Отраслевое издание MINING.COM (США) публикует материал, на что только не приходится идти науке, чтобы компенсировать дефицит ценных металлов в экономике. Предлагаем перевод этого материала.
Растения подсказали учёным из Австралийского национального университета (ANU), каким образом извлекать ценные минералы, металлы и питательные вещества из богатых ресурсами сточных вод.
В статье, опубликованной в научном журнале New Phytologist (США), исследователи объясняют, что они адаптируют «механизмы мембранной сепарации» растений для переработки сточных вод.
По мнению учёных, эта технология может принести пользу целому ряду отраслей, таких как сельское хозяйство, аквакультура, опреснение, рециклинг аккумуляторов и добыча полезных ископаемых. Технология также способна помочь компаниям переосмыслить свой подход к обращению с отходами, превратив сточные воды в источник прибыли.
Вроде просто грязная вода, а на самом деле в ней скрывается немало полезного.
В статье отмечается, что, по оценкам, в сточных водах на планете содержится 3 млн т фосфора, 16,6 млн т азота и 6,3 млн т калия.
Извлечение этих питательных веществ из сточных вод может компенсировать 13,4% мирового сельскохозяйственного спроса на эти ресурсы. Помимо этого, молекулы аммиака и водорода, содержащиеся в сточных водах, могли бы обеспечить электроэнергией 158 млн домохозяйств.
«Сточные воды содержат беспорядочную смесь ресурсов, которые невероятно ценны, но только в чистом виде. Большая проблема, с которой сталкиваются исследователи, заключается в том, чтобы выяснить, как эффективно извлекать эти ценные минералы, металлы и питательные вещества, сохраняя при этом их чистоту, — заявила Кейтлин Бирт, доцент ANU. — Например, горнодобывающая промышленность Австралии создаёт более 500 млн т отходов в год, и эти отходы богаты такими ресурсами, как медь, литий и железо.
Австралийский национальный университет. Здесь отходы хотят превращать в доходы.
Но на данный момент жидкие отходы — это просто проблема: их нельзя сбрасывать в окружающую среду и нельзя использовать. Это просто отходы, если каждый содержащийся в них вид полезного вещества не может быть выделен в чистом виде».
Как отделить полезное от вредного
Кейтлин Бирт и её коллеги исследовали специализированные молекулярные механизмы, которые помогают растениям распознавать и сортировать различные молекулы металлов, минералов и питательных веществ, содержащихся в почве, что позволяет им отделять полезное от вредного.
Это основной биологический процесс, необходимый для роста и развития растений. «Такие вещества, как бор, железо, литий и фосфор, используются в аккумуляторных технологиях, и растения прекрасно справляются с разделением этих типов ресурсов», — заявила Бирт.
Растения могут распознавать и сортировать различные молекулы металлов.
Аммиак, соединение, применяющееся для производства удобрений и важный материал в растениеводстве, является ещё одним ключевым ресурсом, который учёные намерены извлечь из жидких отходов. «Стоимость удобрений зашкаливает, что оказывает сильное давление на австралийских фермеров.
Между тем, со сточными водами мы теряем огромное количество аммиака, и это вызывает экологические проблемы, — отметила Бирт. — Аммиак также является важной молекулой-хранилищем для водородного топлива.
Таким образом, по мере развития отраслей промышленности, использующих водородное топливо, будет расти спрос на аммиак, поскольку именно он позволит транспортировать хранящийся водород и, в конечном итоге, применять его в качестве автомобильного топлива и для других целей».
Лабораторные исследования идут полным ходом.
По её мнению, достижения в области технологий разделения сточных вод могут также обеспечить безопасность сообществ, которые проживают в местности с частыми наводнениями или засухами, предоставляя населению простой, безопасный и надёжный доступ к чистой питьевой воде, что особенно важно в связи с ухудшением погодных явлений в результате изменения климата.
«Чистая вода и обеспеченность питательными веществами лежат в основе продуктивности сельского хозяйства. Разработка технологий для устойчивого управления этими ресурсами имеет важное значение для продовольственной безопасности в Австралии и во всём мире», – подытожила Кейтлин Бирт.
Перевод Виктора Симионова
