Во многих промышленных районах России поверхностные воды загрязняются органическими соединениями, где фенол – один из самых распространенных. Отравление им приводит к серьезным последствиям и для человека, и для окружающей среды. В сточных водах нефтеперерабатывающих, лесо- и коксохимических предприятий содержание этого вещества может превышать 10 г/л, тогда как предельно допустимая его концентрация в водоемах составляет всего 0,001 мг/л. Существует множество способов удаления фенола, в том числе и применение активированных углей в качестве адсорбента. Чаще всего с их помощью проводят доочистку, удаляя малые концентрации загрязнителя, хотя их потенциал позволяет проводить более глубокую очистку. Ученые Пермского Политеха разработали уникальный биосорбент на основе активированных углей и микроорганизмов. Способ обеспечивает многократное использование сорбента и эффективное очищение сточных вод при больших концентрациях фенола.

Статья с результатами опубликована в сборнике «Химия. Экология. Урбанистика», 2024 год. Исследование выполнено в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».

Большим источником фенoлoв являются сточные воды процессов термической переработки твердого топлива, например, кoксoхимические предприятия, газовые заводы, газoгенератoрные станции, сланцеперерабатывающие производства, заводы жидкого топлива из угля. В них загрязнители образуются в больших количествах в качестве побочных продуктов. Например, их концентрация в стоках современного кoксoхимическoгo завода может достигать 20 г/л, при этом в сутки завод может сбрасывать в водоемы до 4-10 тонн фенола.

Бактерицидные свойства (убивающие микробы) этого вещества не позволяют напрямую отправлять фенолсодержащие сточные воды на биологические водоочистные сооружения, а превышение предельно допустимых концентраций вызывает у человека отравление, раздражение слизистых оболочек и ожоги кожи.

Существуют разные способы удаления фенола из сточных вод. Основные из них – это ионообменная и биологическая очистка, озонирование и адсорбция (поглощение) активированными углями. Однако последние сейчас применяются только для доочистки воды, содержащей малые концентрации загрязнителя. Хотя активированные угли обладают хорошими адсoрбциoнными свойствами, и с их помощью можно проводить более эффективную утилизацию фенола, чем любыми другими способами. Но после их использования отработанные по фенолу активированные угли не подвергаются регенерации и сжигаются.

– При правильном выборе сорбента можно достичь достаточно глубокой степени очистки, и тогда не придется очищать воды дополнительно. Мы создали биосорбент, представляющий собой активированный уголь, на поверхности которого иммoбилизoванны (закреплены) клетки микроорганизмов, разрушающие загрязнитель. Наша разработка значительно увеличивает эффективность процесса очистки сточных вод с высоким содержанием фенола, – рассказывает кандидат химических наук, доцент кафедры «Химия и биотехнология» ПНИПУ Елена Фарберова.

Активированные угли – это углеродные материалы с высокой степенью пористости. Но из-за небольшой емкости их применение возможно только при очистке вод с низкими концентрациями фенола. Сочетание же с биохимическим методом – использованием микроорганизмов повышает эффективность углеродных сорбентов и позволяет очищать уже высококонцентрированные сточные воды.

В ходе работы политехники выделили специальную культуру микроорганизмов – потенциальных деструктoрoв фенола – из образца активного ила водоочистных сооружений. После ее выращивания готовили раствор культуральной среды, в который погружали пробы активированных углей разных марок. Клетки микроорганизмов сорбировались и закреплялись на пористой поверхности углеродных материалов. Полученные  образцы биосорбента ученые испытывали в процессе очистки воды, содержащей фенол в концентрациях от 0,2 до 6,1 г/дм3, в очищенных пробах определяли остаточную концентрацию фенола. Степень извлечения фенола во всех случаях превышала 95%.

– Полученные результаты по утилизации загрязнителя нашим методом мы сравнивали с результатами при использовании исходного активированного угля. Оказалось, что емкость разработанного биoсoрбента в 2 раза превышает емкость чистого угля. Наибольшую эффективность, как основы биосорбента, показал образец активированного угля  марки АГ-5, которую мы и использовали в дальнейших исследованиях, – поделилась Елена Фарберова.

В большинстве случаев отработанный активированный уголь просто утилизируют, что экономически невыгодно. Разработанный же учеными ПНИПУ биосорбент дает возможность его повторного использования. Политехники предложили технологическую схему непрерывного процесса сoрбции-реактивации, где два одинаковых аппарата, заполненных биосорбентом, по переменно работают как адсорбер очистки воды и реактор его реактивации (восстановления). В таком случае жидкая культуральная среда постоянно циркулирует через слой биoсoрбента, что обеспечивает его многократное применение.

Разработанный метод может быть предложен предприятиям для организации локальной очистки сточных вод с высоким содержанием фенола до концентраций, допустимых для сброса на биологические очистные сооружения.

Представьте, что вы купили моющее средство с бактерией Bacillus subtilis, размазали его по всему своему дому и ждете, когда бактерия сделает на поверхностях полезную биопленку.

Бактерия живет в своей биопленке и ферментирует всякую грязь. Грязи становится меньше, вредных микробов становится меньше, но тех самых бактериальных ферментов будет больше. Потому что именно этими ферментами бактерия все переваривает.

Каждый раз, когда вы ходите по такому вымытому полу, вы будете поднимать в воздух мельчайшую пыль с безвредной бактерией, но вредными ферментами этой бактерии. А потом будете дышать этой пылью.

На самом деле современные моющие средства с пробиотиками считают перспективными, но неизученными. То есть вам еще предстоит опробовать их на себе.

Пойдём пробовать?

Все другие продукты, включая мясо, молочные, все овощи и даже помидоры считают низкокислотными. Они могут быть питательной средой для микроба, выделяющего ботулотоксин. Если такой низкокислотный продукт закатать без доступа воздуха, то споры могут прорасти и понаделать токсина.

Если испортилась банка с таким низкокислотным продуктом, то тут "два путя":

1. Если банка вздулась, но не протекла, то тихонечко запакуйте ее в крепкий мешок для мусора и выкиньте с обычным мусором.

2. Если банка протекла, то все усложняется. Там может быть приличная доза ботулотоксина, которым легко залезть себе в рот или в ранку на коже. От этого бывает очень опасный ботулизм. Такой банке нужна детоксикация.

Детоксикация

Тут очень осторожно! Это не шутки.

Протекшую банку надо аккуратно на бок положить в большую кастрюлю. После этого надо тщательно вымыть руки прямо в перчатках (сейчас все научились мыть руки).

Осторожно залейте протекшую банку водой так, чтобы вода ее покрывала сверху и еще на пару сантиметров. Не расплескивайте воду, потому что там уже может быть токсин.

Закройте кастрюлю крышкой и прокипятите банку в течение 30 минут. Ботулотоксин разрушается при кипячении.

После этого остудите протекшую банку и выкиньте ее вместе с крышкой и содержимым в обычный мусор.

И это еще не всё

Теперь надо вымыть кухню, холодильник, погреб или полку, на которой расплескалась эта гадость.

Ботулизмом можно заболеть, если токсин попадет в рот или на поврежденную кожу. Поэтому не снимайте перчатки, а разведите хлорку с содержанием гипохлорита натрия 5–6%. Возьмите одну часть хлорки на пять частей воды.

Так вот. Разведенной один к пяти хлоркой надо протереть (или лучше сбрызнуть из пульверизатора) все места, с которыми контактировала протекшая банка. Обработать надо все тряпки, которыми вытирали потеки, все поверхности, консервную открывалку и всё такое. Хлорку надо оставить на поверхностях на 30 минут.

Видимые и залитые хлоркой потеки консервы надо через 30 минут стереть бумажными полотенцами. Использованные полотенца надо засунуть в полиэтиленовый мешочек и только тогда выкинуть в мусор.

И это еще не всё. После вытирания потеков бумажными полотенцами надо еще раз нанести хлорку на эти поверхности и снова подождать 30 минут. Потом надо всё просто помыть. Только так можно избавиться от токсина на поверхностях.

Вот вам и протекшая банка. Сложно?

В комментариях к посту ,- Ринофима - новообразование созданное микроорганизмами, попросили фото, своих фоток нет, но вот два примера с уже сформированной ринофимой человека из интернета и второе фото с еще несформировавшейся, но уже в процессе образования ринофимы, тоже взято из интернета . Это живые люди и они не знают о своем диагнозе. И неожиданно, у меня появилась теория, как именно происходит обсеменноность (заражённость (микробами, бактериями, болезнетворными клетками). Это не связано с теорией о снижении иммунитета человека. Скажем так, что это один из наиболее вероятных факторов приводящих к появлению такого заболевания.

Фото взяты из интернета, находящиеся в свободном доступе. Если я нарушил права этих людей, я удалю пост по первому требованию.

Оказывается, у микробов может быть обмен веществ при температуре -10 или даже -15 градусов.

Это все из-за жидкой воды

В той самой вечной мерзлоте, где похоронены больные северные олени, что-то около 3% воды остается жидкой. Это такой физический феномен, который связан с частицами почвы, высоким давлением и разными растворенными в воде солями.

Есть доказательства, что даже при -60 градусах может происходить синтез ДНК и протеинов. То есть слегка подмороженные микробы вполне могут поддерживать минимальный обмен веществ и оставаться живыми.

Они похожи на зомби

Это только на первый взгляд может показаться, что микробы там прозябают. На холоде бактерии, конечно, не размножаются. Зато у них нет мутаций и прочих ошибок в ДНК, которые случаются во время роста и размножения. Старые ледниковые микробы берегут свою наследственную информацию и остаются такими же боеспособными как в молодые годы.

Они еще и не умирают. Ну то есть, когда обычная бактерия сдохнет, то она буквально развалится, а её ДНК переварится специальными ферментами. Вот только на морозе эти ферменты не работают, и ДНК остается целой.

Мало того, так еще и частицы грунта хитрым способом стабилизируют свободно плавающую бактериальную ДНК. То есть мать-земля сама бережет эту гадость.

Вот и получается, что микроб лопнул как воздушный шарик, но свою ДНК успел отправить друзьям и родственникам. Его соплеменники купаются в такой ДНК. Это для них настоящая библиотека.

Микробы умеют читать чужую ДНК. Наши родные современные микробы вроде дифтерийной палочки и стафилококка таким же образом получают от соплеменников инструкции, учатся делать ядовитые токсины или противоядия от антибиотиков.

Точно так же замурованные во льду микробы, никуда из ледника не вылезая и не посещая школу, получают подсказки от своих мертвых собратьев и могут научиться нападать на мамонта, шерстистого носорога или пещерного человека.

Лично мне не хотелось бы, чтобы такая оттаявшая реликтовая пакость начала проверять на мне свои секретные приемчики. Может я не так уж далеко ушел от того пещерного человека, и пещерная бактерия меня живьем сожрет.

К чему это всё

Все знают, что нельзя есть желтый снег. Получается, что и белый снег тоже есть нежелательно.

Если положили в морозилку кусок говядины, но не ждите, что в ней сдохнут все микробы. Так только глистов можно заморозить, но бактерии останутся.

Ну и, конечно, не раскапывайте скотомогильники в тундре. Там можно найти себе опасных приключений на то самое место.