Ученые ПНИПУ нашли эффективный способ очистки сточных вод от фенола
Повышения эффективности биологической очистки сточных вод с применением микроорганизмов за счет закрепления бактерий на твердом носителе, например, на древесных опилках, добились ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ), 19 декабря сообщает портал «Научная Россия» со ссылкой на пресс-службу вуза.
Эффективная очистка промышленных сточных вод от опасных для экологии и здоровья людей загрязнителей является важной задачей современной науки. К таким «вредным» веществам относятся в том числе органические соединения, из которых наиболее опасным считаются фенол и его производные. При этом фенолы широко используются в промышленном производстве пластмасс, резин, лекарств, моющих средств, ядохимикатов, топлива и многих других веществ.
Фенол при длительном воздействии на человека может привести к серьезным расстройствами нервной системы, нарушению работы дыхательных органов и даже сердца. Предельно допустимая концентрация этого вещества в воде составляет всего 0,01 мг/м³.
В последнее время для очистки сточных вод от органических загрязнителей всё чаще используются бактерии, для которых они являются пищей. Ученые Пермского Политеха смогли повысить эффективность биологического метода очистки фенолов с применением микроорганизмов, поместив бактерии на твердый носитель — на древесные опилки.
С этой целью они выделили культуру микроорганизмов и определили влияние фенола на их рост и жизнедеятельность, установив, при какой концентрации фенола рост бактерий будет максимальным.
Изучая поведение этих микроорганизмов на средах с содержанием вещества от 0 до 100 мг/л, они установили, что оптимальное для роста микробов содержание фенола составляет 50 мг/л: большая концентрация угнетает их рост, а меньшая не достаточна для питания, и скорость роста также снижается.
Магистрант кафедры «Химия и биотехнология» Пермского Политеха Анастасия Корзухина рассказала о проведенном исследовании:
«Для оценки эффективности использования твердого носителя мы провели эксперимент и сравнили использование бактерий в естественном состоянии и в закрепленном на древесных опилках. Для изучения скорости потребления фенола к суспензии с исследуемой культурой добавили растворы фенола, приготовленные таким образом, чтобы его концентрация составляла 50 мг/л, и фиксировали изменение концентрации количественным методом. Древесные опилки использовали разных фракций — более 10 мм и 3–5 мм, чтобы определить, какие из них обладают большим поглощающим эффектом».
Ее руководитель, доцент кафедры «Химия и биотехнология» ПНИПУ, кандидат химических наук Ольга Бахирева пояснила, что дополнительный поглощающий материал позволяет сохранить биохимическую активность микроорганизмов по отношению к фенолу с увеличением концентрации.
В результате проведенных экспериментов исследователи установили, что закрепленные на древесных опилках бактерии перерабатывают фенол лучше, чем в естественном состоянии. При этом важную роль при поглощении вещества играет размер опилок. Оптимальным оказался размер 3–5 мм, обеспечивающий достаточную общую площадь поверхности, включая поверхность пор.
Таким образом, ученые Пермского Политеха доказали эффективность и перспективность предложенного ими способа — закрепление (иммобилизация) микроорганизмов на древесных опилках — для улучшения процесса биологической очистки воды от фенола. Новый метод, повышая результат очистки сточных вод, предотвращает тем самым ущерб экологии и здоровью человека.
Результаты исследования метода они представили в статье «Биологическая очистка сточных вод от фенола», опубликованной в сборнике материалов всероссийской научно-практической конференции (с международным участием) «Химия. Экология. Урбанистика», № 1, 2023 год.
