Der erhöhte Eisengehalt im Trinkwasser kann die Gesundheit erheblich schädigen - er wird häufig zur Ursache für die Entwicklung von Dermatitis und anderen allergischen Reaktionen, Erkrankungen der Leber und der Nieren. Das Überschreiten der maximal zulässigen Eisenkonzentration im Wasser erhöht das Risiko von Herzinfarkten und Gewebeschäden während eines Schlaganfalls. Es gibt prosaischere, aber nicht weniger schwerwiegende Komplikationen. Der erhöhte Eisengehalt im Wasser ist einer der Hauptgründe für das sogenannte Biofouling von Wasserleitungen. Die Schleimquelle, die sich auf den Verbindungselementen und den Stoßelementen der Rohrleitung bildet, sind Eisenbakterien. Dieser Vorgang führt im Laufe der Zeit zu Korrosion und Beschädigung des Wasserversorgungssystems.
Wissenschaftler von NUST „MISiS“, der Universität von Limerick (Irland), dem IONH der Nationalen Akademie der Wissenschaften von Belarus und der Nationalen Technischen Universität von Belarus haben einen innovativen, umweltfreundlichen und kostengünstigen Weg vorgestellt, um hochwirksame Filtermaterialien zur Reduzierung des Eisengehalts im Trinkwasser zu erhalten. Die Entwicklung basiert auf einer speziellen Modifikation der Kohle, die eine mehr als dreimal effizientere Bindung von Eisen in der Zusammensetzung des in das Wasserversorgungssystem eintretenden Grundwassers ermöglicht.
Der zulässige Eisengehalt im Trinkwasser beträgt gemäß den Anforderungen der Weltgesundheitsorganisation 0,3 mg / l. In der Realität liegt die Grundwasserkonzentration jedoch im Durchschnitt bei 3 mg / l, während sie beispielsweise im artesischen Becken des Mittleren Amur (Fernost, EAO) kritische Werte von 30–40 mg / l erreicht.
Das Forschungsteam von NUST „MISiS“, der Universität von Limerick (Irland), dem IONH der Nationalen Akademie der Wissenschaften von Belarus und der Nationalen Technischen Universität von Belarus hat ein innovatives Verfahren zur Herstellung eines katalytischen Füllstoffs zur Reduzierung des Eisengehalts an Wasserversorgungsstationen vorgeschlagen. Die Erfindung basiert auf modifizierter Aktivkohle. Es trägt zur raschen Oxidation von Eisen und zur anschließenden Abscheidung von Oxidschlamm während der Grundwasserfiltration bei und sorgt für einen restlichen Gesamteisengehalt in den ersten Anteilen des gefilterten Wassers in Höhe von 0,1 mg / l.
"Um den Wirkstoff des Filters zu erzeugen, wurden die Aktivkohlegranulate mit einer Lösung vorimprägniert, die Eisennitrat und ein organisches Reduktionsmittel enthielt", sagt einer der Entwickler, führender Experte von NUST "MISiS", Ph.D. Valentin Romanovsky . - Dann wurden sie in einen Muffelofen gestellt, um eine exotherme Reaktion auszulösen, wodurch sich innerhalb weniger Minuten ein katalytischer Film auf der Oberfläche des Granulats bildete. Die beugungs- und spektroskopische Analyse der erhaltenen Proben ergab, dass sich auf der Oberfläche des Granulats eine nanostrukturierte Kristallstruktur bildete, die die spezifische Oberfläche des Kohlegranulats zusätzlich um 15–20% erhöhte. Die Wirksamkeit der erhaltenen Materialien wurde unter industriellen Pilotbedingungen an der bestehenden Enteisenungsstation in der Region Polessky in Südweißrussland getestet. “
Die resultierende Filterstruktur ermöglichte es, die Effizienz des Eisenoxidationsprozesses im Vergleich zu gewöhnlicher Aktivkohle um mehr als das Dreifache zu steigern. Studien haben gezeigt, dass mit dem vorgeschlagenen Verfahren die Umweltverträglichkeit des Verfahrens zur Gewinnung des Materials gesteigert werden konnte, da der Energieverbrauch im Vergleich zum Analogon um das fast 100-fache und der Verbrauch an erforderlichen Reagenzien um das 8-fache verringert wurde.
Die Ergebnisse der Studie werden in der internationalen Fachzeitschrift
Environmental Research veröffentlicht .