Метод обеззараживания удаляет загрязнители из почвы

Учёные из Университета Райса и Исследовательского и инженерного центра армии США (ERDC) разработали метод, который может превратить очистку загрязнённой почвы из точечного процесса в массовый. Метод позволяет одновременно удалять органические загрязнители и тяжёлые металлы.

Команда под руководством химика Джеймса Тура показала, что смешивание загрязнённой почвы с нетоксичными, богатыми углеродом соединениями (например, биоуглём) и последующее воздействие короткими импульсами электричества вымывает различные загрязнители без использования воды и не образуя отходов. Согласно исследованию в Nature Communications, электрические импульсы за секунды нагревают почву до 1000–3000 °C, превращая органику в нетоксичный графит, а тяжёлые металлы — в пар, который собирается через экстракционные трубы. Кроме того, процесс улучшает плодородие почвы: эксперименты показали увеличение скорости прорастания семян на 20–30%.

«Наш высокотемпературный электротермический процесс может удалять несколько загрязнителей одновременно. Это первый случай, когда прямое электрическое нагревание используется для ремедиации почвы», — сказал ведущий автор Бин Дэн. Тяжёлые металлы и органические загрязнители — основные загрязнители почвы, а такие события, как пожары или таяние вечной мерзлоты, могут загрязнять огромные территории, требуя масштабных протоколов очистки. Однако текущие методы удаления загрязнителей из почвы требуют много времени, средств и сложны логистически.

«Эта технология очень быстрая, не требует воды и справляется с множественными загрязнителями в почве. Вспышковый джоулев нагрев — невероятно перспективная техника», — отметила исследователь ERDC Майн Учак-Астарлиоглу. Удивительный эффект быстрой высокотемпературной обработки в том, что она практически не меняет размер частиц и минеральный состав почвы, а даже улучшает её свойства. «Растениям это даже больше нравится из-за минералов, которые высвобождаются при тепловом цикле», — пояснил Джеймс Тур.

Процесс работает одинаково хорошо как на сухой, так и на влажной почве, экономичен и экологичен. Анализ жизненного цикла показывает, что метод масштабируем и обещает быть более энергоэффективным и рентабельным, чем традиционные практики. «Мы разработали модели для применения как на месте, так и вне его, и смотрим вперёд, к следующему этапу — полевым испытаниям», — сказал Бин Дэн. Сотрудничество между университетом и ERDC может помочь перевести технологию со стадии проверки концепции в реальную практику.