Ученые из Российского государственного аграрного университета – МСХА имени К.А. Тимирязева, Федерального научного центра гидротехники и мелиорации имени А.Н. Костякова и Федерального научного центра гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана Роспотребнадзора нашли «золотую середину» для спасения рек в условиях жары. Специалисты выявили оптимальные условия работы специальных гранулированных фильтров, которые эффективно впитывают нефтепродукты даже в условиях палящего зноя. Это открытие может помочь в восстановлении рек Сирии, таких как Барада, которые десятилетиями страдали от загрязнения из-за последствий войны, неконтролируемых свалок и нефтедобычи.
Проблема, которую призваны решить эти исследования, поистине масштабна. Река Барада, жизненная артерия для миллионов людей, многие годы принимала в себя загрязненные стоки с промышленных территорий и свалок, а также отходы от нефтяных месторождений. Очистка таких диффузных, то есть распределенных по большой территории, стоков – сложнейшая задача. Одним из самых эффективных способов является использование насыпных сорбентов – материалов, которые, как губка, впитывают вредные вещества.
Однако у этого метода есть серьезное ограничение в условиях Ближнего Востока: экстремально высокие температуры. Жара может кардинально менять свойства фильтрующих материалов, снижая их эффективность и срок службы. Чтобы решить эту проблему, ученые провели масштабную серию лабораторных экспериментов.
В центре внимания исследователей оказался гранулированный сапропель – натуральный и недорогой сорбент, получаемый из донных отложений озер. Его главные преимущества – высокая эффективность очистки (около 88%) и низкая стоимость по сравнению, например, с дорогим активированным углем. Ученые решили выяснить, как ведет себя этот материал при разных температурах, имитирующих условия от умеренно теплых до экстремально жарких.
В течение 60 дней специалисты пропускали воду через колонны с гранулированным сорбентом, постепенно повышая температуру от 20 до 40 градусов Цельсия. Результаты оказались неожиданными и позволили сделать важнейший вывод. Оказалось, что с повышением температуры фильтрующая способность сорбента в целом снижается. Однако при 30 градусах был зафиксирован интересный «всплеск» эффективности. Это указывает на существование оптимального «температурного окна» для работы материала – между 25 и 30 градусами Цельсия. Именно в этом диапазоне гранулированный сапропель пропускает наибольший объем воды, сохраняя при этом высокую способность удерживать нефтепродукты – не менее 80%.
Это открытие позволяет использовать сорбенты в жарком климате, и делать это максимально эффективно, проектируя очистные сооружения с учетом выявленных температурных закономерностей. Таким образом, работа ученых – это готовое руководство к действию для восстановления загрязненных водных артерий, которое может вернуть к жизни реки, жизненно важные для целых регионов.
Исследование опубликовано в журнале «Природообустройство»
