В России предложили очищать воду плазмой

Технологию очистки воды от растворимых соединений азота, употребление которых человеком может стать причиной многих заболеваний, разработали ученые ТГАСУ в составе научного коллектива. По словам специалистов, предлагаемая система основана на тех же процессах, которые происходят в клетках бактерий, усваивающих соединения азота и переводящих его в менее химически активные формы. В лабораторных условиях эффективность новой системы составила более 99 процентов. Результаты представлены в Известиях Томского политехнического университета.Водорастворимые соединения азота (N) попадают в водоемы из-за использования минеральных удобрений на основе солей азотной кислоты (например, NaNO₃), а также в ходе распада белковых соединений, источниками которых могут быть продукты жизнедеятельности животных и их трупы, рассказали в Томском государственном архитектурно-строительном университете (ТГАСУ).Для человека длительное употребление воды с повышенным содержанием нитрат-ионов (NO_3^—) и нитрит-ионов (NO_2^—) опасно повышением риска возникновения онкозаболеваний, а также сбоями в работе дыхательной системы, поскольку анионы кислот нарушают работу гемоглобина. При повышенном содержании ионов аммония (NH_4⁺) в сыворотке крови наблюдаются проблемы с суставами и артериальным давлением, пояснили специалисты ТГАСУ.В настоящее время промышленная технология очистки сточных вод от водорастворимых соединений реакционного азота предполагает использование бактерий, способных за счет внутриклеточных процессов превращать ионы аммония в молекулярный азот, который обладает плохой растворимостью в воде.

Однако для поддержания достаточного количества микроорганизмов и их активности требуются специальные условия, поддержание которых требует больших финансовых вложений, объяснили эксперты ТГАСУ.Коллектив исследователей ТГАСУ и Томского политехнического университета (ТПУ) разработал "небактериальную" систему очистки сточных вод от соединений аммония, которая основана на осуществлении тех же реакций, которые происходят в организме азотфиксирующих бактерий."В разработанной технологии мы повторяем химические процессы, проводимые бактериями, без использования этих бактерий. Это возможно за счет создания низкотемпературной плазмы из газа, в среде которой из атмосферных газов образуются нитрит-ионы, "нейтрализующие" ионы аммония из воды", — объяснила одна из авторов разработки, младший научный сотрудник лаборатории инфраструктуры Крайнего Севера и Арктики ТГАСУ Анна Цхе.Специалист добавила, что эффективность процесса с использованием модельных растворов, содержащих известное количество ионов NH_4⁺, составила 99,83 процента.«"Для очистки воды от азота нами был спроектирован и сконструирован СВЧ-плазмотрон, который способен создавать низкотемпературную плазму за счет генерации магнитного поля. Мы определили, что наиболее эффективно очищение раствора от ионов аммиака происходит в течение пяти минут", — добавила соавтор разработки, заведующая научно-производственной лабораторией "Чистая вода" Томского политеха Наталья Пилипец.Она рассказала, что ближайшие задачи в данном направлении – апробирование данной технологии для очистки коммунальных сточных вод, а также очистка высококонцентрированных сточных вод предприятий животноводства, пищевой и перерабатывающей промышленности для дальнейшего использования воды для бытовых целей.Работа выполнена при поддержке государственной программы поддержки вузов "Приоритет-2030" национального проекта "Наука и университеты".