Новости химической науки > Недорогой и простой способ удаления мышьяка из воды

Специалисты из Университета Флориды разработали быстрый, дешевый и простой способ очистки воды от одного наиболее распространенных в мире загрязнителей – мышьяка.

Мышьяк в высоких концентрациях присутствует естественным образом в грунтовых водах целого ряда стран, особенно африканских или расположенных на полуострове Индостан. Очевидно, что наибольшую угрозу для здоровья людей представляет загрязненная мышьяком вода, используемая для питья, приготовления пищи и орошения продовольственных сельскохозяйственных культур.

Длительное воздействие мышьяка, содержащегося в питьевой воде и пищевых продуктах, может приводить к поражениям кожи. Такое воздействие также неблагоприятно сказывается на развитии и ассоциируется с сердечно-сосудистыми заболеваниями, нейротоксичностью и диабетом, а также некоторыми формами опухолевых заболеваний.

Таким образом, разработка новых методов удаления мышьяка из воды весьма актуальна. В 2005 году Национальной Инженерной Академией США была даже назначена премия Грэйнджера размером в 1 миллион долларов, которую планировалось выдать за создание дешёвых систем для понижения уровня мышьяка в питьевой воде для развивающихся стран

Рисунок из Water Research, 2015; 68: 206 DOI: 10.1016/j.watres.2014.10.009

Существующие способы удаления мышьяка из воды заключаются в его осаждении, добавлении к воде извести или коагулянтов, фильтровании через мембраны или применении ионообменных смол. Вместе с тем перспективным способом очистки, очевидно, является создание или модификация фильтра, который позволял бы удалять токсичный элемент из воды, непосредственно проходящей через этот фильтр.

Для удаления токсина исследователи из группы Биня Гао (Bin Gao) использовали легированный оксида железа древесный уголь, полученный обжигом щепы дерева гикори (такой древесный уголь применяется в виде биоугольных таблеток-пеллетов).

Гао обуславливает выбор материала для удаления мышьяка тем, что поскольку биоугольные таблетки-пеллеты могут быть получены из различных типов биомассы, включая отходы сельского хозяйства, разработанный в его группе метод может занять свое место в арсенале специалистов по водоочистке.

Процесс получения нового сорбента прост – первоначально древесные опилки размалывают, затем их нагревают до высоких температур в токе азота. Образующийся биоуголь, по внешнему виду напоминающий молотый кофе, обрабатывают в растворе электролита для легирования железом. Испытания материала показали, что сам по себе биоуголь индифферентен по отношению к растворимым в воде соединениям мышьяка (в основном эти соединения представлены арсенатами), однако после легирования железом материал эффективно удаляет мышьяк из воды (максимальная сорбционная емкость материала составляет 2.16 мг/г).

Гао заявляет, что с помощью разработанной им технологии возможно создать из биоугля большие по размеру фильтры, которые можно использовать на крупных станциях водоочистки, причем не исключена и организация производства небольших фильтров, которые можно применять уже в рамках отдельных домохозяйств. По его словам, коммерциализации новых фильтров можно ждать уже в течение года.

Источник: Water Research, 2015; 68: 206 DOI: 10.1016/j.watres.2014.10.009

метки статьи: #вопросы экологии, #новые материалы, #химическая технология, #химия биомассы