Наночастицы, активированные солнечным светом, очищают от нефтяных загрязнений

В прошлом году около 2,3 млн баррелей нефти каждый день извлекались из битуминозных песков в провинции Альберта, Канада, третьем по величине по запасам нефти месте в мире.

Этот процесс требует чрезвычайно большого количества воды, и, хотя большая ее часть перерабатывается, это по-прежнему приводит к появлению больших бассейнов загрязненных сточных вод, которые трудно поддаются очистке и представляют угрозу для окружающей среды.

Канадские ученые разработали новый подход к удалению загрязнений, используя солнечный свет и наночастицы, этот подход, по их мнению, окажется гораздо более эффективным и дешевым, чем существующие методы.

Извлечение битума, определенной формы нефти, из песков требует добавление большого объема теплой воды, с помощью которой создается определенная смесь. Правительство Альберты (провинция Канады), говорит, что от 80 до 95 процентов воды, затем используется повторно. Но тем не менее, вода затем закачивается в сбросные пруды, структуры, похожие на дамбы, предназначенные для размещения вредных загрязняющих веществ, которые занимают около 77 кв. км в провинции. Проблема в том, что она может протекать в близлежащие водные системы, повышая риск эрозии почвы, а также отравляя животный мир.

Главной причиной токсичности сточных вод является наличие нафтеновых кислот, которые остаются на долгие десятилетия. Ученые Университета Калгари разрабатывают свой собственный метод, на основе биообработки, использующий водоросли и бактерии, чтобы ослабить нафтеновые кислоты, в целях замены дорогого и неэффективного процесса использования для фильтрации хлора или мембран.

Но их соотечественники в университете Ватерлоо теперь утверждают, что определили более энергоэффективный и практичный способ. Он основан на фотокатализе, химической реакции, в результате чего молекулы двуокиси титана активируются с помощью УФ-света, чтобы производить свободные радикалы, способные уничтожать бактерии, грибки и другие организмы.

Во время испытаний, проведенных на образце сточных вод от разработки нефтеносного песка в Университете Ватерлоо, ученые обнаружили, что процесс разрушил токсичные соединения, полностью освободив воду от нафтеновых кислот в течение нескольких часов. Многообещающая техника работает полностью от солнечного света, а надежные наночастицы могут быть извлечены и использованы снова и снова.

«Около миллиарда тонн воды, хранящейся в прудах Альберты, содержит нафтеновые кислоты, что является одной из крупнейших экологических проблем в Канаде», говорит Тим Лещук (Tim Leshuk), кандидат в доктора в области химического машиностроения при Ватерлоо. «Обычные методы обработки, которыми пользовались ранее либо не работали, либо, если они работали, были слишком непрактичны или дороги, чтобы решить проблему такого масштаба. Технология Waterloo является первым шагом, который обещает стать очень практичным и экологичным методом очистки воды».

Дальнейшей задачей исследователей будет установить, что очищенная вода из сбросных прудов достаточно безопасна для питья.

По материалам: uwaterloo.ca