Ученые Томского государственного архитектурно-строительного университета (ТГАСУ) в составе научного коллектива разработали инновационную технологию очистки воды от водорастворимых соединений азота, которые могут быть опасными для здоровья человека. Специалисты поясняют, что система работает аналогично биопроцессам в бактериях, преобразующих азотные соединения в менее активные химические формы. В лабораторных испытаниях новая система показала эффективность более 99%. Эти результаты опубликованы в издании Томского политехнического университета.

Как известно, водорастворимые азотные соединения попадают в водоемы вследствие использования минеральных удобрений, таких как нитрат натрия (NaNO3), а также в результате разложения белков, которые являются продуктами жизнедеятельности животных и их останков, что сообщили в ТГАСУ. Потребление воды с высоким содержанием нитрат-ионов (NO3—) и нитрит-ионов (NO2—) для человека может представлять опасность развития онкологических заболеваний и нарушений дыхательной функции из-за неспособности гемоглобина связывать кислород. Кроме того, повышенный уровень ионов аммония (NH4+) в крови может вызвать проблемы с суставами и артериальным давлением, как пояснили специалисты ТГАСУ.

Современные промышленные методы очистки сточных вод от азотных соединений используют бактерии, которые за счет внутриклеточных процессов преобразуют ионы аммония в молекулярный азот, малорастворимый в воде. Однако такие системы требуют создания особых условий и крупных финансовых затрат для обеспечения активности микроорганизмов, отметили эксперты из ТГАСУ.

Совместно с Томским политехническим университетом (ТПУ) исследователи ТГАСУ предложили альтернативное «небактериальное» решение, основанное на аналогии реакций в организмах азотфиксирующих бактерий. «Наш подход позволяет воссоздать биохимические процессы без участия самих бактерий. Это достигается путем использования низкотемпературной плазмы, в атмосфере которой образуются нитрит-ионы, способные нейтрализовать ионы аммония из воды, » — разъяснила младший научный сотрудник лаборатории инфраструктуры Крайнего Севера и Арктики ТГАСУ Анна Цхе.

По данным Анны Цхе, эффективность новой технологии, опробованной на модельных растворах с ионами NH4+, достигла 99,83 процента.

Заведующая научно-производственной лабораторией «Чистая вода» Томского политеха Наталья Пилипец подчеркнула, что для достижения столь высоких результатов инженеры разработали и построили устройство СВЧ-плазмотрон, способный генерировать низкотемпературную плазму за счет магнитного поля. «Мы установили, что наиболее эффективная очистка аммиачного раствора происходит за пять минут, » — добавила Наталья Пилипец.

Следующими задачами в этом направлении являются:

• тестирование технологии для коммунальных сточных вод
• очистка сточных вод с высоким содержанием азота от предприятий сельского хозяйства и пищевой промышленности, что позволит повторное использование этой воды для бытовых нужд

Работа была поддержана программой «Приоритет-2030» в рамках национального проекта «Наука и университеты».

• Телеграм
• Дзен
• Подписывайтесь на наши каналы и первыми узнавайте о главных новостях и важнейших событиях дня.