Degradation of Per- and Polyfluoroalkyl Substances with Hydrated Electrons: A New Mechanism from First-Principles Calculations

元动力学 全氟辛酸 化学 化学物理 背景(考古学) 分子动力学 从头算 溶剂化电子 环境修复 电子 计算化学 环境化学 污染 物理化学 水溶液 有机化学 放射分析 物理 古生物学 生物 量子力学 生态学
作者
Sohag Biswas,Sharma S. R. K. C. Yamijala,Bryan M. Wong
出处
期刊:Environmental Science & Technology [American Chemical Society]
卷期号:56 (12): 8167-8175 被引量:108
标识
DOI:10.1021/acs.est.2c01469
摘要

Per- and polyfluoroalkyl substances (PFASs) are synthetic contaminants found in drinking groundwater sources and a wide variety of consumer products. Because of their adverse environmental and human health effects, remediation of these persistent compounds has attracted significant recent attention. To gain mechanistic insight into their remediation, we present the first ab initio study of PFAS degradation via hydrated electrons─a configuration that has not been correctly considered in previous computational studies up to this point. To capture these complex dynamical effects, we harness ab initio molecular dynamics (AIMD) simulations to probe the reactivities of perfluorooctanoic (PFOA) and perfluorooctane sulfonic acid (PFOS) with hydrated electrons in explicit water. We complement our AIMD calculations with advanced metadynamics sampling techniques to compute free energy profiles and detailed statistical analyses of PFOA/PFOS dynamics. Although our calculations show that the activation barrier for C-F bond dissociation in PFOS is three times larger than that in PFOA, all the computed free energy barriers are still relatively low, resulting in a diffusion-limited process. We discuss our results in the context of recent studies on PFAS degradation with hydrated electrons to give insight into the most efficient remediation strategies for these contaminants. Most importantly, we show that the degradation of PFASs with hydrated electrons is markedly different from that with excess electrons/charges, a common (but largely incomplete) approach used in several earlier computational studies.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
mannich完成签到,获得积分10
刚刚
zz完成签到 ,获得积分10
1秒前
4秒前
丰富的大地完成签到,获得积分10
7秒前
不安碧灵完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
wsx发布了新的文献求助10
8秒前
风信子deon01完成签到,获得积分10
11秒前
共享精神应助wsx采纳,获得10
16秒前
DOC_XIONG完成签到,获得积分0
16秒前
wp4455777完成签到,获得积分10
16秒前
打打应助孟孟采纳,获得10
17秒前
科研小白完成签到,获得积分10
18秒前
Maestro_S应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
Maestro_S应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
iitj应助科研通管家采纳,获得20
18秒前
Maestro_S应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
11112321321完成签到 ,获得积分10
20秒前
You完成签到,获得积分10
22秒前
胖胖完成签到 ,获得积分0
24秒前
24秒前
YYU完成签到 ,获得积分10
24秒前
不爱科研完成签到 ,获得积分10
25秒前
现代完成签到,获得积分10
25秒前
Ning完成签到 ,获得积分10
26秒前
26秒前
科研小白009完成签到 ,获得积分10
27秒前
guoxingliu完成签到,获得积分10
28秒前
顾矜应助SUN采纳,获得10
29秒前
aaa发布了新的文献求助10
29秒前
慕辰完成签到 ,获得积分10
30秒前
孟孟发布了新的文献求助10
33秒前
关畅澎完成签到 ,获得积分10
35秒前
songrui643完成签到 ,获得积分10
35秒前
36秒前
单薄惜珊完成签到 ,获得积分10
39秒前
keliya完成签到 ,获得积分10
40秒前
幸福妙柏完成签到 ,获得积分10
42秒前
45秒前
斯文之双完成签到 ,获得积分10
47秒前
高分求助中
On lateral buckling of armouring wires in flexible pipes 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 700
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7744743
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9292499
关于积分的说明 20213313
捐赠科研通 7323705
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3307647
关于科研通互助平台的介绍 2459632
邀请新用户注册赠送积分活动 2318707