Недорогой природный минерал может стать основой фильтров для удаления лекарственных загрязнений из сточных вод. В экспериментах российских ученых бентонит связал до 95% окситетрациклина – антибиотика, который применяется в том числе в животноводстве.
Проблема таких загрязнений заключается не только в присутствии остатков лекарств в окружающей среде. Попадая в воду и почву, антибиотики создают условия для отбора устойчивых к ним бактерий. В сельскохозяйственных почвах они также способны воздействовать на полезную микрофлору и растения и вмешиваться в процессы образования гумуса.
Вместо разработки сложного искусственного сорбента специалисты Тульского государственного педагогического университета имени Л.Н. Толстого испытали природный бентонит с месторождения Саригюх в Армении. У этого материала пористая структура и большая площадь поверхности, благодаря чему его частицы способны удерживать молекулы различных соединений.
Эффективность проверяли при концентрации окситетрациклина от 138 мг до 4,6 г на литр, меняя температуру, продолжительность контакта и кислотность раствора. Лучше всего минерал работал в кислой среде. Количество оставшегося препарата определяли методом высокоэффективной жидкостной хроматографии.
Отдельно ученые выяснили, что происходит с антибиотиком после его поглощения глиной. Для этого использовали дафний — мелких водных ракообразных. Ранее было установлено, что 1,15 г чистого окситетрациклина на литр воды приводит к гибели половины таких организмов. Когда препарат связывался с бентонитом, даже при концентрации 4,6 г/л погибло 37% дафний. Это указывает на существенное уменьшение биодоступности и токсического действия связанного антибиотика, хотя полностью безопасным материал при таких условиях назвать нельзя.
Практическое применение ученые видят прежде всего в очистных сооружениях. Бентонитом можно заполнять фильтрующие колонны или использовать его в проницаемых барьерах, через которые проходит загрязненная вода. Еще один возможный вариант – внесение минерала в загрязненные почвы для связывания остатков лекарственных веществ и снижения их доступности для микроорганизмов и растений.
Теперь исследователи проверяют глину на гентамицине, хлорамфениколе и стрептоциде. Для некоторых других препаратов природный бентонит работает хуже из-за особенностей заряда молекул, поэтому поверхность минерала планируют модифицировать. Если технологию удастся адаптировать к широкому спектру лекарств, дешевый природный сорбент может стать одним из инструментов борьбы с антибиотическим загрязнением сточных вод и почв.
