Ультразвук – новый способ избавиться от токсичных химикатов навсегда

Новое исследование показало, что ультразвуковая технология может стать ключом к эффективной обработке пер- и полифторалкильных веществ (ПФАС), широко известных как "вечные химикаты", и очистке загрязненных грунтовых вод. PFAS, которые были разработаны почти столетие назад и использовались в производстве различных продуктов, связаны с серьезными проблемами со здоровьем, такими как рак и врожденные дефекты. Однако их прочные химические связи делают их крайне сложными для удаления из окружающей среды.

Ученые из Университета штата Огайо изучали возможности ультразвуковой деградации - процесса, в котором звуковые волны разрушают вещества, расщепляя их молекулы, - в борьбе с различными типами и концентрациями PFAS. В своих экспериментах они сосредоточились на лабораторных смесях, содержащих три различных соединения сульфонатов фтортеломера, которые часто встречаются в противопожарных пенах. Результаты показали, что мелкие соединения разлагаются гораздо быстрее, чем крупные, что противоречит многим другим методам обработки PFAS.

"Эта технология показала, что даже сложные мелкие соединения могут быть эффективно обработаны", - пояснила Линда Уиверс, соавтор исследования и профессор гражданского, экологического и геодезического строительства в Университете штата Огайо. "Именно это делает данную технологию потенциально очень ценной".

Результаты исследования, опубликованные в журнале Journal of Physical Chemistry A, дополняют ограниченный объем исследований, изучающих использование ультразвука для удаления токсичных химических веществ PFAS. Это исследование основывается на предыдущем исследовании Уиверса, которое показало, что ультразвук также может разрушать фармацевтические препараты в городских водопроводных и сточных водах.

В отличие от традиционных методов, основанных на реакции PFAS с окисляющими химическими веществами, ультразвук работает за счет излучения низкочастотных звуковых волн. Эти волны, сжимая и разрывая раствор, создают очаги пара, называемые кавитационными пузырьками. Когда эти пузырьки схлопываются, они высвобождают энергию и нагреваются, что приводит к разрушению вредных веществ.

"Соединения PFA уникальны, потому что многие технологии разрушения, которые мы используем в экологической инженерии для других трудноудаляемых соединений, не работают для них", - объясняет Уиверс. "Поэтому нам действительно необходимо разрабатывать целый ряд технологий, чтобы выяснить, какие из них могут быть полезны в различных областях применения".

Потенциал ультразвуковой технологии в решении проблем, связанных с загрязнением PFAS, многообещающ. Дальнейшие исследования и разработки в этой области могут привести к появлению более эффективных и действенных методов удаления этих вредных химических веществ из окружающей среды, что позволит сохранить здоровье людей и планеты.