Было показано, что при схлопывании образующихся под действием ультразвука кавитационных пузырьков происходит образование неустойчивой сверхкритической воды. Исследовали сонохимическое разложение различных химических загрязнителей в водных растворах. Такие вещества как хлорпроизводные углеводородов, пестициды, фенолы, взрывчатые вещества (ТНТ) и эфиры превращаются в низкомолекулярные органические кислоты, CO₂ и неорганические ионы. Для полного разложения при обработке в простых серийных реакторах в диапазоне частот от 20 до 500 кГц. может потребоваться от нескольких минут до нескольких часов. Как представляется, ультразвуковое облучение является эффективным методом для быстрого разложения органических загрязнителей в воде из-за высоких локализованных концентраций окислителей (гидроксильные радикалы и перекись водорода) в растворе, высокой локализованной температуры и давления, а также из-за образования неустойчивой сверхкритической воды. Показано, что разложение химических соединений под действием акустической кавитации включает три различных механизма: 1) окисление гидроксильными радикалами, 2) пиролитическое разложение и 3) окисление сверхкритической водой. Представлены детализированные механизмы разложения п-нитрофенола, четыреххлористого углерода, паратиона, п-нитрофенилацетата и тринитротолуола.