Разработка метода контроля и очистки почвы, загрязнённой тяжёлыми металлами с использованием наноструктурированных сорбентов

Данная исследовательская работа предусматривает возможность очистки загрязненных тяжелыми металлами почв наноструктурированными сорбентами из растительных остатков. В качестве объекта исследования были взяты образцы почвы городов Алматы, Семей, Актау и Риддер, а также проведен процесс сорбции биосорбентами из рисовой шелухи, сосновых почек и подсолнечника. Проведены физико-химические исследования (СЭМ, BET, РФА) образцов, приготовленных путем карбонизации сорбентов в атмосфере аргона при температуре 800°С. Результаты показали, что сорбенты обладают высокой пористостью и развитой поверхностью, что увеличивает их адсорбционную способность. В 5-дневных экспериментах по адсорбции марганец (Mn) и рубидий (Rb) были эффективно сорбированы всеми сорбентами (30-70%). При этом подсолнечная шелуха показала, что она эффективно поглощает рубидий, сосновые почки-марганец и стронций, а рисовая шелуха-железо и рубидий. Полученные результаты показывают, что углеродные наносорбенты, полученные из растительных остатков, способны эффективно очищать почвы, загрязненные тяжелыми металлами, и подходят для использования в качестве экологически безопасного физико-механического метода.

1. Cheng, S., Chen, T., Xu, W., Huang, J., Jiang, S., & Yan, B.. Application research of biochar for the remediation of soil heavy metals contamination: a review// Molecules. – 2020. – Vol. 25(14). – P. 3167.

2. Saparov, G., Dutbayev, Y., Amanzholkyzy, A., Islam, K. R., Tireuov, K., Hakimov, N., & Kozlov, A. Assessing Heavy Metal Contamination for Soil Reclamation: Implications for Sustainable Urban Development// Journal homepage.– 2024. – Vol. 19(6). – P. 2197–2204.

3. Zhyrgalova, A., Yelemessov, S., Ablaikhan, B., Aitkhozhayeva, G., & Zhildikbayeva, A. Assessment of potential ecological risk of heavy metal contamination of agricultural soils in Kazakhstan// Brazilian Journal of Biology. – 2024. – Vol. 84. – P. e280583.

4. Li, Z., Zheng, Z., Li, H., Xu, D., Li, X., Xiang, L., & Tu, S. Review on rice husk biochar as an adsorbent for soil and water remediation// Plants. – 2023. – Vol. 12(7). – 1524.

5. Ali, Qasim & Zia, Ahmed & Kamran, Muhammad & Shabaan, Dr-Muhammad & Zulfiqar, Usman & Ahmad, Muhammad & Iqbal, Rashid & Maqsood Muhammad. Nanoremediation for heavy metal contamination: A review// Hybrid Advances. – 2023. – Article 100091.

6. Emenike, E. C., Adeleke, J. A., Iwuozor, K. O., Egbemhenghe, A., Bello-Hassan, M. T., Adu, A. O., & Adeniyi, A. G. Application of Rice Husks-Based Biochar for Removal of Pollutants from Water and Wastewater// Separation &Purification Reviews. - 2025. – P. 1–22.

7. Igalavithana, A. D., Lee, S. E., Lee, Y. H., Tsang, D. C., Rinklebe, J., Kwon, E. E., & Ok, Y. S. Heavy metal immobilization and microbial community abundance by vegetable waste and pine cone biochar of agricultural soils// Chemosphere. – 2017. – Vol. 174. – P. 593–603.

8. Cecire, R., Diana, A., Giacomino, A., Abollino, O., Inaudi, P., Favilli, L., & Malandrino, M. Rice Husk as a Sustainable Amendment for Heavy Metal Immobilization in Conta-minated Soils: A Pathway to Environmental Remediation// Toxics. P. – 2024. – Vol. 12(11). – 790.

9. Asadi, H., Ghorbani, M., Rezaei-Rashti, M., Abrishamkesh, S., Amirahmadi, E., Chengrong, C. H. E. N., & Gorji, M. Application of rice husk biochar for achieving sustainable agriculture and environment// Rice Science, – Vol. 28(4). – P. 325–343.

10. Duman, G., Onal, Y., Okutucu, C., Onenc, S., & Yanik, J. Production of activated carbon from pine cone and evaluation of its physical, chemical, and adsorption properties// Energy & fuels. – 2009. – Vol. 23(4). – P. 2197–2204.

11. Amar, M. B., Walha, K., & Salvadó, V. Valorisation of pine cone as an efficient biosorbent for the removal of Pb (II), Cd (II), Cu (II), and Cr (VI)// Adsorption Science & Technology. – 2021. – Article 6678530. .

12. Duwiejuah, A. B., Abubakari, A. H., Quainoo, A. K., & Amadu, Y. Review of biochar properties and remediation of metal pollution of water and soil// Journal of Health and Pollution. – 2020. – Vol. 10(27). – P. 200902.