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 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.
Японские исследователи выловили у берегов Окинавы пластиковую бутылку с узким горлышком, внутри которой сидел большой живой краб. В итоге ученые смогли найти ответы на несколько возникших в связи с этой находкой вопросов: как краб попал в бутылку, сколько там находился и как ему удалось выжить?
Современные люди проводят днем неподвижно столько же времени, сколько и охотники-собиратели. Но делают это сидя, а не на корточках, как их предки. Физиология человека не адаптирована к сидению, а физические возможности цивилизованных людей — к длительному пребыванию на корточках. Теперь исследователи рассчитали часть цены, которую мы платим за проблему длительного сидения.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
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