Согласно исследованию ученых из Университета Шарджи, опубликованному в журнале Separation and Purification Technology, сегодня у мира есть потенциал для устойчивого управления почти миллиардом тонн зольных отходов, которые он производит каждый год, и превращения их в полезный материал для очистки воды .

Зольный мусор или токсичная зола на научном жаргоне называется «летучая зола». Она стала представлять опасность для окружающей среды по всему миру, поскольку в ней содержатся ядовитые вещества, органические загрязнители , а также растворимые оксиды металлов, которые могут вызывать серьезные химические ожоги при контакте с кожей.

«Транспортировка через континенты увеличивается, и продолжается быстрая индустриализация, что приводит к резкому росту потребления энергии. К сожалению, это привело к возникновению экологических проблем, поскольку летучая зола выбрасывается в тревожных количествах — до 1 миллиарда тонн в год», — пишут ученые.

Исследование по сути представляет собой обзор литературы по летучей золе и тому, как загрязняющее вещество, которое ежегодно производится в огромных объемах, можно сделать безвредным для окружающей среды, но, что еще важнее, оно имеет практическое применение в промышленности, экономике и жизнеобеспечении человечества.

Изучение учеными литературы подтверждает, что зола, которая является «побочным продуктом сжигания различных отходов, представляет собой серьезную проблему из-за ее воздействия на окружающую среду, почву, воду и воздух».

Однако их обзор свидетельствует о том, что «эти отходы могут быть повторно использованы для очистки воды , предлагая устойчивое решение для управления отходами и контроля качества воды».

Авторы утверждают, что ученые и промышленность уже давно ищут недорогие, легкие и прочные материалы, которые можно использовать в качестве альтернативы традиционным решениям для очистки воды.

«Среди этих материалов летучая зола выделяется как заметный вклад в эту область. Летучая зола состоит из мелких частиц, выбрасываемых из котла с дымовыми газами при сжигании угля, древесины, рисовой шелухи, жома или других горючих материалов», — отмечают ученые.

Авторы подчеркивают, что их «всесторонний обзор» призван удовлетворить, по их словам, «существенную потребность в этой области, поскольку потенциал различных источников летучей золы для целей очистки воды изучен недостаточно».

Дефицит воды является большой проблемой во всем мире, более миллиарда человек не имеют доступа к пресной воде. Дефицит усугубляется, по словам авторов, «сбросом недостаточно очищенных сточных вод с промышленных предприятий и загрязнением источников грунтовых вод».

Мир столкнулся с беспрецедентным водным кризисом : по прогнозам, к 2030 году спрос на пресную воду превысит предложение на 40 процентов. Авторы утверждают, что эта острая потребность в пресной воде «подстегнула поиск эффективных и доступных решений по очистке воды, что привело к росту интереса к повторному использованию летучей золы».

Обзор посвящен литературе за период с 2015 по 2023 год, при этом особое внимание уделяется исследованиям, опубликованным в авторитетных научных журналах.

Авторы «критически рассматривают использование летучей золы в системах очистки воды… исследуют текущие тенденции и перспективы использования летучей золы в системах очистки воды… чтобы предоставить информацию об устойчивом управлении отходами и контроле качества воды».

Авторы утверждают, что их «системный подход» заключается в предоставлении самых последних и актуальных результатов исследований ученых, занимающихся изучением того, как сделать летучую золу устойчивой, безопасной для окружающей среды и полезной для человечества.

«Наш обзор представляет… ценную информацию об эффективности и целесообразности использования летучей золы в различных процессах очистки воды», — продолжают авторы, добавляя, что они также выявили пробелы в существующих исследованиях и предоставили рекомендации по оставшимся аспектам, которые необходимо охватить в будущих исследованиях.

Статистические данные, предоставленные авторами, подчеркивают значительное производство летучей золы в мире и в различных регионах, «при этом заметный вклад вносят уголь в Китае (46%), жом сахарного тростника в Бразилии (значительная доля — 41%), рисовая шелуха в Китае (29%) и Индии (21%), а также древесная целлюлоза в Соединенных Штатах (27%) и Бразилии (15%)».

Авторы показывают, что литература раскрывает «замечательный потенциал» использования токсичной золы в системах очистки воды. Исследования, которые они рассмотрели, показывают, что экологические проблемы, связанные с летучей золой, разрешимы, и, более того, она может внести значительный вклад в развитие современной обширной области очистки воды.

Исследуя многогранные функции зольных отходов как побочного продукта различных горючих энергетических материалов, авторы показывают, что применение летучей золы «при изготовлении керамических мембран становится плодотворным направлением, позволяющим получать недорогие, гидрофильные, высокопроницаемые, низкотемпературные мембраны спекания с длительным сроком службы и исключительной эффективностью при очистке промышленных сточных вод».

«Кроме того, летучая зола служит экономичной альтернативой в фотокатализе, процессах Фентона, а также в качестве вспомогательных материалов для мембран и электродов, что соответствует экологически безопасным методам и демонстрирует высокую пригодность к повторному использованию».

Однако, несмотря на заметные достижения, выявленные в обзоре литературы, авторы упоминают множество исследовательских возможностей, требующих изучения, если мир хочет, чтобы летучая зола больше не представляла опасности для окружающей среды и вносила значительный вклад в расширение применения очистки воды.

«Устранение этих пробелов будет способствовать практическому применению материалов из летучей золы, прокладывая путь к более устойчивому и эффективному подходу к очистке воды», — заключают они.