Отходы в помощь: пшеничная солома помогла создать оружие против токсинов
Ученые придумали, как сделать биоуголь еще лучше. Биоуголь — это природный материал, который помогает очищать почву от вредных металлов, таких как свинец и медь.
Но у него есть недостаток: он не очень эффективно впитывает эти металлы, потому что его поверхность слишком маленькая. Чтобы это исправить, исследователи добавили в биоуголь специальные структуры, которые увеличивают его площадь и помогают лучше связывать металлы. В результате получился новый материал, который удаляет до 99% свинца и меди из загрязненной почвы. Это важно, потому что тяжелые металлы вредят почве, снижают урожайность и могут попадать в растения, а потом и в организм человека.
Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Environmental Science and Pollution Research.
Проблема загрязнения почвы тяжелыми металлами особенно актуальна для промышленных регионов, таких как Челябинская, Свердловская и Кемеровская области, где много заводов. Также страдают и сельскохозяйственные районы, например Ростовская область, где активно используют удобрения и пестициды. Чтобы решить эту проблему, ученые из Южного федерального университета создали новый материал на основе биоугля и металл-органических структур. Эти структуры похожи на губку с огромным количеством пор, которые отлично впитывают металлы.
Как это работает:
- Ученые взяли биоуголь, который делают из пшеничной соломы.
- Добавили к нему металл-органические структуры, которые синтезировали из железа и органической кислоты.
- Смешали компоненты и нагрели до 120 градусов.
- Получился материал с увеличенной площадью поверхности, который лучше впитывает металлы.
Эксперименты показали, что новый материал удаляет до 99% свинца и меди из почвы, даже если их концентрация очень высокая. Для сравнения, обычный биоуголь справляется только на 82%. Ученые объясняют это двумя причинами:
- Металлы связываются с кислородом в составе нового материала.
- Происходит обмен частицами между железом в материале и металлами в почве.
Владимир Поляков, один из авторов исследования, говорит:
Наш материал можно использовать для очистки почвы рядом с заводами, дорогами и химическими предприятиями. Он не только очищает почву, но и улучшает ее свойства, что важно для сельского хозяйства. В будущем мы хотим сделать материал еще лучше, чтобы он мог доставлять полезные вещества растениям, например, помогать им выживать в засуху.
Ранее ученые оценили биоуголь из морских растений как перспективный.
Фото: Микрофотографии нанокомпозита. Источник: Vladimir Polyakov et al. / Environmental Science and Pollution Research, 2025.
