PFAS removal by ultrasound irradiation: pathways, chemistry and operation

Ultraljudsbehandling erbjuder en väg att sanera PFAS-förorenad vatten och jord — två miljöer där dessa långlivade kemikalier nu finns utbrett. Tekniken utnyttjar akustiska fenomen för att bryta ned fluorerade organiska föroreningar genom oxidativ nedbrytning. Luleå tekniska universitet tillsammans med Genoas universitet har kartlagt hur ultraljud kan kombineras med additiver som oxidanter och ytaktiva ämnen för att öka effektiviteten. Behandlingsresultaten beror på PFAS-koncentration, molekylär struktur, pH, temperatur och reaktordesign — parametrar som studierna dokumenterar. Ultraljudfrekvens och effekttäthet är kritiska driftvariabler. För sanering av förorenade sites och industriell avloppsvattenrening är detta relevant: tekniken kan appliceras in situ eller ex situ utan att generera nya miljögifter, vilket minskar båda investeringskostnaden och återstoden av persistenta ämnen jämfört med konventionella metoder.

<p>Per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) are synthetic chemicals found worldwide in several industrial and consumer products. The extensive use of these fluorinated organic compounds, together with their high stability, has led to a broad contamination of water and soil resources. Among the technologies under development for their remediation, sonochemistry stands out. Propagation of ultrasounds in aqueous media results in sonophysical and sonochemical effects, able to collaboratively mineralize most of PFAS. Oxidative additives, as well as surfactants, may enhance the performance of the technique, which is also affected by organic matter, residual solvents, pH and temperature of the solution. PFAS concentration is a crucial factor in terms of treatment efficiency since it defines the rate order, while differences in functional group, chain length, and extent of fluorination affect hydrophobicity, surface activity and thermal activation energy of PFAS. Reaction pathways, solution chemistry, reactor configuration, and operational parameters including flowrate, atmosphere condition, US frequency and power density are discussed within this critical review, with the aim of boosting the implementation of this technology for PFAS remediation.</p>