"Для создания биосорбента мы выделили из загрязненной почвы культуру микроорганизмов, которую изучили на чувствительность к ионам марганца. Тем самым определили границы устойчивости культуры к высоким концентрациям загрязняющего вещества. Оказалось, микроорганизмы устойчивы к действию данных ионов в диапазоне концентраций 5-200 мг/ л", - рассказала доцент кафедры химии и биотехнологии ПНИПУ, кандидат химических наук Ольга Бахирева, отметив, что скорость роста бактерий в питательной среде, содержащей марганец в концентрации 100 мг/л, замедляется из-за накопления вредного вещества в клетках.
Как пояснили в университете, при использовании бактерий в технологическом процессе, их часто наносят на поверхность материала, обладающего поглощающей способностью. В качестве такого вещества ученые пермского вуза выбрали вермикулит - природный и доступный материал, который широко применяется в различных сферах человеческой деятельности, в том числе в строительстве в качестве изоляционного материала. Также этот материал применяется в сельском хозяйстве и садоводстве для разрыхления и улучшения аэрации почвы.
Присоединение биомассы микроорганизмов ученые проводили, пропуская суспензии клеток через колонку, заполненную вермикулитом. Затем полученный биосорбент промывался несколько раз физиологическим раствором для подготовки к дальнейшей работе. Затем через поглощающее вещество пропускали раствор, содержащий 100 мг/л исследуемых ионов. До превышения уровня предельно допустимой концентрации (0,1 мг/л) через колонку с вермикулитом прошло 62 мл исходного раствора, а с биосорбентом - 80 мл. Полная динамическая обменная емкость вермикулита составила 4,57 мг/г, а вермикулита с клетками бактерий - 5,49 мг/г. Так ученые пришли к выводу, что нанесение биомассы микроорганизмов на поверхность вермикулита повышает его сорбционные свойства. "Полученный биосорбент является перспективным материалом для извлечения ионов марганца из водной среды и может быть использован в технологических схемах комплексной очистки марганцесодержащих вод", - заключили в вузе.
В ПНИПУ также отметили, что исследование проводилось учеными для усовершенствования существующих методов очистки воды от марганца и других тяжелых металлов, которые не доводят качество воды до предельно допустимой концентрации и требуют доочистки. Статья с результатами работы ученых опубликована в сборнике "Химия. Экология. Урбанистика", №1, 2023 год.
