На Урале создали безопасную технологию очистки воды от токсичного мышьяка

Ученые с Урала представили инновационную разработку для борьбы с одним из самых опасных загрязнителей воды — мышьяком. Как сообщает Российская газета, созданная технология является недорогой и эффективной для очистки промышленных стоков.

Проблема загрязнения мышьяком особенно остро стоит для горно-обогатительных и металлургических предприятий, в отвалах которых накапливаются миллиарды тонн высокотоксичных отходов. Особую опасность представляет трехвалентный мышьяк, который в 25-60 раз токсичнее своего пятивалентного аналога. Накопление этого вещества в организме человека приводит к развитию онкологических заболеваний.

Мышьяк также широко используется в сельском хозяйстве для борьбы с паразитами и сорняками, а кроме того, встречается и в естественной среде — в подземных водах и природных источниках. Это делает задачу очистки от него чрезвычайно актуальной.

Существующие технологии очистки часто используют хром, марганец и перекись водорода, которые нельзя назвать экологически безопасными. Кроме того, водные ресурсы загрязняются токсичными органическими примесями из отходов химической, текстильной, фармацевтической и косметической промышленности. Именно поэтому специалисты лаборатории неорганического синтеза Института химии твердого тела УрО РАН занялись поиском безопасных и эффективных методов утилизации отравляющих веществ.

Основой нового способа стали фотокатализаторы — вещества, ускоряющие химические реакции под действием света и не требующие добавления реагентов.

«Наши фотокатализаторы, например, на основе оксида цинка, модифицированного медью, под действием светового облучения образуют очень активные радикалы — частицы, которые окисляют органические примеси и мышьяк, переводя его в менее токсичную форму. Окончательное выведение мышьяка из растворов возможно с помощью сорбентов из угля или минералов. А токсичные органические примеси, в том числе ароматические углеводороды, которые оказывают канцерогенное воздействие, разрушают центральную нервную, иммунную, сердечно-сосудистую, пищеварительную, эндокринную системы, наши фотокатализаторы расщепляют на воду и углекислый газ», — описывает результаты исследований ведущий научный сотрудник лаборатории кандидат химических наук Ольга Гырдасова.

На вопрос о том, не являются ли сами цинк и медь потенциально опасными для здоровья, химик пояснила, что экологичность технологии не нарушается.

«Их участие в технологии не нарушает ее экологичности, так как эти оксиды при совместном присутствии в катализаторах обычно не растворяются, — развеивает сомнения химик. — Благодаря этому фотокатализаторы остаются продуктивными на протяжении десятков циклов».

Эксперименты показали, что для нейтрализации трехвалентного мышьяка оптимально пятипроцентное содержание меди в цинковом фотокатализаторе. Его эффективность соответствует промышленным требованиям как при ультрафиолетовом, так и при обычном солнечном свете.

Для более кислых или щелочных стоков, где оксид цинка может растворяться, ученые предлагают использовать другой фотокатализатор — титанат стронция. По словам Гырдасовой, это соединение демонстрирует чрезвычайно высокую активность в видимом световом диапазоне и в 6-10 раз эффективнее уже применяемых на практике фотокатализаторов на основе оксида титана.

«Наша цель — создать материалы для быстрого и гарантированного удаления из сточных вод трехвалентного мышьяка и бензолсодержащих примесей, чтобы получать результат всего через час-полтора», — подчеркивает исследователь.

Несмотря на успешные лабораторные испытания, для перехода к опытам с большими объемами воды и очистке реальных промышленных стоков необходимо участие предприятий. Пока же, как отмечают ученые, несмотря на публикацию результатов исследований, предложений о сотрудничестве от промышленников не поступало.