Из плесневых грибов в ТПУ создали эффективный и безопасный биосорбент для очистки воды от тяжелых металлов

| 1646

Молодые ученые Томского политехнического университета создали биосорбент на основе плесневых грибов и наночастиц оксидов металлов — железа, титана, меди. Проведенные эксперименты показывают, что сорбент позволяет эффективно очищать воду от большинства тяжелых и радиоактивных металлов. По словам разработчиков, они используют непатогенные штаммы грибов, безвредные для человека и окружающей среды.

Фото: магистрант кафедры биотехнологии и органической химии ТПУ Алина Буянкина. 

Над разработкой сорбента работают магистранты кафедры биотехнологии и органической химии вместе с учеными кафедры геоэкологии и геохимии Томского политеха.

«Наночастицы оксидов металлов уже используются для сорбции тяжелых металлов, но эти частицы потом сложно извлекать из воды. Мы предложили осаждать наночастицы на поверхности грибов для создания композитного биосорбента. Используем мы два вида грибов — аспергилл и пеницилл. Мы извлекаем их из питательной среды раньше, чем они начинают образовывать споры, то есть остается только тело гриба. Поэтому гриб безвреден для человека и окружающей среды. Затем мы осаждаем на поверхности гриба наночастицы оксидов металлов. После этого гриб можно высушить, измельчить в порошок или раскатать в пластины. Активными компонентами в сорбенте являются и наночастицы, и грибы», — рассказывает один из разработчиков, магистрант кафедры биотехнологии и органической химии ТПУ Алина Буянкина.

Процесс очистки проходит просто: ионы тяжелых и радиоактивных металлов оседают на поверхности сорбента. А благодаря добавлению соды происходит обратный процесс, сорбент «отпускает» ионы собранных металлов, и тогда его можно использовать повторно.

«Эксперименты в лаборатории показали, что сорбент можно повторно использовать трижды. Поэтому он является экономически более выгодным, по сравнению с аналогами.

Кроме того, мы используем грибы, которые применяются при производстве лимонной кислоты, и мы можем использовать отходы от этого производства», — говорит студентка.

Аналогом этого биосорбента являются химические сорбенты. Однако их использование и производство токсичны, при этом их цена достаточно высока.

«Химические сорбенты требуют специальных условий производства и хранения. В свою очередь, наш сорбент не предъявляет особых требований, поэтому мы можем с ним спокойно работать в лабораторных условиях. Результаты наших экспериментов также подтверждают коллеги из Цзилиньского университета (Китай), с которыми мы и ведем исследование. Они дублируют наши эксперименты и проводят их на тех наноматериалах, которые производят у них в университете. Китайские коллеги подтвердили эффективность сорбента», — говорит научный руководитель проекта, доцент кафедры биотехнологии и органической химии ТПУ Марианна Чубик.

Сейчас перед разработчиками стоит задача разработать аппарат для сорбции или адаптировать сорбент под существующие на рынки фильтры, а также проверить возможности сорбента по очистке воды от органических веществ.