Ученые Южно-Уральского государственного университета создали материал, способный не только очищать водоемы от промышленных загрязнений, но и блокировать их возврат в естественную среду. Работу сорбента уже проверили на промышленных стоках, а также грунтах с техногенными загрязнениями. Разработке ученых посвящена публикация в журнале Nanomaterials (Q1), сообщили в пресс-службе вуза.

Сырьем для нового сорбента стали экологически чистые природные материалы. Изучив физико-химические свойства их компонентов, ученые установили оптимальный химический состав, прочностные характеристики и количество активных наноцентров, способных обменивать катионы и анионы кристаллической решетки на растворенные в воде или содержащиеся в грунте тяжелые металлы. Построив теоретическую модель, ученые синтезировали опытные образцы материалов-блокаторов.

– Принципиальное их отличие в эффекте саморегуляции и декарбонизации, – поясняет кандидат технических наук, доцент кафедры «Материаловедение и физико-химия материалов» Татьяна Лонзингер. – После поглощения ионов загрязнителей начинается процесс образования защитного поверхностного слоя с участием углекислого газа. На нем могут вновь развиваться простейшие формы растительности.

Результаты эксперимента впечатляют: степень удаления катионов церия (имитаторов радионуклидов) из высококонцентрированного раствора достигает 100 % через восемь суток контакта с материалом-блокатором. Медь удаляется полностью, никель – на 90,3 %, цинк – на 96.31 %. Железо удаляется всего за четыре дня.

В пробах, взятых из реальных промышленных стоков, концентрацию никеля за неделю удалось снизить в 7,5 раза, мышьяка – в 62 раза, кадмия – в 30, меди – в 125, железа – в 247, марганца – в 590, а цинка – в 674 раза.

Кроме того, блокатор приводит к прекращению перехода тяжелых металлов из грунта в воду. Через две недели вода практически полностью очищается. А через три месяца на мертвом грунте появляются простейшие жизненные формы, начинается процесс восстановления природной среды, – отметила Лонзингер.

Теперь результаты исследований предстоит проверить на практике. Загрязнение водоемов тяжелыми металлами – острая проблема, существующая во всех промышленных регионах, к которым относится и Челябинская область. В этом году новые технологии очистки будут впервые опробованы на предприятиях УГМК, отметили в вузе.