Петербургские ученые нашли экологичный способ очистки сточных вод

«Целью настоящего
исследования является определение значений параметров магнитного и слабого
электрического полей, наиболее подходящих для извлечения ионов меди из сточных
вод с использованием высшего водного растения – ряска малая. Результаты
показали, что при совместном воздействии электрического тока
плотностью j = 240 мкА/см 2 и магнитного поля напряженностью
H= 2 кА/м достигается наибольшая скорость извлечения меди ряской. В этих
условиях происходит наибольший рост и развитие листьев растений», – рассказала соавтор
исследования ведущий научный сотрудник лаборатории «Моделирование
технологических процессов и проектирование энергетического оборудования» НЦМУ
СПбПУ Владимир Баденко.

Далее использованный
биосорбент необходимо утилизировать. Поскольку в фитомассе растений не
происходит избыточного накопления опасных вредных веществ, то ее можно
использовать для производства бумаги, удобрений и топлива (получения биогаза).
Также отработанные растения можно применять в качестве корма для животных,
учитывая природу металла и допустимые концентрации содержания тяжелых металлов
в кормах.

В своем исследовании
ученые изучили возможность извлечения меди из отработанной фитомассы при помощи
электрохимического метода. Для этого изготовили элюат, содержащий серную
кислоту, затем потенциостатическим методом выделяли медь из растворенной биомассы.
 Было установлено, что максимальное
выделение металла происходит при потенциале Е = 0,32 В/м. Масса извлеченной меди
из элюата отработанной фитомассы практически совпала с массой меди, поглощенной
растением в процессе фиторемедиации.

Восстановленный металл
может быть повторно использован в народном хозяйстве, что соответствует
принципам безотходной экономики замкнутого цикла, которая рассматривается как
новая бизнес-модель для более устойчивого развития общества.

«Данная технология имеет ряд преимуществ: высокая эффективность очистки, низкая себестоимость и низкое энергопотребление, универсальность, экологическая безопасность, простота реализации, безотходность», – сделала вывод о практической ценности технологии
фиторемедиации соавтор исследования Наталья Политаева.

Метод фиторемедиации
использует естественную способность высших водных растений поглощать,
концентрировать и метаболизировать элементы и химические соединения, загрязняющие
окружающую среду. Основным недостатком фиторемедиации является невысокая
скорость процесса. Ученые лаборатории «Моделирование технологических процессов
и проектирование энергетического оборудования» НЦМУ «Передовые цифровые
технологии» СПбПУ предложили способ ускорения фиторемедиации за счет
комбинированного воздействия магнитного и слабого электрического полей.

СПРАВКА

НЦМУ «Передовые цифровые
технологии» – консорциум из 4-х организаций: Санкт-Петербургского
политехнического университета Петра Великого (координатор консорциума),
Санкт-Петербургского государственного морского технического университета,
Тюменского государственного университета, НИИ гриппа имени А.А. Смородинцева
Минздрава России. Программа исследований НЦМУ до 2025 года содержит 35 научных
тематик по 4 направлениям: передовые цифровые технологии и технологии «умного»
производства, искусственный интеллект; роботизированные системы; материалы
нового поколения и аддитивные технологии.