Разработан биосорбент на основе водорослей для очистки воды от радиации

ПЕРМЬ, 1 декабря. /ТАСС/. Ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) разработали биосорбент для очистки воды от радиации на основе морских водорослей, превосходящий природные аналоги в 11 раз. Об этом ТАСС сообщили в пресс-службе вуза.

"Основную угрозу представляет цезий-137, образующийся в результате деятельности АЭС, работы предприятий ядерного топливного цикла и испытаний ядерного оружия. Сохраняя активность в окружающей среде более 30 лет, этот радионуклид способен мигрировать по водным системам и накапливаться в пищевых цепях, вызывая онкологические заболевания. <…> Природные сорбенты (водоросли, глина, цеолиты) захватывают все подряд и быстро теряют эффективность, а химическая очистка, когда загрязнения осаждаются на дно в виде хлопьев, создает радиоактивный осадок, который сложно и дорого утилизировать. Для решения этой проблемы ученые разработали новый биосорбент для очистки воды на основе водорослей и ферроцианида железа, способный поглощать до 113,64 мг цезия на грамм, превосходя природные аналоги в 11 раз", - сообщили в университете.

Как создавали новый биосорбент

Исследователи выбрали три типа водорослей, известных своими очищающими свойствами, с разной структурой поверхности: волокнистую морскую траву (Zostera marina), пластинчатую красную (Phyllophora nervosa) и ветвистую бурую водоросль (Cystoseira barbata). Все они содержат альгинаты - природные полимеры, способные связывать тяжелые металлы. Испытания показали, что эти природные материалы способны поглощать цезий, но их эффективности недостаточно для промышленного использования.

Как рассказала кандидат химических наук, доцент кафедры "Химия и биотехнология" ПНИПУ Лариса Пан, для повышения эффективности ученые модифицировали водоросли, создав на их основе новый материал. На поверхность растений слоями нанесли ферроцианид железа. "Его ключевая роль - создание молекулярных "ловушек" именно для цезия. Это соединение, известное как "берлинская лазурь", обладает уникальной способностью избирательно захватывать и прочно удерживать опасные частицы, даже в присутствии других металлов", - пояснила исследователь.

Затем ученые помещали подготовленные образцы в растворы, содержащие ионы цезия, и измеряли, насколько эффективно каждый из них поглощает этот радиоактивный элемент. До и после очистки использовали атомно-абсорбционный спектрометр - прибор для измерения концентрации металлов, позволяющий обнаруживать мельчайшие следы загрязнений.

"Результаты эксперимента показали, что обработка "берлинской лазурью" увеличила сорбционную емкость водорослей в 2,5-8 раз. Наибольший прорыв продемонстрировала бурая водоросль, чья способность удерживать цезий выросла в 11 раз, достигнув показателя 113,64 мг/г. Это сделало ее на 15% эффективнее обработанной красной и на 12% лучше морской травы", - отметили в ПНИПУ, добавив, что эксперимент подтвердил эффективность метода модификации и выявил оптимальный материал для производства нового сорбента.

Как пояснили в вузе, в перспективе разработка позволит создавать фильтры для очистки воды от опасных веществ, а также безопасные медицинские препараты - энтеросорбенты, способные выводить цезий и другие радионуклиды из организма человека и животных.