Чистые водоемы: Ученые РФ нашли способ более экологичного производства удобрений

Минерал струвит широко используется в сельском хозяйстве. Это медленнодействующее удобрение, которое содержит основные питательные элементы (азот, фосфор и магний), необходимые для роста растений.

Таким образом улучшается структура почвы и снижается риск переудобрения, когда культуре предоставляется больше питательных веществ, чем она способна усвоить. Процесс получения этого соединения должен быть быстрым и экологически безопасным, поскольку в нем задействованы вещества, вызывающие зарастание водоемов.

Ученые пермского политехнического университета (ПНИПУ) определили условия, которые увеличивают продуктивность производства струвита, а также повышают уровень извлечения вредных веществ из отходов от его производства до 98−99%.

Струвит образуется из фосфата магния и аммония. В промышленности его получают с помощью технологии химического осаждения, то есть выпадения в осадок фосфата магния-аммония.

«Среди явных достоинств такого метода выделяют простоту, экономическую выгоду и возможность получения вещества из отходов промышленных стоков. Но вода, которая остается после производства струвита, может загрязнять водоемы, куда ее сливают, если в ней остается слишком много веществ, которые при высоких концентрациях становятся вредными — например, аммоний», — пояснили «Свободной Прессе» в пресс-службе ПНИПУ.

Пермские ученые синтезировали промежуточный продукт — активный компонент, который способствует быстрому и полному выделению минерала. Они растворили магниевую и натриевую соли в разных пропорциях в очищенной воде, в результате чего получилась особая водно-солевая система. В ней образуется промежуточное вязкое вещество, которое затем используют как реагент для усиления химической реакции при выделении минерала.

«В результате экспериментов мы установили ключевые условия более эффективного и полного получения струвита, чему способствует минимизация количества воды в солевом растворе и применение вязкого промежуточного продукта. Это дополнительная, но оправданная операция в технологическом процессе. При использовании модифицированной технологии химического осаждения струвита можно добиться 99% конверсии сырья, а при традиционной технологии, то есть без использования промежуточного продукта только от 70 до 85%», — рассказала доцент кафедры химии и биотехнологии ПНИПУ, кандидат технических наук Юлия Кузнецова.

Доцент кафедры химии и биотехнологии вуза Ирина Пермякова уточнила, что после производства струвита образуются сточные воды. Они могут содержать ионы аммония выше допустимой концентрации, что негативно скажется на окружающей среде, так как аммоний — биогенный элемент.

«Это значит, что при попадании в пресные водоемы его ионы вызовут слишком активный рост биологических организмов, что приведет к зарастанию водоемов и ухудшению качества воды. Применение промежуточного вязкого вещества как реагента позволило нам повысить степень извлечения ионов аммония до 98−99%, в то время как в традиционной технологии этот показатель не превышает 85%», — подчеркнула ученый.

Таким образом, технология позволяет не только ускорить и упростить процесс получения удобрений, но и сделать его более экологичным по сравнению с традиционными способами.

Ранее ученые забили тревогу из-за роста глобальной температуры на нашей планете. По последним оценкам, за прошлый год она увеличилась на 1,5 градуса.