Сойное выступление: безопасный реагент устранит последствия разливов нефти
Ученые разработали экологически безопасный реагент для удаления нефтяных разливов в условиях Арктики. В эксперименте предложенный состав позволил всего за минуту уменьшить площадь нефтяного пятна на 89–93% как при комнатной, так и при пониженных температурах. Благодаря этому новый реагент может стать эффективным средством очистки арктических морей от нефтяных разливов. Как рассказали «Известиям» разработчики, вещество может помочь и в устранении последствий загрязнения мазутом Черного моря — с его помощью можно будет убрать тонкие нефтяные пленки, оставшиеся на поверхности воды после механического забора загрязнений. Однако для этого нужны дополнительные испытания реагента, на что может уйти время.
Экологически безопасный реагент для Арктики
Ученые из Российского государственного университета нефти и газа (национального исследовательского университета) имени И.М. Губкина, Федерального исследовательского центра «Красноярский научный центр СО РАН», Института нефтехимического синтеза имени А.В. Топчиева РАН и Института общей и неорганической химии имени Н.С. Курнакова РАН разработали экологически чистые реагенты — собиратели нефти и нефтепродуктов, которые сокращают площадь разливов, стягивая тонкую нефтяную пленку на воде до толщины, при которой ее можно собрать специальными устройствами — скиммерами — или сжечь.
Готовый реагент состоит из фосфолипидов, выделенных из измельченных соевых бобов — дешевого и доступного сырья, — и изобутилового спирта. Фосфолипиды — соединения, из которых состоят оболочки (мембраны) любых живых клеток. Полученный реагент легко разлагается в окружающей среде, а потому не приводит к ее загрязнению.
Авторы смоделировали нефтяной разлив, вылив образец нефти в контейнер с водой комнатной температуры (около 22 °С) и охлажденной до 0 °С и 7 °С. После того как нефтяные пятна растеклись по поверхности воды, исследователи нанесли на воду синтезированный реагент. В итоге состав позволил всего за минуту уменьшить площадь нефтяного пятна на 89–93% как при комнатной, так и при пониженных температурах.
Действие предлагаемого реагента на модельный нефтяной разлив
Кроме того, авторы впервые изучили методами магнитно-резонансной томографии (МРТ) и ядерного магнитного резонанса (ЯМР), как реагент влияет на взаимодействие нефти с водой и образование льда в месте разлива. Эти подходы позволили определить, что присутствие реагента — собирателя нефти меняет внутреннюю структуру и текстуру поверхности льда под нефтяным пятном, а также его теплофизические свойства.
— По эффективности наш реагент превосходит большинство известных соединений для удаления разливов нефти, при этом имеет важное преимущество — он экологичен, поскольку относится к быстроразлагаемым реагентам. В дальнейшем мы планируем протестировать новый состав для удаления нефтяных пятен в природных условиях, чтобы учесть все имеющиеся в естественной среде факторы, например ветер и течения, — рассказала «Известиям» руководитель проекта кандидат химических наук, старший научный сотрудник ИНХС РАН, доцент кафедры общей и прикладной химии РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина Делгир Санджиева.
Устранение последствий разлива мазута в Черном море
Новый состав можно будет использовать и для устранений последствий загрязнения мазутом на Юге России. Однако на это потребуется время — вещество нужно испытать в регионе разлива, в том числе в штормовых условиях.
— Наш реагент разработан для устранения загрязнения акваторий тонкой нефтяной пленки. Особенно это важно для ледовых условий Арктической зоны, — отметила Делгир Санджиева. — В случае разлива мазута в Черном море, даже если он частично осядет или будет собран механическими методами, на поверхности воды будет оставаться тонкая «нефтяная» пленка из более легких компонентов мазута. Эта пленка будет нарушать газо- и теплообмен моря, и поэтому ее надо убрать. Мы можем помочь именно на данном этапе, когда «нефтяная» пленка настолько тонка, что не поддается устранению другими методами.
Также, по словам специалиста, с мазутом хорошо взаимодействует ранее разработанный в Университете нефти и газа биокомпозитный материал, состоящий из полимерной матрицы с растительным наполнителем и иммобилизованными углеводородокисляющими микроорганизмами. Данный материал сорбирует около 70 г/г мазута, а находящиеся в его составе бактерии способны утилизировать углеводороды до углекислого газа и воды.
Для применения новых технологий при устранении разлива мазута в Черном и Азовском морях необходимы промышленное производство препарата и его апробация, отметила доцент департамента экологической безопасности и менеджмента качества продукции Института экологии РУДН имени Патриса Лумумбы Татьяна Ледащева.
— Исследования такого рода важны, но следует помнить о необходимости практической апробации в каждом регионе применения до начала массового использования какого-либо препарата для борьбы с разливами нефтепродуктов (разная соленость воды, температурные условия), — подчеркнула она.
Действительно, все средства для ликвидации разлива мазута нужно тестировать в условиях Черного моря. Законодательство требует, чтобы каждая новая технология и материал проходили государственную экологическую экспертизу и сертификацию, подчеркнул в разговоре с «Известиями» координатор программы экологизации промышленности Центра охраны дикой природы Игорь Шкрадюк.
— Львиную долю мазута надо собрать, пока он преимущественно плавает и лежит на берегу комками. Химические и биологические препараты сейчас применять рискованно, так как они могут способствовать диспергированию комков на мельчайшие капельки, которые ни лопатой не собрать, ни сеткой уловить. Можно использовать лишь сорбенты для вытекшей из мазута тонкой пленки, если они не способствуют распадению комков. А когда потеплеет, должно прийти время и биологической очистки, — подчеркнул эксперт.
Что касается арктического региона, то для него сейчас разработано большое количество препаратов, в том числе содержащие в своем составе компоненты растительного происхождения. В данном случае один из компонентов препарата получен из семян соевых бобов. Лабораторные испытания показали хороший результат, отметил член Общественного совета при Минприроды России, член Общественного совета базовой организации государств — участников СНГ по экологическому образованию Владимир Пинаев.
Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Marine Pollution Bulletin.
