#очистка воды

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.

В России насчитывается около 25-27 миллионов жилых домов. Каждый из них отправляет в канализацию огромное количество отходов, в которых содержатся тяжелые металлы и патогены. После очистки стоков чистая вода возвращается в водоемы, а непереработанный осадок в большом количестве складируют на иловых площадках, где он продолжает загрязнять экосистемы и источать неприятный запах. Ученые Пермского Политеха разработали технологию переработки токсичного ила очистных сооружений и кородревесных отходов в безопасный техногенный грунт. Метод заключается в совместном компостировании этих материалов в соотношении 1:1,5, что резко снижает токсичность отходов и устраняет неприятный запах. Полученный грунт можно использовать для рекультивации земель, предоставляя предприятиям экономически выгодную альтернативу захоронению отходов.

Ученые Пермского Политеха разработали полностью безотходную технологию производства удобрения струвита из сточных вод. Его ключевое преимущество — медленное растворение, что предотвращает вымывание азота и фосфора и обеспечивает растения питанием на весь сезон. Однако при фильтрации мелкие кристаллы попадали в воду, вызывая цветение водоемов. Решением стало использование дрожжей, которые эффективно удаляют 100% аммонийного азота и 96,7% фосфора из остатков струвита, делая производство полностью замкнутым и безопасным для экологии.

Ученые разработали новый метод синтеза нитрида углерода в β-фазе — материала, который по твердости не уступает алмазу и разлагает органические загрязнители под действием света. Подход позволяет получать нитрид углерода при комнатной температуре и не требует сложного оборудования и дорогих реактивов. Синтезированное соединение в 1,5–2 раза быстрее аналогов разлагает органические красители, благодаря чему потенциально может использоваться для очистки воды от загрязняющих веществ.

Нефтешламы — опасные отходы нефтедобычи, содержащие углеводороды, тяжелые металлы и химикаты. При добыче 500 тонн нефти образуется одна тонна шлама, угрожающего экосистемам. Пермские ученые предложили перерабатывать их через пиролиз, получая углеродсодержащий продукт. Добавление 15-20% этого материала в керамику делает ее легкой, пористой и прочной, одновременно снижая энергозатраты на производство. Из такой керамики можно делать строительные материалы или использовать в фильтрах для очистки воды.

Сеченовский Университет совместно с компанией «Гидрурус» (разработчиком лабораторных систем водоподготовки) и Общероссийской общественной организацией военных инвалидов «ВоИн» создаст портативную систему для очистки и обогащения питьевой воды микроэлементами. Благодаря своей компактности оно может найти широкое применение, в том числе, в полевых условиях и на территориях, где есть проблемы с качественным водоснабжением.

Исследователи предложили использовать для очистки воды полимерные мембраны, модифицированные ионами металлов меди, цинка и хрома. Подобные полимеры впервые использовались для очистки воды методом электродиализа. Мембраны на основе меди показали рекордные значения селективности для однозарядных ионов, что открывает новые возможности для устойчивой переработки воды.

Ученые СПбГУ разработали способ получения наночастиц оксида цинка особой формы — нанолистов, которые могут использоваться в системах очистки воды для удаления токсичных органических соединений, например, красителей или антибиотиков.

Международная команда химиков разработала композитный материал с использованием органических кристаллов, способный собирать воду из водяных паров без электричества. Он выглядит как тонкие нити.

Сегодня разрабатываются различные методы очистки сточных вод промышленных предприятий от тяжелых металлов. Большое внимание уделяется возможностям микроорганизмов, биомасса которых обладает универсальными сорбционными свойствами. Особый интерес представляют дрожжи, способные связывать тяжелые металлы в малотоксичные соединения. Биотехнологи Пермского Политеха изучили процесс поглощения ионов цинка дрожжевыми клетками и показали возможность их использования для очистки воды. Исследование позволит создавать выгодные биосорбенты на их основе и тем самым утилизировать отходы микробиологической промышленности.

Ученые Пермского Политеха разработали уникальный биосорбент на основе активированных углей и микроорганизмов. Способ обеспечивает многократное использование сорбента и эффективное очищение сточных вод при больших концентрациях фенола.

Более 20 процентов мирового населения страдает от некачественной питьевой воды. Проблема связана не только с присутствием в воде загрязняющих веществ, но и с наличием неприятных запахов. Наиболее часто они появляются в период «цветения» водоема — весной и в конце лета. Ученые с кафедры охраны окружающей среды Пермского Политеха рассказали, что такое цианобактерии, как они влияют на свойства воды, чем это опасно для здоровья человека и что делать, чтобы очистить ее в домашних условиях и масштабах городских водохранилищ.

Микро- и нанопластик находят повсюду: в почве, воде и воздухе. Ранее исследователи предложили немало оригинальных вариантов удаления этих вездесущих частиц, но недавно выяснилось, что одним эффективным методом очистки от них питьевой воды люди пользуются с древних времен.

Химики из НИУ ВШЭ, Института общей и неорганической химии имени Н. С. Курнакова и Китайского университета науки и технологий создали мембраны с улучшенными свойствами. Исследователи экспериментально выявили влияние различных факторов на процесс обессоливания и величину селективности разделения ионов. Авторы считают, что работа поможет лучше прогнозировать свойства новых ионообменных мембран, которые используют для очистки и обессоливания воды.

В результате природных процессов и деятельности человека в водную среду поступает марганец, количество которого может превышать допустимые нормы. Предельно допустимая концентрация марганца в водных объектах составляет 0,1 миллиграмма на литр. Его накопление в растениях приводит к нарушению их роста и даже гибели, а переизбыток в организме животных и человека может стать причиной неврологических, репродуктивных и респираторных заболеваний. В последнее время активно развивается новый метод очистки вод от тяжелых металлов с использованием микроорганизмов. Студентка Колыхматова Ксения и биотехнолог Ольга Бахирева из Пермского Политеха разработали биосорбент, который позволит эффективно очистить воды от ионов марганца, понижая их концентрацию до допустимой нормы.

При создании нового дешевого биосорбента из биомассы пшеничной соломы высококвалифицированный сотрудник ЮФУ Вишну Д. Раджпут использовал искусственную нейронную сеть (ANN). Проект оказался эффективным и экономически выгодным для удаления токсичных красителей из промышленных сточных вод, что показывает его потенциал для масштабного применения в текстильной промышленности и других секторах, где возникают подобные загрязнения.

Исследователи НИТУ МИСИС совместно с коллегами из Китая впервые разобрались в механизмах точного определения концентрации метиленового синего – красителя, который широко используется в медицине и фотокатализе. На основе полученных данных, ученые предложили новый перспективный фотокатализатор для очистки вод от органических загрязнителей – он нетоксичен и обладает высокой стабильностью свойств.

Химики Санкт-Петербургского государственного университета разработали метод очистки воды от органических соединений с использованием наночастиц на основе оксида олова методом фотокатализа.

Ученые Пермского Политеха нашли способ локальной очистки сточных вод целлюлозно-бумажного производства. Предложенная специалистами разработка позволит использовать очищенную воду повторно в промышленности, что значительно снизит нагрузку на очистные сооружения предприятия.

Международная группа ученых, в состав которой вошли специалисты из УрФУ, выяснила, что химически модифицированная кожура личи устраняет из сточных вод очень стойкий красный краситель. Исследователи разработали новый метод, с помощью которого можно экологично и дешево очистить сточные воды вблизи текстильных производств. Благодаря этому возможно предупредить развитие заболеваний у людей и спасти животных, рыб и птиц, которые взаимодействуют с окрашенной водой. Также это поможет сделать самые грязные реки мира чище: например, реку Бурингангу в Бангладеше, Ганг в Индии или Чинтарум в Индонезии.

Графен лежит в основе самых передовых прикладных разработок, но и у него есть свои минусы, которые можно компенсировать за счет симбиоза с другими материалами. В поисках наилучших свойств ученые из МФТИ, ИОФ РАН и Тайваньского национального университета науки и технологий в рамках совместного проекта Российского научного фонда изучили взаимодействие графена и классических материалов. Изученные композиты интересны для очистки воды, оптоэлектроники, доставки лекарств, терапии рака, экологически чистой энергетики и защиты окружающей среды.

Более 70 процентов поверхности нашей планеты покрыто водой. От ее состояния зависит не только благополучие экосистем, но и здоровье каждого человека. Пресная вода составляет только несколько процентов от мировых запасов, что делает ее одним из самых ценных и исчезающих ресурсов. Для решения этой проблемы ученые Южного федерального университета разработали бюджетную экологичную технологию для очистки воды.

Поверхностно-активные фторалкильные соединения невероятно устойчивы и накапливаются в природе, нанося вред здоровью животных и людей. Разложить их практически невозможно, и лишь теперь ученые поняли, как можно легко справиться с этими инертными загрязнителями.

Ученые Сколтеха, а также их российские и норвежские коллеги исследовали воздействие озона на растворенные в воде органические вещества в рыбном хозяйстве с замкнутым водообменом. Работа помогает оценить сильные и слабые стороны озонирования как метода водоочистки и закладывает основу для исследований в области научно обоснованного подбора методов очистки, адаптированных под условия конкретного рыбного хозяйства.

В рамках мегагранта ученые ЮУрГУ провели комплексную работу, направленную на решение острой экологической проблемы — устранение синтетических загрязнений производства. Экологическое направление — стратегически важное и приоритетное для Челябинской области, поэтому целью исследований стояло определение и содействие устранению болевых точек в сфере экологии.

Новый метод поможет нейтрализовывать опасные загрязнители при очистке сточных вод и не позволит им попадать в окружающую среду.

При переработке нефти и ее продуктов образуется твердый остаток — нефтяной кокс. Его применяют в алюминиевой, электродной и химической промышленности, а еще в качестве топлива. Ученые Пермского Политеха создали на основе нефтяного кокса углеродный сорбент, который можно использовать и для очистки воды.

Международный коллектив ученых во главе с сотрудниками Уральского федерального университета синтезировал сорбент, который удаляет из водных растворов такие тяжелые металлы, как медь и цинк. С его помощью можно очищать шахтные и рудные, а также сточные воды промышленных предприятий и питьевую воду. В его основе один из самых распространенных возобновляемых материалов на Земле.

Методика позволяет добиться нулевого сброса жидкости без испарения и конденсации воды, что экономит большое количество энергии.

С помощью 3D-печати инженеры получили увеличенный аналог «боевой» клешни раков, удары которого вызывают образование сгустков плазмы в воде.

Установка длиной в 600 метров поможет извлечь из океана груды отходов, преимущественно в районе Большого тихоокеанского мусорного пятна.

Исследование показало, что бобровые плотины способствуют очищению рек, замедляют вымывание минералов из почвы и снижают эрозию.

Графеновые фильтры для воды – изобретение относительно не новое, но австралийцам удалось сделать его «идеальным», значительно упростив как его производство, так и сам процесс фильтрации.

Ученые из департамента Национальной ускорительной лаборатории SLAC в США в сотрудничестве с исследователями из Стэнфордского университета разработали устройство, быстро убивающее бактерии в воде с помощью солнечной энергии.

Питьевая книга, изобретенная химиком из университета Вирджинии Терезой Данкович, состоит из фильтровальных листов, покрытых слоем наночастиц серебра. Одна страница может очистить до 100 литров питьевой воды. Одной книги хватит человеку на четыре года.

Хотя ежегодно изобретаются все новые фильтры для очистки воды, однако большинство из них не может эффективно применяться в развивающихся странах. DrinkPure может получить широкое распространение во всем мире