Школьница придумала новый способ очистки воды

Школа — важный этап жизни для каждого ребёнка. Здесь он получает знания, заводит новые знакомства и пытается методом проб и ошибок понять, как будет строить свою дальнейшую жизнь. Кто-то довольно быстро находит себя, другие — и после 9-11 лет обучения не могут понять, кем, например, хотят стать. Яркий пример первых — ученица 11 медицинского класса школы № 2065 Анастасия Федченко. Она придумала проект, связанный с очисткой московских водоемов от загрязнения.

«Тягу к науке я почувствовала еще в 7 классе, после прохождения курса профессионального образования на младшего лаборанта химического анализа. Я посчитала, что тема очистки воды в наше время как никогда актуальна, так как в Москве и Московской области практически нет чистых водоёмов, пригодных хотя бы для купания», — поделилась она с порталом «Москва Меняется».

Фото: © Лена Грачева / Москва Меняется

Работу над проектом юный химик начала еще в июне 2020 года и продолжает развивать его до сих пор. Эксперимент по очистке воды проводился на реке Ликова. С помощью анализа проб воды из водоёма школьница установила катастрофическое превышение в ней предельно допустимой концентрации (ПДК) биологической потребности в кислороде (БПК) и анионных поверхностно активных веществ (аПАВ). БПК является важным показателем для определения уровня загрязнения водоёмов легкоокисляющимися органическими веществами, а аПАВ анализируют для того, чтобы понять, насколько вода загрязнена бытовой химией.

В рамках работ по очищению реки девушка и её научный руководитель попробовали провести очистку проб воды объемом 0,5 л и 5 л. Эксперимент длился 48 часов. Федченко заявила, что очистка прошла успешно в обоих случаях — с помощью всех манипуляций удалось очистить воду из реки, снизив показатели БПК и аПАВ до ПДК. В каждом случае данные результаты были подтверждены профильными специалистами.

Фото: © Лена Грачева / Москва Меняется

Важно указать, что проблема с чистыми водоемами действительно крайне актуальна. В настоящий момент столичный Роспотребнадзор разрешает купаться всего лишь в восьми зонах отдыха:

— «Путяевский пруд №1» (ВАО);

— «Озеро Белое» (ВАО);

— «Озеро Мещерское» (ЗАО);

— «Серебряный Бор -2» (СЗАО);

— «Серебряный Бор — 3» (СЗАО);

— «Большой городской пруд (ЗелАО);

— «Школьное озеро» (ЗелАО);

— «Озеро Черное» (ЗелАО).

При этом необходимо отметить, что в начале купального сезона данных зон было на две больше. Как раз из-за неудовлетворительных результатов качества воды по санитарно-химическим показателям с 15.06.2021 была закрыта для купания зона отдыха «Тропарево» (ЮЗАО), а с 22.06.2022 из-за несоответствия качества воды по микробиологическим показателям закрыта зона отдыха «Левобережье» (САО). То есть на всю многомиллионную Москву в это аномально жаркое лето с начала сезона всего было 10 зон для купания, но и это число сократилось до восьми за крайне небольшой срок.  

Фото: © Лена Грачева / Москва Меняется

Печальная тенденция наблюдается не только в Москве, но и в других регионах России. Например, Роспотребнадзор сократил список пригодных для купания водоемов и в Ленинградской области. Если месяц назад ведомство разрешало купаться в 12 водоемах, то уже к 22 августа это число уменьшилось до девяти. 

По словам Федченко, суть ее научного проекта заключалась в том, чтобы очистить воду от токсикантов, то есть веществ или соединений, способных оказывать вредное действие на живые организмы. Очищать же водоёмы она и её научный руководитель решили с помощью композита лигнина (сложное безуглеводное вещество, встречающееся в древесных тканях растений, часто в соединении с целлюлозой. — прим. автора) с наномагнетитом, который представляет собой наночастицы, имеющие постоянный или наведенный магнитный момент, то есть способное создавать магнитное поле и втягиваться в него.

«Увидев, что водоёмы очищают от нефтепродуктов, насыпая в них лигнин и собирая его металлическим швабрами, мы решили погружать композит лигнина с наномагнетитом в большой объем грязной воды, проводить фотодеструкцию токсикантов по Фентону и собирать магнитовосприимчивый лигнин. Процесс Фентона — это передовой процесс разложения пероксида водорода на крайне активные гидроксильные радикалы, разлагающие органические вещества (если упростить, то процесс/реакция Фентона — это реакция пероксида водорода с ионами железа, которая используется для разрушения многих органических веществ, включая токсичные — Прим.)», — рассказала она.

Фото: © Лена Грачева / Москва Меняется

Хотя такие слова, как «наночастицы» и «композит лигнина» звучат довольно сложно для школы и простому человеку кажется, что получить их не в специальной лаборатории как минимум затруднительно, по словам Федченко, это не такое уж сложное дело.

«Наночастицы магнетита были получены сонохимическим методом. Его суть заключается в том, что под действием ультразвукового излучения в растворе образуются микропустоты, схлопывающиеся с выделением достаточного для формирования наночастиц количества энергии», — пояснила она, отметив, что всё необходимое оборудование для данного процесса у них есть благодаря городским проектам предпрофобразования.

Школьница указала, что после всех проделанных манипуляций на выходе получается вода, очищенная от всех органических токсикантов в пределах нормы, установленной СанПин. Это значит, что ее  можно пить. При этом способ её очистки относительно простой и дешёвый.

«Для того, чтобы запустить процесс очистки, достаточно мощного мобильного прожектора, пероксида водорода и композита лигнин/наномагнетит. Примерная себестоимость нашего катализатора 350 руб. за 1 кг, что делает его доступным, а это, безусловно, является преимуществом перед большинством аналогов», — рассказала Федченко.

Фото: © Лена Грачева / Москва Меняется

Молодая учёная надеется на то, что на ее изобретение обратят внимание и станут использовать в промышленных масштабах. Пока же её увлечение поддерживают только родные и близкие. Если с экологией не получится, девушка пойдет в медицинский, чтобы стать хирургом. 

Автор: Данила Белов

Обложка: © Лена Грачева / Москва Меняется