Вечные химикаты PFAS представляют серьезную угрозу для здоровья и окружающей среды. Ученые из Университета штата Огайо разработали уникальную технологию очистки воды с помощью ультразвука, которая разрушает PFAS без использования химических добавок. Узнайте, как эта инновация может изменить будущее очистки воды и сделать ее безопасной для вашего дома.
Существует более 9 000 видов пер- и полифторалкильных веществ (PFAS), так называемых «вечных химикатов». Благодаря своей устойчивости к грязи, воде, жиру и другим воздействиям, PFAS используются в производстве смазочных материалов, пищевой упаковки, антипригарных покрытий, огнетушащих пен, текстиля, косметики и многих других продуктов. Это химические элементы, созданные человеком, которых нет в природе, и которые не разлагаются, накапливаясь в растениях, животных, источниках воды и в целом в окружающей среде. На сегодняшний день они обнаружены практически повсеместно, включая дождевую воду и арктический лед.
Однако, что касается нас напрямую, PFAS также проникли в водопроводную воду в домах и, следовательно, в наши организмы. Из тысяч существующих видов только 20 из них регулируются в питьевой воде в мире (2024 год). Многочисленные исследования связывают PFAS с раком и другими заболеваниями. В настоящее время только мембранная очистка способна удалить их из воды, хотя большинство очистных сооружений не используют этот метод. В Европе обсуждается возможность полного запрета этих «вечных веществ», но пока никаких окончательных решений не принято.
Теперь исследователь Уильям П. Фейган и ученые Шэннон Р. Тэйер и Линда К. Уиверс из Отдела гражданской, экологической и геодезической инженерии Университета штата Огайо, США, нашли возможное решение для удаления PFAS. Их эксперимент, опубликованный в Journal of Physical Chemistry A, показал, что ультразвук с низкими частотами разрушает различные цепи фтортеломерного сульфоната, одного из типов PFAS. До этого изучалась возможность использования окислителей для удаления этих «вечных химикатов», но ученые из Университета штата Огайо доказали, что это можно сделать без добавок, что делает метод экологически устойчивым решением.
Низкочастотный ультразвук сжимает и растягивает жидкость, создавая скопления пара, которые взрываются с образованием кавитационных пузырьков. Эти пузырьки действуют как миниатюрные камеры сгорания: когда они попадают в области высокого давления, они быстро сжимаются, разрушаются и выделяют огромное количество энергии, достигая температур более 9 000 °C. Эта энергия разрывает связи углерод-фтор в PFAS, разрушая их и превращая в безвредные вещества.
Пока ученые отмечают, что ультразвуковая технология не может быть применена в крупных масштабах, так как требует значительных затрат энергии. Однако они предлагают интересную альтернативу: домашние системы очистки воды с использованием ультразвука. «Наше исследование направлено на то, чтобы понять, как масштабировать эту технологию и что для этого нужно», — отмечает исследователь Линда Уиверс в заявлениях, опубликованных Университетом штата Огайо. Она добавляет: «Эти соединения повсюду, поэтому, узнавая о них больше, важно понять, как их можно разрушить и разложить, чтобы продвинуть науку вперед».
Источники: Zero Water, ACCIONA I’MNOVATION, European Environment Agency, The Ohio State University.
