Эффективные технологии очистки и активации воды с помощью плазмы импульсных разрядов разрабатывает международная команда ученых из России, Китая и ЮАР, сообщает 2 ноября пресс-служба Томского научного центра СО РАН, сотрудники которого принимают участие в проекте.

Проект, рассчитанный на три года, реализуется при поддержке Минобрнауки России в рамках программы многостороннего научно-технологического взаимодействия с иностранными организациями и должен быть завершен в 2024 году. Объем финансирования проекта предполагается в размере 15 млн рублей.

В его реализации принимают участие также Институт сильноточной электроники (ИСЭ) СО РАН, Институт электротехники Китайской академии наук, Университет Западного Мыса (ЮАР), кроме того, предполагается участие сотрудников Института химии нефти (ИХН) СО РАН, а также преподавателей и студентов Томского государственного университета.

Завлабораторией оптических излучений ИСЭ СО РАН, руководитель проекта с российской стороны Дмитрий Сорокин сообщил: «Каждый научный коллектив приступит к реализации задач по тем направлениям, в которых он уже сформировал научный задел и достиг определенных успехов».

Так, в лаборатории оптических излучений уже давно ведутся исследования по формированию импульсных разрядов в газовых средах. В данном проекте ученые ИСЭ СО РАН проведут фундаментальные исследования действия электрического разряда в водных и парогазовых средах на загрязнители различной природы.

Кроме того, будут проведены исследования воздействия воды, обработанной разрядом, на сельскохозяйственные культуры.

«Механизмы очистки и активации водных растворов имеют много общего. В результате зажигания электрического разряда образуется большое количество различных азот- и кислородсодержащих активных частиц, в том числе ионов, оксидов азота, пероксида водорода», — пояснил Дмитрий Сорокин.

В водном растворе, обогащенном такими активными частицами, процессы начинают протекать более эффективно, разрушая загрязняющие вещества. Кроме того, частицы с оксидами азота имеют ту же основу, что и сельхозудобрения, поэтому такая активированная вода далее может быть использована для обработки и замачивания посевного материала.

Специализацией другого участника научной группы, старшего научного сотрудника ИСЭ СО РАН Эдуарда Соснина являются исследования воздействия электрического разряда и плазмы на биологические объекты.

Полученные им совместно со специалистами из Сибирского ботанического сада ТГУ результаты свидетельствуют о положительном влияние воздействия активированной воды на семена некоторых сортов пшеницы.

В 2023 и 2024 годах к изучению этих процессов подключатся химики и биологи. В полевых условиях подвергнувшиеся предварительной обработке водой, активированной плазмой электрического разряда, зерна пшеницы пройдут испытания на всхожесть и другие параметры. Ученые проследят полный цикл жизни растения — от семени до сбора урожая.

Результатом трехлетнего исследования станет технология плазменной очистки воды, которая может быть использована в сельском хозяйстве.

Китайские и российские ученые совместно будут изучать физические свойства импульсных разрядов в жидких и парогазовых средах, а с исследователями из Южной Африки будет проводиться разработка модуля для обеззараживания водных растворов на основе газоразрядных ламп, источников жесткого ультрафиолетового излучения, — так называемых эксиламп.

Этот модуль должен войти в состав комплекса, работающего на основе диэлектрического барьерного разряда и предназначенного для очистки водных стоков от отходов фармацевтических производств.