И снова наступило время для нашей любимой рубрики «А что интересного изобрели за прошлый месяц?»!
Сегодня говорим об очистке воды от загрязнений повышенной «токсичности» - то есть о том, как удалять всякие особо опасные вещества, многие из которых слишком долго разлагаются естественным путем (все со школы помнят, что период полураспада отдельных элементов может достигать миллионов лет, а пить такую гадость совершенно точно плохо для здоровья).
Так вот, буквально в прошлом месяце исследователи из Пермского национального исследовательского политехнического университета разработали новый биосорбент, который сочетает активированный уголь и микроорганизмы, и может многократно использоваться для эффективной очистки стоков с повышенной концентрацией фенола. Напомним, что фенол является крайне вредным веществом, которое оказывает пагубное влияние на живые организмы не только своей токсичностью, но и значительным изменением режима биогенных элементов и растворенных газов (кислорода, углекислого газа).
Команда, работающая над данным исследованием, выделила специальные микроорганизмы из активного ила водоочистных сооружений, которые способны разлагать фенол. После выращивания этих микроорганизмов, их добавляли в раствор с активированным углем различных марок, чтобы микроорганизмы осели и закрепились на пористой поверхности угля. Затем полученные биосорбенты тестировали на воде с фенолом в концентрациях от 0,2 до 6,1 г/дм³ – и степень извлечения фенола превышала 95%.
«Результаты наших исследований показали, что емкость разработанного биосорбента вдвое выше, чем у чистого активированного угля. Наибольшую эффективность показал уголь марки АГ-5, который мы и использовали в дальнейших экспериментах», – рассказала представитель университета Елена Фарберова.
В это же время ученые из Университета Бата (США) разработали метод очистки воды от перфтороктановой кислоты (PFOA) с использованием керамических решеток, известных как "монолиты". Эти монолиты, созданные с помощью 3D-печати, удаляют из воды минимум 75% PFOA.
Перфороктановая кислота используется в производстве различных синтетических материалов (в том числе огнеупорных), а также является причиной развития рака печени и репродуктивных органов у животных. Также PFOA приводит к мутациям клеток, проблемам иммунной системы, щитовидной и поджелудочной желез.
“Использование 3D-печати для создания монолитов относительно просто, и это также означает, что процесс должен быть масштабируемым. 3D-печать позволяет нам создавать объекты с большой площадью поверхности, что является ключевым моментом процесса. Как только монолиты будут готовы, вы просто опускаете их в воду и даете им возможность выполнять свою работу. Это очень увлекательно, и мы хотим продолжить разработку и посмотреть, как они будут использоваться”.
Процесс очистки довольно простой и его легко можно масштабировать для предприятий разного размера, а после использования такие монолиты можно регенерировать при высокой температуре, что делает метод более эффективным при повторном применении.
А в Университете Иллинойса придумали способ превращения сточных вод в удобрения для сельскохозяйственных культур при помощи грибов.
Создание удобрений из органических отходов может помочь сократить потребление ископаемого топлива и способствовать устойчивому производству. Одним из способов достижения этой цели является гидротермальное сжижение, которое преобразует биомассу в биотопливо с помощью процесса высокой температуры и высокого давления.
"Мы изучили возможность использования Trametes versicolor, гриба, вызывающего белую гниль, для расщепления органических соединений азота на аммиак или нитраты и потенциального удаления токсичных компонентов. В качестве экологически чистого подхода T. versicolor был изучен для очистки различных сточных вод и представляется многообещающим кандидатом для очистки HTL-AP", - сказала Витория Леме, ведущий автор исследования.
"Есть также свидетельства того, что грибок удаляет некоторые потенциально токсичные соединения из биологических отходов. Мы обнаружили, что в результате обработки образуется фермент, который, как было показано, разлагает токсины".
Основываясь на многообещающих результатах этих двух исследований, исследовательская группа Дэвидсона в настоящее время работает над использованием очищенных сточных вод для выращивания гидропонных культур.
Таким образом, новые методы очистки сточных вод и переработки отходов становятся всё более эффективными и экологичными, открывая новые возможности для устойчивого развития и охраны окружающей среды.
Ну и последняя – но не по важности – новость тоже пришла к нам с просторов отечественной науки.
Ученые из Санкт-Петербургского Федерального исследовательского центра РАН создали программу, которая продлевает срок работы автоматизированных систем мониторинга водоочистки на предприятиях и в коммунальных службах. Используя искусственный интеллект, эта программа помогает следить за состоянием оборудования, а также прогнозировать и оперативно предотвращать возможные аварии.
«Единое управление сложной системой из множества простых объектов актуально в разных сферах. Наша разработка подходит для мониторинга промышленного оборудования, резервного питания и телекоммуникаций», — рассказал Владимир Дашевский.
Программа гибко настраивается под нужды заказчика, а обновления можно устанавливать дистанционно, что ускоряет модернизацию. А кроме того, разработанная система обходится намного дешевле зарубежных аналогов, что также открывает ей много возможностей на российском рынке.
На сегодня это самые интересные и многообещающие исследования, которые в будущем могут кардинально изменить подход к пониманию принципов водоподготовки и водоотведения во всем мире. А если хотите и дальше узнавать о подобных открытиях в числе первых – подписывайтесь на наш блог. Нам есть, чем вас удивить!