Ученые Пермского Политеха разработали материал для эффективной очистки вод от марганца.
Из-за природных процессов и деятельности человека в воду попадает избыточное количество этого металла. По подсчетам ученых, предельно допустимая концентрация марганца в водных объектах составляет 0,1 мг/л. Его накопление в растениях приводит к нарушению их роста и даже гибели, а переизбыток в организме животных и человека может стать причиной самых разных заболеваний.
Студентка Ксения Колыхматова и биотехнолог Ольга Бахирева из Пермского Политеха разработали биосорбент, который позволит эффективно очистить воды от ионов марганца, понизив их концентрацию до допустимой нормы.
«Для создания биосорбента мы выделили из загрязненной почвы культуру микроорганизмов, которую изучили на чувствительность к ионам марганца. Тем самым определили границы устойчивости культуры к высоким концентрациям загрязняющего вещества. Оказалось, микроорганизмы устойчивы к действию данных ионов в диапазоне концентраций 5–200 мг/л», — рассказала доцент кафедры химии и биотехнологии Пермского Политеха Ольга Бахирева.
Скорость роста бактерий в питательной среде, содержащей марганец в концентрации 100 мг/л, замедляется из-за накопления вредного вещества в клетках, поясняют исследователи.
Политехники нанесли бактерии на поверхность материала, обладающего сорбционной (поглощающей) активностью, — вермикулита. Это природный дешевый и доступный материал, который применяется в разных сферах человеческой деятельности. Например, в строительстве его используют в качестве изоляционного материала. Одно из самых важных свойств вермикулита — способность собирать на своей поверхности различные тяжелые металлы, что и пригодилось для очистки вод.
Присоединение биомассы микроорганизмов ученые проводили, пропуская суспензии клеток через колонку, заполненную вермикулитом. Полученный биосорбент промывали несколько раз физиологическим раствором для подготовки к дальнейшей работе. Опыты показали, что нанесение биомассы микроорганизмов на поверхность вермикулита повышает его сорбционные свойства.
Ученые пришли к выводу, что полученный учеными ПНИПУ биосорбент — перспективный материал для извлечения ионов марганца из водной среды, его можно использовать в технологических схемах комплексной очистки марганцесодержащих вод.
Статья с результатами опубликована в сборнике «Химия. Экология. Урбанистика», № 1, 2023 год.
