Нанотехнологии в управлении сточными водами: новая парадигма очистки сточных вод

Чистая и безопасная вода является фундаментальной потребностью человека, необходимой для многостороннего развития общества и процветания экономики. Стремительный рост численности населения, расширение промышленного производства, урбанизация и интенсивное сельское хозяйство привели к образованию сточных вод, которые не только сделали воду загрязнённой, но и превратили её в источник смертельной опасности. Ежегодно миллионы людей умирают от заболеваний, передающихся при употреблении воды, загрязнённой опасными патогенами. Хотя за последние несколько десятилетий были исследованы различные методы очистки сточных вод, их применение ограничивается многочисленными недостатками, включая использование химических веществ, образование побочных продуктов дезинфекции (DBPs), значительные затраты времени и высокую стоимость. Нанотехнологии — манипулирование веществом на молекулярном или атомном уровне для создания новых структур, устройств и систем с улучшенными электронными, оптическими, магнитными, проводящими и механическими свойствами — становятся перспективным направлением, продемонстрировавшим значительный потенциал в различных областях, включая очистку сточных вод. Наноматериалы характеризуются высоким отношением площади поверхности к объёму, высокой чувствительностью и реакционной способностью, высокой адсорбционной ёмкостью и лёгкостью функционализации, что делает их подходящими для применения в очистке сточных вод. В данной статье рассматриваются разрабатываемые методы очистки сточных вод на основе нанотехнологий, включая адсорбцию и биосорбцию, нанофильтрацию, фотокатализ, дезинфекцию и сенсорные технологии. Кроме того, в обзоре освещаются судьба наноматериалов в процессе очистки сточных вод и риски, связанные с их применением.