Новости

8 Сентября, 2020 11:46

Торф и бурый уголь способны очистить воду от радиоактивных веществ

Группа российских ученых исследовала способность различных природных материалов поглощать изотоп урана. Лучшими среди них оказались торф и бурый уголь. Они эффективно сорбируют и удерживают различные радионуклиды, которые возникают в результате работы АЭС и содержатся в ядерных захоронениях. Исследование реализовано при поддержке Президентской программы Российского научного фонда (РНФ). Результаты опубликованы в журнале Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry.
Образцы спустя год исследований стабильности. Источник: Петр Белоусов/ИГЕМ РАН
Образцы для центрифугирования. Источник: Петр Белоусов/ИГЕМ РАН
Лаборант за работой. Источник: Петр Белоусов/ИГЕМ РАН
Образцы в сушильном шкафу. Источник: Петр Белоусов/ИГЕМ РАН
3 / 4
Образцы спустя год исследований стабильности. Источник: Петр Белоусов/ИГЕМ РАН
Образцы для центрифугирования. Источник: Петр Белоусов/ИГЕМ РАН
Лаборант за работой. Источник: Петр Белоусов/ИГЕМ РАН
Образцы в сушильном шкафу. Источник: Петр Белоусов/ИГЕМ РАН

В каждой квартире есть электрические приборы — ноутбук, телевизор, холодильник, плита и прочее. Они затрачивают много электричества, а что говорить об огромных сталелитейных заводах или аэропортах? Чтобы получить энергию, на электростанциях и ТЭЦ сжигают уголь, газ и нефтепродукты. Эти вещества не только загрязняют атмосферу, но и невосполнимы, а, значит, рано или поздно закончатся. Поэтому развитие иных источников энергии жизненно необходимо.

В России активно развивается атомная энергетика. По данным «Росэнергоатом» в 2018 году в мире функционировало 454 ядерных реактора, 37 из которых находятся на территории РФ. Каждый из них обеспечивает электричеством огромное количество домов и предприятий, однако скрывает и серьезную опасность. Это, например, авария на АЭС Тримайл-Айленд в штате Пенсильвания (1979 год), на Чернобыльской АЭС (1986 год), на АЭС Фукусима-1 (2011 год). Последствия этих катастроф до сих пор отражаются на нашей жизни. Однако вред приносят не только аварии на станциях, но и ядерные отходы.

«Восстановление приповерхностных хранилищ и отвалов требует серьезной проработки и модернизации. Об этом свидетельствует наличие всем известных проблемных объектов: опасные загрязнения в Усолье-Сибирское Иркутской области, склон с радиоактивными отходами у Московского завода полиметаллов, озеро Карачай с радиоактивными отходами в Челябинской области. Проблема многих объектов — близость рек, озер, болот, а потому возникает необходимость применения фильтрационных барьеров для эффективной сорбции отдельных элементов-загрязнителей», — говорит руководитель проекта по гранту РНФ Петр Белоусов, кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник ИГЕМ РАН.

Исследовательская группа из Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова и Института геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН поставила перед собой задачу: выявить такие природные сорбенты, которые не требуют сложной подготовки, будут дешевыми в использовании и безопасными для окружающей среды, а также имеют высокий коэффициент поглощения урана. Ученые отобрали минеральные и органические сорбенты: глауконит, цеолит, диатомит, торф, шунгит, каменный и бурый уголь. У всех образцов изучили физические свойства, минеральный и химический состав. После этого начались эксперименты по сорбции и десорбции радионуклидов урана, цезия, стронция и нептуния. Результаты показали, что максимальная сорбция урана происходит при нейтральных значениях рН, а в кислых и щелочных условиях интенсивность процесса снижается. Торф и бурый уголь показали самые прочные связи с ураном. Это объясняется большим количеством кислородсодержащих функциональных групп на поверхности сорбентов, с которыми уран и образует сильные связи в составе комплексов. Однако использование торфа и бурого угля не будет панацеей от всего.

«Практически каждый радионуклид обладает своими специфическими свойствами, присущими только ему. Это касается и механизмов сорбции, и прочности связей с сорбентом, и влияния рН среды и многого другого. В тоже время у каждого минерала есть свои структурные особенности, которые лучше подходят для того или иного радионуклида. Поэтому решение о применении материала принимается не только на основании его сорбционной способности, но и с учетом многих других факторов», — рассказывает Петр Белоусов.

Результатами исследования уже заинтересовались некоторые компании, добывающие природные сорбенты, поэтому работы будут продолжаться. Ученые сосредоточатся на поиске более эффективных композиций на основе природных и модифицированных сорбентов для создания фильтрационных барьеров.

17 Сентября, 2020
Создан программный комплекс для моделирования самосборки молекулярных слоев
Российские ученые разработали программу, которая позволяет моделировать процессы на поверхностях тве...
17 Сентября, 2020
Извержения вулканов станут более предсказуемыми
Российские ученые установили закономерности извержения вулканов, выявив влияние вязкости магмы на фо...