Сорбенты – наше настоящее и будущее

Успешно поработали

С 18 по 22 сентября в Белгородском государственном университете прошла II Всероссийская научная конференция с международным участием «Сорбенты как фактор качества жизни и здоровья». В ее работе приняли участие более 60 ученых из Германии, Казахстана, Украины, Узбекистана и различных городов России (Москвы, Санкт-Петербурга, Воронежа, Белгорода).

Большой интерес у слушателей вызвали пленарные лекции профессора Ольденбургского университета Франка Ресснера, члена научного совета РАН по адсорбции и ионному обмену, заведующего лабораторией Института физической химии РАН А.А. Фомкина, лауреата государственной премии В.М. Мухина На секционных заседаниях выступили также молодые ученые, в том числе – аспиранты и магистранты БелГУ. Гости конференции отметили интерес наших студентов к проблемам сорбентов и сорбции.

Инициаторами проведения конференции с такой широкой тематикой, объединяющей химиков, материаловедов, биологов, медиков, животноводов, выступили три кафедры – кафедра физической, коллоидной и органической химии (профессор А.И. Везенцев), кафедра анатомии и физиологии человека и животных (профессор Е.А. Липунова) и кафедра биохимии (профессор А.А. Шапошников).

Оргкомитет конференции

Земля – пока единственная планета,

на которой может жить человек. Буйная зелень, пресная вода, спектр режимов температуры и влажности. За последние десятилетия многое изменилось. Десятки испытанных единиц ядерного оружия. Тысячи действующих заводов. Сотни производственных катастроф. И, согласитесь, всё это не может благоприятно воздействовать на биосферу нашей планеты.

Но есть шанс сохранить шаткий баланс человека и природы. И этот шанс – в применении сорбентов. В процессе своей деятельности – адсорбции – они способны поглощать тяжёлые металлы, ядовитые соединения: радионуклиды, нитраты. Свойства природных и синтетических сорбентов позволяют применять их для очистки атмосферы от газопылевых выбросов, водоёмы – от сбросовых вод промышленности. Но ценность сорбентов не только в способности защищать окружающую среду. Они могут поглощать и токсины, выделяемые бактериями, микроскопическими грибами и вирусами. Деятельность сорбентов в живом организме – это не только связывание и выведение из него определённых ионов или молекул, но и способность оказывать биологически активное действие путём прямого или опосредованного влияние на обмен веществ. Поэтому достаточно широко сорбенты используются в медицине, животноводстве, ветеринарии, пищевой и фармацевтической промышленности.

С 18 по 22 сентября в БелГУ прошла посвящённая 130-летию БелГУ II Всероссийская научная конференция с международным участием «Сорбенты как фактор качества жизни и здоровья». В ходе конференции обсуждались все возможности применения сорбентов.

Адсорбция последствий радиационных катастроф

В окружающую среду в результате аварии на Чернобыльской АЭС в 1986 году попали радиоактивные изотопы различных химических элементов, в том числе изотоп стронция. К зоне распространения «утяжелённого» стронция относятся и юго-восточные районы Белгородской области. Авторы научной работы: Л.Ф. Голдовская-Перистая, А.И. Везенцев, Н.А. Сиднина (БелГУ) – предположили наличие такого загрязнителя в природных средах Белгородской области, так как этот изотоп стронция не опасен только через 28 лет после аварии – таков период его полураспада. Кроме радиоактивного изотопа, устойчивые изотопы стронция могут попадать в природные воды Белгородской области со сточными водами предприятий, производящих строительные материалы, так как применяемый в производстве мел обычно содержит примесь соединений стронция. Поэтому актуальной является проблема разработки методов очистки воды от стронция. Адсорбция – наиболее эффективный метод.

В качестве исследуемого сорбента авторами научной работы были выбраны глины Купинского месторождения Шебекинского района. Удалось экспериментально доказать, что купинская глина является более активным и эффективным сорбентом, чем древесный и активированный уголь. Применение данной глины позволило уменьшить концентрацию ионов стронция в растворе-образце в 4 раза.

«Сбор» природных красителей

В плодах, цветках, листьях и других частях растений содержатся обеспечивающие окраску природные пигменты - антоцианы. Эти вещества в настоящее время рассматриваются как потенциальные природные красители для пищевой и фармацевтической промышленности. Экспериментально доказан широкий спектр биологической активности антоцианов.

Учёные БелГУ и БГТУ им. В.Г. Шухова – В.И Дейнека, А.Н. Чулков, Л.А. Дейнека, А.В. Шамшуров – в своей научной работе исследовали способность слоистых минералов сорбировать антоцианы.

Слоистые минералы способны сорбировать значительные количества органических соединений не только за счёт поверхности сорбции, но и за счёт проникновения веществ в межслоевые пространства. Слоистые сорбенты могут сводить до минимума неизбежное извлечение из раствора нежелательных сопутствующих веществ.

Авторы указали, что в серии исследований, выполненных в БелГУ, «установлен качественный и количественный состав антоциановых комплексов плодов и цветков большого числа растений, выращиваемых в условиях Белгорода». Белгородская флора является богатым источником природных биологически активных соединений. И исследование сорбционных способностей слоистых минералов – вклад в создание собственных технологий выделения антоцианов из растительного сырья.

Сорбент-старатель

Учёные Казахстанского национального центра по комплексной переработке минерального сырья РК и Института ветеринарии и животноводства КазНАУ С.В. Ефремова, Ю.И, Сухарников и Л.В. Бунчук исследовали углеродный сорбент, способный составить конкуренцию дорогостоящим сорбентам, ввозимым в Казахстан из-за рубежа. Дело в том, что в настоящее время на золотоизвлекательных предприятиях широко используется угольно-сорбционная технология извлечения золота, а в Казахстане нет собственного промышленного производства активных углей.

Учёные предложили в качестве сырья для производства углеродных сорбентов использовать лигнин рисовой шелухи – отход целлюлозного производства. К тому же это вещество значительно повышает загрязняющую способность сточных вод предприятий целлюлозной промышленности и утилизация его крайне необходима.

При оценке сорбента важно учитывать не только его сорбционную ёмкость, но и его селективность, то есть выборочность по отношению к ценному компоненту. «Проведённые исследования, - подчёркивают авторы работы, - показали, что уголь на основе лигнина рисовой шелухи характеризуется высоким сродством к ионам золота».

Перспективность активных углей из лигнина рисовой шелухи обусловлена в том числе и низкой себестоимостью по сравнению с традиционными сорбентами.

О главном – о здоровье

Успехи современной фармхимии неизбежно сопровождаются побочными эффектами, поэтому усилия ученых направлены на их снижение, поиск более эффективных медикаментов или замену лексредств натуральными веществами, применение которых всё расширяется. Стали использоваться некоторые виды глин и шунгит. Эти природные сорбенты не только способствуют выведению токсинов и тяжёлых металлов из организма, но и стимулируют иммунитет. Эта способность обеспечивает прекрасный результат при лечении воспалительных заболеваний слизистой и кожи. Опытом применения энтеросорбентов (пероральных сорбентов) поделились учёные Казахстанского республиканского научно-исследовательского центра охраны здоровья матери и ребёнка, Центра физико-химических методов исследования и анализа КазНУ им. аль-Фараби и ТОО «Лечебные минералы».

Применение сорбентов на основе хлопкового лигнина в клинической практике рассмотрено в научной работе М.Г. Исмаиловой, сотрудника Узбекского научно-исследовательского химико-фармацевтического института им. А.С. Султанова.

Сотрудники БелГУ В.П. Илющенко и Е.А. Липунова шагнули вперёд, продумав возможность создания селективного энтеросорбента, то есть сорбента, который бы действовал в организме выборочно.

Энтеросорбция занимает важное место среди методов детоксикации. Применение сорбентов без специфического механизма связывания ядов влечёт за собой истощение организма по жизненно важным веществам. Этот фактор ограничивает методичное использование неселективных (невыборочных) энтеросорбентов.

В процессе лечения, при быстром всасывании создаются неестественные перепады концентрации лекарственных препаратов в крови. В таком случае могут применяться селективные сорбенты, выступающие в качестве дозаторов.

Это лишь некоторые вопросы из рассмотренных на конференции. И помимо указанных научных работ, были заслушаны и обсуждены доклады учёных БелГУ, других российских вузов, вузов и научно-исследовательских центров Украины, Белоруссии, Турции, Германии. Очевидно главное - возможности сорбентов не ограничены. При нынешних темпах и тенденциях развития промышленности – за сорбентами будущее.

Лидия Лазарева