Согласно ВОЗ, только 12% сточных вод в России безопасно очищаются от загрязнений. Особенно вредными для окружающей среды являются сточные производственные воды, содержащие тяжелые металлы. Попадая в пищевую цепочку, они могут вызвать серьезные проблемы у растений, животных и людей, включая рак, повреждение органов и нервной системы, а в некоторых случаях – даже смерть. Для более эффективной очистки таких вод используется вермикулит, природный минерал, способный «поглощать» опасные вещества.
Ученые из ПНИПУ выяснили, как вермикулит "впитывает" ионы металлов, и сделали этот процесс более эффективным. Их работа позволит качественно и экономически выгодно очищать сточные воды. Исследование было представлено на конференции "Химия. Экология. Урбанистика" в апреле 2024 года. Студентка Дулгуун Энхтур из Монголии выполняла эту работу в рамках программы "Приоритет 2030" во время обучения на кафедре "Химия и биотехнология".
орбция - это процесс поглощения различных веществ из окружающей среды твердым телом или жидкостью. Сорбентом, выполняющим роль поглотителя, является вермикулит - минерал с слоистым строением, способный вспучиваться при высокой температуре. Он обладает хорошими изоляционными свойствами и стабильностью, а также доступен по стоимости.
Ученые из Пермского Политеха разработали биосорбент, который позволяет более эффективно выделять ионы вредных металлов из сточных вод. Они прикрепляют микроорганизмы к вермикулиту, чтобы те поглощали ионы тяжелых металлов в процессе своей жизнедеятельности, защищаясь от внешних воздействий.
Ученые изучили сорбцию ионов металлов с использованием вспученного вермикулита и вермикулита с живыми культурами для очистки сточных вод. Они провели эксперименты, пропуская растворы солей цинка, меди и никеля через колонки с сорбентом и биосорбентом. Концентрацию ионов металлов в растворах измеряли спектрофотометром.
Результаты нашего исследования показывают, что нанесение клеток микроорганизмов на поверхность вермикулита увеличивает на 20% и более его поглотительную способность по отношению к большинству ионов металла, за исключением меди. Совместное присутствие компонентов в растворе незначительно снижает общую сорбционную емкость как исходного вермикулита, так и биосорбента. Лучше всего поглощаются в обоих случаях ионы цинка, – объясняет кандидат химических наук, доцент кафедры химии и биотехнологии Ольга Бахирева.
Ученые ПНИПУ подтвердили эффективность применения вермикулита в качестве сорбционного материала и предложили улучшить процесс с помощью нанесения на него живых клеток для повышения эффективности удаления некоторых ионов тяжелых металлов. Результаты исследования будут способствовать более эффективной очистке сточных вод на производствах и снизят загрязнение рек.
По материалам пресс-службы ПНИПУ.