Ученые разработали фильтр для очистки воды из отходов целлюлозно-бумажного производства
Доступ к чистой воде — глобальная проблема, особенно в удаленных районах и при чрезвычайных ситуациях. Положение усугубляют промышленные отходы, например, от лесопереработки и мебельного производства, которые загрязняют среду при утилизации. Обычные методы очистки (угольные фильтры, химические таблетки, мембраны) имеют недостатки: дорогое сырье, высокие энергозатраты, неприятный привкус, засорение. Они борются со следствием — грязной водой, — но не с ее причиной: токсичными выбросами от предприятий. В итоге ресурсы тратятся на очистку воды, которая продолжает загрязняться. Ученые Пермского Политеха разработали технологию, превращающую многотоннажные отходы — лигносульфонаты и старые древесностружечные плиты — в действенные сорбенты для очистки воды, которые в три раза эффективнее коммерческих аналогов.
Проблема доступности чистой питьевой воды остается одной из ключевых для человечества. По данным ВОЗ, 2,1 миллиарда жителей планеты в мире не имеют доступа к чистой воде, а 106 миллионов пьют воду непосредственно из неочищенных поверхностных источников. Особенно остро эта проблема стоит в отдаленных районах, где отсутствует стационарная инфраструктура водоснабжения, а также в условиях чрезвычайных ситуаций и природных бедствий, когда обеспечение безопасной воды для потребления становится жизненно важным.
Положение усугубляет тот факт, что крупные промышленные предприятия становятся мощными источниками загрязнения.Например, на лесоперерабатывающем и мебельном производах ежегодно образуются миллионы тонн трудноперерабатываемых отходов: опилки, стружка, а также специфические лигносульфонаты — жидкие остатки от производства целлюлозы — и отработавшие свой срок древесностружечные плиты (основной материал для корпусной мебели). Их захоронение или сжигание наносит ущерб окружающей среде, отравляя воздух, почву и водные ресурсы.
Традиционно для очистки воды в полевых условиях или в экстренных ситуациях используются фильтры на основе промышленных активных углей – сорбентов. Данные материалы, как губки, впитывают загрязнения благодаря своей пористой структуре. Однако их производство имеет несколько существенных минусов. Во-первых, оно часто требует специального, иногда дефицитного и дорогого сырья (например, скорлупы кокоса или каменного угля), что повышает стоимость конечного продукта. Во-вторых, сам процесс их изготовления требует больших затрат энергии.
Кроме того, существуют и другие аналоги для экстренной очистки, например, химические таблетки на основе хлора или йода, которые, однако, могут оставлять неприятный привкус и неэффективны против некоторых видов загрязнений, или мембранные фильтры, которые легко засоряются и требуют технического обслуживания. Однако все эти методы не решают системной проблемы: они лишь борются со следствием (грязной водой), никак не влияя на причину ее загрязнения — промышленные отходы. Фактически, происходит трата ресурсов на очистку воды, которая продолжает загрязняться теми же промышленными процессами.
Решение этой проблемы предложили ученые Пермского Политеха. Они разработали технологию превращения многотоннажных отходов — лигносульфонатов и старых древесностружечных плит — в высокоэффективные углеродные сорбенты для очистки воды. Статья опубликована в сборнике конференции «Химия. Экология. Урбанистика», 2025 год.
Для этого исследователи использовали метод термохимического пиролиза — нагрев сырья без доступа кислорода. В результате сложных химических процессов образуется не пепел, а пористый углеродный материал, структура которого напоминает активированный уголь с миллионами микроскопических пор-ловушек для загрязняющих веществ.
Чтобы проверить их эффективность, ученые провели серию лабораторных экспериментов, имитирующих работу простого полевого фильтра. В емкости с определенным объемом природной воды (три-пять литров) добавляли точные дозы сорбентов. Опытным путем было установлено, что для достижения максимального эффекта — так называемого адсорбционного равновесия, когда сорбент полностью «насыщается» загрязнениями, — вода должна контактировать с материалом в течение 60 минут.
Новые сорбенты из лигносульфонатов и древесностружечных плит тестировали с тремя коммерческими порошковыми активными углями, которые сегодня считаются эталоном для подобных целей: углем из древесины березы, из скорлупы кокоса и из каменного угля. Эффективность каждого материала оценивали по трем ключевым для качества питьевой воды показателям: мутности (наличие взвешенных частиц), цветности (присутствие растворенных органических соединений, например, гуминовых веществ) и перманганатной окисляемости(количество органических примесей в целом). Результаты измерений сравнивали с нормативами СанПиН.
— Для испытаний применяли углеродные сорбенты в количестве от 20 до 60 мг на литр воды. При минимальной концентрации в 20 миллиграммов на кубический дециметр их эффективность была невысокой. Так, березовый аналог снижал содержание органических примесей лишь на 5,2%, а удаление цветности составляло 25%. Материал на основе скорлупы кокоса показал результат чуть лучше: 10,5% по органике и 20% по цветности. Образец, полученный из каменного угля, продемонстрировал схожие показатели: 7,9% по удалению органики и 33% по цветности, — рассказала Анна Ардуанова, старший преподаватель кафедры «Охрана окружающей среды» ПНИПУ, кандидат технических наук.
Однако даже при увеличенной концентрации в 40 миллиграммов на кубический дециметр они не достигали предельно допустимых норм. Например, при таком количестве оба промышленных образца — и из древесины, и из каменного угля — все еще не справлялись с органическими загрязнениями, оставляя в воде 5,28 и 6,9 мгО/дм³ соответственно, при норме не более 5,0 мгО/дм³.
Следовательно, промышленные активные угли показали низкую эффективность очистки на малых дозах и требовали значительного увеличения концентрации (до 60 миллиграммов на кубический дециметр) для достижения нормативов по качеству воды.
— В то же время, новые сорбенты при минимальном расходе (20 миллиграммов на кубический дециметр) показали высокие результаты. Сорбент из лигносульфонатов удалял 64,5% органических загрязнений, а сорбент из древесностружечных плит снижал цветность воды на 70%, — пояснила Анна Ардуанова.
Это означает, что новый материал из лигнинцеллюлозных отходов справляется с органическими загрязнениями в 6-12 раз эффективнее, чем промышленные образцы при равном расходе. В то же время сорбент из древесностружечных плит превосходит по осветлению воды (удалению цветности) промышленный уголь в 3,5 раза.
Более того, по некоторым параметрам (например, удаление цветности) сорбенты из отходов при расходе 20 миллиграммов на кубический дециметр показали результат, близкий к тому, который промышленные образцы демонстрировали лишь на дозе в 60 миллиграммов на кубический дециметр. Таким образом, эксперимент выявил ключевое конкурентное преимущество новой технологии — в три раза более высокую эффективность,что означает существенную экономию материала при одинаковом или лучшем результате очистки.
Таким образом, разработка ученых открывает путь к созданию недорогих, легких и компактных фильтров одноразового использования. Это, в свою очередь, позволяет реализовать принципиально новую экономическую модель замкнутого цикла, где затраты на утилизацию опасных отходов превращаются в инвестиции в производство востребованного продукта. Старая мебель или отходы целлюлозного завода могут стать источником материалов для обеспечения людей чистой водой в самых сложных условиях.
Telegram 
Дзен 
VK Видеосервисы стали неотъемлемой частью жизни россиян. В 2026 году охваты большинства платформ продолжают расти, в том числе YouTube.
Торжественная церемония прошла в Пекине, на совместном заседании ведущих научных организаций Китая и XI съезда Китайской ассоциации науки и техники. Вручал награды председатель КНР Си Цзиньпин. Оганов получил премию за научно-техническое сотрудничество. Эта награда считается одной из самых престижных в сфере науки.
Инфекции, такие как коронавирус, наносят серьезный удар организму, из-за чего даже после выздоровления он продолжительное время остается уязвимым. Сегодня для оценки иммунитета врачи смотрят в первую очередь на уровень антител в крови, однако такой подход не отражает реального состояния здоровья человека. Это не позволяет врачам точно прогнозировать, как будет протекать болезнь и насколько быстро пациент выздоровеет. Ученые Пермского Политеха и ПГАТУ впервые выяснили, как именно восстановление иммунитета зависит от пола человека и кто наиболее подвержен осложнениям после коронавирусной инфекции. Результаты исследования помогут правильно учитывать гендерные особенности пациента при лечении и реабилитации, что повысит точность прогнозов и эффективность терапии.
Видеосервисы стали неотъемлемой частью жизни россиян. В 2026 году охваты большинства платформ продолжают расти, в том числе YouTube.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно