Горнодобывающая отрасль ежегодно сбрасывает в окружающую среду миллионы кубометров загрязнённых вод, в которых содержатся опасные ионы марганца и никеля. Эти металлы проникают в подземные и поверхностные водоёмы, нарушают экологию и способны накапливаться в пищевых цепочках. Пресс‑служба Пермского политеха сообщила о разработке простого и доступного способа очистки — стационарного фильтра, собранного из железной стружки и обычного древесного угля, который удаляет тяжёлые металлы более чем на 97%.


По словам исследователей, существующие технологии — от биопроцессов с микроорганизмами до натуральных адсорбентов вроде цеолитов — зачастую дорогостоящи и малопроизводительны. В отличие от них новая система представляет собой проницаемый реактивный барьер, через который загрязнённая вода проходит самотёком, без добавления реагентов и без постоянного вмешательства персонала. Взаимодействие с металлической стружкой вызывает естественную окислительную реакцию: на поверхности железа образуются рыхлые осадки соединений, к которым прочно удерживаются ионы марганца и никеля. Роль древесного угля — ускорять и усиливать эти процессы, действуя как катализатор.

«Особенность разработки в том, что со временем фильтр не теряет работоспособности, а наоборот — становится более эффективным, — пояснила старший преподаватель кафедры «Охрана окружающей среды» ПНИПУ Елена Бессонова. — На стружке формируется пористый слой оксидов железа, выполняющий дополнительную сорбционную функцию. Система автономна и не требует регулярного обслуживания».

Лабораторные испытания проводили на реальной воде из карьера: исходные концентрации составили 0,51 мг/л по марганцу и 0,18 мг/л по никелю. После фильтрации более 270 литров через разработанное устройство содержание обоих металлов упало ниже уровня 0,01 мг/л, что соответствует действующим экологическим нормам. При этом общее железо в очищенной воде оказалось равным 0,03 мг/л, то есть значительно ниже предельно допустимого значения 0,1 мг/л.

Технология получилась экономичной: материал для корпуса и рабочего слоя фильтра — металлическая стружка и древесный уголь — доступны и часто являются отходами производства. Применять такую систему можно на промышленных площадках, в районах старых отвалов и для локальной очистки водоёмов. По словам Елены Бессоновой, фильтр пригоден для повторного использования, а накопившийся осадок с никелем и марганцем при необходимости поддаётся переработке, что делает технологию практически безотходной. Разработка подходит как для крупных горнодобывающих предприятий, так и для небольших компаний без серьёзных очистных сооружений.

Ранее российские учёные также находили способы превращать опасные производственные отходы в полезную продукцию, расширяя арсенал методов экологически безопасной утилизации.