Cinética y Mecanismo de la Conversión Sonolítica de los Tensioactivos Perfluorados Acuosos, Perfluorooctanoato (PFOA) y Sulfonato de Perfluorooctano (PFOS) en Productos Inorgánicos

Los tensioactivos perfluorados sulfonato de perfluorooctano (PFOS) y perfluorooctanoato (PFOA) son reconocidos como ampliamente presentes en el medio ambiente, así como recalcitrantes frente a la mayoría de las tecnologías convencionales de tratamiento de agua. En este estudio, se demuestra que la cavitación acústica impulsada por ultrasonido de alta frecuencia es efectiva en la degradación de soluciones acuosas de PFOS y PFOA, y es efectiva en un amplio rango de concentraciones de 10 nM a 10 µM para un compuesto dado. Los balances de masa de azufre, flúor y carbono indican que la mineralización ocurre inmediatamente después de la degradación del tensioactivo perfluorado inicial. La conversión casi completa de PFOS y PFOA a CO, CO2, F- y SO42- ocurre debido a reacciones pirolíticas en la superficie y fase de vapor de burbujas de cavitación que colapsan transitoriamente. La degradación pirolítica inicial de PFOS o PFOA ocurre en la interfaz burbuja-agua e involucra la pérdida del grupo funcional iónico, lo que conduce a la formación del correspondiente 1H-fluoroalcano o perfluoroolefina. Los intermediarios fluorquímicos sufren una serie de reacciones pirolíticas en el vapor de la burbuja, conduciendo a radicales fluorados C1. Reacciones bimoleculares en fase de vapor secundarias acopladas con hidrolysis concomitante convierten los radicales fluorados C1 en monóxido de carbono, dióxido de carbono y HF, formando un protón y un ion fluoruro al disolverse. Las medias vidas sonoquímicas, que se calculan a partir de cinéticas en fase de gas a alta temperatura, son consistentes con las observaciones cinéticas y sugieren que la mineralización ocurre poco después de la pirolisis interfacial del tensioactivo perfluorado inicial.