Загрязнение почвы — неизбежный побочный результат человеческой деятельности. Промышленные выбросы, сгорание топлива, разливы нефти, использование пестицидов и даже обычные выхлопные газы приводят к тому, что в почве оседают тяжелые металлы и полициклические ароматические углеводороды (ПАУ). В больших количествах эти соединения крайне токсичны и представляют серьезную угрозу для живых организмов, в том числе для человека.
Главная угроза заключается не столько в наличии этих веществ в почве, сколько в их попадании в растения, воду и, соответственно, в организмы животных и человека. Ученые Южного федерального университета (ЮФУ) представили новый сорбент, который позволит удерживать ПАУ и тяжелые металлы в почве, снижая риск их попадания в растения. В его основу легли два вида отходов — солома пшеницы и осадок сточных вод. Это решение позволяет эффективно утилизировать отходы, осадки сточных вод, представляющие серьезную экологическую угрозу. О том, как действует новый сорбент, «Научной России» рассказал Михаил Киричков, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник лаборатории «Агробиотехнологии для повышения плодородия почв и качества сельскохозяйственной продукции».
«Сначала готовят сам сорбент: берут осадок сточных вод и солому пшеницы, смешивают в равных пропорциях и нагревают без доступа кислорода при 700°C. Получается биочар. Затем его дополнительно обрабатывают, чтобы на поверхности появился металл-органический каркас MIL-100(Fe). В процессе синтеза каркаса к его реактивам добавляется трех-четырехкратное количество биочара. После этого полученный материал вносят в загрязненную почву в количестве 2 % от ее массы. Почву перед этим высушивают, очищают от растительных остатков, измельчают, просеивают, увлажняют и дают постоять неделю. Затем добавляют сорбент и оставляют еще на 30 дней. После этого высаживают растения - люцерну и горчицу сарептскую. Еще через 30 дней после прорастания берут пробы почвы и растений и смотрят, сколько осталось загрязнителей. Сам сорбент работает как губка: он захватывает и удерживает на своей поверхности и в порах тяжелые металлы и полициклические ароматические углеводороды, не давая им свободно перемещаться по почве и попадать в растения. При этом он не просто связывает загрязнители, но и помогает почвенным микробам, способным разлагать эти вредные вещества», — объяснил Михаил Киричков.
Главное преимущество сорбента заключается в том, что он способен нейтрализовать сразу два типа загрязнения — ПАУ и тяжелые металлы. Кроме того, ученым ЮФУ впервые удалось одновременно оценить очистку и от органических, и от неорганических загрязнителей в условиях их смешанного присутствия. Это максимально точно моделирует реальную ситуацию на промышленных территориях.
Отдельно стоит отметить, что для эксперимента были выбраны именно люцерна и горчица сарептская — эти культуры часто используются как кормовые растения. Таким образом, уже сейчас можно сказать, что сорбент доказал свою эффективность для сельского хозяйства.
Новость подготовлена при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ
