Растения-макрофиты очистят воду от тяжелых металлов

Ученые Южно-Уральского государственного университета разработали интегрированную систему эко-очистки сточных вод, рекомендованную для предприятий агропромышленного комплекса.

АПК весьма ощутимо воздействует на окружающую среду. Сельское хозяйство и его промышленные предприятия по переработке продукции дают значительное количество органических отходов, подвергающихся быстрому разложению с выделением токсичных соединений. Сточные воды этих комплексов требуют специальных подходов для обработки и утилизации отходов.

Комплексный подход и применение ультразвука

Ученые Южно-Уральского государственного университета разработали уникальный проект системы эко-очистки сточный вод агропромышленных предприятий с применением гидроботанических площадок и гибридных технологий на основе гидродинамической кавитации и фотокатализа, который нацелен на сохранение такого жизненного важного ресурса ка вода.

«Чтобы снизить воздействие на экологию, агропромышленные комплексы должны иметь современные системы биологической очистки сточных вод с возвратом воды на технологические нужды. Уникальность разработанного проекта заключается в использовании интегрированного подхода для очистки воды. Мы предлагаем модульную схему, которая будет универсальна для любого агропромышленного предприятия», – рассказывает один из авторов проекта Ирина Потороко, доктор технических наук, профессор.

Первый этап предполагает обработку сточных вод на основе применения гидродинамической кавитации. Это позволит разрушить сложные соединения органических остатков и выделить из комплексов тяжелые металлы.

«В воду попадают органические соединения, например, отходы молочного или мясоперерабатывающего производства. Они могут захватывать тяжелые металлы и вредные компоненты и плотно их удерживать. Предложенный подход на основе гидродинамической кавитации обеспечивает изменения в водной системе для эффективного применения второго этапа обработки, где используются гидроботанические площадки».

Растения-губки

Гидроботанические площадки и подобные им системы используют для удаления органических веществ, тяжелых металлов, взвесей из промышленных, ливневых сточных вод, стоков сельского хозяйства и т.д. Для удаления тяжелых металлов и других загрязнителей эффективны растения-макрофиты.

«У нас уже есть опыт очистки поверхностных сточных вод с территорий промышленных предприятий горнозаводской зоны. При очистке стоков на гидроботанических площадках можно использовать рогоз, эйхорнию и другие растения. Растения-макрофиты активно участвуют в очистке воды как от органических загрязнений (фенолы, нефть и нефтепродукты, хлорорганические соединения, гербициды, поверхностно-активные вещества), так и от тяжелых металлов. Например, ряска достаточно активно участвует в  очистке стоков от меди. Основная сложность состоит в подборе растений для конкретного объекта», – поясняет директор Архитектурно-строительного института ЮУрГУ Дмитрий Ульрих.

Как правило, гидроботанические площадки – это искусственно созданные сооружения, которые проектируются под определённые объекты. Перед учеными Архитектурно-строительного института ЮУрГУ на данный момент стоит задача подобрать растения, которые будут эффективны при очистке сточных вод предприятий агропромышленного комплекса.

Инновационный метод фотокатализа

Ряд загрязнений практически не удаляются или удаляются в недостаточной степени. Это пестициды и продукты их метаболизма растениями, в основном это все, что связано с вносимыми удобрениями достаточно сложной структуры. И они остаются в воде и попадают в водоем. Для доочистки учеными ЮУрГУ предложен метод фотокатализа, при котором такие загрязнения полностью разрушаются до углекислого газа, воды и других простых и безвредных веществ.

«Мы предлагаем использование инновационного метода фотокатализа, при котором наноструктурированные частицы катализаторов находятся в инертной грануле. Такая гранула получается крупной и тяжелой, её легко извлекать из очищенной воды и можно использовать повторно. А частицы за счет того, что они наноразмерные, обладают высокой каталитической активностью», – делится Вячеслав Авдин, декан химического факультета Института естественных и точных наук ЮУрГУ.

Наночастицы фотокатализатора можно подбирать и варьировать их свойства. Сейчас задача ученых Южно-Уральского государственного университета модифицировать частицы фотокатализаторов под конкретные загрязнения.

Уникальный интегрированный проект, разработанный учеными ЮУрГУ позволит разработать и выбрать эффективные методы очистки сточных вод с учетом характера хозяйственной деятельности предприятий агропромышленного комплекса для восстановления нарушенных водных экосистем. Это позволит минимизировать риски возникновения вторичного загрязнения и сохранить окружающую среду.

Исследования в области экологии являются одними из трех приоритетных направлений развития научной и образовательной деятельности Южно-Уральского государственного университета наряду с цифровой индустрией и материаловеденьем.  Реализация экологических проектов направлена на формирование благоприятной эко-среды Челябинска и области. Успешный опыт ученых ЮУрГУ может быть использован и другими российскими регионами со сложной экологической обстановкой.  

СМИ о нас:

Ольга Романовская
Вы нашли ошибку в тексте:
Просто нажмите кнопку «Сообщить об ошибке» — этого достаточно. Также вы можете добавить комментарий.