Новая технология смогла на 100 % очистить сильно загрязненную воду Ханоя от бактерий. Фильтр не требует сложных установок и может заменить традиционные способы обеззараживания.
Специалисты Института физики прочности и материаловедения имени Панина СО РАН в сотрудничестве с экспертами Совместного российско-вьетнамского тропического научно-исследовательского и технологического центра разработали новый гибридный адсорбент для удаления патогенных микроорганизмов из воды. В ходе испытаний на загрязненных водоемах разработка продемонстрировала полное удаление бактерий из исследуемых проб. Результаты исследования опубликованы в журнале «Физика и химия обработки материалов».
Основой нового материала являются целлюлозные микроволокна, на поверхности которых образованы наноструктуры оксигидроксида алюминия (AlOOH), содержащие наночастицы серебра. Уникальность предложенной технологии заключается в том, что такие структуры формируются непосредственно на волокнах за один технологический цикл, что упрощает процесс производства фильтрующего материала.
Предпосылки разработки
Исследование было начато в связи с тяжелой санитарно-эпидемиологической ситуацией и плохим качеством очистки воды в столице Вьетнама. По заявлению авторов, около 96 % городских сточных вод сбрасываются в водные объекты без предварительной очистки, причем значительная часть попадает в реку То Лич. Ранее проведенные исследования также фиксировали наличие кишечной палочки и других колиформных бактерий в водопроводной воде некоторых детских учреждений, что подчеркивает необходимость создания эффективных методов дополнительной очистки.
Высокая эффективность адсорбента достигается благодаря сочетанию двух механизмов действия. На первом этапе положительно заряженная поверхность материала притягивает отрицательно заряженные клетки микроорганизмов, удерживая их на своей поверхности. Затем антибактериальный эффект обеспечивается ионами серебра, которые нарушают жизнедеятельность бактерий и приводят к их инактивации. При этом серебряные наночастицы надежно закреплены в структуре материала и практически не попадают в очищаемую воду, что снижает потенциальное воздействие на окружающую среду.
Практические испытания проводились на опытной фильтрационной установке во Вьетнаме с использованием воды из загрязненных природных источников. В каждом случае фильтр обеспечил полное удаление обнаруженных микроорганизмов. При обработке воды из реки То Лич одновременно устранения неприятный запах и выраженная мутность.
Плюсы новой технологии
По мнению разработчиков, данная технология имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционными способами обеззараживания. Фильтрация проходит быстро и не сопровождается образованием токсичных побочных соединений, которые могут возникать при использовании хлорсодержащих реагентов. Кроме того, система не требует сложного оборудования, характерного для установок обратного осмоса, а проведенные испытания подтвердили возможность многократного применения материала без заметного снижения его эффективности.
Дополнительные исследования биологической безопасности показали, что водные вытяжки из адсорбента не оказывают токсического воздействия на клетки фибробластов. Это свидетельствует о низком риске применения материала для человека.
