El mayor contenido de hierro en el agua potable puede causar un daño significativo a la salud: a menudo se convierte en la causa del desarrollo de dermatitis y otras reacciones alérgicas, enfermedades del hígado y los riñones. Exceder la concentración máxima permitida de hierro en el agua aumenta el riesgo de ataques cardíacos y daños en los tejidos durante los accidentes cerebrovasculares. Hay complicaciones más prosaicas, pero no menos serias. El aumento del contenido de hierro en el agua es una de las principales razones de la llamada bioincrustación de tuberías de agua. La fuente de moco formado en los elementos de conexión y unión de la tubería son las bacterias de hierro. Con el tiempo, este proceso provoca corrosión y daños en el sistema de suministro de agua.
Los científicos de NUST "MISiS", la Universidad de Limerick (Irlanda), IONH de la Academia Nacional de Ciencias de Bielorrusia y la Universidad Técnica Nacional de Bielorrusia presentaron una forma innovadora, amigable con el medio ambiente y de bajo costo para obtener materiales filtrantes altamente efectivos para reducir el nivel de hierro en el agua potable. El desarrollo se basa en una modificación especial del carbón, que permite una unión de hierro más de 3 veces más eficiente en la composición del agua subterránea que ingresa al sistema de suministro de agua.
El contenido de hierro permitido en el agua potable es de 0.3 mg / l, de acuerdo con los requisitos de la Organización Mundial de la Salud. Sin embargo, en realidad, su concentración en el agua subterránea es en promedio de 3 mg / l, pero, por ejemplo, en la cuenca artesiana de Amur Medio (Lejano Oriente, EAO) alcanza niveles críticos de 30-40 mg / l.
El equipo de investigación de NUST "MISiS", la Universidad de Limerick (Irlanda), IONH de la Academia Nacional de Ciencias de Bielorrusia y la Universidad Técnica Nacional de Bielorrusia han propuesto un método innovador para producir un relleno catalítico para reducir el nivel de hierro en las estaciones de suministro de agua. La invención se basa en carbón activado modificado. Contribuye a la rápida oxidación del hierro y la posterior captura de lodo de óxido durante la filtración del agua subterránea, proporcionando un contenido residual total de hierro en las primeras porciones de agua filtrada a un nivel de 0.1 mg / l.
"Para crear la sustancia activa del filtro, los gránulos de carbón activado se impregnaron previamente con una solución que contenía nitrato de hierro y un agente reductor orgánico", dice uno de los desarrolladores, experto líder de NUST "MISiS", Ph.D. Valentin Romanovsky . - Luego se colocaron en un horno de mufla para iniciar una reacción exotérmica, como resultado de lo cual se formó una película catalítica en la superficie de los gránulos en un par de minutos. La difracción y el análisis espectroscópico de las muestras obtenidas mostraron que se formó una estructura cristalina nanoestructurada en la superficie de los gránulos, lo que aumentó adicionalmente la superficie específica de los gránulos de carbón en un 15-20%. La eficacia de los materiales obtenidos se probó en condiciones industriales piloto en la estación de desferrización existente en la región de Polessky, en el sur de Bielorrusia ”.
La estructura del filtro resultante hizo posible aumentar la eficiencia del proceso de oxidación de hierro en más de 3 veces en relación con el carbón activado ordinario. Los estudios han demostrado que el método propuesto permitió aumentar el respeto al medio ambiente del proceso de obtención del material, ya que el consumo de energía disminuyó casi 100 veces en comparación con el análogo, y el consumo de reactivos necesarios se redujo en 8 veces.
Los resultados del estudio se publican en la revista científica internacional
Environmental Research .