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 Ученые НИУ ВШЭ совместно с коллегами из Физического института имени П.Н. Лебедева РАН разработали метод, который позволяет быстро оценить, насколько прочно пленка сцеплена с подложкой. Это важно для создания сверхвысокочастотных акустических фильтров — ключевых элементов связи нового поколения 5G и 6G. Возможность измерить поперечную жесткость сцепления между пленкой из двумерного материала и подложкой таким способом получена впервые.
Протезирование зубов в позднее Средневековье — сложная и почти не раскрытая тема из-за малого количества археологических источников. Найденная в Абердине челюсть с золотой проволокой показала, что богатые шотландцы восстанавливали зубы еще в XVI веке, а роль врача, вероятно, играл ювелир.
Метеорный поток Эта-Аквариды достигнет своего максимума в ночь с 5 на 6 мая. Его частицы — осколки самой знаменитой кометы в истории, которая появляется над Землей раз в 76 лет. Ученый Пермского Политеха рассказал, как этот звездопад связан с кометой Галлея, почему у него есть «брат-близнец» и где лучше всего за ним наблюдать.
Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Полифенолы и другие соединения заваренного кофе в лабораторной модели связывались с ядерным рецептором NR4A1, который участвует в ответе клеток на стресс, воспаление и повреждение. Вещества меняли активность рецептора и тормозили рост опухолевых клеток, а при подавлении рецептора эффект слабел. Ученые предложили молекулярное объяснение части полезных эффектов кофе, но не проверяли их у людей.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Окаменелые остатки рептилии возрастом 289 миллионов лет сохранили полное анатомическое устройство грудной клетки ранних покорителей суши. Благодаря нетронутым хрящам исследователи реконструировали механику первого полноценного реберного дыхания. Наличие в тканях оригинальных белков подтвердило, что сложные органические молекулы способны сохраняться в палеонтологической летописи почти на 100 миллионов лет дольше, чем считалось.
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