Швейцарию вполне заслуженно называют золотым хабом мира. Ежегодно через эту страну проходит около 2600 метрических тонн золота (статистика за 2011 год). При том, что мировая добыча золота составляет 2700 метрических тонн (2011 г). Здесь же находятся четыре из крупнейших в мире очистительных завода для очистительной переработки драгоценного металла до до высокой чистоты 99,99% (проба 999,9). Поскольку в страну поступает не только официально добытые слитки, но и металл, скупленный у населения, то эксперты примерно оценивают, что в средний год Швейцария перерабатывает 70% мирового золота.

Не секрет, что в отходах человеческой жизнедеятельности, как и мировом океане, можно найти половину таблицы Менделеева, в том числе редкоземельные и драгоценные металлы, которые содержатся там в небольшой концентрации. Ничего удивительного, что в «золотой столице» мира канализация тоже богата благородным металлом. Вполне возможно, что в швейцарских отходах концентрация золота гораздо больше, чем в московских. Но только в России этим вопросом пока не задавались, а швейцарские учёные тщательно измерили концентрацию золота, серебра и других элементов в сточных водах.

Ежедневный слив в канализацию 62 различных элементов на одного жителя Швейцарии. Иллюстрация: Федеральный институт водных наук и технологий

Это первое в мире настолько подробное и методичное изучение концентрации химических элементов в донных отложениях на очистных сооружениях сточных вод. Швейцарские химики взяли пробы на 64 очистных сооружениях во всех кантонах. Они составили подробную таблицу с указанием концентрации каждого элемента на каждой очистительной станции. Также подсчитали, какую массу каждого вещества ежедневно сливает в унитаз каждый гражданин страны (то есть какая масса каждого химического элемента в канализации приходится в среднем на одного жителя). Этот показатель колеблется от нескольких микрограммов (например, золото, иридий, лютеций) до более чем миллиграмма (например, цинк, скандий, иттрий, ниобий, гадолиний) и более чем 1 грамма в день (фосфор, железо, сера).

Золото на очистительных заводах Швейцарии очищается до высокой чистоты 99,99% (проба 999,9). Судя по размеру, каждый слиток на фотографии весит 250 г. Фото: Reuters

Доклад о концентрации элементов в сточных водах недавно опубликовал Швейцарский федеральный институт водных наук и технологий, входящий в структуру Швейцарских федеральных институтов технологии (ETH).

По оценке учёных, ежегодно по канализации проходит около 43 килограммов золота. Кроме того, в унитаз ежегодно смывается:

• 3000 кг серебра;
• 1070 кг гадолиния;
• 1500 кг неодима;
• 150 кг иттербия;
• и т. д.

В самом деле, канализация — это настоящее золотое дно, где бесследно исчезают миллионы долларов. Стоимость пропадающего золота и серебра примерно одинакова — по 1,5 млн швейцарских франков ($1,8 млн) для каждого металла. Остальные перечисленные металлы тоже стоят немалые деньги. Если бы учёные научились эффективно добывать их из сточных вод, это стало бы неплохим источником ценного материала.

Взятие пробы донных отложений на очистном сооружении Werdhölzli в Цюрихе

Поскольку крупнейшие заводы по переработке золота находятся в Швейцарии, то можно предположить, что здесь концентрация золота в канализации выше, чем в среднем по миру. Измерения в разных регионах страны подтверждают эту теорию. На диаграмме видно, что концентрация золота и платины на килограмм отходов в разных регионах страны отличается в сто раз. В кантоне Юра со значительно повышенной концентрацией золота, рутения и родия находятся заводы по производству часов. В другом кантоне Тичино с повышенной концентрацией золота и платины находятся заводы по очистке драгоценных металлов. Учёные даже считают, что такая высокая концентрация позволяет подумать о промышленной добыче золота и платины из сточных вод.

Концентрация золота на килограмм донных отложений на очистных сооружениях в разных регионах Швейцарии

Концентрация платины на килограмм донных отложений на очистных сооружениях в разных регионах Швейцарии

Проводя это исследование, учёные не ставили цель определить возможность коммерческой добычи. Их в первую очередь интересовало, какой процент разных химических элементов в реках Швейцарии попадает туда из сточных вод. Например, выяснилось, что 83% гадолиния в реки попадает именно из канализации, также как 24% цинка, 7% лития и 1% мышьяка. Что касается фосфора, то здесь измерения подтвердили предварительную оценку: 50% фосфора попадает в реки из сточных вод.

Швейцарцы также хотели проверить выводы, которые сделали немецкие экологи относительно критической концентрации редкоземельных металлов лантана и самария в Рейне. Замеры показали, что в Швейцарии такой проблемы нет.

Научная статья опубликована 3 июля 2017 года в журнале Environmental Science & Technology (doi:10.1021/acs.est.7b01731, pdf).