Технология разрушения перхлората дополнит существующие системы водоочистки

Химики из Калифорнийского университета в Риверсайде создали катализатор на основе наночастиц рутения для разрушения перхлората. Технология работает при комнатной температуре и нейтральном pH, что позволяет перерабатывать концентрированные отходы водоочистных станций.

Катализатор представляет собой наночастицы рутения, модифицированные органическим соединением цис-DACH. Система превращает перхлорат в безопасный хлорид-ион при нормальном атмосферном давлении. Реакция не требует нагрева или специальных условий. Результаты исследования опубликованы в журнале ACS Central Science под руководством доцента Цзиньюнь Лю.

Ключевое отличие новой разработки — устойчивость к нитратам, которые часто встречаются вместе с перхлоратом. Предыдущие каталитические системы теряли активность при контакте с этим загрязнителем. Рутениевый катализатор последовательно нейтрализует нитраты, а затем расщепляет перхлорат. Это исключает необходимость многоступенчатой очистки и упрощает процесс.

Технология предназначена для переработки отходов ионообменной очистки воды. Водоканалы используют резервуары с гранулами смолы, которые притягивают отрицательно заряженные ионы перхлората. Насыщенные гранулы накапливают токсичное вещество, но не разрушают его. Их приходится утилизировать как опасные отходы или регенерировать с образованием концентрированных стоков.

Новый катализатор может уничтожать перхлорат после его улавливания смолой. Это позволит повторно использовать гранулы и сократить объем опасных отходов. Разработка актуальна и для очистки промышленных сточных вод с высокой концентрацией загрязняющих веществ. Такие стоки образуются на предприятиях оборонной промышленности и при утилизации взрывчатых веществ.

Перхлорат используется в производстве ракетного топлива, взрывчатых веществ и пиротехники. Вещество загрязнило грунтовые воды вблизи военных объектов и промышленных площадок по всей территории США. При попадании в организм оно блокирует усвоение йода щитовидной железой и нарушает выработку гормонов. Наибольшему риску подвергаются беременные женщины, младенцы и дети младшего возраста.

В Калифорнии действует ограничение на содержание перхлората в питьевой воде — не более 6 частей на миллиард. Агентство по охране окружающей среды США разрабатывает первый общенациональный стандарт. Ожидается, что это повысит спрос на технологии очистки воды и переработки отходов перхлората.