南乌拉尔国立大学（SUSU）的科学家们提出了一种可以清洁水体中重金属并阻止其返回环境的材料。该阻隔剂的工作已经对因某真实经营企业的活动而污染的水样进行了测试，并取得了积极的成果。在高级期刊《纳米材料》（Q1）上发表的一篇文章中描述了吸附机制和阻断剂材料对环境的影响。
南乌拉尔国立大学的科学家们正在创造一种新型的材料—阻断剂。 他们正在研究用于水净化的吸附剂。水体的重金属污染是所有工业地区都存在的一个严峻问题，包括车里雅宾斯克地区。消除冶金和机械制造企业的这种后果是SUSU科学家在该校优先—2030计划的战略项目 "先进材料合成和开发的基本基础 "框架内正在进行的工作之一。
阻隔材料的特点是增强了重金属阳离子的阻断作用：其表面有纳米中心，可以交换晶格阳离子和阴离子，用于交换水溶的或土生的环境污染物。
材料科学和材料物理化学系副教授、技术科学副博士塔季扬娜·朗辛格解释说，阻断剂和其他用于吸附的材料之间的根本区别在于自我调节和脱碳的效果：
“一旦污染物离子被吸收到自我调节的阻断系统中，就开始形成一个带有大气二氧化碳参与的保护性表层，该表层由复杂的碳酸盐组成，覆盖在材料表面，并将系统变成一个环境安全的场所，最简单的植被在其上生长。”
阻断剂的原材料是天然的环保材料。在研究了其成分的物理化学性质后，科学家们确定了最佳的化学成分、各相成分的比例、各元素的强度特性和活性纳米中心的数量。例如，他们成功发现，阻断剂的结构中必须存在能够进行阳离子交换的固体溶液，才能使溶解在水体中的重金属进入固相。
科学家们建立了一个理论模型，在此基础上，他们合成了实验室和原型材料。它们在乌拉尔矿业和冶金公司 (UMMC)，模型溶液和地表下以及在有人为污染的土壤中进行了测试。
图：测试阻断剂材料的吸收性能
根据实验，高浓度模型溶液中铈阳离子（放射性核素模拟物）的去除率在与阻断剂材料接触8天后达到100%，铜—100%，镍—90.3%，锌—96.31%。铁在4天内被完全清除。
在UMMC样品中，与阻隔材料接触7天后，砷的浓度降低了62.5倍，镉降低了30倍，铜降低了125倍，铁降低了247倍，锰降低了590倍，镍降低了7.5倍，锌降低了674倍。
“X射线相位分析显示，合成的阻断剂材料的主要成分是 MgO-CaO-SiO2的硅酸镁钙、奥克曼石 (2CaO MgO 2SiO2)、蒙脱石 (CaO MgO SiO2) 和镁铝石 (3CaO MgO 2SiO2) )。阻断材料的存在阻止了重金属从土壤到水中的转移。 2 周后，砷、镉、钴、镍和铅在有阻断材料存在的土壤中的水提取物中消失。在与阻断剂接触三个月后，最简单的生命形式出现在死土上，被破坏的环境的恢复过程开始了。”塔季扬娜·朗辛格补充道。
研究结果表明，阻断剂材料可以在实践中使用。它们同时降低水中所有溶解的重金属的浓度，尽管它们的浓度范围在高度污染的样品中相差几十倍。与UMMC就这一主题的联合工作将于2022年开始。
南乌拉尔国立大学 (SUSU) 是一所数字化转型大学，在许多主要的领域引领创新研究，发展科学技术。学校按照俄罗斯联邦科技发展战略，重点发展数字工业、材料科学和生态学领域的大型科学交叉学科项目。在科技年，南乌拉尔国立大学将参加优先-2030计划。该大学履行乌拉尔世界级跨区域科学和教育中心区域项目办公室的职能。