Исследователи из Китая разработали эффективный метод обезвреживания осадка сточных вод, позволяющий снизить экологические риски от содержащихся в нем тяжелых металлов. Результаты работы опубликованы в журнале RSC Advances.
С ростом количества очистных сооружений проблема утилизации осадка становится все острее – только в Китае к 2020 году его объемы достигли 60–90 миллионов тонн. Осадок содержит токсичные металлы (медь, цинк, свинец, кадмий и другие), которые способны накапливаться в почве и воде, а затем попадать в организм человека, провоцируя серьезные заболевания.
Ученые из Университета Шицзячжуан изучили, как пиролиз – термическая обработка без доступа кислорода – влияет на поведение тяжелых металлов в осадке. Эксперименты проводились при температурах от 300 до 700°C на образцах муниципальных и промышленных стоков.
Результаты показали, что высокотемпературный пиролиз (700°C) запускает механизмы, которые переводят токсичные металлы в стабильные, безопасные формы. Благодаря увеличению площади поверхности и пористости получаемого биоугля металлы прочно связываются с его структурой за счет адсорбции и заполнения пор.
Особенно впечатляющих результатов удалось достичь с кадмием – одним из самых опасных элементов. В необработанном осадке он представлял высокий экологический риск, но после пиролиза при 700°C этот показатель снизился практически до нуля.
Важно, что концентрация металлов, способных вымываться из обработанного осадка и попадать в окружающую среду, также значительно уменьшилась и оказалась ниже нормативов, установленных китайскими и американскими природоохранными стандартами.
Исследование подтвердило, что пиролиз не только снижает объем отходов и уничтожает патогены, но и надежно фиксирует тяжелые металлы, предотвращая их миграцию в экосистемы. Это открывает новые перспективы для безопасной утилизации осадка сточных вод и его дальнейшего использования в качестве вторичного ресурса.
