Наночастицы железа могут решить проблему загрязнения от свиного навоза в Китае

Свинина составляет не менее 60% всего потребляемого в Китае мяса, но её популярность наносит серьёзный ущерб окружающей среде. Новое исследование китайских и австралийских учёных предлагает устойчивое решение для снижения избыточного количества меди в 3,8 миллиардах тонн свиного навоза, который используется как органическое удобрение.

Хотя медь в малых дозах — необходимый питательный элемент, её высокие концентрации (её добавляют в корм для стимуляции роста) токсичны для растений, почвы, воды и человека.

Исследователи из Фуцзяньского педагогического университета (Китай) и Университета Южной Австралии показали, что добавление зелёных синтезированных наночастиц железа (G-nFe) в свиной навоз нейтрализует количество биодоступной меди в стоках, снижая экологические риски.

Эксперименты показали, что добавление G-nFe в компост из свиного навоза привело к снижению:

• обменной меди на 66,8%,
• карбонатно-связанной меди на 47,5%,
• меди, связанной с оксидами железа-марганца, на 15,4%.

«Этот процесс позволил преобразовать свободную медь в менее биодоступную форму, снизив потенциал её поглощения растениями», — отмечает соавтор исследования, адъюнкт-профессор Гэри Оуэнс.

Уровень остаточной меди сначала вырос на треть в первые пять дней, но затем снизился на более 60,9% за весь период компостирования.

Контекст проблемы:

• Китай ежегодно выращивает около 628 миллионов свиней, являясь крупнейшим в мире производителем свинины.
• Почти половина из 3,8 млрд тонн образующегося навоза обрабатывается недостаточно.
• Тяжёлые металлы и органические загрязнители вызывают широкомасштабное загрязнение окружающей среды.

Зелёные синтезированные наночастицы железа уже широко применяются для очистки воды и почвы из-за их экономической эффективности, низкой токсичности и высокой поглощающей способности. Однако данное исследование — первое, в котором изучается их использование в органическом компосте для очистки от тяжёлых металлов.

«Это исследование представляет собой значительный шаг вперёд в решении проблемы загрязнения тяжёлыми металлами сельскохозяйственных отходов», — говорит адъюнкт-профессор Оуэнс.

Исследователи планируют протестировать эффективность G-nFe в более крупных системах компостирования со свежим навозом, чтобы стимулировать внедрение этой технологии в животноводстве и секторе компостирования.

Результаты исследования опубликованы в журнале Science of the Total Environment.