Связаться с приемной комиссией
Меню раздела
Основное меню
Глобальная проблема загрязнения воды с каждым годом становится все более острой, что связано с неуклонным увеличением объемов образования и сбросов сточных вод. При этом наблюдается как количественный рост поступающих поллютантов, так и усложнение их состава. В связи с этим идет активная разработка новых методов эффективной очистки сточных вод. Однако следует учитывать, что в данном вопросе невозможно создание «швейцарского ножа», который будет эффективен против всех видов загрязнений: многие активные примеси требуют определенного селективного воздействия. Примером таких загрязнителей являются компоненты фармацевтических препаратов, попадающие в сточные воды.
Особенно актуальной проблема стала в связи с повсеместным применением антибактериальных препаратов в повседневной жизни (в том числе из-за глобальной пандемии SARS-CoV-2.) и сельском хозяйстве. Компоненты антибактериальных препаратов, попадающие в гидросферу, могут приводить к образованию токсичных соединений, наносить существенный вред водным биоценозам, а также приводить к появлению новых штаммов бактерий, устойчивых к действию уже существующих антибиотиков.
Антибиотики – это лишь верхушка айсберга загрязнения воды активными фармацевтическими веществами, при этом сброс сточных вод, содержащих противовоспалительные, гормональные, антигистаминные, противовирусные и обезболивающие препараты, на сегодняшний день вовсе никак не контролируется в большинстве стран, а их потенциальные риски для экологии и здоровья человека полностью все еще не изучены.
На сегодняшний день очистка сточных вод методом электрохимического окисления является одним из наиболее перспективных направлений удаления активных фармацевтических компонентов. Учеными РХТУ им. Менделеева совместно с коллегами из ИФХЭ РАН и МГУ им. Ломоносова в рамках гранта Российского научного фонда было проведено крупномасштабное исследование, в ходе которого они оценили эффективность применения метода электрохимической деструкции в процессе очистки сточных вод от антибактериального препарата нитрофуразона, известного большинству потребителей как фурацилин.
Нитрофуразон – это антибактериальный препарат, который активно применяется в сельском хозяйстве для лечения животных, а также часто выписывается при лечении тонзиллита. Традиционные методы очистки не оказывают никакого воздействия на данное вещество, ввиду чего разработка методов его обезвреживания в сточных водах является приоритетной задачей. В рамках научной работы установлено, что применение электроокисления тоже может быть сопряжено с определенными трудностями: во-первых, неполное окисление может приводить к формированию опасных токсичных веществ, и, во-вторых, для эффективного применения данной методики требуется точно определить время и условия проведения окисления.
В результате исследования было установлено, что наиболее эффективным при электрохимическом окислении является применение алмазного анода, легированного бором. Материал катода не имеет значения, поскольку электроды должны быть отделены друг от друга. Это объясняется тем, что реакция электрохимического окисления, приводящая к нейтрализации активных компонентов нитрофуразона протекает на аноде, а при одновременном протекании на катоде параллельной реакции восстановления возможно образование непредсказуемых и потенциально опасных веществ из полупродуктов двух реакций. При использовании методики электрохимического окисления гарантированная очистка воды от активных компонентов занимает около 30 минут.
«Разработка высокоэффективных, безреагентных методов окислительной деструкции (Advanced Oxidation Processes (AOPs)) – это наиболее актуальное и востребованное направление процессов водоочистки не только в России, но и во всем мире», ― рассказал Евгений Кузин, доцент кафедры промышленной экологии РХТУ им. Д.И. Менделеева.
Полученные результаты, опубликованные в престижном научном журнале, входящем в международную базу данных Scopus (Q1), показывают перспективность практического применения электрохимического окисления для очистки сточных вод от активных компонентов лекарственных препаратов. В дальнейшем эти результаты могут помочь решить проблему масштабного загрязнения гидросферы различными биологически активными веществами.
