Лучшие умы страны и Кубани заняты сейчас тем, что разрабатывают технологии, способы и методы скорейшей ликвидации последствий ЧС в Черном море. Какие решения предлагают ученые, выяснял «АиФ-Юг».
Химики объединились
Спустя несколько дней после разлива нефтепродуктов в море в сельскохозяйственном техникуме Анапы развернули лабораторию, где с утра до ночи работали краснодарские и московские ученые. Исследователи изучали свойства мазута и разрабатывали действенные методы очистки песка и пострадавших живых существ.
«Коллеги из МГУ прибыли небольшой группой и организовали свою лабораторию на базе техникума. Для них это не первый подобный случай: ранее они участвовали в ликвидации последствий разлива дизельного топлива в Норильске в 2020 году, - рассказывает заместитель директора по учебной работе Юлия Аристова. - Специалисты работали сразу по двум направлениям. Во-первых, они исследовали промывочные жидкости и искали оптимальные комбинации реагентов, чтобы можно было очищать песок непосредственно на берегу, не вывозя его за пределы. Это позволило бы сохранить пляжи. Во-вторых, ученые разрабатывали способы извлечения мазута из водной толщи, поскольку он не всегда остается на поверхности. При низких температурах мазут может опуститься глубже, но с потеплением начинает плавать примерно на глубине 20 см, оставаясь незаметным снаружи. Для решения этой задачи химики предложили использовать бурый уголь в качестве сорбента».
Юлия Анатольевна тоже участвовала в этих исследованиях в качестве лаборанта. Опыты проводили на базе мастерской технохимического контроля виноматериалов и вина, которая как раз подошла под условия работы и с мазутом.
«Для безопасной деятельности есть нужное оборудование, включая приборы, посуду, реактивы и вытяжной шкаф, так как при работе с мазутом выделяются токсичные пары, которыми лучше не дышать. Химики также привезли с собой некоторые авторские растворы и вещества, - продолжает Юлия Аристова. - Утром и до обеда мы работали в лаборатории, испытывая различные жидкости для промывки песка, ракушек, камней, проводили опыты с углем, дробя его на разные фракции. После обеда отправлялись на пляж и продолжали эксперименты в полевых условиях».
Сети Каляева
Лучшие научные центры и институты нашей страны предлагают разные способы решения проблемы. Эксперты уже изучили 84 варианта. Среди самых перспективных идей - использование бактерий, ультразвука, магнитного порошка, специальная обработка песка и просеивание.
Практически с первых дней ЧС в Анапе находится руководитель группы проектов развития Сколтеха Владимир Каляев. Он представил решение для более быстрой и эффективной очистки Черноморского побережья от мазута с помощью полипропиленовых сетей. По словам ученого, один килограмм таких сетей собирает 25 килограммов нефтепродуктов.
«Эти сети эффективны практически везде: на дне, в толще воды, на поверхности и в зоне прибоя, - рассказывает Владимир Каляев. – Захваченные загрязняющие вещества затем безопасно утилизируются на специальных предприятиях. Этот процесс требует минимальных финансовых затрат и абсолютно безопасен для окружающей среды. Кроме того, нам удалось найти способ очистки камней, включая мелкую гальку и большие валуны. Для этого используем наши сети в комбинации с металлическими щетками. В результате нет необходимости увозить камни с пляжа на очистку».
Сейчас этот процесс идет вручную, но разработчики уже придумали метод, который можно внедрять в производство.
Среди самых перспективных идей – использование бактерий, ультразвука, магнитного порошка, просеивание.
«Полностью автоматизированная очистка возможна лишь на галечных пляжах, где применяются специальные гравитационные бетономешалки, - продолжает ученый. – Технология основана на правильном соотношении количества сепарирующих элементов и массы обрабатываемых материалов, т.е. камней. Благодаря этому мазут остается на сетях и отправляется на утилизацию, а очищенная галька возвращается обратно на пляж или в воду».
Однако для очистки больших камней требуется участие оператора, поскольку роботы еще недостаточно развиты, чтобы эффективно работать в таких сложных условиях. Обслуживание защитных сетей, которые устанавливаем вдоль моря и на глубине, тоже выполняется вручную.
Мы поинтересовались у Владимира, сколько еще времени, на его взгляд, потребуется, чтобы справиться с последствиями разлива мазута в море.
«Море – это большой и сложный живой организм. Существует немало мест, где на дне и в толще воды сконцентрированы загрязнения. В связи со сложным характером течения они могут перемещаться на значительное расстояние, поэтому, даже вычистив большую часть акватории сейчас, мы можем через какое-то время встретиться с тем, что она повторно будет загрязнена. Поэтому делать прогнозы преждевременно, но самое важное – не останавливаться на достигнутом и продолжать активно работать над очищением не только береговой линии, но и самого моря».
Уже полтора месяца Владимир находится в Анапе и пока не планирует завершать свою работу.
«Одно из моих главных увлечений в жизни – кайтсерфинг. Представьте: парящие в небе воздушные змеи и доска под ногами, а рядом – плещутся дельфины. Ощущение единения с природой настолько важно для меня, что каждый час и каждый день, проведенный здесь в напряженной работе, – это та капля, которая приближает к тому моменту, когда море и берег вернутся к состоянию, которое было до всех этих проблем. Это то, о чем я мечтаю и для чего применяю все свои знания и навыки», - сказал он.
Взлететь и распознать
Другие исследователи занимаются разработкой методов обнаружения мазута. Например, в Институте проблем управления РАН имени В.А. Трапезникова создали несколько типов беспилотных устройств для мониторинга, которые могут функционировать совместно и дополнять информацию друг друга. Эти аппараты способны работать в различных условиях: в воздухе, на суше, на поверхности воды и под водой.
«Наш мультисредный комплекс мониторинга в экологической сфере включает в себя аэростат, на который вешается полезная нагрузка. Также есть безэкипажный катер, который по полетному заданию двигается по воде. Будем тестировать и электровездеход, который может двигаться по берегу, а еще подводный дрон. Пробуем искать мазут с воздушного мониторинга, обследуем море и прибрежную часть, чтобы распознавать нефтяные загрязнения. Затем соберем данные и обработаем их», - пояснила научный сотрудник института проблем управления РАН Татьяна Галактиха.
Что предлагают студенты?
Научные исследования ведутся и в Краснодаре. Студенты и преподаватели Кубанского государственного технологического университета изучают образцы мазута, собранные после очистки, проверяют эффективность и качество предлагаемых методов утилизации нефтепродуктов.
«Ученые не первый год работают над технологиями экологичной переработки нефтепродуктов. Одной из таких является установка нефтешлама (Нефтяные шламы – это сложные физико-химические смеси, которые состоят из нефтепродуктов, механических примесей и воды. - Прим. ред.). На выходе получается материал, который можно использовать повторно, например, в качестве добавки в асфальт для улучшения его свойств и долговечности», - прокомментировал и.о. ректора КубГТУ Игорь Лагерев.
Все это достигается за счет особого процесса, - реагентного капсулирования (DCR-процесса). Как рассказали ученые, на многих предприятиях, где хранят нефть и нефтепродукты, используют большие емкости. Со временем на дне таких резервуаров скапливаются отложения, т.е. нефтешламы. Этот осадок нужно убирать, а отходы после такой очистки могут нанести вред природе. Краснодарские разработчики нашли решение этой проблемы. Они создали специальный состав на основе оксида кальция, который помогает обезвредить опасные нефтяные вещества. Этот состав «запечатывает» вредные компоненты в специальную оболочку, делая их безопасными. После обработки отходы превращаются в полезные материалы, которые можно снова использовать. В том числе активированный минеральный порошок, который добавляют в асфальт для улучшения его качества и долговечности. Также он помогает производить легкий, но прочный строительный материал – керамзит. Так отходы, которые раньше наносили вред окружающей среде, превращаются в полезные ресурсы.
Технология уже внедряется, созданы опытные установки, которые показывают хорошие результаты. Сейчас ее адаптируют для переработки мазута. Возможно, этот метод пригодится для очистки загрязненных мест на побережье Черного моря.
Убрать пленку
«Наш коллектив в настоящее время работает над созданием и внедрением в практику новых реагентов для борьбы с тонкой пленкой углеводородов на поверхности воды. Они позволяют стянуть тонкую нефтяную пленку, в результате чего она увеличивается в толщине, а площадь ее сокращается. Нельзя забывать и о той пленке, которую дает мазут, и которая остается на поверхности моря. Она препятствует диффузии кислорода в воду и, соответственно, выводу углекислого газа, мешает теплообмену и поступлению солнечного излучения. Тонкую нефтяную пленку никакими общепринятыми методами собрать нельзя. Поэтому применение реагента позволило бы убрать ее. Таким образом произойдет и очистка поверхности, и в то же время получится экономия сорбента», - рассказала доцент кафедры общей и прикладной химии РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина Делгир Санджиева.
Кстати
На Кубани действуют меры поддержки молодых ученых. Можно получить премию администрации Краснодарского края в области науки и инноваций. Ежегодно присуждается 5 премий по 300 тысяч рублей. Грантами администрации региона на общую сумму 200 млн рублей каждый год поддерживают не менее 70 научных коллективов с проектами по приоритетным направлениям развития науки, техники и технологии. Также стипендией поощряют молодежь за выдающиеся результаты в творческой, научной и учебной деятельности. Около тысячи лауреатов получают выплату по 5 тыс. рублей ежемесячно.
