Ученые предложили добавить микроорганизмы в сорбент для очистки сточных вод
Способ эффективно выделять ионы вредных металлов из сточных вод с помощью биосорбента разработали специалисты Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ), 8 мая сообщает портал «Научная Россия» со ссылкой на пресс-службу вуза.
Сточные производственные воды, содержащие тяжелые металлы, наносят большой вред окружающей среде. При попадании в пищевую цепочку эти загрязнители приводят к заболеваниям у растений и животных, а также у людей.
Длительное воздействие тяжелых металлов на организм человека может спровоцировать развитие рака, вызвать повреждения различных органов и нервной системы. В тяжелых случаях отравление ими может привести к смерти. Однако разглядеть такую кроящуюся в воде опасность невооруженным взглядом невозможно. При этом, по данным ВОЗ, в России от загрязнений безопасно очищается только 12% сточных вод.
В настоящее время для очистки сточных вод широко используется вермикулит — природный минерал, обладающий свойством поглощения (сорбции) опасных веществ. Ученые ПНИПУ провели исследование процесса «впитывания» ионов металлов в вермикулит и нашли способ сделать этот процесс более эффективным по качеству и экономичным — по расходам на очистку.
Исследователи из Пермского Политеха представили свою разработку в докладе «Извлечение ионов цинка, меди, никеля из сточных вод» на Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Химия. Экология. Урбанистика», которая проходила в Перми 17–19 апреля 2024 года.
Сорбент вермикулит представляет собой минерал со слоистым строением, который при температуре 400–1000 °С вспучивается с увеличением объема в 7–10 раз. Он обладает хорошими тепло- и звукоизоляционными свойствами и термической и биологической стабильностью. При этом вермикулит свободно представлен на рынке по невысокой цене.
Для очистки промышленных стоков вермикулит загружают в специальные емкости, через которые перекачивают загрязненную тяжелыми металлами воду.
Ученые ПНИПУ разработали способ повышения эффективности очищающего действия вермикулита за счет создания из него биосорбента. Они прикрепили на поверхность и внутрь вспученного минерала микроорганизмы, поглощающие ионы тяжелых металлов в процессе своей жизнедеятельности, и сравнили сорбцию ионов металлов исходным вермикулитом и минералом с нанесенными на него живыми культурами.
Эксперименты проводились параллельно в двух одинаковых сорбционных колонках, в которые поместили порции вермикулита массой 5 г с микроорганизмами и без них. После чего через колонки с сорбентом и биосорбентом пропускали растворы солей цинка, меди и никеля, как по отдельности, так и в смеси ионов. Концентрацию ионов металлов в растворах после сорбции определяли спектрофотометром.
Доцент кафедры химии и биотехнологии кандидат химических наук Ольга Бахирева рассказала об итогах экспериментов:
«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».
Таким образом, ученые ПНИПУ доказали обоснованность применения вермикулита в качестве сорбционного материала для очистки промышленных сточных вод, а также показали, как увеличить эффективность очистки от некоторых ионов тяжелых металлов с помощью нанесения на него живых микроорганизмов.
Полученные результаты могут быть использованы для более качественной очистки сточных производственных вод, что позволит понизить загрязнение российских рек.
Способ эффективно выделять ионы вредных металлов из сточных вод с помощью биосорбента разработали специалисты Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ), 8 мая сообщает портал «Научная Россия» со ссылкой на пресс-службу вуза.
Сточные производственные воды, содержащие тяжелые металлы, наносят большой вред окружающей среде. При попадании в пищевую цепочку эти загрязнители приводят к заболеваниям у растений и животных, а также у людей.
Длительное воздействие тяжелых металлов на организм человека может спровоцировать развитие рака, вызвать повреждения различных органов и нервной системы. В тяжелых случаях отравление ими может привести к смерти. Однако разглядеть такую кроящуюся в воде опасность невооруженным взглядом невозможно. При этом, по данным ВОЗ, в России от загрязнений безопасно очищается только 12% сточных вод.
В настоящее время для очистки сточных вод широко используется вермикулит — природный минерал, обладающий свойством поглощения (сорбции) опасных веществ. Ученые ПНИПУ провели исследование процесса «впитывания» ионов металлов в вермикулит и нашли способ сделать этот процесс более эффективным по качеству и экономичным — по расходам на очистку.
Исследователи из Пермского Политеха представили свою разработку в докладе «Извлечение ионов цинка, меди, никеля из сточных вод» на Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Химия. Экология. Урбанистика», которая проходила в Перми 17–19 апреля 2024 года.
Сорбент вермикулит представляет собой минерал со слоистым строением, который при температуре 400–1000 °С вспучивается с увеличением объема в 7–10 раз. Он обладает хорошими тепло- и звукоизоляционными свойствами и термической и биологической стабильностью. При этом вермикулит свободно представлен на рынке по невысокой цене.
Для очистки промышленных стоков вермикулит загружают в специальные емкости, через которые перекачивают загрязненную тяжелыми металлами воду.
Ученые ПНИПУ разработали способ повышения эффективности очищающего действия вермикулита за счет создания из него биосорбента. Они прикрепили на поверхность и внутрь вспученного минерала микроорганизмы, поглощающие ионы тяжелых металлов в процессе своей жизнедеятельности, и сравнили сорбцию ионов металлов исходным вермикулитом и минералом с нанесенными на него живыми культурами.
Эксперименты проводились параллельно в двух одинаковых сорбционных колонках, в которые поместили порции вермикулита массой 5 г с микроорганизмами и без них. После чего через колонки с сорбентом и биосорбентом пропускали растворы солей цинка, меди и никеля, как по отдельности, так и в смеси ионов. Концентрацию ионов металлов в растворах после сорбции определяли спектрофотометром.
Доцент кафедры химии и биотехнологии кандидат химических наук Ольга Бахирева рассказала об итогах экспериментов:
«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».
Таким образом, ученые ПНИПУ доказали обоснованность применения вермикулита в качестве сорбционного материала для очистки промышленных сточных вод, а также показали, как увеличить эффективность очистки от некоторых ионов тяжелых металлов с помощью нанесения на него живых микроорганизмов.
Полученные результаты могут быть использованы для более качественной очистки сточных производственных вод, что позволит понизить загрязнение российских рек.