初創企業競相消滅“永久化學物質”——《華爾街日報》
Kris Maher and John Keilman | Photographs by Kristen Norman for The Wall Street Journal
明尼蘇達州萊克埃爾莫市——在雙子城附近一個上鎖的儲存容器內,200加侖濃縮PFAS正等待終結者。
明尼蘇達州污染控制局從附近含水層提取了這些化學物質,並邀請多家企業對液體樣本展示各種分解技術。目標是通過切割具有地球上最強化學鍵的分子,消滅這些與癌症及其他健康問題相關的PFAS物質。
這類"永久性化學物質"在自然環境中可能需要數千年才能降解。但現在只需數秒就能將其摧毀,當前競賽焦點是確定哪些技術具備商業可行性,可用於清理全美污染熱點地區。
明尼蘇達州萊克埃爾莫市塔布林公園內,一台正在處理地下水和地表水中PFAS的設備。圖片來源:明尼蘇達州污染控制局全氟烷基和多氟烷基物質(PFAS)自1940年代起廣泛應用於不粘鍋到地毯等產品。據估算,美國約有57,000個場所受到這類化學物質污染。
聯邦法規、州法律和訴訟威脅正在推動PFAS分解市場發展。今年美國環保署提議對飲用水中六種PFAS設限,並計劃將兩種PFAS列為危險物質。據估算,在千億美元規模的PFAS清理市場中,分解技術公司的市場價值至少達200億美元。
PFAS(全氟和多氟烷基物質)是人造化學物質,其持久耐熱的特性曾使其極具應用價值,卻也導致難以降解。所有處理技術的核心目標都是破壞PFAS中牢固的碳氟鍵。
目前供水系統普遍採用活性炭或樹脂過濾器去除飲用水中的PFAS。但許多情況下,吸附飽和的濾材被填埋場處置,這些化學物質可能再次泄漏到環境中。
污水處理廠採用高温工藝處理含PFAS廢水,焚燒企業處理消防泡沫等含PFAS物料時也使用高温,但未完全分解的化學物質是否通過煙囱擴散仍存疑。
美國環保署表示對PFAS焚燒機制認知不足,國防部已暫停焚燒含PFAS的消防泡沫。部分州已禁止或限制此類做法。
環保署稱研發環境PFAS清除技術是優先事項,計劃聯合企業和各州開展實地評估不同系統。
數十家初創企業和研究者正在開發PFAS分解技術,但幾乎都處於實驗室階段,尚未驗證或具備規模化條件。
而在密歇根州大急流城商業區的一棟方形建築內,美國首個商業化PFAS處理設施已於本月投入運行。
該由Revive Environmental運營的系統,是基於超臨界水氧化技術的改良版本。
Revive所使用的技術由俄亥俄州非營利研究機構巴特爾紀念研究所開發,其設備安置在Heritage-Crystal Clean公司擁有的廢水處理廠內。
Revive的首個應用是處理垃圾填埋場滲濾液(即被垃圾填埋場污染的水)。在這個倉庫般的設施中,每18小時就能將10萬加侖含PFAS的滲濾液濃縮成100加侖糖漿色的液體。
隨後,這種糊狀濃縮物被泵入名為"PFAS殲滅者"的裝置——高温高壓使其進入既非液態也非氣態的相態。不到30秒,PFAS分子就被分解,流出的清水中僅含惰性鹽類和氟化物。
“我們正在解構一個設計精妙的分子,“Revive總裁兼首席執行官大衞·特魯巴表示,“通過礦化作用將其轉化為健康安全的狀態。”
特魯巴走進拖車大小的"PFAS殲滅者”,內部裝有進行反應的超絕緣管道。其中有個被遮蓋的部件:“這個盒子我不能透露,“他説,“屬於商業機密。”
最近一批處理後的水中,PFAS含量遠低於州限值,現已獲准通過公共污水處理廠排入流向密歇根湖的大河。Revive計劃今年在其他州再部署六台殲滅者裝置。
在亞利桑那州,另一家初創公司擬於今年晚些時候在受消防泡沫污染的地下水空軍基地安裝不同技術——通過使污染水流經兩個電極之間的電化學過程分解PFAS。
OXbyEL科技公司聯合創始人兼首席執行官埃德·裏奇表示,他的公司將瞄準PFAS污染嚴重地區的地下水,這些地方若使用碳過濾系統則需要頻繁更換。
明尼蘇達州已從一處含水層和流經埃爾莫湖的小溪中收集了PFAS污染物。圖片來源:明尼蘇達州污染控制局"這有點像登月競賽,“裏奇先生説,“每個人都在尋找更有效的解決方案。”
在明尼蘇達州,政府從一處含水層和流經埃爾莫湖的小溪中收集了PFAS,該地附近有一個垃圾填埋場和一處自1950年代就開始傾倒PFAS廢棄物的私人垃圾場。明尼蘇達州污染控制局高級水文地質學家麗貝卡·希金斯表示,這些化學物質滲入土壤,甚至至今仍在持續滲透到含水層和地下水中。
最近一個清晨,小溪表面漂浮着預示PFAS存在的褐色泡沫。澳大利亞公司EPOC Enviro利用PFAS易附着氣泡的特性,開發出集裝箱大小的處理設備——將水抽入儲罐後注入空氣,收集產生的泡沫並將淨化後的水排迴環境。
在政府等待各公司對收集的污染液體展示其PFAS處理技術期間,參與企業之一、基礎設施諮詢公司艾奕康表示,其處理工藝已在其他地區驗證有效。
該公司採用電化學氧化技術將PFAS分解為二氧化碳和氟化氫等化合物。但公司全球PFAS技術負責人羅莎·格温表示,試圖使此類技術成為有效且盈利業務的企業仍面臨障礙。“雖然有很多方法可以實現,但這必須具有商業可行性,我們才能將其推向市場並讓人們使用它。”
聯繫克里斯·馬赫,郵箱:[email protected];聯繫約翰·基爾曼,郵箱:[email protected]
刊登於2023年4月28日印刷版,標題為《消滅‘永久化學品’的競賽加速》.