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“世纪之毒”难题 清大团队成功降解为无害物

清大特聘教授黄国柱(右) 与博士后研究员魏珀以光化学反应处理持久性有机污染物。(清大提供)

【大纪元2023年12月20日讯】(大纪元记者林倩玉台湾新竹报导)“世纪之毒”戴奥辛、多氯联苯、DDT杀虫剂因毒性高、难分解,对动植物及人体健康造成长期巨大危害。清华大学化学系特聘教授黄国柱模拟大气层的臭氧及紫外光分解反应,成功将世纪之毒在室温下降解为无害的草酸,为处理世界各地发生的持久性有机污染物难题带来解方。

这项重要研究成果本月登上了英国皇家化学学会《绿色化学》期刊(Green Chemistry),并获选为封底文章。黄国柱研究团队包括印度籍博士生罗巨(Ayyakkannu Ragupathi)及博士后研究员魏珀(Vaibhav Pramod Charpe)。

黄国柱指出,大部分的有机物燃烧后都会碳化降解成水及二氧化碳,但工业高温制程中产生的戴奥辛,即使在焚化炉摄氏1千度的高温下,仍然稳定存在不裂解,且耐酸碱、抗腐蚀。最可怕的是,戴奥辛还会经由食物链进入人体,积存在脂肪中,无法分解或排出体外,会造成基因突变、胎儿缺陷、孕妇流产、引发癌症和神经系统疾病等。

包括戴奥辛在内的含氯、苯的有机污染物还有多氯联苯、DDT长效杀虫剂、曾使用在越战的落叶剂(橙剂)等,因其在环境中的持久性及高毒性,被联合国正式列为“持久性有机污染物”(POPs)。

黄国柱研究团队模仿大气层中的光化学反应,利用臭氧在紫外光照射下与水分子反应,产生强力氧化剂──氢氧自由基,在臭氧与氢氧自由基的协同作用下,于室温下将戴奥辛等9种持久性有机污染物降解为无害的草酸。由于这样的降解在常温及常压下即可进行,成为高效、易操作、经济且环保的污染解决方案。

臭氧在紫外光照射下与水分子反应,产生氢氧自由基,可分解瓶中的持久性有机污染物。(清大提供)

研究结果显示,以水银灯照射16小时进行光化学反应后,即可将毒性最高、最难分解的“2,3,7,8-四氯联苯戴奥辛”的浓度降低47%。另一种持久性有污染物六氯苯经过20小时的照射后,更高达98%都分解为无害的草酸,成效十分显着。

黄国柱解释,如何处理持久性有机污染物是有机化学领域悬而未解的难题,而大气科学界已了解,当气态污染物通过大气层时,会与氢氧自由基产生氧化反应而被降解,因此氢氧自由基又被称为“大气清洁剂”。“只是没人想到将两种研究领域的‘矛’与‘盾’对撞会产生什么结果。”黄国柱说,这次将大气科学的解方应用于有机化学界的难题,是跨领域研究的成果。

黄国柱指出,持久性有机污染物的危害极深,1979年台湾曾发生多氯联苯中毒事件,2千多人误食被多氯联苯污染的米糠油中毒,导致16人死亡。

此外,美军在越战时期,为使藏匿在丛林中的北越军队现踪,喷洒了超过8千万公升的“橙剂”,这种毒性极强的除草剂,除造成15万越南新生儿畸型异常,还持续存在环境中及受害者后代体内。因此,黄国柱十分期待这项突破性的研究成果能实际投入应用,解决环境污染问题。

责任编辑:唐音