L'augmentation de la teneur en fer dans l'eau potable peut nuire considérablement à la santé - elle devient souvent la cause du développement de dermatites et d'autres réactions allergiques, de maladies du foie et des reins. Le dépassement de la concentration maximale autorisée de fer dans l'eau augmente le risque de crises cardiaques et de lésions tissulaires lors des AVC. Il y a des complications plus prosaïques, mais non moins graves. L'augmentation de la teneur en fer dans l'eau est l'une des principales raisons de ce que l'on appelle l'encrassement biologique des conduites d'eau. La source de mucus formée sur les éléments de raccordement et d'about du pipeline est constituée de bactéries de fer. Au fil du temps, ce processus entraîne de la corrosion et des dommages au système d'alimentation en eau.
Des scientifiques de NUST «MISiS», de l'Université de Limerick (Irlande), de l'IONH de l'Académie nationale des sciences du Bélarus et de l'Université technique nationale du Bélarus ont présenté une manière innovante, respectueuse de l'environnement et à faible coût d'obtenir des matériaux filtrants hautement efficaces pour réduire le niveau de fer dans l'eau potable. Le développement est basé sur une modification spéciale du charbon, qui permet une liaison plus de 3 fois plus efficace du fer dans la composition des eaux souterraines entrant dans le système d'approvisionnement en eau.
La teneur en fer autorisée dans l'eau potable est de 0,3 mg / l, selon les exigences de l'Organisation mondiale de la santé. Cependant, en réalité, sa concentration dans les eaux souterraines est en moyenne de 3 mg / l, mais, par exemple, dans le bassin artésien du Moyen-Amour (Extrême-Orient, EAO) atteint des niveaux critiques de 30 à 40 mg / l.
L'équipe de recherche de NUST «MISiS», de l'Université de Limerick (Irlande), de l'IONH de la National Academy of Sciences of Belarus et de l'Université technique nationale du Bélarus ont proposé une méthode innovante de production d'une charge catalytique pour réduire le niveau de fer dans les stations d'approvisionnement en eau. L'invention est basée sur du charbon actif modifié. Il contribue à l'oxydation rapide du fer et à la capture subséquente des boues d'oxyde lors de la filtration des eaux souterraines, fournissant une teneur en fer total résiduel dans les premières portions d'eau filtrée au niveau de 0,1 mg / l.
«Pour créer la substance active du filtre, les granules de charbon actif ont été pré-imprégnés d'une solution contenant du nitrate de fer et un réducteur organique», explique l' un des développeurs, expert principal de NUST «MISiS», Ph.D. Valentin Romanovsky . - Ensuite, ils ont été placés dans un four à moufle pour démarrer une réaction exothermique, à la suite de quoi un film catalytique s'est formé à la surface des granulés en quelques minutes. La diffraction et l'analyse spectroscopique des échantillons obtenus ont montré qu'une structure cristalline nanostructurée s'est formée à la surface des granules, ce qui a en outre augmenté la surface spécifique des granules de charbon de 15 à 20%. L'efficacité des matériaux obtenus a été testée dans des conditions industrielles pilotes à la station de déferrisation existante dans la région de Polessky, dans le sud de la Biélorussie. »
La structure de filtre résultante a permis d'augmenter l'efficacité du processus d'oxydation du fer de plus de 3 fois par rapport au charbon actif ordinaire. Des études ont montré que la méthode proposée permettait d'augmenter le respect de l'environnement du processus d'obtention du matériau, car la consommation d'énergie a diminué de près de 100 fois par rapport à l'analogue et la consommation de réactifs nécessaires a été réduite de 8 fois.
Les résultats de l'étude sont publiés dans la revue scientifique internationale
Environmental Research .