​Сотрудники лаборатории инженерной экологии Байкальского института природопользования СО РАН (Улан-Удэ) создают комбинированные методы для очистки сточных и других вод. Эти методы основаны на применении окислительных реакций с использованием физически стимулированных процессов.

«Наши технологии водоочистки являются комбинацией уже известных способов — причем с очень хорошим результатом. Окислительные методы в сочетании с методами физического воздействия на воду (акустической, гидродинамической кавитации и ультрафиолетового излучения) дают синергический эффект. Иначе говоря, если по отдельности они работают на “единичку”, то при комбинированном воздействии, например химического окисления и ультрафиолетового излучения, получается большее число, что повышает энергоэффективность», — рассказывает научный сотрудник лаборатории инженерной экологии БИП СО РАН кандидат химических наук Денис Геннадьевич Асеев.
 
В лаборатории разработаны способы окислительной деструкции органических загрязнителей природных и сточных вод, в том числе микрополлютантов, — эти синтетические вещества являются компонентами и отходами производства пластмасс и смол, бытовой химии и тому подобного. «Поскольку концентрация органических микрополлютантов очень мала, порядка микро- и нанограммов на литр, они транзитом проходят через системы водоочистки и могут оказаться в питьевой воде. К тому же эти вещества способны поступать в поверхностные водные объекты и через них — в подземные воды. Опасность в том, что, попадая в организм, органические микрополлютанты негативно влияют на здоровье человека, в частности нарушают функции эндокринной системы»,— отмечает заведующая лабораторией инженерной экологии БИП СО РАН доктор технических наук Агния Александровна Батоева. 
 
Для того чтобы полностью нейтрализовать вредное воздействие этих веществ, сотрудники БИП СО РАН используют методы окислительной деструкции с применением физически стимулированных процессов. Например, ученые использовали экологически чистые окислители (пероксид водорода или персульфаты), в качестве катализаторов — ионы железа или наночастицы оксида железа, закрепленные на слоистых алюмосиликатных матрицах. Окислительные процессы они комбинировали с фотоактивацией при помощи солнца или эксимерных ламп, разработанных в Институте сильноточной электроники СО РАН (Томск).
 
«Ультрафиолетовая часть светового спектра воздействует на раствор, в котором образуются свободные радикалы. Таким образом, начинаются фотохимические процессы, — рассказывает Денис Асеев. — Суть окислительных методов заключается в работе свободных радикалов, в первую очередь гидроксильных, которые получаются при химическом и физическом воздействии. Именно они ответственны за окисление токсичных органических молекул и перевод их в более безопасные формы. Прежде всего, наша работа нацелена на то, чтобы оптимизировать физико-химические процессы, и чем больше радикалов мы можем получить, тем лучше. Также ведутся теоретические исследования». 
 
Получать свободные радикалы можно не только при воздействии ультрафиолета, но и посредством акустической или гидродинамической кавитации. Метод работает следующим образом: через специальное устройство под большим давлением пропускается водный раствор, возникают разрывы сплошности среды, и при их коллапсе образуются радикалы. Эта технология известна давно, но ученые пытаются оптимизировать ее для очистки воды в совокупности с химическими методами. Кроме того, разрывы сплошности среды можно создавать с помощью ультразвука. Обычно при его использовании применяются низкие частоты 22—44 кГц, однако исследователи БИП СО РАН попробовали работать с более высокими частотами мегагерцового диапазона (1,7 МГц), используя пьезокерамические излучатели, что позволило значительно повысить кавитационный выход и, следовательно, увеличить энергоэффективность метода.
 
Лампы, при помощи которых идет фотоактивация 
   Лампы, при помощи которых идет фотоактивация
 
Также ученые работают с загрязнителями неорганической природы (цианидсодержащими веществами), попадающими в сточные воды от предприятий по переработке золотосодержащих руд и флотоконцентратов —концентратов, получаемых при обогащении полезных ископаемых методом флотации. Другое направление деятельности лаборатории — одновременная деструкция биорезистентных органических загрязнителей воды и обеззараживание содержащейся в ней патогенной микрофлоры с помощью современных источников света. 
 
Ученые подчеркивают, что сейчас речь идет прежде всего о лабораторных исследованиях. В перспективе разработки можно будет использовать для очистки воды на городских очистных сооружениях, на промышленных предприятиях и так далее.
 

Исследования по созданию инновационных методов очистки природных и сточных вод проводятся не только в рамках госзадания, но и при поддержке грантов РНФ и РФФИ. В 2019 году сотрудниками лаборатории опубликованы три статьи в высокорейтинговых международных журналах, входящих в первый квартиль Q1 WоS.

 
«Мы живем в буферной экологической зоне — всё, что здесь производится, в итоге оказывается в Байкале. В нашем регионе не посыпают солью дороги, хотят отказаться от фосфатсодержащих поверхностно-активных моющих веществ, от полиэтиленовых упаковок и разовой посуды. К очистке воды здесь требования жестче, чем в других регионах России», — рассказывает Агния Батоева. Исследовательница подчеркивает, что пока экологические запросы сильно опережают современное развитие технологий: «Национальный проект “Экология” на период с 2019 по 2024 год содержит несколько пакетов проектной документации с требованиями для очистных сооружений населенных пунктов, где есть централизованная канализация. Однако на данный момент нет технологий, которые позволили бы достичь таких жестких показателей. Те же, которые удовлетворят требованиям, очень дороги, чтобы их использовать повсеместно».
 
Диана Хомяков

Источники

Сибирские ученые разрабатывают новые технологии для очистки воды
Наука в Сибири (sbras.info), 27/11/2019
Бурятские ученые разрабатывают новые технологии очистки сточных вод
Московский Комсомолец # Улан-Удэ (ulan.mk.ru), 27/11/2019
Бурятские ученые разрабатывают новые технологии очистки сточных вод
Улан-Удэ новости (nuud.ru), 27/11/2019
Бурятские ученые разрабатывают новые технологии очистки сточных вод
HOLME SPACE (holme.ru), 27/11/2019
В Улан-Удэ ученые разрабатывают новые методы очистки воды
Baikal-daily.ru, 27/11/2019
Экологически чистые окислители
Академгородок (academcity.org), 28/11/2019
Сибирские ученые создадут новый метод очистки сточных вод
Sibnet.ru, 28/11/2019
Сибирские ученые разрабатывают новые технологии для очистки воды
Сибирское отделение Российской академии наук (sbras.ru), 30/11/2019
БУРЯТСКИЕ УЧЕНЫЕ РАЗРАБАТЫВАЮТ НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД
Водоочистка, вдоснабжение, водоподготовка (vvvpress.ru), 03/12/2019
В Бурятии разрабатывают новый метод очистки воды
Общественное телевидение России, 10/12/2019
В Бурятии разрабатывают новый метод очистки воды
Seldon.News (news.myseldon.com), 10/12/2019

Похожие новости

  • 11/09/2018

    О научных исследованиях Байкала

    Научные исследования Байкала проводятся с 17-18-го века. В начале 20-го столетия стала очевидной необходимость создания постоянной организации, занимающейся изучением уникального озера. В 1916 году Императорская санкт-петербургская академия наук принимает решение о создании Комиссии по изучению озера Байкал (КИБ) под председательством академика Николая Викторовича Насонова.
    968
  • 11/08/2017

    Арнольд Тулохонов: власть начала понимать, что решение природоохранных задач решает и экономические проблемы

    ​Арнольд Тулохонов, научный руководитель Байкальского института природопользования СО РАН, считает, что "власть сдвинулась. Начала понимать, что решение природоохранных задач, это есть решение экономических задач".
    1362
  • 21/08/2019

    Сибирские учёные убеждены, что Байкал может обойтись без очистных сооружений

    Человечество мыслит стереотипами, принимая их за аксиомы. Очень редкие личности способны преодолеть инерцию мышления и взглянуть на мир по-другому. За объективное видение мира их преследуют, а открытые ими истины на какое-то время запрещают, чтобы не рушили они привычные стереотипы, с которыми жить проще.
    343
  • 15/09/2018

    Наука крупным планом: нужно считывать пульс Байкала

    ​Сколько бы ни говорили о проблемах Байкала, сколько бы не пытались их решить, пока это никому не удается. На этой неделе в Иркутском лимнологическом институте СО РАН прошла крупная Международная конференция «Пресноводные экосистемы – современные вызовы», посвященная Байкалу и другим водным объектам России и всего мира.
    1139
  • 05/04/2019

    Академик Михаил Грачев: существующие очистные сооружения не могут справиться со сбросами в Байкал

    ​Существующие очистные сооружения не способны решить проблему сброса отходов в Байкал. Для этого требуется строить новые, что невозможно сделать без изменения предельно допустимых нормативов влияния на экосистему водоема, считает ученый-биохимик, академик и бывший директор Лимнологического института Сибирского отделения (СО) РАН Михаил Грачев.
    553
  • 06/03/2019

    «За» или «против» строительства завода на Байкале: мнение бурятских ученых

    ​Проблема воды не горячей, а из священного озера не сходит с первых полос. У завода по розливу байкальской воды в поселке Култук каждый день появляются новые противники и сторонники, добавляются и проверяющие.
    661
  • 13/12/2019

    Отходы Байкальского ЦБК нужно вывозить незамедлительно

    ​Власти Иркутской области выбрали подрядчика для утилизации отходов Байкальского ЦБК. По словам губернатора, в настоящий момент оформляется постановление Правительства России и утверждается технология переработки.
    151
  • 14/09/2017

    Нестандартные решения для спасения Байкала

    ​Представляем интервью с руководителем Ассоциации экспертов по экотехнологиям, альтернативной энергетике и экологическому домостроению, сотрудником Института теплофизики СО РАН Игорем Огородниковым. Как мы уже сообщали ранее, новосибирские ученые принимают участие в экологической программе спасения Бакала от бытовых стоков.
    1071
  • 12/03/2019

    Каковы перспективы добычи «чёрного золота» из озера Байкал?

    О том, что на дне Байкала есть нефть, стало известно не сегодня и не вчера. В числе первых анализ загадочных «чёрных шариков» был проведён экспедицией Петербургской академии наук ещё в 1833 году. Поиски «чёрного золота» велись и в прошлом веке – были попытки даже бурения скважин.
    599
  • 03/11/2018

    Чем чревато многоводье на Байкале?

    Маловодье Байкала – плохо, но и многоводье грозит неприятностями для экологии и людей. Маловодный период на Байкале, который длился с 1996 года, закончился. По данным на 26 октября, уровень воды в озере составил 456,92 метра по тихоокеанской системе высот.
    941