Вода, загрязнённая ртутью и другими токсичными тяжёлыми металлами, наносит серьёзный вред окружающей среде и здоровью людей по всему миру. Исследователи в Техническом университете Чалмерса в Швеции представили совершенно новый способ очистки воды посредством электрохимического процесса. Результаты опубликованы в научном журнале Nature Communications.
«Результаты превысили наши изначальные ожидания, — говорит руководитель исследования Бьёрн Викман, сотрудник физического факультета. — Новый метод позволяет снизить содержание ртути в жидкости более чем на 99 процентов. Это позволяет сделать воду безопасной для употребления человеком».
Всемирная организация здравоохранения считает ртуть одним из самых опасных веществ для организма человека. Она влияет на нервную систему, на развитие мозга и на многое другое. Ртуть особенно вредна для детей и может передаваться от матери ребёнку во время беременности. Более того, ртуть очень легко распространяется в природе, и попадает в пищевые цепочки. Например, высокая концентрация ртути обнаружена в пресноводной рыбе.
Подпись к изображению: Когда ионы ртути (светлые) в жидкости приближаются к платиновому электроду, они притягиваются к его поверхности и восстанавливаются в металлическую ртуть. На электроде атомы ртути (тёмные) и атомы платины (серые) образуют прочный сплав, и таким образом ионы ртути удаляются из воды
Последние два года Бьёрн Викман и Кристиан Тунсу, сотрудник химического факультета, изучали электрохимический процесс, удаляющий ртуть из воды, в ходе которого содержащиеся в воде ионы ртути образуют сплав с другим металлом на электроде.
«Сегодня удаление из больших объёмов воды ртути, присутствующей в низких, но тем не менее вредных концентрациях, является сложной задачей. Требуются более эффективные методы предотвращения попадания ртути в природу», — говорит Бьёрн Викман.
В предложенном ими процессе платиновая пластина — электрод — связывает заданные тяжёлые металлы, образуя их сплав с платиной. Таким образом вода очищается от ртути. Образующийся сплав ртути и платины очень стабилен, поэтому отсутствует риск обратного перехода ртути в воду.
«Сплав такого типа получали и раньше, но с совершенное другими целями. Впервые технология электрохимического сплавления применена для очистки воды», — говорит Кристиан Тунсу.
Одно из преимуществ новой технологии очистки заключается в большой ёмкости электрода. Каждый атом платины способен связать четыре атома ртути, Более того, ртуть не только связывается с поверхностью, но и проникает вглубь платины, создавая толстый слой, поэтому электрод способен работать длительное время. По истечении срока службы электрод подлежит переработке, а ртуть утилизируют безопасным способом. Ещё один плюс этого процесса заключается в его высокой энергоэффективности.
«Другое достоинство нашей технологии — её высокая избирательность. Даже если в воде присутствуют разные вещества, поглощается только ртуть, и электроды не расходуют своё ресурс на ненужные вещества», — говорит Бьёрн Викман.
На новую технологию хотят взять патент, а для её коммерциализации учреждена компания «Atium». Технология уже отмечена наградами, как в Швеции так и на международном уровне; к ней проявляет интерес промышленность.
«Мы уже налаживаем взаимодействие с заинтересованными сторонами. Сейчас мы работаем над прототипом для испытаний в промышленных условиях, вне лаборатории».