Подсолнух, целлюлоза, стекло: Продукты, которые спасут при нефтеразливах

Нижневартовск. Нефтеразливы – одна из самых актуальных экологических проблем в нефтегазовой отрасли, а 2020 год показал, что до ее решения еще далеко. В этом году российское правительство обязало компании располагать возможностями для устранения нештатных ситуаций. Вопросом ликвидации экологических загрязнений заинтересовались ученые и научные институты.

Агентство нефтегазовой информации подготовило обзор разработок российского ученого сообщества, представленных в 2020 году, где в качестве помощников при сборе загрязнений выступают шелуха подсолнуха, фосфатные стекла, живые микроорганизмы и другие вещества.

Сорбент из целлюлозы

Осенью 2020 года в Институте химии Коми научного центра УрО РАН создали сорбент для сбора нефти с поверхности воды, способный составить конкуренцию импортным аналогам.

В основу нового продукта легли отходы лесопереработки, поэтому он экономичен. Один грамм сорбента вбирает в себя более девяти граммов нефтепродукта. Нефтяную пленку он убирает за несколько секунд и удерживает ее в течение месяца.

"Основой сорбента является целлюлоза. Она обладает достаточно хорошей пористой структурой и поверхностная обработка награждает его абсорбцией и адсорбцией, то есть он поглощает и внутрь себя, и поверхностью. Сорбент можно отжать, нефть, которая выделяется при этом, может быть очищена и вновь направлена в цикл", - рассказала заведующая лабораторией химии растительных полимеров Института химии ФИЦ КНЦ УрО РАН Елена Удоратина.

После первого применения сорбент не теряет своих свойств и может использоваться повторно до пяти раз.  "Разработка химиков может составить успешную конкуренцию американским и канадским аналогам", -  сообщил заведующий отделом органического синтеза, химии и технологии растительных веществ института химии ФИЦ КНИ УрО РАН Александр Кучин.

Микроорганизмы и гуминовые кислоты

Ученые Естественнонаучного института ТулГУ представили научную разработку, которая позволяет за считанные дни очистить почву и воду от загрязнений нефтепродуктами. В основе метода - взаимодействие микроорганизмов и гуминовых кислот.

Грунт восстанавливается примерно за неделю, вода - за двое суток.

В основе биокомпозиции - природный сорбент. Его получают из гуминовых кислот, а их - в свою очередь - из торфа. В состав сорбента добавляют микроорганизмы, способные разлагать нефть. Это соединение либо наносят на почву, либо добавляют в воду.

Ученые предлагают применять созданную биокомпозицию не только на тех участках, где разлив нефти произошел в результате ЧП, но и там, где долгое время накапливаются нефтезагрязнения из-за специфики работы предприятий или организаций.

Гранулы из фосфатных стекол

В Высшей школе технологии и энергетики Санкт-Петербургского государственного университета промышленных технологий и дизайна разработали препарат, разлагающий нефтепродукты, в том числе при низких температурах. Такое свойство продукта позволяет очищать от нефтяных загрязнений воду и почву.

Разработка стала продолжением исследований в области создания минеральных удобрений пролонгированного действия на основе фосфатных стекол. Их уникальные свойства позволили создать технологию получения пористых гранул. Они и стали носителем биопрепарата, способного очистить от нефтяных загрязнений воду и почву.

"На пористые стеклофосфатные гранулы иммобилизуются клетки микроорганизмов-нефтедеструкторов, которые разлагают углеводороды и очищают почву или воду от нефтяных загрязнений... После разложения нефтепродуктов микроорганизмы отмирают и становятся звеном пищевой цепочки для аборигенной микрофлоры", - прокомментировал новинку один из ее авторов, доцент Высшей школы технологии и энергетики СПбГУПТД Алексей Хлыновский.

Биосорбент и микроорганизмы

Красноярские ученые разработали биосорбент, действие которого способно спасти экосистему Таймыра.

В состав препарата входят выделенные из почв в местах загрязнений нефтеокисляющие микроорганизмы, способные разлагать нефть. Они начинают размножаться, используя в качестве питательных веществ сами нефтепродукты и органическое вещество препарата.

Биосорбент не требует сбора и утилизации, он разлагается вместе с нефтью, при этом восстанавливается растительный покров, отметили авторы разработки в СибГУ им. М.Ф. Решетнева.

Использование сорбентов позволяет значительно минимизировать экологический ущерб, оперативно удалить нефтепродукты с поверхности грунта и воды. Данные технологии основаны на естественных процессах самовосстановления и самоочищения природной среды.

Сорбент из подсолнечника

Ученые из Южного федерального университета (ЮФУ) разработали сорбент из шелухи подсолнечника, с помощью которого можно удалять с поверхности воды мазут, масло и нефть.

«Мы разработали технологию получения углеродистого биосорбента из шелухи подсолнечника и технологию получения композитного биосорбента с магнитными свойствами», - рассказал один из разработчиков, лаборант-исследователь кафедры почвоведения и оценки земельных ресурсов Илья Лобзенко.

Композитный биосорбент производится путем пиролиза - термического разложения органических и неорганических соединений. Затем продукту придаются магнитные свойства методом соосаждения, получая магнитные частицы из водно-солевого раствора через добавление основания (амиака водного) в инертной атмосфере.

Сорбент из волокна

Ученые Российского экономического университета им. Г. В. Плеханова (РЭУ) разработали экологически безопасный и полностью биоразлагаемый сорбент.

По словам экспертов, материал для сбора нефти и нефтепродуктов является инновационной разработкой и по характеристикам не уступает мировым аналогам. Его преимущество в контролируемой биоразлагаемости в течение 1-2 месяцев после использования в среде сорбата (растворяемого вещества, в данном случае нефти).

Сорбент представляет собой нетканый волокнистый материал на основе природных биополимеров, полученных с помощью передовой технологии электроформования.

Исследователи объяснили, что биодеградация (разложение) сорбента протекает быстро за счет специальных микроорганизмов. Они содержатся в нефти, сорбированной в природных условиях, и легко утилизируют природный биополимер. Это исключает стадию отжима сорбента с целью отделения нефти. В результате вторичная переработка нефти становится более технологичной и экономически выгодной.

Напомним, самая нашумевшая экологическая катастрофа в этом году произошла под Норильском 29 мая. В результате чрезвычайной ситуации федерального масштаба из резервуара на территории ТЭЦ-3 выплеснулось около 21 тыс. тонн дизеля. Также в этом году во время шторма на Таймыре при перекачке сырой нефти произошел аварийный отрыв судна от берега, трубопровод разгерметизировался, - в реке Хатанга и на суше оказалось 1000 литров горюче-смазочных материалов. Реку Ангара в этом году загрязняли дважды. В начале марта на нефтебазе в селе Рыбное прорвало трубопровод. Нефтепродукты образовали пятно площадью 8 тысяч кв.м, часть дизтоплива разлилась на территории реки Ангара. В октябре 2020 года в районе вахтового поселка Новая Кежма при перекачке дизельного топлива с баржи в реку произошел разлив около 500 литров дизельного топлива. В Находке в результате аварии на складе котельной произошёл разлив около 2,5 тыс. тонн нефтепродуктов на площади около 1 га, часть мазута попала на озеро Солёное и его береговую линию.