Le substances perfluorées (PFAS), également connu sous le nom de « produits chimiques éternels » En raison de leur longue présence dans l’environnement, ce sont des polluants omniprésents, très résistants et qui menacent la santé humaine. Aujourd’hui, des recherches ont révélé que Les ultrasons peuvent être utilisés pour éliminer ces composés produits chimiques dans les eaux souterraines.
Inventées il y a près d’un siècle, les substances perfluorées et polyfluorées sont utilisées pour fabriquer des ustensiles de cuisine, des vêtements imperméables et des articles d’hygiène personnelle, entre autres applications. Les scientifiques préviennent que l’exposition aux PFAS peut provoquer une grande variété d’emaladies et problèmes de santé, tels que les malformations congénitales et le cancer. Mais comme les liaisons au sein de ces composés chimiques ne se rompent pas facilement, Ils sont incroyablement difficiles à supprimer de l’environnement.
De telles difficultés ont conduit des chercheurs de l’Ohio State University (États-Unis) à étudier comment dégradation par ultrasons, un processus qui utilise le son pour dégrader les substances en divisant les molécules qui les composent, pourrait agir contre différents types et concentrations de ces produits chimiques. La recherche a été publiée dans The Journal of Physical Chemistry A.
Les eaux souterraines stockent également les agences PFAS
En menant des expériences avec des mélanges fabriqués en laboratoire contenant trois composés fluorotélomères sulfonates (composés PFAS généralement présents dans les mousses anti-incendie) de différentes tailles, leurs résultats ont montré que Sur une période de trois heures, les composés les plus petits se sont dégradés beaucoup plus rapidement que les plus gros.. Cela contraste avec de nombreuses autres méthodes de traitement dans lesquelles les PFAS plus petites sont en réalité plus difficiles à traiter.
« Nous avons constaté que les composés plus petits peuvent être traités et traités plus efficacement que les composés plus gros », a déclaré Linda Weavers, co-auteur de l’étude et professeur de génie civil, environnemental et géodésique à l’Ohio State University. « C’est ce qui rend cette technologie potentiellement très précieuse. »
Système applicable à d’autres domaines
Cet article, l’une des rares études examinant comment les ultrasons pourraient être utilisés pour éliminer les produits chimiques PFAS toxiques de notre environnement, est une extension des recherches antérieures de Weavers qui ont révélé que la même technologie pourrait également dégrader les produits pharmaceutiques dans les robinets et les eaux usées municipal.
Les casseroles et ustensiles de cuisine contiennent des agents PFAS
« Les composés PFAS sont uniques, car bon nombre des technologies de destruction que nous utilisons en ingénierie environnementale pour d’autres composés difficiles à éliminer ne fonctionnent pas pour eux », a déclaré Weavers. « Nous devons donc vraiment développer un certain nombre de technologies pour déterminer lesquelles pourraient être utiles dans différentes applications. »
Contrairement aux autres méthodes de destruction traditionnelles, qui tentent de décomposer les PFAS en les faisant réagir avec des produits chimiques oxydants, Les ultrasons purifient ces substances en émettant un son à une fréquence beaucoup plus basse.que celui normalement utilisé pour l’imagerie médicale, a expliqué Weavers.
Voici comment fonctionne le système
L’onde de pression ultrasonore à faible tonalité comprime et sépare la solutionce qui permet alors de créer des poches de vapeur appelées bulles de cavitation.
« Au fur et à mesure que les bulles s’effondrent, elles gagnent tellement d’élan et d’énergie qu’elles se compriment et se surcompressent, chauffant la bulle », a déclaré Weavers.
Comme les puissantes chambres de combustion, Les températures à l’intérieur de ces petites bulles peuvent atteindre jusqu’à 10 000 Kelvin, et c’est cette chaleur qui brise les liaisons stables carbone et fluor qui composent les PFAS., et rend les sous-produits essentiellement inoffensifs. « Malheureusement, cette méthode de dégradation peut être coûteuse et gourmande en énergie, mais avec peu d’autres options, le public devrait peut-être envisager d’investir pour protéger les eaux souterraines pour la boisson et d’autres usages », a ajouté Weavers.
Le système inventé ouvre la porte à la filtration des eaux publiques
Parce que les ultrasons sont très efficaces pour nettoyer les PFAS des solutions, l’étude conclut que les scientifiques et les agences gouvernementales devraient envisager son utilisation dans le développement futur des technologies de traitementainsi qu’avec d’autres systèmes de traitement combinés.
Bien que les recherches de Weavers ne soient pas prêtes à être appliquées à des stratégies antipollution plus larges, l’étude note que pourrait être la première étape vers la création de petits dispositifs de filtration d’eau à haute énergie pour un usage public à la maison.
« Notre recherche consiste à réfléchir à la manière d’évoluer vers quelque chose de plus grand et à ce qu’il faut pour que cela fonctionne », a déclaré Weavers. « Ces composés se trouvent partout, donc à mesure que nous en apprenons davantage sur eux, il est important de comprendre comment ils peuvent se dégrader et se décomposer. »
Etude de référence : https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jpca.3c03011
………..
Contact de la section Environnement : [email protected]