Onlar PFAS-ı yoxlamaq üçün daha sürətli və daha ucuz bir yol hazırladılar. Tədqiqat ACS Omega jurnalında dərc olunub .

PFAS problemi və onun həlli

PFAS və ya per- və polifluoroalkil maddələri, ətraf mühitdə təbii şəkildə parçalanmadıqları üçün ümumiyyətlə əbədi kimyəvi maddələr adlanır. Onlar torpaq və suda hərəkət edə və vəhşi təbiətdə və insanlarda toplana bilərlər.

Kimyaçı Devis, həm böyük, həm də kiçik miqyaslarda PFAS-ı aradan qaldıra biləcək texnologiyaların hazırlanmasına illər sərf edib. Lakin bu tədqiqat vaxt aparıb. Konsentrasiyadan asılı olaraq, tək bir nümunədə PFAS-ı aşkar etmək saatlarla gün çəkə bilər.

Devis dedi: “Bizim və PFAS analizi aparan digər mütəxəssislərin ümumi şikayəti, onun yavaş olması və texnologiyadan asılı olaraq baha başa gələ bilməsidir”.

Ənənəvi sınaq prosesləri təkrarlanan ekstraksiya, konsentrasiya və emal tələb edir.

Bu, PFAS ehtiva etdiyindən şübhələnilən bir litr və ya daha çox maye ilə başlayır. Maye PFAS-ı çıxarmaq üçün patrondan keçirilir. Daha sonra toplanan PFAS daha az həcmli suya əlavə edilir və aşkarlama üçün kifayət qədər PFAS konsentrasiyası olana qədər proses yeni patronlarla təkrarlanır.Maraq doğuran analit (məsələn, PFAS) ehtiva edən adsorbent hissəcik səthdən sıçrayan yüklü damcılarla püskürdülür və metal boru ilə tutulur və analiz üçün kütlə spektrometrinə aparılır. Bu proses desorbsiya elektrosprey ionlaşması kimi tanınır. Kredit: Craig Fritz/Sandia National Labs

Bu proses təkcə vaxt aparan deyil, həm də baha başa gəlir. Kartriclərin qiyməti bir neçə yüz dollara başa gələ bilər.

Bu proses təkcə tədqiqat və inkişafı ləngitmir, həm də orta səviyyəli insan üçün sınaqdan keçirməyi əlçatmaz edir.

Devis bildirib ki, “Biz yalnız tədqiqatçılar üçün deyil, həm də daha geniş ictimaiyyət və hökumət üçün geniş şəkildə əlçatan ola biləcək bir texnologiya istəyirik. Bu, tənzimləyicilərə ətraf mühitdə PFAS-ı izləməyə və insanların öz kran sularını sınaqdan keçirməsinə imkan verəcək.”

PFAS-ı aşkar etməyin yeni bir yolu

Davis və Sandia postdoktoral tədqiqatçı Bays bu texnologiyanı inkişaf etdiriblər.

Cütlük kütlə spektrometri və desorbsiya elektrosprey ionlaşması və ya DESI adlanan bir texnika ilə təcrübə apararkən bu yanaşmaya rast gəldilər. Proses, adsorbentin səthinə püskürdülən elektrik yüklü damcılardan istifadə edir və bu damcılar yalnız hədəf kimyəvi maddəni ionlaşdırır, adsorbentin özünü isə ionlaşdırmır.

Bays və Davis nəticələrin gözlənilməz olduğunu söylədilər.ISA-DESI analiz proseduru. Kredit: Ryan Davis və Nathan Bays/Sandia National Labs

Devis dedi: “Adsorbent materiallarda PFAS-ın mövcudluğunu təsdiqləmək üçün DESI-dən istifadə etmək ideyası ilə oynamışdıq. İlkin sınaqlar apardığımız zaman nəinki PFAS-ın mövcudluğunu təsdiqlədik, həm də standart analizlərimizdən xeyli kənar nəticələr əldə etdiyimizi gördük.”

Bays dedi: “Bu mərhələdə, bu işi daha da irəli aparmaq üçün fürsətimiz olduğu çox aydın oldu. Addım-addım, PFAS-ı milyon başına düşən hissə ilə görməkdən milyard başına düşən hissə səviyyələrinə və nəhayət, trilyon başına düşən hissə səviyyələrinə keçdik.”

Devis və Bays texnikası Rice Krispy ölçüsündə bir adsorbentlə başlayır. Adsorbent sınaq üçün məhlula yerləşdirilir. Üç dəqiqə sonra çıxarılır və elektrik yüklü damcılarla püskürdülmüş kütlə spektrometrinin qarşısına qoyulur. Damcılar PFAS-ı adsorbentdən çıxarır və kütlə spektrometrinə aparır, burada PFAS konsentrasiyası və növü təhlil edilir.

Bütün proses cəmi beş dəqiqə çəkə bilər.

Devis dedi: “Bu, əvvəlcə nəzərdə tutduğumuz kimi tam planlaşdırılmamış nəticələrdən biridir. PFAS-ın bu qədər aydın şəkildə konsentrasiyasını görmək təəccüblü idi. Bəlkə də buna görə əvvəllər belə edilməmişdi. Bu, sadəcə gözlənilməz idi.”Neytan Beys, Sandia Milli Laboratoriyalarında PFAS-ı aşkar etmək üçün istifadə edilən ISA-DESI texnikasını sınaqdan keçirmək üçün nümunə həlləri hazırlayır. Kredit: Craig Fritz/Sandia Milli Laboratoriyaları

Cütlük prosesin təfərrüatlarını geniş istifadə üçün kommersiyalaşdırıla biləcəyi ümidi ilə dərc edib. Onlar həmçinin PFAS-dan başqa digər ətraf mühit çirkləndiriciləri ilə mübarizə aparmaq üçün inkişaf etdirilə və Sandia-nın nüvə qarşısının alınması işi ilə əlaqəli qazdan təmizlənmə ölçmələri kimi ətraf mühit analitikası və sınaqları üçün istifadə edilə biləcəyinə ümid edirlər.

Devis bildirib ki, “Bu, tədqiqatçılara sistemin mühitini və müəyyən işlərdə kimyəvi maddələrin qazdan təmizlənməsini anlamağa kömək edə bilər. İlk mərhələmiz maye ilə işləsə də, son işlərimiz qaz fazasını araşdırıb .”

Gündəlik məlumat üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosdakı ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz bülletenimizə abunə olun və vacib olan nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklərdən xəbərdar olun .

Niyə bunu edirlər

Həm Devis, həm də Bays bu texnologiyaya və PFAS-ın bərpasına həvəslidirlər. Yeni testin hazırlanması, PFAS çirklənməsinin azaldılmasına yönəlmiş daha geniş işin yalnız kiçik bir hissəsidir.

“İki il yarım əvvəl Sandia şirkətinə qoşulduğumdan bəri bu konkret layihə üzərində işləyirəm”, – deyə Bays bildirib. “Bütün karyeram ətraf mühitin bərpası ətrafında inkişaf edib, ona görə də bu, təbii bir uyğunluq idi. Mən təbiəti sevən insanam. Həyat yoldaşımla mən təbiətə çıxmağı sevirik və dünyamızın bu cür çirklənməsini istəmirik.”

PFAS-ın bərpasının ən böyük diqqət mərkəzlərindən biri ABŞ Hərbi Hava Qüvvələrinin bazalarında olmuşdur, burada torpaq və yeraltı sular yanğınsöndürmə köpüyünün uzunmüddətli istifadəsi nəticəsində təsirlənmişdir.

Lakin Devisin əsas məqsədi insanlara sağlamlıqları üzərində daha çox səlahiyyət verməkdir. “Getdikcə daha çox tədqiqat göstərir ki, PFAS hətta aşağı konsentrasiyalarda belə mənfi nəticələrə səbəb ola bilər, ona görə də bu aşağı konsentrasiyalarda aşkarlama vacibdir”, – deyə Devis bildirib. “Ailələrin bu həftə ərzaq ala biləcəkləri və ya sularını təhlükəsizlik baxımından yoxlaya biləcəkləri barədə narahat olmalarını istəmirik.”

Nəşr detalları

Nathan R. Bays və digərləri, Dolayı, Adsorbentlə Asanlaşdırılmış Desorbsiya İonlaşmasından İstifadə Edərək Sulu Məhlullardan Flüorkimyəvi Maddələrin Sürətləndirilmiş Kütləvi Spektrometrik Aşkarlanması üçün Yanaşmaların Araşdırılması, ACS Omega (2026). DOI: 10.1021/acsomega.5c08128

Jurnal məlumatı: ACS Omega 

Sandia Milli Laboratoriyaları tərəfindən təmin edilir