В конференции приняли участие представители из разных регионов и городов России (Москва, Хабаровск, Пермь, Красноярский край, Санкт-Петербург, Республика Коми, Республика Якутия, Нижний Новгород, Тюмень), а также из Белоруссии, Азербайджана, Сербии, Нигерии и Кении. На конференции были представлены доклады по трём направлениям: очистка акваторий от нефтяных загрязнений, сорбционные технологии сбора и деструкции нефтепродуктов и современные технологии для восстановления почв после нефтяных загрязнений.
Один из участников конференции, руководитель учебно-научного комплекса физико-химических основ защиты окружающей среды ИФХЭ РАН, кандидат технических наук Сергей Владимирович Остах рассказал «Ъ-Науке» о разработанном в ИФХЭ РАН перспективном комплексном подходе для ликвидации загрязнений, объединяющем физико-химические методы, биоремедиацию и фитотехнологии.
— Принято считать, что главная проблема – это крупные разливы, как в Керченском проливе. А как обстоят дела на самом деле? Насколько серьезна ситуация с нефтяными загрязнениями в целом?
— Загрязнение почв и акваторий нефтью и нефтепродуктами – очень большая экологическая проблема, с которой приходится иметь дело. Считается, что самое масштабное происшествие последних лет – крушение танкеров в Керченском проливе в декабре 2024 года. Тогда нефтепродукты распространились на расстояние до 60–90 км от места крушения, достигнув побережья Анапы и Севастополя. Возможность восстановления традиционного отдыха в Анапской здравнице до сих пор под вопросом.
Но на самом деле нефтяные загрязнения – это реалии нашего времени. Разливы нефти и нефтепродуктов с танкеров или из-за прорыва труб происходят регулярно. Коллеги на конференции оценили количество аварий в России примерно в 2 тыс. в год. Если учитывать мелкие протечки, на уровне бочки или цистерны, то число будет в несколько раз больше. Опять же нефть нефти рознь. В категорию «нефтепродукты» входят более 400 наименований. Многие из них токсичны, канцерогенны, мутагенны. Также существуют продукты трансформации нефти, например бензапирен, которые формально не относятся к нефтепродуктам, но от этого не становятся менее вредными.
— Давно возникла эта проблема?
— Давно. Нефтяные загрязнения не являются особенностью нашего времени. Например, в Грозненском нефтяном районе, старейшем в России, загрязнения накапливались с конца XIX века. «Товарищество нефтяного производства братьев Нобель» (одним из братьев был тот самый Альфред Нобель, которого мы знаем как изобретателя динамита и создателя Нобелевской премии) в пригороде Баку сливало в нефтешламмовые амбары тяжёлые фракции нефти, которые оставались после выделения ценного «лампового керосина».
Но загрязнения XIX – первой половины XX века носили иной характер: это были не разовые катастрофы, а хроническое насыщение земли и воды нефтепродуктами из-за использования примитивных технологий добычи нефти, ее хранения и переработки. Они были повсеместным явлением. Долгие годы рядом с каждой скважиной копали яму (тот самый «амбар»). Туда сливали буровой шлам, отработанный раствор и воду с нефтью. Гидроизоляции не было, разве что дно ямы обмазывали глиной. По всей стране мы видим огромные площади глубоко пропитанной нефтью земли, которые до сих пор не рекультивированы.
— Что изменилось в последние годы в области ликвидации нефтеразливов?
— Всем стало понятно, что для ликвидации нефтезагрязнений кустарных методов недостаточно. Нужен научный подход. В настоящее время взаимодействие государства с учёными приобретает все более системный характер. Учёные различных институтов, включая ИФХЭ РАН, ведут системную работу по созданию природоподобных технологий для борьбы с нефтеразливами. О значимости наших результатов свидетельствует поступившее обращение за помощью из арабского мира, территории которого недавно пострадали от нефтеразливов. Можно сказать, что наука и государство работают в тандеме: государство через нацпроект ставит задачи и финансирует их, а учёные предлагают прорывные решения – от умных сорбентов для песка и магнитно-управляемого извлечения сорбированной нефти с акватории до водорослей-биофильтров или биоремедиации с помощью биоактивированных сорбентов, как это предлагается в нашем методе.
— В чем суть биоремедиации?
— Биоремедиация основана на способности микроорганизмов «переваривать» токсичные загрязнители и производить нетоксичные воду и углекислый газ. В загрязнённых почвах за десятилетия сформировались консорциумы бактерий, которые пусть постепенно, но разлагают нефть. Природа восстанавливается, к сожалению, медленнее, чем человек ухитряется её отравлять. Поэтому задача учёных – ускорить и усилить способность природы к восстановлению. Для этого надо значительно увеличить количество микроорганизмов в почве, обеспечить их питательными веществами и кислородом и закрепить их в почве.
Основа нашего метода – активация аборигенных микроорганизмов. Для успешной детоксикации концентрация бактерий-нефтедеструкторов должна быть значительно выше природной. Мы её искусственно увеличиваем: в почву вводится до 10 тыс. раз больше бактериальных единиц, чем присутствует в естественной среде.
Перед внесением в почву бактерии иммобилизируются на сорбентах. Получается биокомпозит. Используются природные сорбенты – осадочные породы, содержащие остатки водорослей из древних шельфовых морей. Это активные сорбенты, содержащие фосфор и калий. Они также являются поверхностно-активными веществами и впоследствии служат природным удобрением для растений. Корни этих растений укрепляют грунт, что очень важно, потому что бактерии, разлагая нефть, выделяют углекислый газ, тем самым размягчая почву. Дождь или ветер способны разрушить нежный покров, но растения препятствуют эрозии.
Для ускорения восстановления добавляются гуминовые кислоты. Это биополимеры, которые являются элементами питания растений и всегда присутствуют в почве. Растения усваивают гуминовые кислоты вместе с металлами и нефтепродуктами и встраивают их в свою биомассу.
Таким образом, мы сочетаем хемосорбцию, биологическую деструкцию и фиторекультивацию. Сегодня биоремедиация рассматривается как один из самых многообещающих подходов к восстановлению плодородия почв, отравленных нефтепродуктами и тяжелыми металлами.
— Какие бактерии вы используете?
— Из почв, долгое время загрязнённых нефтепродуктами, в том числе из почв в окрестностях Баку, были выделены бактерии-нефтедеструкторы. Коллекция насчитывает восемь основных бактерий, и, скорее всего, она не будет сильно расширяться. По-разному сочетая эти бактерии, мы формируем консорциумы.
Одновременно мы используем не менее двух бактериальных штаммов. Один из них отвечает за разложение нефтепродуктов, другой стимулирует развитие корневой системы у растений, которые обладают устойчивостью к нефтяному загрязнению и способны закрепиться на этой территории.
— А не может так получиться, что бактерии приведут к развитию заболеваний в этой местности?
— Принцип биоремедиации – использовать непатогенные бактерии. Кроме того, очень важно, чтобы внесенные бактериальные консорциумы не конфликтовали, а, наоборот, способствовали развитию уже присутствующих в почве аборигенных бактерий. Если бактерии начинают уничтожать друг друга, они выделяют вещества, которые могут быть канцерогенами для человека. Поэтому при подготовке к детоксикации сначала берется проба загрязненного грунта и изучается её микробный состав. В 90% случаев удается обнаружить один из восьми штаммов нашей коллекции. Тогда весь бактериальный консорциум строится вокруг этого штамма. Это очень хорошо: в почву не нужно ничего вносить чужеродного, а достаточно увеличить количество аборигенных микроорганизмов и дать им питание. Так можно полностью исключить вероятность того, что при ошибочном применении технологии образуются канцерогенные вещества.
— А если штамма из коллекции в пробе грунта нет?
— Тогда можно выделить штамм-нефтедеструктор из образца грунта и вырастить нужное количество бактерий. Коллеги, занимающиеся непосредственно ликвидациями аварий, говорили: «Каждая авария уникальна. Для её ликвидации надо создавать свой метод». Точно так же не существует универсального нефтедеструктора, который был бы эффективен при любых загрязнениях. Бактериальный консорциум необходимо подбирать индивидуально для каждого случая в зависимости от структуры почвы, её состава, кислотности, влажности, температуры, в зависимости от состава нефти, наличия тяжёлых металлов, а также от присутствия в почве других бактерий.
— Ваш метод был испробован?
— Мы провели пилотный проект на хуторе Воскресенский в Краснодарском крае. Вы знаете, это то место, куда свозили замазученный песок с пляжей Анапы и где жители жаловались на крайне неблагоприятную экологическую обстановку.
Также мы работали с образцами замазученных песков, которые получили из Дубая и из Омана. Совместно с индустриальными партнерами мы можем адаптировать природоподобные технологии под разные почвенно-климатические условия.
— Какие дальнейшие планы по использованию и развитию метода?
— Сейчас формируется инновационный, природно-технологический межинститутский объединённый консорциум, в котором будет участвовать наш Институт. ИФХЭ РАН стоял у истоков исследований по определению нефтепродуктов в почвах, изучению возможностей их трансформации и разработке методов удаления. В 2026 году по инициативе директора Института, члена-корреспондента РАН Алексея Константиновича Буряка был создан учебно-научный Центр физико-химических основ защиты окружающей среды ИФХЭ РАН.
Сейчас всем понятно, что в этом вопросе необходим научный, комплексный и межотраслевой подход. Загрязнение почти никогда не бывает однокомпонентным. В среду попадают нефть, продукты её трансформации, тяжелые металлы, сера. Скорость деградации нефти часто меньше скорости её миграции, особенно в арктических регионах. Поэтому нефть быстро распространяется, и её надо остановить. Необходимо очищать грунтовые воды, если туда попали нефтепродукты.
И самое главное, о чём нужно помнить, — лекарство не должно быть страшнее болезни. Технологии восстановления не должны конфликтовать с биосистемами. Слишком агрессивная очистка может нанести непоправимый вред окружающей среде. Поэтому нужны методы, позволяющие не снимать кубометры грунта и не лить наугад вещества-нейтрализаторы. В наших методах учитывается всё: от точного состава загрязнителя и климатических особенностей до требований к ПДК и перспектив развития региона. Это и есть физико-химические основы защиты окружающей среды в действии.
Ольга Макарова, ИФХЭ РАН
Источник: Коммерсантъ. Наука
