Минерал с живыми клетками поможет в очистке сточных вод
По данным ВОЗ, в России от загрязнений безопасно очищается только 12 процентов сточных вод. При этом большой вред окружающей среде наносят сточные производственные воды. Они содержат тяжелые металлы, которые при попадании в пищевую цепочку вызывают серьезные проблемы как у растений и животных, так и у людей. Длительное воздействие таких веществ на организм человека может привести к развитию рака, повреждению органов, нервной системы, а в крайних случаях — к смерти. При этом разглядеть опасность в воде невооруженным глазом часто невозможно. Для очистки сточных вод используют вермикулит — природный минерал, который обладает нужными свойствами для «поглощения» опасных веществ. Ученые ПНИПУ выяснили, как ионы металлов «впитываются» в вермикулит и как сделать этот процесс более эффективным. Работа поможет очищать сточные воды качественно и экономически выгодно.
Сорбция — это поглощение твердым телом или жидкостью различных веществ из окружающей среды. Поглотитель называют сорбентом, в его роли выступает вермикулит. Этот минерал имеет слоистое строение и способен вспучиваться (набухать) при температуре 400-1000 градусов с увеличением объема в 7-10 раз. Он обладает хорошими тепло- и звукоизоляционными свойствами, а также термической и биологической стабильностью. Немаловажную роль играют его низкая стоимость и доступность. При очистке промышленных жидкостей вермикулит загружается в специальные емкости, через которые перекачивается загрязненная вода.
Ученые Пермского Политеха нашли способ выделять ионы вредных металлов из сточных вод более эффективно — путем создания биосорбента. Идея заключается в том, чтобы прикрепить микроорганизмы, которые поглощают ионы тяжелых металлов в процессе своей жизнедеятельности, на поверхность или внутрь вермикулита. Так они будут менее подвержены отрицательному действию (свет, температура, рН и другие факторы окружающей среды).
Политехники изучили сорбцию ионов металлов исходным вспученным вермикулитом и минералом с нанесенными на него живыми культурами, чтобы проверить эффективность очистки сточных вод. Ученые Пермского Политеха проводили эксперименты параллельно в двух одинаковых сорбционных колонках. В них помещали порции вермикулита массой пять граммов. В процессе через колонки с сорбентом и биосорбентом пропускали растворы солей цинка, меди и никеля, как индивидуальных, так и при совместном присутствии ионов. Концентрацию ионов металлов в растворах определяли с помощью специального прибора – спектрофотометра.
«Результаты нашего исследования показывают, что нанесение клеток микроорганизмов на поверхность вермикулита увеличивает на 20 процентов и более его поглотительную способность по отношению к большинству ионов металла, за исключением меди. Совместное присутствие компонентов в растворе незначительно снижает общую сорбционную емкость как исходного вермикулита, так и биосорбента. Лучше всего поглощаются в обоих случаях ионы цинка», – объясняет кандидат химических наук, доцент кафедры химии и биотехнологии Ольга Бахирева.
Так ученые ПНИПУ доказали, что применение вермикулита как сорбционного материала обоснованно, а сделать процесс еще более эффективным в случаях с некоторыми ионами тяжелых металлов можно с помощью нанесения на него живых клеток. Результаты исследования помогут более качественно очищать сточные воды на производствах и понизят загрязнения рек.
Исследование представлено на Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Химия. Экология. Урбанистика» 17-19 апреля 2024 года. Работу во время обучения в бакалавриате кафедры «Химия и биотехнология» выполняла студентка Дулгуун Энхтур из Монголии. Разработка проведена в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
Telegram 
Дзен 
VK Процессы, сопровождающие жизнь черных дыр, интересуют не только теоретиков. Ученые уже знают, что энергия и частицы могут покидать черные дыры и теперь работают над способами эту энергию использовать.
Ученые подтвердили один из самых необычных эффектов Общей теории относительности (ОТО): вращение Земли действительно «увлекает» за собой пространство-время. Новое измерение, выполненное с помощью спутника LARES-2, оказалось примерно в 10 раз точнее предыдущих и еще сильнее ограничило пространство для альтернативных теорий гравитации.
В отличие от микрочастиц, наночастицы не только эффективно проходят барьеры дыхательной системы, но и идут дальше — в мозг человека. До сих пор масштаб смертности от них был неясен. Теперь исследователи выяснили, что она доходит до миллионов человек каждый год.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
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.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
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