В журнале Ultrasonics Sonochemistry ученые из университета Глазго (Великобритания) описали новый способ очищения воды от одного из самых распространенных токсинов — бисфенола А (БФА). Вместо химических фильтров или катализаторов они применили контролируемый ультразвук, способный разложить опасные молекулы прямо в воде.
БФА — вещество, которое используется при производстве пластмасс и смол. Он попадает в воду из упаковки, бутылок, промышленных отходов и даже чеков. Попав в организм, он способен нарушать работу эндокринной системы, то есть гормонального регулирования, и связан с серьезными нарушениями развития и здоровья.
Хотя использование БФА в потребительских товарах постепенно снижается, он остается одним из самых распространенных загрязнителей воды во всем мире. И удалить его из водопроводной системы не так просто: традиционные станции чаще всего просто осаждают или фильтруют вещество, оставляя отходы, которые тоже нужно как-то утилизировать.
Ученые пошли другим путем. Они разработали систему, где два типа ультразвуковых волн создают в воде миллионы крошечных пузырьков. Эти пузырьки взрываются с колоссальной скоростью, создавая на доли секунды температуру и давление, сравнимые с поверхностью солнца. Такие «горячие точки» способны разрушить молекулы БФА до углекислого газа и воды — без вторичного загрязнения.
В лабораторных тестах комбинация частот 20 и 37 кГц позволила за 40 минут разложить до 94% БФА в загрязненных пробах. Также наблюдалось снижение химического потребления кислорода, показателя загрязненности воды, на 67%.
В отличие от прошлых методов, новый подход не требует дополнительных веществ или катализаторов. Это значит, что после очистки в воде не остается ничего лишнего. А сама система может быть адаптирована для очистки и других загрязнителей, включая так называемые «вечные химикаты» — например, стойкие перфторалкановые кислоты.
Исследователи уже обсуждают внедрение технологии с водоснабжающими компаниями. Пока она работает в лаборатории, но ее легко масштабировать. Ультразвук не заменит классические методы очистки, но может стать важным дополнением для точечной борьбы с особенно стойкими токсинами.
Как отметил профессор Марк Саймс, один из авторов исследования, сонохимия — направление, которое только начинает раскрывать свой потенциал. По его словам, эти пузырьки не просто лопаются — они создают условия, при которых химия становится управляемой и эффективной, а очистка — экологичной.
Ранее Наука Mail рассказала о том, что ультразвук влияет на химические реакции.
