Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Пермские ученые предложили новый способ очистить землю от нефти — с помощью растений
Ученые Пермского Политеха разработали экологичный метод очистки сильно загрязненных нефтедобычей почв (буровых шламов) с помощью специально подобранных растений. Такие культуры, как фацелия и злаковые травы, показали высокую эффективность, адаптировались к токсичной среде и обеспечили снижение концентрации вредных веществ (нефтепродуктов, тяжелых металлов, солей) до 40%. Этот природный способ, в отличие от традиционных физико-химических методов, не создает вторичного загрязнения и перспективен для восстановления поврежденных промышленных земель.
По данным Минэнерго, Россия занимает второе место в мире по объемам нефтедобычи, однако развитие отрасли сопровождается значительным экологическим ущербом: разливы нефти разрушают экосистемы, а токсичные отходы требуют сложной утилизации. Существующие методы рекультивации промышленных земель — физические и химические — часто лишь маскируют проблему или создают вторичное загрязнение. Перспективной альтернативой является биологическое восстановление, использующее способности микроорганизмов и растений разрушать загрязняющие вещества. Ранее для обезвреживания буровых шламов фиторемедиация (метод очистки почвы с помощью специальных растений) не применялась из-за высокой токсичности среды. Однако ученые Пермского Политеха подобрали растения, позволяющие осуществлять экологичную нейтрализацию загрязнений с эффективностью до 40%.
Нефть является универсальным сырьем, лежащим в основе современной цивилизации. В процессе многоступенчатой химической переработки, она дает жизнь огромному спектру продуктов: от традиционных видов топлива и моторных масел до различных видов полимеров для пластиков, синтетических тканей, косметических средств и даже фармацевтических препаратов.
В нефтяной отрасли Россия играет ключевую роль. Занимая второе место в мире, она ежегодно добывает порядка 500-550 миллионов тонн нефти. Основные месторождения сосредоточены в Западной Сибири (Ханты-Мансийский и Ямало-Ненецкий округа), Поволжье и на шельфе Арктики. Однако интенсивное развитие данного направления имеет и обратную сторону, сопровождаясь масштабным экологическим ущербом.
Одной из наиболее сложных и недооцененных проблем нефтедобычи являются буровые шламы — промышленные отходы, образующиеся в процессе бурения скважин. В отличие от заметных разливов нефти, эти загрязнения часто остаются «невидимой угрозой», накапливаясь на территории месторождений. Представляя собой плотную смесь измельченной горной породы, нефтепродуктов, ионов тяжелых металлов (цинк, хром, свинец), минеральных солей и химических реагентов (для вязкости, стабилизации бурового раствора), шламы способны десятилетиями оказывать негативное воздействие на объекты окружающей среды, нарушая функционирование экоситем.
По данным ООН, около 33% земель в мире уже истощены и повреждены из-за эрозии, засоления и химического загрязнения. Эта экологическая катастрофа затрагивает все живые организмы: животные страдают от отравления, потери кормовой базы и вымирания, а человечество сталкивается с продовольственным кризисом, нехваткой чистой воды и ростом заболеваний, вызванных различного рода загрязняющими веществами.
Современные методы утилизации отходов, физические и химические, обладают фундаментальными ограничениями. Например, захоронение лишь перемещает опасные вещества, создавая долгосрочные экологические риски. Термические способы, такие как сжигание, генерируют вторичные загрязнители: токсичную золу и опасные газообразные выбросы. Химическая обработка сопряжена с высокими затратами на реагенты, нарушает естественную микробиоту почвы и снижает ее плодородие. Кроме того, большинство этих методов отличаются высокой энергоемкостью и создают новые потоки отходов, требующие дальнейшей утилизации.
В настоящее время все большее распространение получает биологическая очистка — метод, использующий способности микроорганизмов и растений к разрушению загрязняющих веществ. Он включает активацию природных микроорганизмов (биостимуляцию), внесение специализированных бактерий (биоаугментацию) и использование растений (фиторемедиацию). Ранее для утилизации буровых шламов растения практически не применялись — высокое солесодержание, наличие ионов тяжелых металлов и нефтепродуктов подавляли развитие культур. Однако ученые Пермского Политеха подобрали растения, позволяющие осуществлять эффективную и экологичную очистку загрязненных территорий, преобразуя опасные отходы в почвогрунты. В отличие от традиционных методов, эта технология исключает риски для окружающей среды и не создает вторичного загрязнения.
Фиторемедиация — это очистка почвы и воды с помощью специальных растений. Они работают как природные фильтры: поглощают опасные вещества (например, тяжелые металлы или нефтепродукты), накапливают их в своих стеблях и листьях, включают в природные круговороты.
— Исследование проводилось в несколько этапов. Сначала мы выполнили лабораторный анализ образцов бурового шлама, отобранных на месторождениях, чтобы определить характер и степень загрязнения. Результаты выявили существенное превышение экологических нормативов: содержание нефтепродуктов достигло 2170 мг/кг при допустимых 1000 мг/кг, а концентрация хлорид-ионов составила 3800 мг/кг, а в некоторых образцах солесодержание было еще выше, — рассказал Александр Сурков, доцент кафедры «Охрана окружающей среды», кандидат технических наук.
На следующем этапе исследователи подготовили семь экспериментальных образцов. В каждой емкости создали двухслойную структуру: нижний слой толщиной два сантиметра состоял из бурового шлама, верхний слой толщиной три сантиметра представлял собой чистую песчаную почву. Дополнительно была создана контрольная емкость только с чистой почвой для сравнения результатов. В каждую пробу высадили различные виды растений-ремедиантов: белую горчицу, способную поглощать тяжелые металлы; луговой клевер, обогащающий почву азотом; фацелию рязанскую и специальную травосмесь злаковых трав, используемых в том числе на этапе биологической рекультивации.
— В течение 2,5 недель мы проводили наблюдения, фиксируя всхожесть семян, скорость роста и общее состояние растений. Первые всходы появились уже на 3-4 день исследования. Наибольшую эффективность показали фацелия и травосмесь, которые демонстрировали быстрый и активный рост без признаков токсичного воздействия, — пояснил Александр Сурков.
Данные культуры являются наиболее перспективными для реабилитации нефтезагрязненных территорий, что делает их подходящим вариантом для экологичных и экономичных технологий восстановления почв.
Результаты эксперимента показали эффективность фиторемедиации для обезвреживания буровых шламов: растения не только успешно адаптировались к загрязненному субстрату, но и обеспечили активное поглощение токсичных компонентов, инициируя начальную стадию почвообразования. Предварительные данные подтверждают 40%-ное снижение концентрации хлорид-ионов, а также значительное уменьшение содержания нефтепродуктов и ионов тяжелых металлов, включая хром, цинк, никель, кадмий, кобальт и свинец.
— В дальнейшем мы планируем продолжить исследования в этом направлении. Особый интерес представляет механизм не просто поглощения, но и полного усвоения растениями токсичных элементов из буровых шламов, что позволит объективно оценить эффективность технологии и адаптировать ее для практического использования, — поделился Александр Сурков.
Статья опубликована в сборнике «Химия. Экология. Урбанистика».
Telegram 
Дзен 
VK Ученые проверили 100 популярных кормов для собак и кошек и во многих из них нашли ПФАС, так называемые «вечные химикаты», причем одни из самых высоких концентраций обнаружили в продуктах на основе рыбы. Во многих случаях их уровень превышает пороги безопасности для людей, установленные европейским регулятором.
Оказалось, что насекомые активно избегают влажных поверхностей.
Во время обследования почти 900 собак ученые выявили 12 пород, склонных к брахицефалическому обструктивному синдрому дыхательных путей, который может ухудшать сон и влиять на переносимость физических нагрузок. Авторы нового исследования выяснили, что список пород, предрасположенных к серьезным нарушениям дыхания, куда шире, чем считалось ранее.
Ученые проверили 100 популярных кормов для собак и кошек и во многих из них нашли ПФАС, так называемые «вечные химикаты», причем одни из самых высоких концентраций обнаружили в продуктах на основе рыбы. Во многих случаях их уровень превышает пороги безопасности для людей, установленные европейским регулятором.
Исследователи Санкт-Петербургского государственного университета разработали эффективный способ обнаружения в крови важнейшего биомаркера иммунитета — неоптерина — с помощью нанотехнологий и лазера.
Во время обследования почти 900 собак ученые выявили 12 пород, склонных к брахицефалическому обструктивному синдрому дыхательных путей, который может ухудшать сон и влиять на переносимость физических нагрузок. Авторы нового исследования выяснили, что список пород, предрасположенных к серьезным нарушениям дыхания, куда шире, чем считалось ранее.
Астрономы недавно проанализировали базу данных о падающих на Землю объектах и пришли к выводу, что два из них прибыли из межзвездного пространства. Известна не только дата, но и место падения каждого из них.
Международная команда палеонтологов описала новый вид динозавра размером с крупную современную птицу. Он носил на голове плотный костяной нарост, который эти животные, возможно, использовали для внутривидовых разборок. Находка показывает, что даже мелкие хищники мелового периода могли решать конфликты не только когтями и зубами, но и ударами головой.
Образцы грунта, взятые астронавтами полвека назад, вложили еще один важный кирпич в здание научной картины мира: гипотеза о том, что Земля исходно была сухой, не стыкуется с фактами. Похоже, идею о невозможности сохранения большого количества воды на «теплых» планетах придется пересмотреть.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно