На Урале разработали новый способ очистки промышленных стоков от мышьяка

Уральские ученые создали недорогую и эффективную технологию, которая позволит очистить промышленные стоки от опасного загрязняющего вещества.

Одно из негативных последствий работы горно-обогатительных и металлургических предприятий - миллиарды тонн промышленных отходов, в том числе высокотоксичных. Так, в отвалах заводов, выплавляющих цветные металлы, повсеместно присутствует мышьяк, а использование в производстве золотосодержащей арсенопиритной руды приводит к загрязнению сточных вод трехвалентным мышьяком. Он в 25-60 раз токсичнее пятивалентного и, накапливаясь в организме, вызывает онкологические заболевания.

Мышьяк применяется и в сельском хозяйстве - для борьбы с паразитами, сорняками и возбудителями инфекций, губительных для растений. Наконец, он присутствует и в естественной среде, например, в подземных водах и природных источниках, поэтому задача избавления от этого опасного вещества очень актуальна.

Для ее решения на очистных сооружениях используют технологии с применением хрома, марганца, перекиси водорода - экологически безупречными их не назовешь. Кроме того, водные ресурсы загрязняются токсичными органическими примесями из отходов химического производства текстильной, фармацевтической, косметической и других отраслей. Поэтому в лаборатории неорганического синтеза Института химии твердого тела УрО РАН занялись поиском безопасных и при этом эффективных методов утилизации отравляющих органических и неорганических отходов.

Главная роль в разработанном там способе комплексной очистки сточных вод от бензолсодержащих примесей и трехвалентного мышьяка отведена фотокатализаторам - веществам, ускоряющим реакции под действием света и потому не требующим добавления реагентов.

- Наши фотокатализаторы, например, на основе оксида цинка, модифицированного медью, под действием светового облучения образуют очень активные радикалы - частицы, которые окисляют органические примеси и мышьяк, переводя его в менее токсичную форму. Окончательное выведение мышьяка из растворов возможно с помощью сорбентов из угля или минералов. А токсичные органические примеси, в том числе ароматические углеводороды, которые оказывают канцерогенное воздействие, разрушают центральную нервную, иммунную, сердечно-сосудистую, пищеварительную, эндокринную системы, наши фотокатализаторы расщепляют на воду и углекислый газ, - описывает результаты исследований ведущий научный сотрудник лаборатории кандидат химических наук Ольга Гырдасова.

- Но ведь цинк и медь тоже не сказать, чтобы "здоровые" элементы, - выражаю сомнения я.

- Их участие в технологии не нарушает ее экологичности, так как эти оксиды при совместном присутствии в катализаторах обычно не растворяются, - развеивает их химик. - Благодаря этому фотокатализаторы остаются продуктивными на протяжении десятков циклов.

Как показали эксперименты, проведенные Ольгой Гырдасовой, для нейтрализации опасного трехвалентного мышьяка оптимально пятипроцентное присутствие меди в цинковом фотокатализаторе, а его сорбционная способность отвечает промышленным требованиям как в ультрафиолетовом, так и в видимом диапазоне света, проще говоря, под воздействием солнечных лучей.

Ну а в более кислых или щелочных стоках, растворяющих оксид цинка, ученые предлагают использовать другой фотокатализатор - титанат стронция. По словам Гырдасовой, он чрезвычайно активен в видимом световом диапазоне, демонстрирует очень высокую скорость окисления как трехвалентного мышьяка, так и органики. Соединения на его основе в 6-10 раз эффективнее фотокатализаторов из оксида титана, которые уже находят практическое применение.

- Наша цель - создать материалы для быстрого и гарантированного удаления из сточных вод трехвалентного мышьяка и бензолсодержащих примесей, чтобы получать результат всего через час-полтора, - подчеркивает исследователь.

Однако, чтобы от лабораторных экспериментов "в стакане" перейти к опытам на больших потоках воды и, наконец, к очистке реальных промышленных стоков, необходимо участие предприятий. Но хотя результаты исследований опубликованы, с предложениями о сотрудничестве никто из промышленников пока не обращался.