Геохимический барьер — это материал, который закладывается возле отходов и как губка впитывает в себя все загрязняющие вещества, в том числе и тяжелые металлы. Так опасные компоненты переходят в малоподвижные формы и больше не загрязняют окружающую территорию. В качестве геохимического барьера могут выступать различные сорбирующие материалы, из них самые распространенные в природе — болотные растения и торф. Основные требования, которые предъявляются к биосорбентам, использующимся для обезвреживания отходов, — это высокая сорбционная емкость по отношению к токсичным элементам, способность быстро и прочно связывать ионы металлов, экологическая чистота, доступность и дешевизна. По словам руководителя проекта научного сотрудника ИГМ СО РАН кандидата геолого-минералогических наук Ольги Сергеевны Наймушиной, торф подходит по всем критериям, и, проведя множество экспериментов с разными видами сорбентов, научная группа выбрала именно его.
«Метод применения геохимических барьеров для защиты окружающей среды уже несколько лет существует в теории, но на практике в России еще не применялся, — рассказывает Ольга Наймушина. — В этом году мы планируем взять 40 проб разных типов торфа по пять килограммов и провести на них эксперименты с шестью вредными элементами. В Западной Сибири очень много месторождений торфа, они сильно отличаются по генезису (глубине зарождения) и составу, что также влияет на сорбционную емкость. Мы будем выезжать на разные территории, отбирать материалы, привозить в лабораторию и проводить эксперименты, наблюдая за тем, как торфа̀ собирают на себя тяжелые металлы. Когда мы получим результаты, то сможем смоделировать и спрогнозировать, для какого типа загрязнений какие виды торфа эффективнее использовать, в какой пропорции необходимо это делать и как долго вредные элементы будут удерживаться. После лабораторных исследований мы проверим действие сорбента на сбрасываемых растворах предприятия топливно-ядерного цикла (ПАО “Новосибирский завод химконцентратов”) и грунтовых водах, дренируемых (осушаемых) угольными резервами (Колыванское каменноугольное месторождение). Мы завезем туда необходимое количество торфа, он впитает в себя все тяжелые металлы из отходов и таким образом иммобилизует их: приведет в неподвижное состояние и обезвредит».
Также в ИГМ СО РАН собираются провести ряд экспериментов по механактивации некоторых видов торфа. Если гуминовые кислоты, из которых состоит этот биосорбент, раздробить в мельнице, то они будут вбирать в себя больше тяжелых металлов и вредных элементов. Таким образом научная группа надеется увеличить сорбционную емкость торфа.
С помощью подобной технологии использования геохимических барьеров можно иммобилизовывать не только производственные отходы, но и любые токсичные элементы, включая бытовой мусор. Ядерную и угольную промышленности Ольга Наймушина выбрала потому, что их влияние наиболее опасно для окружающей среды. В будущем научная группа планирует расширить круг предприятий, на которых будет действовать эта технология.
Проект «Иммобилизация тяжелых металлов природными и модифицированными биосорбентами» поддержан грантом Российского научного фонда по мероприятию «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов.
