Отходы крупных промышленных предприятий оказывают губительное воздействие на состояние окружающей среды и здоровье человека. По данным мониторинга Казанского оптико-механического завода (КОМЗ), основными источниками загрязнения его сточных вод являются ионы тяжёлых металлов из гальванического цеха и синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ) из оптического цеха. Наибольшую опасность для здоровья представляют именно ионы тяжёлых металлов. СПАВ – большой класс мылких веществ различного химического строения.

Многие из них используются в производстве стиральных порошков и прочей бытовой химии. СПАВ менее опасны, чем ионы тяжёлых металлов, однако они не разлагаются и могут накапливаться в окружающей среде в значительных количествах.

Специалисты из Казанского государственного технологического университета, КОМЗ и Института органической и физической химии им. А. Е. Арбузова РАН придумали оригинальную систему частичной локальной очистки сточных вод и предложили внедрить её на производстве. В ходе экспериментов они обнаружили, что после предварительного смешивания отходов гальванического и оптического цехов токсичность общего потока значительно снижается. По результатам исследования недавно опубликована статья в «Вестнике Казанского технологического университета». Столь неожиданный эффект исследователи объясняют образованием комплексных соединений СПАВ с тяжёлыми металлами.

Из курса общей химии хорошо известно, что поверхностно-активные вещества в водных растворах образуют мицеллы (от латинского слова micella – частичка, очень маленькая крошка, крупица). Некоторые СПАВ формируют мицеллы, способные связывать ионы тяжёлых металлов, адсорбируя их на своей поверхности. Эти химические свойства СПАВ широко используют, например, для извлечения металлов в горнорудной промышленности методом ионной флотации.

Гениальное по своей простоте и функциональности решение придумали исследователи во главе с Александром Сироткиным.

Они приготовили два типа модельных растворов. В одном из них воды двух цехов смешивались, а затем разбавлялись водопроводной водой, а в другом – смешивались уже разбавленные водой отходы. Отдельные пробы были приготовлены с использованием дневных и вечерних выбросов предприятия.

Фотометрический анализ показал значительное уменьшение концентраций ионов тяжёлых металлов (меди, цинка, никеля, хрома) при смешивании двух типов сточных вод. Вместе с тем наблюдалось и значительное снижение токсичности, которую оценивали по реакции биотест-объектов. В качестве таких объектов использовали пресноводные одноклеточные организмы – инфузории. В пробирки с водой, в которой плавали инфузории-туфельки (они же парамеции хвостатые, Paramecium caudatum), добавляли смеси сточных вод из этих двух цехов в разной пропорции и через 3–4 часа считали, сколько инфузорий выжило. Оказалось, что в смеси этих двух типов сточных вод любой пропорции выживало больше данных простейших организмов, чем в «чистом» растворе сточных вод, содержащем тяжёлые металлы в той же концентрации.

Таким образом, в результате смешивания сточных вод наблюдалось значительное снижение токсичности и концентрации загрязняющих агентов. Как подчёркивают сами учёные,

«полученные результаты являются основанием для дальнейших исследований влияния предлагаемой опытной схемы смешения потоков на токсичность общезаводского стока для активного ила очистных сооружений».

Источник информации:

С. В. Суслова, А. С. Сироткин, Д. Г. Хузяшева, В. И. Морозов Смешение отдельных потоков производственных сточных вод, загрязнённых ионами тяжёлых металлов и СПАВ, для их локальной обработки. – Вестник Казанского технологического университета. – 2011. – вып. 6.