O echipă de chimiști din Scoția a dezvoltat o metodă revoluționară care creează condiții similare cu cele de pe suprafața Soarelui în interiorul unor bule de apă microscopice. Tehnologia folosește unde ultrasonice controlate pentru a pulveriza unul dintre cei mai răspândiți poluanți plastici din rezervele noastre de apă, fără a adăuga nicio substanță chimică.
Sistemul, dezvoltat la Universitatea din Glasgow, poate elimina până la 94% din urmele de bisfenol A (BPA) din apa contaminată. Această substanță, produsă în cantități de aproximativ 10 miliarde de kilograme anual pentru industria plasticului, a devenit un poluant global.
Atunci când pătrunde în organism, BPA acționează ca un perturbator endocrin, afectând echilibrul hormonal delicat. Expunerea a fost legată de efecte negative asupra dezvoltării fetale și de o serie de afecțiuni grave la adulți. Deși utilizarea sa în produse de larg consum, precum ambalajele alimentare sau sticlele reutilizabile, a fost redusă, deceniile de utilizare pe scară largă i-au asigurat prezența persistentă în sursele de apă din întreaga lume, arată phys.org.
Metoda simplă prin care un plastic periculos este distrus complet, fără chimicale
Într-un articol publicat în revista Ultrasonics Sonochemistry, cercetătorii descriu cum sistemul lor funcționează. Prin aplicarea a două frecvențe de ultrasunete simultan, ei generează milioane de bule microscopice, pline de energie, în apa contaminată. Pe măsură ce aceste bule se extind și apoi se prăbușesc violent, ele creează pentru scurt timp „puncte fierbinți” extrem de reactive, cu temperaturi și presiuni uriașe.
Condițiile din aceste puncte fierbinți sunt suficient de intense pentru a descompune moleculele complexe de BPA în substanțe inofensive, precum dioxidul de carbon, curățând astfel apa în mod eficient.
În testele de laborator, combinația de frecvențe de 20 kHz și 37 kHz a oferit cele mai bune rezultate. Într-un interval de 40 de minute, sistemul a degradat 94% din BPA și a redus cu 67% cererea chimică de oxigen (CCO) – un indicator cheie folosit de industria apei pentru a măsura nivelul de poluare organică.
Descoperire revoluționară pentru apa pe care o bem
Shaun Fletcher, autorul principal al studiului, explică de ce această abordare este superioară metodelor actuale: „Instalațiile tradiționale de tratare a apei nu sunt complet echipate pentru a face față poluării cu BPA. Metodele actuale, precum utilizarea nămolului activ sau a cărbunelui activ, doar elimină BPA din apă, dar poluantul rămâne în nămol sau cărbune, care trebuie apoi tratat. Noi ne-am concentrat pe distrugerea completă a substanței chimice, fără a necesita o tratare secundară.”
„Ceea ce am reușit să demonstrăm pentru prima dată este că ultrasunetele pot fi, de sine stătătoare, o metodă eficientă de eliminare a BPA din apă,” adaugă Fletcher.
Cheia succesului stă în controlul precis al bulelor generate. Coautorul studiului, dr. Lukman Yusuf, a declarat: „Am demonstrat că putem genera în mod fiabil bule în condițiile necesare pentru degradarea BPA. În cele din urmă, am dori să extindem această tehnică pentru a combate o gamă largă de poluanți, inclusiv ‘substanțele chimice permanente’ precum PFA.”
Această cercetare face parte dintr-un efort mai amplu al grupului Symes de la Școala de Chimie, care explorează potențialul sonochimiei – utilizarea undelor sonore pentru a declanșa reacții chimice. Recent, aceeași echipă a demonstrat cum ultrasunetele pot fi folosite pentru a produce nitrat din aer și apă, o descoperire ce ar putea permite fermierilor să-și producă propriul îngrășământ în mod sustenabil.
Profesorul Mark Symes, care conduce grupul, subliniază importanța tehnologiei: „Sonochimia este o tehnică ce abia începe să-și atingă potențialul. Acest articol demonstrează convingător că ultrasunetele pot curăța cursurile de apă, reducând impactul BPA asupra sănătății.”
Cercetătorul clarifică însă că tehnologia nu va înlocui sistemele convenționale, care sunt eficiente și ieftine pentru apele uzate obișnuite. „Dar vom vedea o nevoie tot mai mare de soluții noi pentru aplicații specifice, în special pentru acest tip de toxine. Aici ultrasunetele pot excela cu adevărat, deoarece condițiile din interiorul acelor bule minuscule sunt, la propriu, de pe altă lume.”
Echipa lucrează acum la extinderea prototipului pentru a putea trata volume mai mari de apă și explorează potențialul ultrasunetelor de a elimina și alți poluanți periculoși.
