Цивилизация
Цезий-137, один из наиболее опасных радионуклидов техногенного происхождения, остается глобальной экологической угрозой. Он способен мигрировать по водным системам и накапливаться в пищевых цепях, вызывая онкологические заболевания. Традиционные методы очистки воды сталкиваются с серьезными ограничениями.
Ученые Пермского Политеха предложили новое решение — биосорбент на основе водорослей, модифицированных ферроцианидом железа.Об этом «Газете.Ru» сообщили в пресс-службе образовательного учреждения.
Для разработки ученые выбрали три вида морских водорослей с разной структурой поверхности: морскую траву Zostera marina, красную водоросль Phyllophora nervosa и бурую Cystoseira barbata. Все они содержат альгинаты — природные полимеры, способные связывать металлы. Однако природная сорбционная емкость оказалась недостаточной: даже лучший показатель — 97,27 мг цезия на грамм — не дотягивал до уровня, необходимого для применения в промышленности.
Чтобы усилить способность водорослей улавливать радионуклиды, исследователи нанесли на их поверхность ферроцианид железа — вещество, известное как «берлинская лазурь». Оно образует молекулярные ловушки, избирательно захватывающие именно цезий, даже если в растворе присутствуют десятки других металлов. Функциональные группы на поверхности водорослей работают как микроскопические крепления и предотвращают смывание активных частиц водой.
«Ферроцианид железа обеспечивает высокую селективность к цезию. Он формирует стабильные комплексы и удерживает опасный элемент даже при высокой концентрации других солей», — рассказала Лариса Пан, кандидат химических наук и доцент кафедры «Химия и биотехнология» ПНИПУ.
Для проверки эффективности образцы помещали в растворы с ионами цезия, а затем анализировали их состав с помощью атомно-абсорбционного спектрометра — прибора, который фиксирует даже следовые количества металлов.
Результаты превзошли ожидания. После модификации сорбционная способность водорослей выросла в 2,5–8 раз. Абсолютный лидер — бурая водоросль Cystoseira barbata, чья эффективность увеличилась в 11 раз и достигла 113,64 мг на грамм материала. Это на 15% выше, чем у обработанной красной водоросли, и на 12% больше, чем у морской травы.
Разработка открывает возможности не только для экологичных систем очистки воды на загрязненных территориях, но и для медицинских энтеросорбентов, способных выводить радионуклиды из организма. По словам исследователей, технология может стать основой для нового поколения природных средств защиты от радиоактивного загрязнения.
Ранее в России создали установку для получения воды из воздуха в Крыму и жарких регионах.