氟聚合物是当今世界不可或缺的材料，广泛应用于工业和消费品中。然而，当它们达到使用寿命的尽头时，会对工业和家庭废物流产生贡献。研究人员探讨了焚烧这些氟聚合物对低分子、非聚合物氟化合物释放的影响。他们的研究表明，在欧洲焚烧炉中采用的典型温度和时间下，燃烧几乎可以有效销毁所有氟聚合物。
氟聚合物是当今世界不可或缺的材料，广泛应用于工业和消费品中。然而，当它们达到使用寿命的尽头时，会对工业和家庭废物流产生贡献。与国际伙伴合作，卡尔斯鲁厄理工学院（KIT）的研究人员考察了焚烧氟聚合物释放低分子、非聚合物氟化合物的程度。KIT的BRENDA焚烧设施的实验表明，在欧洲焚烧炉中常见的温度和停留时间下，燃烧可以有效销毁几乎所有氟聚合物材料。该研究已发表在期刊Chemosphere上。
与氟聚合物—也称为“聚合物PFAS”，其稳定且不生物累积，广泛应用于医疗、科技、航空、汽车和化工生产等领域—不同，“低分子PFAS”出现在各种消费品中。例如，包括用在纺织品中的防水处理、食物包装（如比萨和汉堡纸箱）以及烘焙纸。PFAS组包括大约10,000种不同的物质，而氟聚合物仅构成38种独特物质中的一小部分。
一些低分子量PFAS被认为对健康有害，可能导致器官损伤和癌症。这些物质可以在地下水和土壤中积累，引起环境问题和对公共健康的风险，而氟聚合物由于其高分子量被认为对健康和环境是安全的。
研究人员调查焚烧工艺的有效性
在KIT技术化学研究所（ITC）由汉斯-约阿希姆·格哈曼博士领导的研究团队评估了焚烧氟聚合物是否导致低分子量PFAS的环境释放。与印度领先的氟聚合物制造商古吉拉特氟化学（Gujarat Fluorochemicals）合作，他们在KIT的BRENDA试点规模焚烧设施进行测试。研究团队焚烧氟聚合物，随后分析洗涤器水、灰烬和烟气中的PFAS浓度，旨在确定市政和工业废物焚烧炉中的典型条件是否能够完全矿化氟聚合物。
典型氟聚合物样本
研究人员在两个温度设置下进行实验：860摄氏度（符合欧洲家庭垃圾焚烧标准）和1,095摄氏度（危险废物焚烧的标准）。在这两种情况下，烟气在燃烧室中至少停留两秒。“我们证明在860摄氏度、停留时间为两秒的情况下可以实现超过99.99%的氟聚合物减少。这表明，在典型的市政垃圾焚烧条件下，我们几乎完全矿化了氟聚合物，”格哈曼表示。他补充道，将温度提高到1,095摄氏度并没有显著提高减少率，这表明更高的温度不会显著影响氟聚合物的矿化。
在这项研究中，团队选择了一个代表性的氟聚合物样本，该样本涵盖了全球商业使用的氟聚合物的约80%，包括聚四氟乙烯（PTFE，常称为特氟龙®）、聚偏氟乙烯（PVDF）、全氟烷氧基烷（PFA）和氟弹性体（FKM）。
样本在燃烧过程中多个阶段收集：在燃烧室之后、锅炉下游和烟囱中的烟气。研究人员还分析了废水样本和固体残留物样本。他们采用气相色谱-质谱联用等分析技术，以准确识别和量化PFAS。格哈曼表达了乐观的态度，表示：“这些发现对符合欧洲法规的市政垃圾焚烧中成功消除氟聚合物是乐观的。”然而，他警告说：“还存在其他途径，PFAS可能进入环境，这需要进一步的研究和评估。”
