«Вылечить» море. Томские учёные создали уникальную природоохранную технологию

Экологи подсчитали: один литр нефтепродуктов, разлитых на поверхности воды, убивает жизнь в 40 тысячах литров — доступ кислорода прекращается и морской фауне просто нечем дышать. А килограмм почвы, в который попадают всего два грамма нефти — это килограмм мёртвой почвы, в ней не смогут жить ни растения, ни насекомые, ни большинство видов микроорганизмов, за исключением бактерий, способных переваривать углеводородные цепочки. Результат токсичного воздействия попавшей в водоём нефти на человека — по меньшей мере отравления и аллергии, а в худшем случае онкология и генные мутации. Причём по степени опасности нефтяным пятнам дадут фору донные отложения тяжёлых фракций нефти — их сложнее удалить из воды и находиться на дне, убивая большую часть биомассы, они могут бесконечно долго.

Технологиями очистки донной нефти учёные озадачились ещё в 2010 году, когда в мексиканском заливе после взрыва газа и мощного пожара затонула нефтяная платформа компании British Petroleum. 87 дней нефть текла в воды залива и опустилась на глубину 1100 метров. По информации РИА «Новости»: «в результате аварии погибли или пострадали около 82 тысяч птиц, более шести тысяч морских черепах, свыше 25 тысяч морских млекопитающих и огромное количество рыб. В районе экологической катастрофы погибли практически все улитки и другие беспозвоночные животные. Утечка нефти привела к массовой гибели растений, удерживающих почву в соляных болотах на побережье Флориды и Луизианы, что ускорило эрозию почвы и захват территории суши морем».

Учёные Томского государственного университета к тому моменту уже семь лет работали над собственной технологией очистки дна водоёмов от углеводородов, не имеющей аналогов ни в нашей стране, ни за рубежом. Называется она «Аэрощуп». В её основе принцип флотации. Если говорить на понятном неспециалисту языке, то это использование способности частиц вещества «приклеиваться» к воздушному пузырьку и вместе с ним сквозь толщу воды со дна подниматься на поверхность. «Аэрощуп» запускают процесс с помощью помпы, откачивающей воду, специального механизма, насыщающего эту воду воздухом, и трубопровода большого диаметра, доставляющего «газированную» воду обратно на дно. Микропузырьки цепляют молекулы нефти и тянут их вверх.

Эта технология уже неоднократно успешно апробирована на пресных водоёмах. Впервые — на озере Щучьем в Заполярье. Тогда со дна подняли почти 160 тонн нефти. В Ханты-Мансийском АО томские учёные с помощью «Аэрошупа» смогли в 50 раз снизить содержание нефти на дне озера Большое. Географический перечень реализованных экологических проектов год от года продолжает расширяться. Параллельно разработчики совершенствуют технологию. Идёт процесс создания роботизированного комплекса, способного работать на морских глубинах. В этом году проект вошёл в ТОП-300 федерального конкурсного проекта «Сильные идеи для нового времени».

 Мы попросили рассказать о технологической динамике уникального изобретения Андрея Анатольевича Трифонова, директора малого инновационного предприятия ТГУ ООО «Аэрощуп», инженера кафедры ихтиологии и гидробиологии Биологического института Томского государственного университета.  

— Андрей Анатольевич, расскажите, пожалуйста, с чего начинался проект «Аэрощуп» и как модернизирован комплекс на сегодняшний день? 

— Первый эксперимент по использованию водо-воздушной смеси для удаления нефтепродуктов с водного объекта со дна был проведён в 2003 году с ООО «НТО Приборсервис» с привлечением специалистов Томского государственного университета для разработки технологии, и показал свою эффективность. С тех пор у нас происходит постоянная работа над модернизацией технологии и оборудования. Последний этап модернизации происходит именно сейчас. После того как в России в прошлом году, вы знаете, в Керченском проливе произошёл разлив мазута, нас пригласили органы власти Краснодарского края, МЧС, ФГБУ «Морспасслужба» для того, чтобы мы могли испытать свою технологию в морских условиях. Мы провели эти испытания и показали, что технология способна работать в морских условиях с высоковязкими углеводородами при низких температурах.

— Ваша технология — единственная в России — прошла государственную экологическую экспертизу Росприроднадзора. В чём её главные преимущества перед существующими? 

— Главное преимущество нашей технологии заключается в том, что в отличие от традиционных методов, которые предлагают для удаления нефтяного загрязнения со дна процесс выкачивания нефтесодержащего грунта, с дальнейшей глубокой переработкой. В нашем случае нет необходимости удалять грунт в месте загрязнения. Мы в водном объекте отделяем загрязнение от грунта и удаляем исключительно нефть, что многократно сокращает экономические затраты и ущерб водному объекту. 

На сегодняшний день мы сосредоточены на разработке роботизированного комплекса по удалению нефтепродуктов со дна. И, соответственно, в него заложены основы нашей технологии, но они сопряжены ещё и с технологиями телеуправляемых подводных аппаратов, что упрощает работу и уменьшает опасность для человека. На сегодняшний день подобного рода работы выполняют водолазы вручную, собирая лопатами со дна мазут в мешки, и переносят их на поверхность. 

С помощью нашей технологии со дна может быть удалена не только нефть, но также и пластик. Мы подтвердили это в ходе лабораторных экспериментов и уже провели полевые испытания по применению флотационной технологии для пластикового мусора, получив положительные результаты. Хотя на сегодняшний день в этом направлении пока оборудование не развиваем.

— Каков коммерческий потенциал «Аэрощупа»? Есть уже примеры применения технологии российским или зарубежным бизнесом? 

— Коммерческий потенциал этого проекта достаточно высок. Мы проводили испытания не только в России, но и в условиях Евросоюза до 2022 года, и была проведена положительная экспертиза этого проекта. Мы испытывали оборудование в порту города Риги, где поднимали со дна портовой зоны нефтепродукты на поверхность и удаляли их. Кроме того, проводили испытания в Юго-Восточной Азии, в Индонезии, где также получили положительные результаты. Не секрет, что объём перевозок нефти и нефтепродуктов морским транспортом растёт. Соответственно, периодически происходят аварии с разливами нефтепродуктов. И больше всего таких инцидентов, пускай небольших, но очень частых происходит именно в портовых зонах. Исходя из общения с зарубежными коллегами, мы убедились в том, что как бизнес-услуги по очистке дна, особенно портовых зон, востребован всё больше. Поэтому сейчас мы находимся на этапе подготовки технического задания и поиска финансирования на разработку опытного образца роботизированного комплекса по очистке дна от нефтепродуктов.

— А какова его производительность? 

— По нашим прогнозам, производительность данного комплекса будет достаточно высокой. До 25 тонн нефти в сутки сможет поднимать одна роботизированная установка. Для примера, такой же объём нефтепродуктов удалить может команда водолазов, состоящая из 80 человек. Что само по себе и дорого, и трудно, ну и не везде можно, надо признать, потому что это достаточно большие глубины, где проблематично использовать водолазов для таких работ. 

— Для того чтобы адаптировать «Аэрощуп» с управляемым подводным роботом, вы уже сотрудничаете с производителями такого оборудования? Есть у нас в России такие? 

— На самом деле мы работаем не одни, у нас есть партнёры, это АО «Обуховское» из Санкт-Петербурга. Это производитель специализированного судового оборудования, который имеет 30-летний опыт работы с беспилотными подводными аппаратами на огромных глубинах. Стоит сказать, что нашими партнёрами создавались и создаются аппараты, способные работать на глубине до 6 тыс. метров. Так что в этом отношении потенциал у проекта значительный.

— «Аэрощуп» вошёл в ТОП-300 конкурсного проекта «Сильные идеи для нового времени». Что это даёт команде разработчиков? В чём, на ваш взгляд, реальная польза форума? 

— Да, действительно, в этом году «Аэрощуп» вошёл в финалисты конкурса «Сильные идеи для нового времени», организованным Агентством стратегических инициатив, и получил высокую оценку экспертов. Агентство стратегических инициатив взяло наш проект под своё кураторство, тем самым помогая продвигать нашу разработку как на федеральном уровне, так и в среде промышленных предприятий и инвестиционных структур. Кроме того, могу поделиться свежей информацией – на прошлой неделе мы получили награду, стали победителями Национальной экологической премии фонда имени В. И. Вернадского в номинации «научные разработки», как лучшая экологическая технология в Российской Федерации. Почти 400 заявок было подано на конкурс, и вот отобрали только 19. Наш проект вошёл в это число победителей.

Вот такая у нас история. Мы не стоим на месте, продолжаем движение и надеюсь, что в ближайшее время наш роботизированный комплекс сможет спасать водные экосистемы не только в России, но и в точках экологического напряжения во всём мире, коих очень много на нашей планете.

— Спасибо, Андрей Анатольевич! Успехов вам и вашим коллегам. 

Текст: Марина Неупокоева

Фотографии предоставлены героем публикации