Россия предлагает очищать воду плазмой

Zen
МОСКВА, 21 окт. Технология очистки воды от растворимых соединений азота, использование которых может вызвать множество заболеваний, разработанных учеными ТГАСУ в составе научного коллектива. По словам специалистов, предлагаемая система основана на тех же процессах, которые происходят в бактериальных клетках, поглощающих соединения азота и переводящих их в менее химически активные формы. В лабораторных условиях эффективность новой системы составила более 99 процентов. Результаты представлены в Известиях Томского политехнического университета.
По данным Томского государственного архитектурно-строительного университета (ТГАСУ), водорастворимые соединения азота (N) поступают в водоемы за счет применения минеральных удобрений на основе солей азотной кислоты (например, NaNO3), а также при распаде белковых соединений, источниками которых могут быть продукты жизнедеятельности животных и их трупы.

Для человека длительное употребление воды с повышенным содержанием нитрат-ионов (NO3—) и нитрит-ионов (NO2—) опасно из-за увеличения риска развития онкологических заболеваний, а также проблем с дыхательной системой, так как анионы кислот нарушают работу гемоглобина. При повышенном содержании ионов аммония (NH4+) в сыворотке крови наблюдаются проблемы с суставами и артериальным давлением, пояснили специалисты ТГАСУ.

В настоящее время промышленная технология очистки сточных вод от водорастворимых соединений химически активного азота предполагает использование бактерий, способных посредством внутриклеточных процессов преобразовывать ионы аммония в молекулярный азот, имеющий плохую растворимость в воде. Однако для поддержания достаточной численности микроорганизмов и их активности требуются особые условия, поддержание которых требует больших финансовых вложений, пояснили специалисты ТГАСУ.

Группа исследователей из ТГАСУ и Томского политехнического университета (ТПУ) разработала «небактериальную» систему очистки сточных вод от соединений аммония, в основе которой лежат те же реакции, которые происходят в организме азотфиксирующих бактерий.
«В разработанной технологии мы повторяем химические процессы, осуществляемые бактериями, без использования этих бактерий. Это возможно за счет создания низкотемпературной плазмы из газа, в среде которой из атмосферных газов образуются нитрит-ионы, «обезвреживающие» ионы аммония из воды», — пояснила один из авторов разработки, младший научный сотрудник лаборатории инфраструктуры Крайнего Севера и Арктики ТГАСУ Анна Цхэ.

The Специалист добавил, что эффективность процесса с использованием модельных растворов, содержащих известное количество ионов NH4+, составила 99,83 процента.
«»Для очистки воды от азота нами была спроектирована и изготовлена ​​микроволновая плазменная горелка, способная создавать низкотемпературную плазму путем генерации магнитного поля. Мы определили, что наиболее эффективная очистка раствора от ионов аммиака происходит в течение пяти минут», — добавила соавтор разработки, заведующая научно-производственной лабораторией «Чистая вода» Томского политехнического университета Наталья Пилипец.
Она сообщила, что ближайшими задачами в этом направлении являются апробация данной технологии для очистки городских сточных вод, а также очистки высококонцентрированных сточных вод животноводческих комплексов, предприятий пищевой и перерабатывающей промышленности для дальнейшего использования воды в хозяйственно-бытовых целях.

Работа выполнена при поддержке государственной программы поддержки вузов «Приоритет-2030» национального проекта «Наука и вузы».