Химики предложили новый метод очистки микрозагрязнители в сточных водах

26.07.2015, 05:00 Наука

Фармацевтические препараты и многие химические соединения, используемые в потребительских продуктах часто проскакивают сквозь очистные сооружения, попадая вместе со сточными водами в водоемы. Даже крошечные концентрации соединений, таких как антибиотики или антипиренов в окружающей среде, могут угрожать здоровью рыб и других диких животных, а также людей.

Теперь, китайские ученые из Dalian University of Technology разработали способ вылавливания этих микрозагрязнителей, прежде чем они смогут попасть в очистные сооружения: путем захвата их циклодекстриновым полимером, а затем деградации соединений с помощью марганцовки.

Современные методы удаления микрозагрязнителей включают адсорбцию порошкообразным активированным углем, который затем отделяется от сточных вод и сжигается. Но процесс может быть дорогостоящим, так как естественный органический материал, который содержится в изобилии в сточных водах, также адсорбируется, а значит, что много активированного угля расходуется напрасно в процессе лечения. Другой метод, озонирование, разрушает соединения путем окисления, но это может привести к образованию вредных побочных продуктов, включая формальдегиды.

Группа технологов во главе с Xiyun Cai разработала двухэтапный метод для очистки микрозагрязнителей, без образования токсичных побочных продуктов. На первом этапе, они используют нерастворимые полимеры, полученные из циклодекстринов, в качестве адсорбентов. Циклодекстрины, полученные из крахмала, избирательно ловят небольшие гидрофобные органические соединения. Бубликовидные циклодекстрины имеют гидрофобную полость, способную инкапсулировать микрозагрязнители. На втором этапе, они применяются KMnO ₄, окислитель, обычно используемый в очистке сточных вод.

Исследователи протестировали подход на пробах дистиллированной воды или воды из озера, содержащего огнестойкий тетрабромбисфенол A (ТББФА) и различные антибиотики, каждый в концентрации 50 нг / л и 50 мкг / л. Исследователи обнаружили, что циклодекстрин адсорбирует 94% TBBPA и от 12 до 79% антибиотиков в течение четырех часов, а при дальнейших воздействия KMnO ₄ разлажилось более 91% адсорбированных загрязняющих веществ в течение двух часов.

Хотя эффективность удаления циклодекстрином низка для некоторых соединений, Cai говорит, что технология сопоставима с другими передовыми методами лечения микрозагрязнителей. Более того, циклодекстриновые полимеры являются многоразовыми, и они, как и KMnO ₄ дешевы. По его словам, комбинированный метод может обнаружить любой органический micropollutant, которые может разложить окислением KMnO ₄, в том числе многие пестициды, лекарственные препараты, средства личной гигиены и органические растворители.