Сорбенты на основе железа против мышьяка: обзор с участием ВОДАКОМ вышел в Separation and Purification Technology

Научный обзор с участием ВОДАКОМ вышел в журнале Separation and Purification Technology (Elsevier, 2025)

В международном журнале Separation and Purification Technology опубликован обзор «Recent progress in the removal of arsenic using iron oxide and oxyhydroxide based sorbents» — о сорбентах на основе соединений железа для очистки воды от мышьяка. Исследования по этой теме ВОДАКОМ инициировал и финансирует до сих пор. Соавтор обзора от компании — Рамис Гулов (ООО «Водоком», Махачкала).

Над работой вместе с ВОДАКОМ работали учёные Дагестанского государственного университета, Института проблем геотермии и возобновляемой энергетики ОИВТ РАН, Дагестанского государственного медицинского университета, Национального института инженерных исследований окружающей среды CSIR-NEERI (Индия) и Университета Гюстава Эйфеля (Франция).

Зачем это исследование

По оценке ВОЗ, около 140 млн человек в 50 странах пьют воду, в которой мышьяка больше допустимых 10 мкг/л. Многие скважины не используются из-за мышьяка, а там, где другого источника нет, люди пьют такую воду и болеют.

Для Дагестана проблема прямая. В артезианской воде северных районов республики мышьяк превышал гигиенический норматив в 97% проб, а в отдельных пробах — в 50 раз.

Что вошло в обзор

Авторы собрали и проанализировали последние работы по сорбентам на основе гидроксидов, оксигидроксидов и оксидов железа — Fe(OH)₃, FeOOH, Fe₂O₃, Fe₃O₄ — и композитов на их основе:

• методы получения сорбентов: осаждение, гидротермальный синтез, золь-гель, термическое разложение, электрохимический синтез;
• эффективность удаления мышьяка и факторы, которые на неё влияют;
• механизм сорбции: физическая адсорбция на поверхности сорбента и хемосорбция с образованием комплексов мышьяка с соединениями железа;
• устройство адсорбционных колонн;
• регенерация и повторное использование сорбентов.

Главные выводы

1. Сорбенты на основе соединений железа позволяют полностью удалить мышьяк из подземных вод и использовать их для питьевого водоснабжения.
2. Порошковые сорбенты не годятся для проточных систем. Они создают большой перепад давления и уносятся с водой. Поэтому развиваются композиты: соединения железа на носителях — углеродных материалах, SiO₂, Al₂O₃.
3. Трёхвалентный мышьяк As(III) токсичнее и удаляется хуже. Перспективно сочетать предварительное окисление As(III) до As(V) с последующей сорбцией.
4. Большинство исследований проведено в лаборатории, в статическом режиме. Регенерация и повторное использование сорбентов изучены мало.

Что это значит для нашей разработки

Обзор сформулировал требования к сорбенту для проточной колонной очистки. Он должен:

• просто и недорого производиться;
• гранулироваться и сохранять прочность в потоке воды — гранулы не должны распадаться;
• удалять и As(V), и As(III);
• иметь высокую сорбционную ёмкость, селективность и скорость адсорбции;
• регенерироваться и использоваться повторно.

На эти требования опирается разработка ВОДАКОМ. Сейчас мы создаём бытовые версии сорбента, сохраняя фильтрационную ёмкость загрузки, а для промышленного сектора подбираем метод промышленного производства. Подробнее — в статье «Сорбент против мышьяка: почему не обратный осмос».

Нужна очистка скважинной воды от мышьяка? Предложим пилотные испытания на воде вашего источника.

Публикации

1. Isaev A.B., Nabi S., Omarov G., Gulov R., Isaeva M.A., Nidheesh P.V., Oturan M.A. Recent progress in the removal of arsenic using iron oxide and oxyhydroxide based sorbents // Separation and Purification Technology. 2025. Vol. 360. Art. 131220. doi:10.1016/j.seppur.2024.131220
2. Abdulmutalimova T.O. Arsenic contamination of drinking water and health risk assessment in Dagestan region, Russia // Arsenic in the Environment: Bridging Science to Practice for Sustainable Development. CRC Press, 2024. P. 292–294. doi:10.1201/9781003317395-120
3. Абдулмуталимова Т.О., Ревич Б.А. Оценка канцерогенного риска для здоровья населения, связанного с повышенным содержанием мышьяка в питьевой артезианской воде Северного Дагестана // Гигиена и санитария. 2017. Т. 96, № 8. С. 743–746. Статья
4. Isaev A.B., Shabanov N.S., Orudzhev F.F., Giraev K.M., Emirov R.M. Electrochemical Synthesis and Photocatalytic Properties of α-Fe₂O₃ // Journal of Nanoscience and Nanotechnology. 2017. Vol. 17. P. 4498–4503. doi:10.1166/jnn.2017.14199
5. Magomedova A., Isaev A., Orudzhev F. et al. Magnetically Separable Mixed-Phase α/γ-Fe₂O₃ Catalyst for Photo-Fenton-like Oxidation of Rhodamine B // Catalysts. 2023. Vol. 13. Art. 872. doi:10.3390/catal13050872