Adsorption of Per- and Polyfluoroalkyl Substances (PFASs) and Other Polar Organic Contaminants on Pristine and Organic-Coated Clay Mineral Surfaces
全氟烷基物质和多氟烷基物质 (PFAS) 以及其他极性有机污染物在原始和有机涂层粘土矿物表面上的吸附
基本信息
- 批准号:1931611
- 负责人:
- 金额:$ 33万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2019
- 资助国家:美国
- 起止时间:2019-09-01 至 2022-08-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Per- and Polyfluoroalkyl Substances (PFAS) are a class of synthetic compounds that have been widely dispersed in the environment. Recent evidence indicates that PFAS can lead to adverse health outcomes in humans. These compounds are being found increasingly in drinking water and soils. These developments have led to numerous legal and regulatory actions regarding their use. Despite numerous studies over the past few decades, there remain significant gaps in our knowledge of the environmental persistence of PFAS. This project aims to gain deep insight into the molecular-scale attachment of PFAS and other organic contaminants to solid surfaces using molecular dynamics simulations on supercomputers. Generalizable knowledge of the affinity of PFAS for solid surfaces has the potential to transform our understanding of the environmental fate of these compounds. Successful completion of the research will lead to better models of environmental persistence of PFAS, and the potential development of novel water treatment and soil remediation technologies to protect human and ecological health. A web-based science gateway will produce visualizations of results for the K-12 and broader educational community, thus increasing the scientific literacy of the Nation.The goal of this project is to understand the adsorption of organic contaminants on pristine and organic-coated smectite clay surfaces. The research focuses on polar or anionic organic contaminants, including many compounds of emerging concern such as per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS). These compounds exhibit a more diverse range of functional groups and more complex adsorption behaviors than legacy pollutants such a polychlorinated biphenyls or polycyclic aromatic hydrocarbons. The focus on PFAS is timely and relevant given the acute challenges these compounds pose for site remediation and water treatment. The research will develop a novel computational chemistry methodology that can accurately predict the affinity of polar or anionic organic contaminants for pristine and organic-coated smectite clay surfaces at the molecular scale. Variables include the influence on adsorption of compound structure for a diverse range of 53 compounds, aqueous chemistry, and organic clay surface coatings. This methodology will be validated using laboratory sorption experiments to develop new geochemical modeling tools. The project team will develop a web-based interface that will enable the broader educational community of high school students and teachers to visualize and explore simulation results stored on the high-performance data storage systems at the National Energy Research Scientific Computing Center (NERSC).This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
全氟烷基和多氟烷基物质(PFAS)是一类广泛分布于环境中的人工合成化合物。最近的证据表明,PFAS可导致人类不良健康后果。这些化合物越来越多地出现在饮用水和土壤中。这些发展导致了许多关于其使用的法律和监管行动。尽管在过去的几十年里进行了大量的研究,但我们对PFAS的环境持久性的了解仍然存在很大的差距。本项目旨在利用超级计算机上的分子动力学模拟,深入了解PFAS和其他有机污染物在固体表面的分子尺度附着。PFAS对固体表面亲和力的概括知识有可能改变我们对这些化合物的环境命运的理解。该研究的成功完成将有助于建立更好的PFAS环境持久性模型,并有望开发新的水处理和土壤修复技术,以保护人类和生态健康。一个基于网络的科学门户将为K-12和更广泛的教育界提供可视化的结果,从而提高国家的科学素养。这个项目的目标是了解有机污染物在原始和有机涂层蒙脱石粘土表面的吸附。研究重点是极性或阴离子有机污染物,包括许多新出现的化合物,如全氟烷基和多氟烷基物质(PFAS)。与传统污染物如多氯联苯或多环芳烃相比,这些化合物表现出更多样化的官能团和更复杂的吸附行为。考虑到这些化合物对场地修复和水处理构成的严峻挑战,关注PFAS是及时和相关的。该研究将开发一种新的计算化学方法,可以在分子尺度上准确预测极性或阴离子有机污染物对原始和有机涂层蒙脱石粘土表面的亲和力。变量包括对53种化合物的化合物结构、水化学和有机粘土表面涂层的吸附的影响。该方法将通过实验室吸附实验进行验证,以开发新的地球化学模拟工具。该项目团队将开发一个基于网络的界面,使更广泛的教育社区的高中学生和教师能够可视化和探索存储在国家能源研究科学计算中心(NERSC)高性能数据存储系统中的模拟结果。该奖项反映了美国国家科学基金会的法定使命,并通过使用基金会的知识价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。
项目成果
期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Molecular dynamics simulation of organic contaminant adsorption on organic‐coated smectite clay
有机涂层蒙皂石粘土吸附有机污染物的分子动力学模拟
- DOI:10.1002/saj2.20364
- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:2.9
- 作者:Willemsen, Jennifer A.;Emunah, Meléa;Bourg, Ian C.
- 通讯作者:Bourg, Ian C.
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Ian Bourg其他文献
Ian Bourg的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Ian Bourg', 18)}}的其他基金
Collaborative Research: Grain to Channel Scale Experimental and Numerical Investigation of Cohesive Sediment Transport
合作研究:粘性沉积物迁移的颗粒到通道尺度的实验和数值研究
- 批准号:
2150797 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 33万 - 项目类别:
Standard Grant
CAREER: Coupled Hydrology and Mechanics of Fine-Grained Soils and Sedimentary Rocks
职业:细粒土壤和沉积岩的耦合水文学和力学
- 批准号:
1752982 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 33万 - 项目类别:
Continuing Grant
相似国自然基金
从生物钟基因PER1调节2型炎症反应视角探索基于“脾虚风燥”理论的四物消风散合四君子汤在成人特应性皮炎治疗中的作用和机制
- 批准号:2025JJ80143
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
牙髓干细胞“内泌体”调节时间节律基因BMAL1、PER2促进衰老组织功能恢复的机制研究
- 批准号:JCZRQN202500402
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
具有相依风险的混合随机微分per-loss再保险和投资博弈研究
- 批准号:12461095
- 批准年份:2024
- 资助金额:27 万元
- 项目类别:地区科学基金项目
生物钟基因Per1促进脂肪酸生物合成的机制研究
- 批准号:
- 批准年份:2024
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
生物钟基因PER3调控II型肺泡上皮细胞磷酸戊糖途径在急性肺损伤
中的作用及机制研究
- 批准号:
- 批准年份:2024
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
管花肉苁蓉总苷靶向肠道菌群-HDAC3-Per2互作激活线粒体自噬改善抑郁症的机制研究
- 批准号:82304929
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
PER2突变导致睡眠时相改变的机制研究
- 批准号:82371487
- 批准年份:2023
- 资助金额:49 万元
- 项目类别:面上项目
丁酸上调生物钟基因PER3表达改善溶酶体稳态延缓慢性睡眠剥夺相关血管衰老
- 批准号:82301772
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
circCDKAL1通过充当RNF38和PER2的蛋白支架抑制非小细胞肺癌衰老并引起顺铂耐药机制的研究
- 批准号:82360545
- 批准年份:2023
- 资助金额:32 万元
- 项目类别:地区科学基金项目
生物钟基因Per2通过PPARγ双向调控牙釉质和牙本质发育
- 批准号:82370912
- 批准年份:2023
- 资助金额:48 万元
- 项目类别:面上项目
相似海外基金
CAREER: Transformation potential of per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) in drinking water distribution systems
职业:全氟烷基物质和多氟烷基物质 (PFAS) 在饮用水分配系统中的转化潜力
- 批准号:
2338480 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 33万 - 项目类别:
Continuing Grant
SBIR Phase II: A Cost-Effective Per- and Polyfluoroalkyl Substance (PFAS) Electrolyzer for Groundwater Remediation
SBIR 第二阶段:用于地下水修复的经济高效的全氟烷基物质和多氟烷基物质 (PFAS) 电解槽
- 批准号:
2335319 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 33万 - 项目类别:
Cooperative Agreement
Transport pathways of Per- and PolyFluoroAlkyl Substances (PFAS) to agricultural lands and their behaviors in agricultural lands
全氟烷基物质和多氟烷基物质 (PFAS) 向农田的迁移途径及其在农田中的行为
- 批准号:
23H02331 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 33万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Effects of per- and polyfluoroalkyl substances on placental features and size at birth
全氟烷基和多氟烷基物质对出生时胎盘特征和大小的影响
- 批准号:
10645524 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 33万 - 项目类别:
Development of edible sorbent therapies to mitigate dietary exposures to per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS)
开发可食用吸附剂疗法以减少膳食中全氟烷基物质和多氟烷基物质 (PFAS) 的暴露
- 批准号:
10590799 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 33万 - 项目类别:
Impact of Per/Polyfluoroalkyl pollutants on vascular disease mechanisms
全氟烷基/多氟烷基污染物对血管疾病机制的影响
- 批准号:
10751239 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 33万 - 项目类别:
Tracking the bioaccumulation, the metabolization and synergy between Nanoplastics and Per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) in the food web
跟踪食物网中纳米塑料与全氟烷基物质和多氟烷基物质 (PFAS) 之间的生物累积、代谢和协同作用
- 批准号:
2891548 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 33万 - 项目类别:
Studentship
ERASE-PFAS: Exploring efficient pilot-scale treatment of per- and polyfluoroalkyl substances and comingled chlorinated solvents in groundwater using magnetic nanomaterials
ERASE-PFAS:探索使用磁性纳米材料对地下水中的全氟烷基物质和多氟烷基物质以及混合氯化溶剂进行有效的中试规模处理
- 批准号:
2305729 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 33万 - 项目类别:
Standard Grant
Perinatal Per- and Polyfluoroalkyl Substances (PFAS) exposure and Immunotoxicity in early life
围产期全氟烷基物质和多氟烷基物质 (PFAS) 暴露与生命早期的免疫毒性
- 批准号:
10634382 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 33万 - 项目类别:
The Impact of Combined Exposure to Metals and Per- and Polyfluoroalkyl Substances on Stress, Cardiovascular Disease Risk and Mortality
联合接触金属以及全氟烷基和多氟烷基物质对压力、心血管疾病风险和死亡率的影响
- 批准号:
10629801 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 33万 - 项目类别: