Ученые лаборатории «Материалы для зеленой энергетики и жизнеобеспечения» Химического института им. А.М. Бутлерова совместно с сотрудниками Института экологии и природопользования Казанского федерального университета разработали экологичный хелатирующий (связывающий) агент и создали на его основе линейку многокомпонентных удобрений с микроэлементами.
О новом комплексообразователе, использование которого в химической промышленности позволит производить не только экологичные удобрения, но и в перспективе — экологичные моющие средства, рассказывают руководитель разработки, ведущий научный сотрудник НИЛ «Материалы для зеленой энергетики и жизнеобеспечения» Химического института им. А.М. Бутлерова КФУ Айрат Димиев и основной исполнитель, старший научный сотрудник этой лаборатории Василий Брусько.
«Созданное нами вещество называется иминоглутаровоянтарная кислота (ИГЯК). Она призвана заместить этилендиаминтетраацетат натрия (ЭДТА), который известен также под названием "Трилон-Б" и наносит серьезный вред окружающей среде», — отмечает Айрат Димиев.
Соли этилендиаминтетрауксусной кислоты широко используются в целлюлозно-бумажной промышленности для связывания тяжелых металлов — с этой же целью комплексообразующий агент ЭДТА или его аналоги входят в состав практически всех синтетических моющих средств. Меньшим по объему, но не менее важным по значению является использование ЭДТА в виде хелатора (связывающего агента) при изготовлении многокомпонентных удобрений с микроэлементами для сельского хозяйства.
Основной недостаток ЭДТА — его низкая биоразлагаемость, что ведет к накоплению его в почвенных и грунтовых водах, этилендиаминтетраацетат натрия не вреден для человека и животных, но он — мощный связывающий агент, который связывает тяжелые металлы, переводит их в растворимые формы, и дальше они со сточными водами попадают в водоемы.
Известно, что существующие очистные сооружения не способны уловить ЭДТА, особую тревогу экологов вызывают микроэлементные удобрения на основе этого хелата— и хотя общий объем ЭДТА, используемый в сельском хозяйстве, относительно небольшой, однако при внесении удобрений непосредственно в почву отсутствует даже теоретический шанс их улавливания. Из почвы они попадают в грунтовые воды, и оттуда — в природные водоемы, вот откуда в рыбе берутся тяжелые металлы.
По словам Айрата Димиева, идея создания ИГЯК принадлежит выпускнику химфака Казанского университета 1990 года, кандидату химических наук Булату Гарифуллину.
«Исследования по этой теме были начаты в КФУ два года назад сотрудниками НИЛ "Перспективные углеродные наноматериалы" Химического института КФУ в виде инициативного проекта, и уже впоследствии поддержаны средствами КФУ, выделенными на выполнение темы "Материалы для устойчивой энергетики и жизнедеятельности". Разработка ведется в рамках программы "Приоритет–2030"», – пояснил доктор химических наук А. Димиев.
На сегодняшний день на основе иминоглутаровоянтарной кислоты в КФУ разработаны многокомпонентные удобрения с микроэлементами Zn, Cu, Fe, Mo, Mn, B.
Биоразлагаемость, а также стимулирующая рост растений активность новых препаратов была изучена коллективом сотрудников Института экологии и природопользования КФУ под руководством Светланы Юрьевны Селивановской. Новые препараты не только оказались биоразлагаемыми, но и заметно превзошли коммерческий препарат на основе ЭДТА по эффективности стимуляции роста растений. Салат-латук, выращенный экологами с применением удобрения на основе нового комплексообразователя значительно превзошел по биомассе тот, который подкармливали удобрением на основе ЭДТА.
Результаты исследования представлены в журнале Американского химического общества Journal of Agricultural and Food Chemistry, разработка ученых КФУ запатентована (название патента «Применение биоразлагаемого хелатообразующего агента для удобрения микроэлементами»).
Еще в конце XX – начале XXI века в придонных слоях европейских рек и озер было обнаружено запредельное содержание ЭДТА и связанных им тяжелых металлов — на сегодняшний день в большинстве стран Европы использование ЭДТА либо запрещено полностью, либо находится под серьезными ограничениями, в России такого запрета нет, что особо актуализирует разработку ученых Казанского университета.
Подробнее про новости и достижения Казанского федерального университета — в сообществе Вконтакте