«Магнитная губка» очистит арктические воды от разливов нефти
Учёные Тольяттинского государственного университета (ТГУ) и Саратовского государственного технического университета имени Ю.А. Гагарина (СГТУ) нашли способ сделать ликвидацию нефтяных аварий в Арктике быстрой и управляемой. Они разработали сорбенты, которые не только впитывают нефть при экстремально низких температурах, но и благодаря магнитным свойствам легко извлекаются после очистки.
Разработка направлена на решение одной из самых острых экологических проблем, связанных с активным освоением нефтяных месторождений арктического шельфа, где сосредоточены значительные запасы углеводородов. Разливы при добыче или транспортировке в этом регионе представляют особую опасность. Низкие температуры, лёд и уязвимые экосистемы требуют специальных технологий.
В условиях Арктики холод играет двойственную роль: с одной стороны, повышенная вязкость нефти и ледяной покров могут замедлять её растекание, но с другой – они же препятствуют естественному биохимическому разложению, способствуя образованию устойчивых эмульсий и толстой нефтяной плёнки. Это означает, что для спасения хрупкой арктической экосистемы критически важны скорость и технологичность методов ликвидации разлива.
Представленные сорбенты были созданы именно как инструмент для такого быстрого и эффективного ответа. Они произведены из вторичного сырья: полиэтилентерефталата (ПЭТ), древесных опилок и ферритизированных гальваношламов. Эта инженерная находка не только повышает экономическую целесообразность технологии, но и вносит вклад в экономику замкнутого цикла, утилизируя промышленные отходы.
Лабораторные испытания в модельной морской воде (вода с солёностью 32-35%, имитирующая условия северных морей) подтвердили выдающиеся характеристики новых сорбентов. Они демонстрируют сверхбыструю скорость работы, поглощая более 99% нефтяной плёнки всего за 20 минут – это в полтора-два раза быстрее, чем у существующих коммерческих аналогов. Критически важной для Арктики является их способность сохранять высокую эффективность в условиях экстремального холода: при температуре –5 °C нефтеёмкость материалов достигает 22 граммов нефти на грамм сорбента, что значительно превосходит показатели популярных на рынке средств, таких как «Спилсорб» (9,0 г/г) или «Ньюсорб» (4,6–9,0 г/г).
Ещё одним инновационным преимуществом стало удобство извлечения: один из видов сорбента, содержащий ферритизированный гальваношлам, обладает магнитными свойствами. Это позволяет быстро и полностью собирать отработанный материал с поверхности воды с помощью магнита, сводя к минимуму трудозатраты и риск вторичного загрязнения. Материалы также отличаются высокой стабильностью: благодаря выраженной гидрофобности (краевой угол смачивания составляет 130–140°) они устойчивы к намоканию и могут сохранять плавучесть на воде до 96 часов, что имеет ключевое значение для длительных операций в открытом море.
– Для Арктики важна не только эффективность, но и технологичность решения. Часто после сорбции сложно собрать материал, особенно среди льда или у береговой линии. Наш магнитный сорбент решает именно эту проблему, делая процесс ликвидации разлива более управляемым и менее трудозатратным, – поясняет Елена Татаринцева, кандидат технических наук, доцент института инженерной и экологической безопасности ТГУ и один из авторов исследования.
Результаты исследования были опубликованы в журнале «Теоретическая и прикладная экология». Это рецензируемый научный журнал, публикующий результаты фундаментальных и прикладных исследований учёных России и зарубежных стран в области экологии, охраны окружающей среды и рационального природопользования.
Сейчас учёные ТГУ и СГТУ работают над оптимизацией технологии для масштабного производства и открыты для партнёрства с нефтегазовыми компаниями для проведения пилотных испытаний в реальных условиях.