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pte20230929034 Umwelt/Energie, Produkte/Innovationen

Ultraschall zerstört hochgiftige Chemikalien

Verfahren von Forschern der Ohio State University lässt Moleküle äußerst effektiv zerbrechen


Wasserhahn: mit Ultraschall gegen giftige PFAS im Trinkwasser (Bild: Gerd Altmann, pixabay.com)
Wasserhahn: mit Ultraschall gegen giftige PFAS im Trinkwasser (Bild: Gerd Altmann, pixabay.com)

Columbus (pte034/29.09.2023/11:30)

Mit Ultraschall entfernen Forscher der Ohio State University als nahezu unzerstörbar geltende Chemikalien aus der Familie der PFAS, indem Moleküle zerbrochen werden. Die Überreste sind laut den Experten nicht mehr gefährlich. Bei Experimenten mit im Labor hergestellten Flüssigkeiten, die drei unterschiedlich große Verbindungen von Fluortelomersulfonaten enthielten - PFAS-Verbindungen, die typischerweise in Feuerlöschschäumen vorkommen - wurden kleinere Verbindungen in nur drei Stunden viel schneller abgebaut größere.

Praktisch, aber schädlich

Vor fast einem Jahrhundert wurden PFAS zur Herstellung von Produkten wie Kochgeschirr, wasserdichter Kleidung und Körperpflegeartikeln erfunden. Seit Jahren ist bekannt, dass die Exposition von Menschen gegenüber PFAS eine Reihe von Gesundheitsproblemen wie Fehlgeburten und Krebs verursachen kann. Da die Bindungen in diesen Chemikalien jedoch extrem stabil sind, lassen sie sich nur schwer aus der Umwelt entfernen.

"PFAS-Verbindungen sind einzigartig, weil viele Zerstörungstechnologien, die wir in der Umwelttechnik für andere schwer zu entfernende Verbindungen einsetzen, bei ihnen nicht funktionieren. Wir müssen also eine Reihe von Technologien entwickeln, um herauszufinden, welche für bestimmte Anwendungen nützlich sein könnten", sagt Linda Weavers, Professorin für Bau-, Umwelt- und Vermessungstechnik.

Folgenreiche Implosionen

Im Gegensatz zu anderen Zerstörungsmethoden, bei denen PFAS durch Reaktion mit oxidierenden Chemikalien abgebaut werden, zerstört Ultraschall diese Gifte mit einer Frequenz, die viel niedriger ist als jene für die medizinische Bildgebung. Die dadurch entstehende Druckwelle erzeugt in der Flüssigkeit sogenannte Kavitationsblasen. Implodieren sie unmittelbar darauf, treten kurzzeitig extrem hohe Beschleunigungen, Temperaturen und Drücke auf, die beispielsweise in Turbinen schwere Schäden anrichten können. Auch PFAS können diesen Kräften nicht widerstehen, sie werden in ihre Bestandteile zerlegt. Effektiv ist vor allem die hohe Temperatur von mehr als 9.000 Grad Celsius beim Zerplatzen der Blasen.

(Ende)
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