Ученые нашли экологичный способ очистки воды от меди с помощью отходов зерновых культур

Исследователи из Казанского национального исследовательского технологического университета разработали инновационный метод очистки сточных вод от токсичных ионов меди с использованием отходов зерновых культур. Плодовые оболочки ячменя, пшеницы и овса, которые обычно отправляются на свалку, оказались эффективным и дешевым сорбентом после обработки слабым раствором серной кислоты. Этот подход не только решает проблему утилизации сельскохозяйственных отходов, но и предлагает экологичную альтернативу дорогостоящим методам очистки воды.

Эксперименты показали, что модификация оболочек 1%-ным раствором серной кислоты увеличивает их способность поглощать ионы меди на 2–15%. Максимальная эффективность была достигнута для оболочек овса и ячменя. Ученые выяснили, что кислотная обработка не меняет механизм сорбции, но делает поверхность материала более пористой, освобождая активные центры для связывания меди. Это подтвердили микроскопические исследования и рентгенодифракционный анализ.

Особенность метода в его универсальности: он работает даже при высоких концентрациях меди — до 4000 мг/л, что актуально для промышленных стоков. После использования сорбент можно регенерировать соляной кислотой, а отработанный материал безопасно утилизировать путем сжигания. Полученная зола относится к 4 классу опасности, что позволяет захоранивать ее на обычных полигонах.

Это открытие особенно важно в свете ужесточения экологических норм: медь токсична для водных организмов и человека, а ее допустимая концентрация в воде строго ограничена. Традиционные методы очистки часто дороги или сложны, тогда как предложенный способ сочетает эффективность, низкую стоимость и экологичность.

Ученые уверены, что их разработка найдет применение на предприятиях, где образуются медосодержащие стоки, а также поможет сократить объемы сельскохозяйственных отходов. В будущем планируется изучить потенциал этого метода для удаления других тяжелых металлов, таких как никель и цинк.

Исследование опубликовано в журнале «Теоретическая и прикладная экология».

Создано при поддержке Минобрнауки РФ в рамках Десятилетия науки и технологий (ДНТ), объявленного Указом Президента Российской Федерации от 25 апреля 2022 г. № 231.