Как очистить водохранилища от вредных отходов
14 Мая 2020
Фото: Вячеслав Шишкоедов
Южноуральские ученые создали уникальный сорбент.
Южноуральские ученые получили сорбент, способный очистить загрязненные промышленными отходами воду и почву. Он адсорбирует опасные вещества, а сырьем для «чудо-губки» служат сами отходы металлургического производства. По мнению экспертов, так можно очистить донные отложения Аргазинского водохранилища, одного из главных питьевых источников Челябинска.
По словам авторов разработки, наряду с загрязнением земли и водоемов немало экопроблем создают шлаковые отвалы из скопившихся отходов предприятий металлургии. Их переработка очень затратна, а существующие технологии не могут справиться с проблемой. Отходы проникают в почву, загрязняют водоемы. Такая судьба, например, постигла речку Сак-Элгу, впадающую в Аргази.
Фото с сайта ЮУрГУ
Ученые нашли выход — синтезировали уникальные композиционные сорбенты, которые поглощают тяжелые металлы и переводят их в нерастворимые фазы. Такие продукты становятся безопасными для окружающей среды.
«Для производства наших сорбентов не нужно строить производственные цеха, применять небезопасную «химию», — говорит заведующая лабораторией кафедры «Материаловедение и физико-химия материалов» ЮУрГУ, доцент Татьяна Лонзингер. — Очистка происходит на самих загрязненных объектах, без появления отходов, а значит, и их последующей утилизации. Причем дополнительный плюс технологии — применение в качестве сорбентного сырья «хвостов» металлургического производства, что также снижает загрязнение».
Как сообщили ученые, подобных сорбентов нет ни в России, ни за рубежом, а существующие аналоги высокозатратны и неэффективны. Южноуральский сорбент уже испытали на водоемах Карабаша, загрязненных поступающими из шлакоотвалов отходами медеплавильного производства, и на Аргазинском водохранилище. Они скапливаются в донных иловых отложениях, отчего страдает экология озера. А вода из него по реке Миасс поступает в Шершневское водохранилище, главную питьевую чашу Челябинска.
«В ходе исследований выяснилось, что при использовании сорбента вода в Аргази на 98-99 % очистилась от катионов тяжелых металлов, — говорит Татьяна Лонзингер. — Произошло раскисление, адсорбировались опасные катионы кадмия. Композиционный сорбент поглотил из ила и связал в не растворимые в воде вещества катионы тяжелых металлов. Тот же результат дал эксперимент по очистке воды от катионов церия, который использовали в качестве имитатора загрязнения радионуклидами».
Большой интерес к разработке уже проявляют металлургические предприятия Челябинской и Свердловской областей. Кроме очистки водоемов, они планируют запустить переработку шлаков, которые послужат сырьем для уникального сорбента. Производить сорбент готовы предприятия малого и среднего бизнеса, у них есть необходимое оборудование.
«Исследования показали, что при сорбции катионов тяжелых металлов из окружающей среды одновременно поглощается углекислый газ, нитраты и анионы, — подытожила Татьяна Лонзингер. — То есть при очищении загрязненных территорий удается также снизить и содержание в атмосфере парниковых газов, угрожающих всей экосистеме планеты. Мы продолжаем исследования, которые позволят поставить на службу экологии и этот «побочный» эффект сорбента».
По словам авторов разработки, наряду с загрязнением земли и водоемов немало экопроблем создают шлаковые отвалы из скопившихся отходов предприятий металлургии. Их переработка очень затратна, а существующие технологии не могут справиться с проблемой. Отходы проникают в почву, загрязняют водоемы. Такая судьба, например, постигла речку Сак-Элгу, впадающую в Аргази.
Фото с сайта ЮУрГУ
Ученые нашли выход — синтезировали уникальные композиционные сорбенты, которые поглощают тяжелые металлы и переводят их в нерастворимые фазы. Такие продукты становятся безопасными для окружающей среды.
«Для производства наших сорбентов не нужно строить производственные цеха, применять небезопасную «химию», — говорит заведующая лабораторией кафедры «Материаловедение и физико-химия материалов» ЮУрГУ, доцент Татьяна Лонзингер. — Очистка происходит на самих загрязненных объектах, без появления отходов, а значит, и их последующей утилизации. Причем дополнительный плюс технологии — применение в качестве сорбентного сырья «хвостов» металлургического производства, что также снижает загрязнение».
Как сообщили ученые, подобных сорбентов нет ни в России, ни за рубежом, а существующие аналоги высокозатратны и неэффективны. Южноуральский сорбент уже испытали на водоемах Карабаша, загрязненных поступающими из шлакоотвалов отходами медеплавильного производства, и на Аргазинском водохранилище. Они скапливаются в донных иловых отложениях, отчего страдает экология озера. А вода из него по реке Миасс поступает в Шершневское водохранилище, главную питьевую чашу Челябинска.
«В ходе исследований выяснилось, что при использовании сорбента вода в Аргази на 98-99 % очистилась от катионов тяжелых металлов, — говорит Татьяна Лонзингер. — Произошло раскисление, адсорбировались опасные катионы кадмия. Композиционный сорбент поглотил из ила и связал в не растворимые в воде вещества катионы тяжелых металлов. Тот же результат дал эксперимент по очистке воды от катионов церия, который использовали в качестве имитатора загрязнения радионуклидами».
Большой интерес к разработке уже проявляют металлургические предприятия Челябинской и Свердловской областей. Кроме очистки водоемов, они планируют запустить переработку шлаков, которые послужат сырьем для уникального сорбента. Производить сорбент готовы предприятия малого и среднего бизнеса, у них есть необходимое оборудование.
«Исследования показали, что при сорбции катионов тяжелых металлов из окружающей среды одновременно поглощается углекислый газ, нитраты и анионы, — подытожила Татьяна Лонзингер. — То есть при очищении загрязненных территорий удается также снизить и содержание в атмосфере парниковых газов, угрожающих всей экосистеме планеты. Мы продолжаем исследования, которые позволят поставить на службу экологии и этот «побочный» эффект сорбента».
Поделиться
