Томские ученые придумали, как очищать проточную воду от мышьяка
Ученые Томского политеха и Томского государственного университета синтезировали нанокомпозит для очистки воды от токсичных загрязнителей. Исследования показали, что разработка обладает высокой адсорбирующей способностью и эффективно справляется с задачей удаления мышьяка из проточной воды.
Как уточняют в пресс-службе ТПУ, ранее политехники синтезировали композит из наночастиц магнетита (оксида железа Fe3O4) и восстановленного оксида графена. Особенность магнетита заключается в его высоких адсорбционных и магнитных свойствах, которые позволяют ему эффективно обеззараживать воду от ионов тяжелых металлов. Это также делает синтезированный нанокомпозит перспективным для фильтрации жидкостей.
— Следующим этапом исследований стали испытания нанокомпозита при сорбции токсичных веществ в динамическом режиме, то есть в более близким к реальным условиям эксплуатации — на проточной воде. Сегодня очистка питьевой воды имеет критическое значение. А учитывая универсальность и высокую эффективность нашего материала, в будущем он может использоваться как в бытовых, так и в переносных мобильных очистных системах, чтобы даже в самых отдаленных регионах был доступ к качественной воде, — отмечает один из авторов исследования, инженер Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ Юлия Мухортова.
Политехники провели серию экспериментов на возможность нанокомпозита сорбировать мышьяк в водном растворе разной концентрации, чтобы выяснить влияет ли уровень загрязнения на эффективность его удаления. В предварительных статических испытаниях скорость адсорбции ионов мышьяка при концентрации 5 миллиграмм на литр (предельно допустимая концентрация мышьяка в воде по СанПиН составляет 0,05 мл\л — ред.) составила 81% в течение одной минуты, что значительно превосходит значения, представленные в литературных источниках.
Для динамических испытаний разработанный нанокомпозит смешали с песком в массовом соотношении 1:25 и зафиксировали слоем в колонке, через которую пропускали загрязненную воду. Результаты экспериментов показали, что при концентрации мышьяка 0,1 миллиграмма на литр сорбционная емкость материала составила 8,40 миллиграмма на грамм, а при концентрации 10 миллиграмм на литр — 8,96 миллиграмма на грамм, что превосходит литературные данные среди железосодержащих сорбентов мышьяка.
— Нанокомпозит продемонстрировал значительные результаты как в статических, так и в динамических испытаниях на модельных растворах мышьяка, содержащих загрязняющий компонент в десятки и сотни раз превышающих предельно допустимые концентрации. Полученные данные свидетельствуют о высоком темпе сорбции и высокой сорбционной емкости нанокомпозита и делают его не только эффективным, но и технологически удобным для применения в условиях, где быстрое удаление загрязняющих веществ имеет критическое значение. Важно, что после сорбции свойства нанокомпозита оставались практически без изменений, что свидетельствует о его стабильности и потенциальной долговечности в реальных условиях эксплуатации, — добавляет профессор Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий Роман Сурменев.
Разработанные нанокомпозиты могут быть использованы для наполнения фильтровальных модулей в системах водоснабжения, промышленных и бытовых системах очистки воды и сточных вод, а также для систем магнитной сепарации.
Подписывайтесь на наш телеграм-канал «Томский Обзор».