初创企业竞相消灭“永久化学物质”——《华尔街日报》
Kris Maher and John Keilman | Photographs by Kristen Norman for The Wall Street Journal
明尼苏达州莱克埃尔莫市——在双子城附近一个上锁的储存容器内,200加仑浓缩PFAS正等待终结者。
明尼苏达州污染控制局从附近含水层提取了这些化学物质,并邀请多家企业对液体样本展示各种分解技术。目标是通过切割具有地球上最强化学键的分子,消灭这些与癌症及其他健康问题相关的PFAS物质。
这类"永久性化学物质"在自然环境中可能需要数千年才能降解。但现在只需数秒就能将其摧毁,当前竞赛焦点是确定哪些技术具备商业可行性,可用于清理全美污染热点地区。
明尼苏达州莱克埃尔莫市塔布林公园内,一台正在处理地下水和地表水中PFAS的设备。图片来源:明尼苏达州污染控制局全氟烷基和多氟烷基物质(PFAS)自1940年代起广泛应用于不粘锅到地毯等产品。据估算,美国约有57,000个场所受到这类化学物质污染。
联邦法规、州法律和诉讼威胁正在推动PFAS分解市场发展。今年美国环保署提议对饮用水中六种PFAS设限,并计划将两种PFAS列为危险物质。据估算,在千亿美元规模的PFAS清理市场中,分解技术公司的市场价值至少达200亿美元。
PFAS(全氟和多氟烷基物质)是人造化学物质,其持久耐热的特性曾使其极具应用价值,却也导致难以降解。所有处理技术的核心目标都是破坏PFAS中牢固的碳氟键。
目前供水系统普遍采用活性炭或树脂过滤器去除饮用水中的PFAS。但许多情况下,吸附饱和的滤材被填埋场处置,这些化学物质可能再次泄漏到环境中。
污水处理厂采用高温工艺处理含PFAS废水,焚烧企业处理消防泡沫等含PFAS物料时也使用高温,但未完全分解的化学物质是否通过烟囱扩散仍存疑。
美国环保署表示对PFAS焚烧机制认知不足,国防部已暂停焚烧含PFAS的消防泡沫。部分州已禁止或限制此类做法。
环保署称研发环境PFAS清除技术是优先事项,计划联合企业和各州开展实地评估不同系统。
数十家初创企业和研究者正在开发PFAS分解技术,但几乎都处于实验室阶段,尚未验证或具备规模化条件。
而在密歇根州大急流城商业区的一栋方形建筑内,美国首个商业化PFAS处理设施已于本月投入运行。
该由Revive Environmental运营的系统,是基于超临界水氧化技术的改良版本。
Revive所使用的技术由俄亥俄州非营利研究机构巴特尔纪念研究所开发,其设备安置在Heritage-Crystal Clean公司拥有的废水处理厂内。
Revive的首个应用是处理垃圾填埋场渗滤液(即被垃圾填埋场污染的水)。在这个仓库般的设施中,每18小时就能将10万加仑含PFAS的渗滤液浓缩成100加仑糖浆色的液体。
随后,这种糊状浓缩物被泵入名为"PFAS歼灭者"的装置——高温高压使其进入既非液态也非气态的相态。不到30秒,PFAS分子就被分解,流出的清水中仅含惰性盐类和氟化物。
“我们正在解构一个设计精妙的分子,“Revive总裁兼首席执行官大卫·特鲁巴表示,“通过矿化作用将其转化为健康安全的状态。”
特鲁巴走进拖车大小的"PFAS歼灭者”,内部装有进行反应的超绝缘管道。其中有个被遮盖的部件:“这个盒子我不能透露,“他说,“属于商业机密。”
最近一批处理后的水中,PFAS含量远低于州限值,现已获准通过公共污水处理厂排入流向密歇根湖的大河。Revive计划今年在其他州再部署六台歼灭者装置。
在亚利桑那州,另一家初创公司拟于今年晚些时候在受消防泡沫污染的地下水空军基地安装不同技术——通过使污染水流经两个电极之间的电化学过程分解PFAS。
OXbyEL科技公司联合创始人兼首席执行官埃德·里奇表示,他的公司将瞄准PFAS污染严重地区的地下水,这些地方若使用碳过滤系统则需要频繁更换。
明尼苏达州已从一处含水层和流经埃尔莫湖的小溪中收集了PFAS污染物。图片来源:明尼苏达州污染控制局"这有点像登月竞赛,“里奇先生说,“每个人都在寻找更有效的解决方案。”
在明尼苏达州,政府从一处含水层和流经埃尔莫湖的小溪中收集了PFAS,该地附近有一个垃圾填埋场和一处自1950年代就开始倾倒PFAS废弃物的私人垃圾场。明尼苏达州污染控制局高级水文地质学家丽贝卡·希金斯表示,这些化学物质渗入土壤,甚至至今仍在持续渗透到含水层和地下水中。
最近一个清晨,小溪表面漂浮着预示PFAS存在的褐色泡沫。澳大利亚公司EPOC Enviro利用PFAS易附着气泡的特性,开发出集装箱大小的处理设备——将水抽入储罐后注入空气,收集产生的泡沫并将净化后的水排回环境。
在政府等待各公司对收集的污染液体展示其PFAS处理技术期间,参与企业之一、基础设施咨询公司艾奕康表示,其处理工艺已在其他地区验证有效。
该公司采用电化学氧化技术将PFAS分解为二氧化碳和氟化氢等化合物。但公司全球PFAS技术负责人罗莎·格温表示,试图使此类技术成为有效且盈利业务的企业仍面临障碍。“虽然有很多方法可以实现,但这必须具有商业可行性,我们才能将其推向市场并让人们使用它。”
联系克里斯·马赫,邮箱:[email protected];联系约翰·基尔曼,邮箱:[email protected]
刊登于2023年4月28日印刷版,标题为《消灭‘永久化学品’的竞赛加速》.