Ученые лаборатории «Материалы для зеленой энергетики и жизнеобеспечения» Химического института им. А.М. Бутлерова совместно с сотрудниками Института экологии и природопользования Казанского федерального университета разработали экологичный хелатирующий (связывающий) агент и создали на его основе линейку многокомпонентных удобрений с микроэлементами.

О новом комплексообразователе, использование которого в химической промышленности позволит производить не только экологичные удобрения, но и в перспективе – экологичные моющие средства, рассказали руководитель разработки, ведущий научный сотрудник НИЛ «Материалы для зеленой энергетики и жизнеобеспечения» Химического института им. А.М. Бутлерова КФУ Айрат Димиев и основной исполнитель, старший научный сотрудник этой лаборатории Василий Брусько.

«Созданное нами вещество называется иминоглутаровоянтарная кислота (ИГЯК). Она призвана заместить этилендиаминтетраацетат натрия (ЭДТА), который известен также под названием "Трилон-Б" и наносит серьезный вред окружающей среде», – сообщил Айрат Маратович.

Соли этилендиаминтетрауксусной кислоты широко используются в целлюлозно-бумажной промышленности для связывания тяжелых металлов. С этой же целью комплексообразующий агент ЭДТА или его аналоги входят в состав практически всех синтетических моющих средств, говорит ученый. Меньшим по объему, но не менее важным по значению является использование ЭДТА в виде хелатора (связывающего агента) при изготовлении многокомпонентных удобрений с микроэлементами для сельского хозяйства.

Основной недостаток ЭДТА – его низкая биоразлагаемость, что ведет к накоплению его в почвенных и грунтовых водах. Этилендиаминтетраацетат натрия не вреден для человека и животных, но он – мощный связывающий агент, который связывает тяжелые металлы, переводит их в растворимые формы, и дальше они со сточными водами попадают в водоемы.

«Важно отметить, что существующие очистные сооружения не способны уловить ЭДТА. Особую тревогу экологов вызывают микроэлементные удобрения на основе этого хелата. Общий объем ЭДТА, используемый в сельском хозяйстве, относительно небольшой, однако при внесении удобрений непосредственно в почву отсутствует даже теоретический шанс их улавливания. Из почвы они попадают в грунтовые воды, и оттуда – в природные водоемы. Вот откуда в рыбе берутся тяжелые металлы», – пояснил химик.

По словам Айрата Димиева, идея создания ИГЯК принадлежит выпускнику химфака Казанского университета 1990 года, кандидату химических наук Булату Гарифуллину.

«Исследования по этой теме были начаты в КФУ два года назад сотрудниками НИЛ "Перспективные углеродные наноматериалы" Химического института КФУ в виде инициативного проекта, и уже впоследствии поддержаны средствами КФУ, выделенными на выполнение темы "Материалы для устойчивой энергетики и жизнедеятельности". Разработка ведется в рамках программы "Приоритет–2030"», – пояснил доктор химических наук А. Димиев.

На сегодняшний день на основе иминоглутаровоянтарной кислоты в КФУ разработаны многокомпонентные удобрения с микроэлементами Zn, Cu, Fe, Mo, Mn, B.

«Биоразлагаемость, а также стимулирующая рост растений активность новых препаратов была изучена коллективом сотрудников Института экологии и природопользования КФУ под руководством Светланы Юрьевны Селивановской. Новые препараты не только оказались биоразлагаемыми, но и заметно превзошли коммерческий препарат на основе ЭДТА по эффективности стимуляции роста растений. Салат-латук, выращенный экологами с применением удобрения на основе нового комплексообразователя значительно превзошел по биомассе тот, который подкармливали удобрением на основе ЭДТА», – проинформировал А. Димиев.

Результаты исследования представлены в журнале Американского химического общества Journal of Agricultural and Food Chemistry.

Как рассказал ученый-химик, еще в конце XX – начале XXI века в придонных слоях европейских рек и озер было обнаружено запредельное содержание ЭДТА и связанных им тяжелых металлов.

«В Европе были приняты срочные меры, и на сегодняшний день в большинстве стран Европы использование ЭДТА либо запрещено полностью, либо находится под серьезными ограничениями, – заметил Айрат Димиев. – У нас пока такого запрета нет. Мы надеемся, что созданный нами комплексообразователь найдет широкое применение, тогда наши реки станут значительно чище. Хочу сказать, что ЭДТА – не единственный загрязнитель рек. Некоторые недобросовестные производители моющих средств используют еще более губительные для окружающей среды соединения».

В. Брусько рассказал, что синтез ИГЯК, а также микроэлементных удобрений на его основе выполнен из недорогих доступных исходных реагентов и в полном соответствии с принципами (требованиями) «зеленой» химии.

«Во всей цепочке производственного процесса не образуется абсолютно никаких побочных продуктов», – подчеркнул он.

По словам Брусько, созданный в КФУ комплексообразователь безвреден и имеет невысокую стоимость, то есть обладает явным конкурентным преимуществом по сравнению с ЭДТА. На его основе можно производить не только удобрения, но и моющие средства.

Разработка ученых КФУ запатентована (название патента «Применение биоразлагаемого хелатообразующего агента для удобрения микроэлементами»).