Горнодобывающая промышленность ежегодно производит миллионы кубометров сточных вод, содержащих токсичные ионы марганца и никеля. Эти элементы проникают в грунтовые и поверхностные воды, отравляют экосистемы и попадают в пищевые цепочки. Ученые Пермского Политеха предложили простое и дешевое решение — фильтр из железной стружки и древесного угля, который очищает воду от тяжелых металлов более чем на 97%. Об этом «Газете.Ru» сообщили в пресс-службе образовательного учреждения.
Сегодня в России и мире шахты и карьеры остаются одним из главных источников загрязнения гидросферы. Даже после остановки промышленных сбросов тяжелые металлы еще годами продолжают поступать в водоемы. Марганец и никель особенно опасны: первый способен вызывать неврологические нарушения, второй — канцерогенные эффекты и дерматиты.
Существующие методы очистки — биотехнологии с микроорганизмами или природные сорбенты вроде цеолитов — работают, но дороги и малопроизводительны. Поэтому команда Пермского Политеха разработала проницаемый реактивный барьер, который очищает воду без реагентов и внешнего вмешательства.
Система представляет собой фильтр из железной стружки и древесного угля, через который самотеком проходит загрязненная вода. При контакте с железом происходит естественная реакция окисления, и на его поверхности образуется осадок, к которому прилипают ионы тяжёлых металлов. Уголь усиливает эти процессы, действуя как катализатор.
«Главная особенность метода в том, что фильтр со временем не забивается, а наоборот — самоулучшается, — объяснила старший преподаватель кафедры «Охрана окружающей среды» ПНИПУ Елена Бессонова. — На стружке образуется рыхлый слой соединений железа, который становится дополнительным фильтром. Система работает автономно и не требует обслуживания».
Ученые провели лабораторные испытания с реальной карьерной водой: исходная концентрация марганца составляла 0,51 мг/л, никеля — 0,18 мг/л. После прохождения через фильтр более 270 литров воды, содержание обоих металлов снизилось до менее 0,01 мг/л, что полностью соответствует экологическим нормативам. При этом железо в очищенной воде оставалось в безопасных пределах — 0,03 мг/л при допустимых 0,1 мг/л.
Метод оказался не только эффективным, но и дешевым: фильтр собирается из отходов металлообработки и обычного древесного угля. Его можно применять на промышленных площадках, в зонах старых отвалов или для локальной очистки водоемов.
«Фильтр можно использовать повторно, а осадок, содержащий никель и марганец, при необходимости перерабатывать — фактически это безотходная технология, — добавила Елена Бессонова. —Она подходит как для крупных горнодобывающих предприятий, так и для небольших компаний, не имеющих сложных очистных сооружений».
Ранее российские ученые нашли способ превратить опасные отходы производства в полезные продукты.