Analisi dell'irradiazione ultrasonica sul Diclofenac in diverse condizioni operative.

Nello studio analizzato è stato utilizzato un generatore di ultrasuoni con frequenza fissa di 20 kHz mentre sono stati fatti esperimenti con:
Inoltre si è valutato anche l'effetto della temperatura con esperimenti a temperatura controllata TC e non controllata NTC, e l'effetto dello sparging di gas (aria o argon).
I cambiamenti di concentrazione di DCF sono stati misurati mediante spettrofotometria UV-visibile. L'assorbanza del campione misurata a 276 nm fornisce un'indicazione affidabile della sua concentrazione \cite{Rizzo_2009}.
Con gli ultrasuoni ad alta frequenza  20–1000 kHz si induce la cosiddetta cavitazione acustica che innesca diverse modalità di reazione e zone come la pirolisi all'interno della bolla e/o all'interfaccia bolla-liquido e reazioni mediate da radicali idrossilici all'interfaccia bolla-liquido e/o nella massa liquida \cite{Thompson_1999}. Siccome il DCF è un sale estremamente solubile in acqua e poco volatile si prevede che la degradazione all'interno della bolla di cavitazione sia insignificante e che il principale meccanismo di degradazione sia attribuibile alle reazioni indotte dai radicali idrossilici. Tale ipotesi trova riscontro nel fatto che, dalle prove effettuate, il tasso di produzione netto (cioè la differenza tra il suo tasso di formazione e quello di esaurimento) di H2Oè più basso in presenza di DCF rispetto a quello in acqua pura. Questo perché il DCF e i suoi metaboliti di degradazione eliminano i radicali idrossilici.
Per quanto riguarda il pH le prove effettuate in questo studiano mostrano che la rimozione del DCF aumenta al diminuire del pH, in condizioni acide quindi i radicali idrossilici hanno una maggiore capacità di attaccare il DCF e i suoi sottoprodotti di degradazione.
Dallo studio è emerso che a basse concentrazioni iniziali di DCF, il tasso di degradazione aumenta linearmente con la concentrazione, tale dipendenza viene meno per concentrazioni superiori ai 40 mg/L. 
Come già emerso in studi per la degradazione dei cloro-fenoli \cite{Emery_2003}; anche in questo studio è emerso che la densità di potenza influenza positivamente la velocità e il tasso di produzione di H2O2 e linearmente con esso anche il tasso di degradazione del DCF.
Lo sparging con aria si è visto favorire l'attività sono-chimica, aumentando i livelli di produzione di H2Oe di degradazione di DCF, così come con l'ossigeno mentre con l'argon si ha una riduzione sia in termini di produzione di H2O2 che di degradazione di DCF.  Anche questo risultato converge nell'ipotesi che la degradazione di DCF è principalmente determinata da reazioni di ossidazione dei radicali idrossilici piuttosto che dalle reazioni pirolitiche. 
L'aumento delle temperature risulta essere tra i fattori che favoriscono la conversione del DCF.
Interessanti risultati sono emersi dall'osservazione degli indicatori sintetici TOC (carbonio organico totale); COD (domanda chimica di ossigeno) e BOD(domanda biochimica di ossigeno). Dopo 60 minuti di reazione TOC e DOC diminuiscono di circa il 12% mentre la conversione di DCF è del 50%. Questa discrepanza è dovuta alla creazione di sottoprodotti intermedi organici stabili, confermati dall'aumento del BOD5. Quindi sebbene la soluzione iniziale non fosse biodegradabile aerobicamente la sua biodegradabilità dopo l'irradiazione ultrasonica risulta migliorata.
Infine è stata eseguita una serie di prove su daphnia magna e artemia Salina, secondo precise procedure \cite{Rizzo_2009}, per valutare l'ecotossicità dei campioni per l'acqua dolce e per i microrganismi marini prima e dopo l'irradiazione ad ultrasuoni. Si è visto che tendenzialmente la tossicità per daphnia magna aumenta durante le prime fasi della reazione e poi diminuisce progressivamente in seguito alla degradazione dei sottoprodotti della reazione. Inoltre sono stati evidenziati livelli di tossicità più alti all'aumentare della densità di potenza.  In ogni caso non è possibile ottenere una completa eliminazione della tossicità nelle condizioni in questione. Per completezza si riporta che la soluzione sia prima che dopo il trattamento non è risultata tossica per l'artemia salina.

Conclusioni

In conclusione da questo studio è emerso che il principale meccanismo di degradazione durante l'irradiazione ultrasonica sono le reazioni mediate dai radicali idrossilici e che quindi le condizioni che maggiormente favoriscono la degradazione del Diclofenac sono quelle che determinano una maggiore produzione di H2O2.  Gli ultrasuoni a bassa frequenza sono in grado di degradare il Diclofenac in sottoprodotti che sono meno suscettibili alla degradazione sonochimica, visti i bassi livelli di mineralizzazione, ma che risultano essere più facilmente biodegradabili.
Per questo motivo l'irradiazione ad ultrasuoni può essere utilizzata come un trattamento preliminare a cui far seguire un trattamento biologico.
Sotto questo aspetto sono già numerose le ricerche che abbinano l'irradiazione ad ultrasuoni ad altri trattamenti. Ad esempio la combinazione di ozonizzazione e ultrasuoni (O /US) come pretrattamento prima del bioreattore a membrana (MBR)  \cite{Prado_2017} oppure la combinazione dei singoli processi di ultrasuoni, adsorbimento e filtrazione su membrana in un unico processo ibrido, definito USAMe (brevettato dall’Università degli Studi di Salerno)\cite{ballesteros2016}