Экосорбент из еловых опилок очистит воду от металлов
Исследователи Красноярского научного центра СО РАН разработали способ преобразования отходов деревообработки — опилок сибирской ели (Picea obovata) — в эффективный экологичный сорбент для удаления тяжелых металлов из воды. Основой материала стал природный биополимер галактоглюкоманнан, выделенный из древесины.
«Данная работа является лишь частью большого проекта, поддержанного Российским научным фондом, автором которого является к.х.н. Юрий Николаевич Маляр. Был предложен комплексный механизм, подразумевающий глубокую химическую переработку отходов лесопереработки с получением широкого спектра востребованных веществ. В рамках этого проекта нашей командой из древесного сырья были — выделены перспективные полисахариды, которые затем модифицированы до анионных или катионных производных (с отрицательно или положительно заряженными функциональными группами). В дальнейшем, полезные свойства полученных таким образом производных полисахаридов предлагается совместить в одном большом полиэлектролитном комплексе, содержащем и те, и другие активные функциональные группы», — рассказал корреспонденту «Научной России» младший научный сотрудник Института химии и химической технологии СО РАН Владислав Александрович Ионин.
Исходный полимер галактоглюкоманнан, выделенный из древесины, обладает слабой способностью связывать токсичные ионы тяжелых металлов. Красноярские ученые значительно усилили его свойства с помощью TEMPO-катализируемого окисления. Этот процесс преобразует нейтральные гидроксильные группы в активные карбоксильные, которые эффективно притягивают ионы тяжелых металлов благодаря отрицательному заряду.
«Ранее, в нашей предыдущей работе по TEMPO-окислению мы рассматривали применение полученного окисленного полисахарида для очистки сточных вод как от ионов металлов, так и от взвешенных частиц, и получилось добиться неплохих результатов. Новые же результаты, полученные в ходе выполнения данной работы, оказались еще лучше, и в перспективе их спектр применения может быть очень широким. Вода — источник жизни и очистка её является актуальной экологической задачей, особенно в условиях индустриально развитых государств. Стоит понимать, что не так страшны сами металлы, сколько водорастворимые формы их солей, — —которые так или иначе попадают в продукты потребления, а затем и в тело человека через воду и пищу», — добавил В.А. Ионин.
Комментарий Владислава Ионина о сорбенте из сибирской ели (видео)
Модифицированный сорбент продемонстрировал высокую эффективность в поглощении свинца, меди, кадмия и железа даже в условиях комплексного загрязнения. Его сорбционная емкость превысила показатели некоторых известных полимерных материалов. Тяжелые металлы, накапливаясь в водоемах и почвах даже в малых концентрациях, представляют серьезную угрозу для экосистем и здоровья человека, попадая в пищевые цепи.
«Для выведения из организма тяжелых металлов могут помочь препараты на основе подобного полисахарида. Поскольку он природного происхождения, то не оказывает токсичного воздействия, что позволяет употреблять его в пищу параллельно с какими-нибудь другими активными агентами и образовывать прочный нерастворимый комплекс с металлами уже в организме, преимущественно в слабокислой среде (как, например, в ЖКТ) », — заключил В.А. Ионин.
Исследование поддержано Российским научным фондом (проект № 22-73-10212). Подобные разработки могут стать основой для планируемого в регионе научно-производственного кампуса. Интеграция фундаментальных исследований с промышленными предприятиями поспособствует развитию технологий переработки углеродсодержащего сырья.
Новость подготовлена при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ.
Корреспондент: Никита Ланской
Оператор: Александр Козлов