PFASを捕まえて壊す膜、米アリゾナ州立大などが報告 58日間でフッ素の約83%を外す

米アリゾナ州立大学などの研究チームは、水に溶けたPFAS(有機フッ素化合物)を膜の表面で捕まえ、分解する技術を報告した。論文は2026年10月19日に米国の学術誌「PNAS(米国科学アカデミー紀要)」の電子版に載り、大学も同じ日に発表した。

何が報告されたのか

PFASは、フライパンのこげ付き防止の加工や防水の衣類、消火用の泡などに使われてきた。分解されにくく、「永遠の化学物質」と呼ばれる。

大学によると、今の主な処理である活性炭やイオン交換、膜でのろ過は、PFASを水から分けて集める方法だ。集めたPFASは、使い終えたフィルターや濃い廃液に残り、別に処分が要る。今回の方法は、集めるだけでなく壊すことをめざす。

研究チームは、細い膜の繊維にパラジウム(金属の一種)のナノ粒子(ごく小さな粒)を付け、内側から水素ガスを送った。試したのは、規制の面で注目される6種類のPFASだ。論文によると、PFOA、PFOS、PFNA、PFHxS、PFBS、GenXである。

6種類を混ぜた水を58日間続けて処理し、大学によると、どの物質も90%を超えて取り除き、フッ素全体の約83%を外した。論文の要旨は、取り除いた割合を最大96%としている。処理は常温・常圧の条件で行ったという。研究には米ライス大学、中国の同済大学と南京大学、シンガポール国立大学も加わった。

かんたんに言うと

PFASが壊れにくいのは、炭素とフッ素の結び付きがとても強いからだ。研究を率いたブルース・リットマン氏は「有機化学で最も強い結合と呼ばれる」と話す。炭素の骨組みをフッ素が囲むため、壊し始める糸口が無いという。

パラジウムは、仲人のような役をする。膜の中を通った水素は、パラジウムの表面で原子1つずつに分かれ、反応しやすくなる。水の中のPFASも、同じ表面にくっつく。両方が隣り合うことで、炭素とフッ素の結び付きを切る反応が進む。水素を水に混ぜるのでなく、膜の内側から直接送るのが要点だと大学は説明する。

論文によると、炭素の鎖が長いPFASほど速く取り除かれ、フッ素も外れやすかった。GenXは分解しにくかったが、それでも除去とフッ素が外れる反応は見られた。

実用化までの課題

大学は、実際の浄水に使うには、さらに工学的な改良が要るとしている。課題の1つは費用だ。リットマン氏は「パラジウムは高価で、1キログラムあたり約5万ドルだ」と話し、使う量を減らすことを最優先の課題の一つに挙げた。

使い方として大学は、今の処理で大量の水からPFASを集めて少ない量の廃液にし、それを今回の方法で壊す組み合わせを挙げる。パラジウムと、汚れを分解する細菌を組み合わせた膜も開発しているという。

日本ではどうなるのか

論文の著者の所属に、日本の大学や研究機関は入っていない。日本での実用化や提供の予定は発表されていない。

日本でもPFASは水道水などで話題になっている。環境省によると、水道では2026年4月1日から、PFOSとPFOAが水質基準の項目になった。基準は2つを合わせて50ng/L(1リットルあたり50ナノグラム)以下だ。水道事業者などには、基準を守ることと水質の検査が義務付けられた。

まとめ

今回の研究は、PFASを水から移すだけでなく、壊すところまで進める方法を示した。論文は、少ないエネルギーでPFASを壊す処理として有望だとしている。ただし、費用を下げることや実際の浄水での使い方は、これからの課題だ。