Текст уведомления здесь

Российские ученые очистили речную воду бурым углем

Новосибирские химики превратили бурый уголь в средство для очистки водоемов от загрязнений тяжелыми металлами.
Добавить в закладки
Комментарии

Исследователи из Института химии твердого тела и механохимии (ИХТТМ) СО РАН предложили новую технологию механохимической обработки бурого угля. В результате получается сорбент, способный эффективно улавливать из воды загрязнения и не вызывать «цветение» водоемов. О своей работе ученые пишут в статье, опубликованной журналом Environmental Technology & Innovation.

Бурый уголь является одним из самых распространенных источников гуминовых веществ — разнообразных по строению и составу высокомолекулярных органических соединений, образующихся в ходе распада и минерализации остатков животных и растений. Гуминовые вещества способны эффективно связывать загрязнители различной природы, и, чтобы использовать их потенциал, ученые ИХТТМ и их коллеги из других вузов Новосибирска разработали технологию «активации» бурого угля.

Для этого Олег Ломовский и его соавторы измельчали бурый уголь в присутствии окисляющего агента — перкарбоната натрия. Лабораторные эксперименты позволили подобрать оптимальную влажность исходного субстрата и режим механохимической обработки, в том числе количество окислителя. Это позволило довести экстракцию гуминовых веществ до 70 процентов.

Получившийся материал затем был изучен и испытан на пробах воды, забранных в Новосибирском водохранилище на Оби и дополнительно насыщенных ионами цинка, меди и кадмия. Эксперименты показали, что большие количества этих тяжелых металлов подавляли естественный рост фитопланктона. Однако спустя несколько дней после добавления нового сорбента рост вновь успешно восстанавливался, а концентрация металлов падала.

Авторы отмечают, что материал, полученный механохимической обработкой бурого угля, сам по себе не создает соединений, которые могут служить основой для питания планктона, а значит, не вызывает «цветения» воды. Это делает его особенно перспективным сорбентом для восстановления загрязненных экосистем.

Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы

Ученые определили токсичность московских дождей

Содержание некоторых загрязнителей в атмосфере над столицей превышает допустимые концентрации.
Добавить в закладки
Комментарии

Сотрудники химического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова совместно с американским коллегой измерили содержание различных загрязняющих органических веществ в московских осадках. Так, они косвенным путем выяснили, что воздух российской столицы содержит более 700 органических соединений, а бензапирена, дибутилфталата и фенолов в нем больше, чем должно быть. Научная статья об этом исследовании опубликована в журнале Science of The Total Environment.

Пробы дождя брали в Москве с 7 апреля по 15 мая 2017 года. Их собирали в сосуды на крышах здания химического факультета МГУ на юго-западе столицы и жилого дома на севере города. Затем образцы анализировали с помощью газовой хроматографии, а также газовой хроматографии/масс-спектрометрии высокого разрешения. Последний метод позволяет наиболее точно определять концентрации различных веществ и выявлять очень маленькие их количества. Состав дождевой воды сравнивали с контрольным образцом — сверхчистой водой Milli-Q.

Газовая хроматография выявила в собранной воде более 700 различных веществ, а более точная модификация — около 1000. Из обнаруженных соединений исследователи сосредоточились на 160. Среди них были канцерогены — полиароматические углеводороды (ПАУ). В эту категорию входят нафталин и бензапирен. В России только для этих, одних из наиболее токсичных, ПАУ установлены предельно допустимые концентрации (ПДК) в воздухе. В шести из восьми образцов для бензапирена они были превышены. Содержание одного из пластификаторов и тератогенов (т.е. опасных для будущих детей веществ), дибутилфталата, в некоторых образцах тоже «выходило за рамки дозволенного»: его ПДК в воде из рыболовецких угодий составляет 1 мкг/л, а в московских осадках порой составляет 7,6 мкг/л. Норма по фенолам в одном из образцов также была превышена (т.е. более 1 мкг/л), но в среднем концентрация этой группы ядовитой органики была в несколько раз ниже, чем в осадках крупных городов Швейцарии, Германии и Франции.

Еще московский дождь весны 2017-го содержал неожиданно много (до нескольких сотен нг/л) эфиров фосфорной кислоты. Они весьма летучи, но негорючи, не взрываются и не разлагаются под действием света и температуры. Для них не установлены предельно допустимые концентрации, и неизвестно, как они воздействуют на организм человека. Однако с начала наблюдений авторов статьи за московским воздухом, с 2012 года, их концентрация заметно выросла, так что за ней стоит наблюдать и дальше. [ ... ]

Читать полностью

Химики установили причину свечения карельской воды

Это поможет понять, откуда органические вещества попадают в водоемы республики и какое влияние на них оказывает деятельность человека.
Добавить в закладки
Комментарии

Ученые МГУ им. М.В. Ломоносова, Института биоорганической химии РАН и Института фундаментальных проблем биологии РАН изучили воду трех карельских озер и описали содержащиеся в ней хромофорные растворенные органические вещества (chromophoric dissolved organic matter, CDOM). Также они выяснили, при каких условиях ряд этих соединений светится. Полученные данные пригодятся для оценки экологического состояния пресных водоемов. Научная статья опубликована в Journal of Spectroscopy.

Хромофорные растворенные органические вещества, как следует из их названия, содержат углерод, находятся в воде и придают ей определенный цвет. Чем больше их концентрация, тем ближе цвет воды к насыщенному коричневому. Один из основных природных источников CDOM — разлагающиеся организмы, а конкретно — содержащиеся в них танины. Свой вклад в растворение хромофорных органических веществ в озерах и реках вносят промышленные предприятия. От содержания CDOM в воде зависит не только ее цвет, но и доступность солнечных лучей, в том числе ультрафиолета (УФ), для планктона. Также эти соединения могут искажать спектр воды, в которой содержатся, в том числе потому, что под действием УФ-лучей некоторые из них флуоресцируют (светятся).

Поэтому авторы статьи решили изучить, при воздействии излучения каких длин волн флуоресцируют хромофорные растворенные органические вещества из поверхностных слоев воды трех карельских озер — Онежского, Верхнего и Водопроводного. Онежское озеро — второй по величине пресноводный водоем Европы. В последние десятилетия хозяйственная деятельность человека в нем и на его берегах усилилась, поэтому исследователи ожидали найти там большие количества антропогенных CDOM. Небольшие озера Верхнее и Водопроводное расположены вдали от цивилизации, поэтому их воды содержат почти исключительно хромофорные органические вещества природного происхождения. Республика Карелия — наиболее богатый озерами субъект Российской Федерации, и водоемы играют особенно важную роль в его хозяйстве: рыболовстве, охоте, туризме и т.д.

Исследователи проверили, насколько интенсивно будут флуоресцировать CDOM из трех названных выше озер при облучении ультрафиолетом и видимым светом (длины волн от 230 до 510 нм). Хромофорные органические вещества они выделили из 100 мл воды каждого озера, пропустив ее через целлюлозный фильтр и поместив полученный осадок в водный раствор фосфатов натрия. [ ... ]

Читать полностью

Сибирский компактный анализатор проверит воду на загрязнения

Новинка использует светящиеся реагенты, начинающие затухать в случае присутствия в воде токсичных компонентов.
Добавить в закладки
Комментарии

Ученые из Сибирского федерального университета и Института биофизики Сибирского отделения РАН создали микроканальный одноразовый микроприбор для проверки качества воды. Это довольно простое и дешевое устройство, однако по чувствительности оно сравнимо с другими методами биотестирования, и при этом гораздо более быстродействующее. Соответствующая статья опубликована в Luminescence: The Journal of Biological and Chemical Luminescence. Работа поддержана грантом РНФ.

Исследователи создали устройства на небольшой пластинке оргстекла (около двух сантиметров) с микроканальцами, в которые помещены иммобилизованные ферменты бактерий Photobacterium leiognathi и Vibrio fischeri. После того как в устройство вводилась капля анализируемой воды с загрязнителями, люцифераза (фермент, катализирующий биолюминесценцию) запускала реакцию, в результате которой канальцы с водой начинали слабо светиться. В ходе эксперимента была проверена чувствительность нового устройства на такие загрязнители, как сульфат меди, 1,3-дигидроксибензол (резорцин) и 1,4-бензохинон.

Оказалось, что чувствительность новинки к ним на уровне типовых биоанализаторов, существующих сегодня, но вот время, необходимое для анализа, у нового датчика не превышает трех минут, тогда как обычно у таких приборов оно достигает пяти часов. По сравнению с существующим экспресс-методом ферментативного биотестирования, использование чипов позволило автоматизировать анализ, тем самым сделать его более доступным. Однако для использования таких детекторов требуется прибор измеряющий слабые потоки света в предложенных чипах (люминометр).  В настоящее время авторы публикации работают над созданием такого портативного прибора, доступного большому числу потребителей. Пока же чипы возможно использовать только в лаборатории.

Отдельно отмечается, что микроканальное устройство легко переносит глубокое охлаждение до -79 градусов по Цельсию без потери своих качеств. Это позволяет перевозить новые датчики в холодильниках и использовать их даже после длительного хранения.  [ ... ]

Читать полностью