Объединение методов обещает дать энергоэффективный и безреагентный способ очистки промышленных стоковНемецкие учёные экспериментально подтвердили два независимых способа разрушения пер- и полифторалкильных соединений (PFAS) — группы из более чем 10 000 синтетических веществ, которые не распадаются в природе, накапливаются в организмах и связаны с онкологическими и иммунными заболеваниями.
Оба метода нацелены на разрыв исключительно прочной связи углерод–фтор
и дают на выходе нетоксичные фторид-ионы.
Результаты опубликованы в журналах Chemical Engineering Journal Advances и Scientific Reports.Первый метод, гидродинамическая кавитация, пропускает загрязнённую воду через узкое сопло.
Из-за перепада давления образуются микропузырьки пара, которые схлопываются ниже по потоку.
В момент коллапса температура внутри пузырька локально подскакивает до нескольких тысяч градусов, а из воды образуются высокореактивные гидроксильные радикалы.
Молекулы PFAS, прилипшие к поверхности пузырьков, подвергаются одновременно термическому и химическому удару.В опытах с перфтороктансульфонатом (ПФОС) — одним из самых устойчивых и хорошо изученных представителей группы — за цикл обработки разрушалось около 37% растворённого вещества, доля росла с увеличением длительности.
Сейчас группа работает над повышением показателя: цель — выйти на деградацию более 80% и минерализовать свыше половины связанного фтора.Изображение сгенерировано:
Nano BananaВторой метод использует холодную атмосферную плазму, генерируемую прямо над поверхностью воды, и одновременный продув через жидкость воздуха.
Пузырьки выполняют двойную роль:
гидрофобные «хвосты» молекул концентрируются на границе газ–жидкость, а само перемешивание непрерывно подтягивает новые порции загрязнителя в зону плазменного разряда.Ключевым агентом разрушения выступают сольватированные электроны (окружённые плотным слоем молекул растворителя), атакующие связи углерод–фтор.
При начальной концентрации ПФОС 5 мг/л такой режим за 20 минут дал деградацию на 99,99%, а 35% атомов фтора перешло в раствор
в виде фторидов.
Период полураспада вещества сократился с 13,4 минуты (чистая плазма) до 1,6 минуты.
Энергозатраты на один порядок снижения концентрации составили 39 кВт·ч на кубометр — на порядок меньше, чем у прямого ультрафиолетового облучения или термического сжигания, где аналогичный показатель достигает тысяч и десятков тысяч кВт·ч.Плазменный способ, однако, быстрее расходует энергию на единицу объёма и порождает целый спектр
промежуточных продуктов, включая газообразные фторсодержащие соединения, которые пока изучены не полностью.
Именно поэтому исследователи намерены объединить оба принципа в одной установке:
высокореактивные частицы из плазмы вместе с кавитационным перемешиванием и локальными тепловыми скачками должны одновременно повысить скорость реакции и полнее замкнуть баланс фтора в жидкой фазе.Уже ведутся эксперименты по масштабированию до 5 литров реакционного объёма.Традиционные методы очистки — фильтрация активированным углём или ионообменными смолами — лишь концентрируют PFAS и создают вторичные токсичные отходы.
Разрабатываемые же кавитационные и плазменные технологии претендуют на то, чтобы стать первым промышленно масштабируемым способом именно необратимого разрушения «вечных химикатов» без добавления химических реагентов и при умеренном энергопотреблении.
Сообщает www.ixbt.com
Новость из рубрики: Технологии и Hi-Tech
Поделиться новостью:
Топ новости часа
Топ новости часа- "Продолжаю верить в справедливость и закон". Владислав Бакальчук раскрыл детали судебных разбирательств с бывшей женой Татьяной Ким...
- В Курской области выявили 28 случаев фиктивной регистрации иностранных граждан...
- Депутат Нилов: у пенсионеров-должников могут удержать до 70% пенсии...
- Принц Гарри и Меган Маркл не могут найти дом после переезда в США...
- "Помните про Гитлера". Ксения Собчак заявила, что не любит домашних животных...
- «Это вам не Нива»: Рендерные снимки 5-дверной Suzuki Jimny привели автомобилистов в восторг...
02:28, 26 Ноя Всего 2 минуты — и даже самая гладкая подошва перестаёт скользить на льду. Способ простой, а результат ощущается сразу Всего 2 минуты — и даже самая гладкая подошва перестаёт скользить на льду. Способ простой, а результат ощущается сразу Гололед превращает обычную про...
19:28, 28 Июн Учёные из ASU предложили сдвигать штормы малыми воздействиями Учёные из Университета штата Аризона описали схему управляемого вмешательства в развитие опасной погоды.
Идея в том, чтобы не «ломать» атмосферу круп...
19:11, 06 Апр В сочетании с правильным питанием EMS-тренировки дают заметные результаты уже в короткие сроки EMS-тренировки — это новый и эффективный подход в фитнесе, который сочетает обычную физическую нагрузку с воздействием электрических импульсов на мыш...
22:28, 08 Июл Ученые предложили ввести карантин для образцов с Марса на Луне Учёные Фредерик Моксли и Энтони Риккиарди в статье, опубликованной в журнале Ambio, предложили проводить первичное исследование образцов с Марса, Лун...
04:28, 28 Июн Учёные КубГМУ предложили персонализированный подход к защите от солнечных ожогов Медики Кубанского государственного медицинского университета разработали новый подход к оценке риска солнечных ожогов.
Вместо усреднённого UV-индекса...
20:28, 25 Янв Ученые предложили новую версию технологии строительства пирамид в Египте Американские ученые выдвинули новую гипотезу о том, каким образом могли быть построены египетские пирамиды.
Исследователи из Медицинского центра Вейл...
00:28, 06 Окт Российские ученые предложили новый метод лечения наследственных заболеваний Исследователи из Университета «Сириус» разработали технологию, которая может изменить подход к генной терапии наследственных заболеваний. Результатам...
15:28, 10 Апр Внутриматочная спираль: особенности метода контрацепции и важные нюансы Современные методы контрацепции предлагают широкий выбор решений, позволяющих подобрать оптимальный вариант с учетом индивидуальных особенностей орга...
23:28, 24 Июн Можно ли оживить Марс? Ученые предложили план, который звучит как фантастика Ученые предложили очередной план того, как сделать Марс обитаемой планетой Мы привыкли считать Марс мертвым, холодным и навсегда чужим местом, куда м...
04:28, 04 Апр Учёные предложили новую теорию квантовой гравитации, объясняющую Большой взрыв Группа физиков из Университета Ватерлоо и Института теоретической физики «Периметр» под руководством профессора Ниайеша Афшорди (Niayesh ...
05:28, 28 Окт Российские учёные предложили делать экспресс-исследования грунтов во время бурения Специалисты из Института нефтегазовой геологии и геофизики имени А.А. Трофимука разработали инновационный метод быстрого и удобного анализа грунта. В...
20:28, 01 Окт Учёные предложили объяснение происхождения корон на Венере и почему её судьба так отличается от Земной Поверхность Венеры испещрена круговыми искажениями рельефа — коронами. Эти структуры бывают диаметром от нескольких десятков до более чем тысяч...
07:28, 28 Июл Живые трупы в муравейнике: паразит превратил рабочих особей в вечных заложников Анализ экспрессии генов выявил, что ленточный червь Anomotaenia brevis перестраивает физиологию и поведение муравьев Temnothorax nylanderi, превращая...
17:28, 31 Июл Вместо воды или пены — жидкий азот: ученые предложили необычный способ тушения пожаров Уже создан экспериментальный роботАмериканские ученые предложили необычный способ борьбы с лесными пожарами — с помощью жидкого азота. Профессор Севе...
18:28, 18 Июн Избегайте «идеальных» ягод: как выбрать клубнику без химикатов «Идеальная» форма ягод клубники может указывать на интенсивную химическую обработку. Об этом информационному агентству URA.RU рассказал п...
18:28, 31 Авг Землю накроет солнечная плазма со скоростью 900 км/с: сильные магнитные бури ожидаются 1-2 сентября По результатам моделирования движения выброса плазмы, произошедшего на Солнце накануне, Земля столкнется с потоком солнечного вещества уже завтра, 1 ...
13:28, 28 Фев Ученые создали назальную вакцину, которая уничтожает сразу множество инфекций Возможно, в будущем сезонная вакцинация будет выглядеть именно так: пара капель в нос утром перед работой. Источник изображения: zmescience.com Всем ...
16:28, 21 Июл Не сера оказалась главным фактором: ученые предложили новую версию гибели динозавров после удара Анализ глобальных геологических отложений позволил определить химический состав астероида, вызвавшего массовое вымирание в конце мелового периода. Ис...
09:28, 25 Апр Особое разрешение: дачникам напомнили о правилах использования химикатов На даче при использовании химикатов необходимо соблюдать правила обращения с пестицидами и агрохимикатами. Об этом Lenta.ru поведал геоэколог, дендро...
05:28, 12 Май Зеркальный двойник: рождение «Антивселенной» спасло наш мир от уничтожения Международная группа физиков предложила модель, в которой Большой взрыв породил пару симметричных Вселенных с противоположным ходом времени, что позв...
01:28, 24 Авг США потратят $3,5 млрд на борьбу с угрозами от оружия массового уничтожения США потратят 3,5 миллиарда долларов на средства по снижению угроз, связанных с оружием массового уничтожения, для своих партнеров. Об этом сообщили н...
23:28, 12 Авг Криолиполиз. Холодная сила красоты Красота и стройность тела всегда были в центре внимания современного общества. В поисках идеальных форм и упругой кожи женщины и мужчины используются...
17:28, 20 Мар Холодная водка обжигает рот и желудок: как это работает? Напитки крепостью выше 50% (например, абсент или некоторые сорта виски) обжигают настолько сильно, что человек перестает чувствовать вкусы. Кадр из ф...
12:28, 02 Июл Космический меч Израиля: министр обороны Кац заявил о разработке орбитальных лазеров для уничтожения ракет Глава израильского военного ведомства Исраэль Кац подтвердил, что страна привлекает «лучшие умы» для создания космических лазерных платформ. По его с...
02:28, 24 Ноя Где в России уже наступила холодная зима, а где ещё можно позагорать? Рассказали в Гидрометцентре На большей части России сохраняется аномально теплая для конца ноября погода. Но есть регионы, в которых уже настоящая зима, сообщил научный руководи...
19:28, 16 Сен Розовые очки слетели сразу: побывали в гостях у людей, зарабатывающих 200 тыс. в месяц на сельском хозяйстве - сразу все стало понятно Розовые очки слетели сразу: побывали в гостях у людей, зарабатывающих 200 тыс. в месяц на сельском хозяйстве - сразу все стало понятно Иногда кажется...
01:28, 05 Ноя Разрушает ли микроволновка полезные вещества в еде? Вы тоже думали, что микроволновка делает еду менее полезной? Микроволновка давно стала незаменимым помощником на кухне. Она спасает, когда лень стоят...
00:28, 09 Дек Как сладкое разрушает зубы и что с этим делать Сами по себе сладости не разрушают зубы, виноваты бактерии Когда мы едим мясо или другую пищу без сахара, в нашем рту все довольно спокойно. Но стоит...
05:28, 20 Июл Дачная «лихорадка»: как перегруз разрушает автомобиль Многие автовладельцы воспринимают свой автомобиль как бездонный сундук: на дачу – мешки с картошкой и стройматериалы, в отпуск – целый дом на колесах...
01:28, 07 Апр Правда ли, что чай с молоком разрушает печень и вызывает импотенцию? Чай с молоком считается традиционным напитком во многих культурах Миллионы людей начинают утро с чашки чая, в которую добавляют молоко. В Индии, Вели...
00:28, 12 Дек Температура выше 60 °C разрушает эмаль: что делать любителям горячего чая Зимой многие согреваются чашкой горячего чая или кофе, но такая привычка может навредить здоровью зубов. По словам специалистов, регулярное употребле...
17:28, 30 Мар Почему высокий сахар в крови разрушает зубы и как это остановить Врачи всё чаще говорят о прямой связи между диабетом и здоровьем полости рта. Повышенный уровень сахара в крови не просто влияет на самочувствие — он...
00:28, 10 Май Опасность бессонницы: как одна ночь без сна разрушает мозг человека Всего одна бессонная ночь способна спровоцировать в головном мозге повреждения, сопоставимые с ранними симптомами болезни Альцгеймера. Об этом сообщи...
21:28, 19 Май Папа римский против «спирали уничтожения»: Ватикан готовит энциклику против боевого ИИ — вместе с сооснователем Anthropic Глава Католической церкви Лев XIV лично представит важнейший документ о защите человеческого достоинства и прав рабочих в эпоху искусственного интелл...
02:28, 19 Апр Плащаница разрушает легенду: изображение оказалось чуждым человеческому телу Туринская плащаница — это не погребальный саван Иисуса, а отпечаток, снятый со скульптуры? Громкое заявление бразильского эксперта по 3D-реконструкци...
04:28, 06 Янв Млечный Путь разрушает древнейшее скопление NGC 6569 и «кормит» им галактический центр Шаровые скопления часто описывают как древние, тесно связанные «реликты» раннего Млечного Пути. Считалось, что эти плотные скопления звёз...
05:28, 05 Авг Ошибка, которую совершают многие женщины: как контроль разрушает любовь и убивает интерес Долгосрочные отношения мужчины и женщины редко удерживаются на одном лишь фундаменте романтической влюбленности. Психологическая устойчивость пары со...
20:28, 16 Июл Третьяк о матче Россия – США: «Пока не все получается, но мы работаем. Спорт укрепляет дружбу между странами – мы в свое время играли, хотя была холодная война» Президент Федерации хоккея России (ФХР) Владислав Третьяк высказался о возможности проведения матча между сборными России и США. – Недавно прошел тов...
16:28, 16 Апр Единственная на рынке нереференсная двухслотовая GeForce RTX 5080. Тесты необычной PNY RTX 5080 Slim показали, насколько она тихая и холодная Кулер вполне хорошНа рынке существует крайней мало двухслотовых видеокарт GeForce RTX 5080 (всего две модели), и авторы TechPowerUp протестировали од...
16:28, 08 Июл Хватит писать черновик: почему привычка ждать особого случая незаметно разрушает десятилетия жизни Многие привыкли воспринимать сегодняшний день как бесконечное ожидание подходящего момента: после получения диплома, покупки квартиры или выхода на п...
04:28, 16 Авг Да, это самая большая видеокарта на рынке и самая дорогая RTX 5080, но она феноменально тихая и холодная. Опубликованы тесты Asus RTX 5080 Noctua Edition Неделю назад Asus представила видеокарту RTX 5080 Noctua Edition - самую большую потребительскую 3D-карту. Теперь ресурс TechPowerUp опубликовал её о...
17:28, 01 Май На Марсе есть воздух, но человек не проживёт и минуты На Марсе есть воздух, но сможет ли он спасти жизнь человека хотя бы на несколько секунд У Марса есть атмосфера — и это не новость. Новость в том, что...
06:28, 03 Июл Стресс меняет структуру крови за минуты: что это значит для здоровья Стресс физически меняет структуру вашей крови: новое исследование шокирует Когда нас накрывает тревога перед важным выступлением или дедлайном, мы пр...
00:28, 18 Фев Почему торнадо длятся 2 минуты, а ураганы бушуют неделями Обычно в торнадо скорость ветра достигает 180 км/ч. Источник изображения: wikimedia.org Торнадо — это, пожалуй, самая пугающая и разрушительная сила ...
14:28, 13 Июл Geely создала батарею, которая заряжается за 4 минуты и выдерживает 1 млн км Аккумулятор Aegis Gold Brick Battery в ходе госиспытаний впервые превысил мощность зарядки в 1000 кВт. Китайский центр автомобильных технологий и исс...
00:28, 19 Авг Бюджетный смартфон Realme Narzo 10 разлетелся с полок магазинов за минуты Задержка продажи могла вызвать ажиотаж. 18 мая в Индии поступила в продажу новинка: смартфон китайской компании Realme под названием Realme Narzo 10....
16:28, 18 Июл Зарядка за четыре минуты: чем удивила новая батарея Geely для электромобилей Компания Geely анонсировала собственную разработку – тяговый аккумулятор Aegis Gold Brick EV. Речь идет о литий-жел