С огромной пользой, которую приносит людям нефть, сопоставим только огромный вред нефтяных загрязнений для воды, почвы и всего живого. Петербургские ученые из технопарка «Нарвский» и компании «Амирэко» рассказали нам о своем способе решить эту проблему: они разрабатывают биопрепарат для очистки территорий и акваторий, отличающийся эффективностью и оптимальностью настроек. На вопросы «ММ» отвечают генеральный директор компании Алексей Хлыновский, президент технопарка Борис Гольденфанг и резидент Владимир Каплюченко.
Алексей Хлыновский: На самом деле этой разработкой – препаратом на основе фосфатных стекол – мы занимаемся почти восемь лет. Пробовали и исследовали самые разные комбинации и варианты. В итоге был получен и запатентован биопрепарат «Амир». Гранулы фосфатного стекла являются носителем, а на них нанесены штаммы микроорганизмов. При внесении в загрязненную среду углеводороды являются для них источником питания. Поскольку концентрация микроорганизмов высокая, то «питание» для них достаточно быстро заканчивается, и далее они сами уже становятся звеном в пищевой цепочке. Таким образом, по сути, повторяется природный процесс, только в ускоренном темпе.
– Но, как я понимаю, эти микроорганизмы – часть естественного биоценоза почвы?
АМ: Да, верно. Если бы таких природных источников очистки не существовало, то мы бы ходили уже по колено в нефти. Разложение углеводородов «продумано» самой природой. Однако интенсивность нефтедобычи на планете растет. По статистике, не менее 3–5 % полученных объемов разливается – масштабы загрязнения огромные.
В естественной среде в загрязненной почве находится, к примеру, 1000 микрорганизмов на 1 грамм. А когда мы вносим их в концентрации, увеличенной в 10 тысяч раз, то естественным образом увеличивается темп восстановления биоценоза.
Срок годности нашего биопрепарата – год, затем количество титров в микроорганизмах постепенно уменьшается. Сейчас мы используем три штамма бактерий на пористых гранулах. В пределе можно взять и семь, и больше, главное – найти баланс сосуществования микроорганизмов, то есть исключить конфликтные ситуации между ними.
– А есть разница, где препарат применять – в почве или в воде?
АМ: Разве что в плане условий – в воде гранулы должны иметь плавучесть. И нужно защитить их от ветра, чтобы не сдуло в сторону.
Владимир Каплюченко: По мере снижения концентрации нефтепродуктов на поверхности и насыщения гранул водой они прогружаются и продолжают работать на глубине, уничтожая оставшийся углеводород.
АМ: Также можно модифицировать состав биопрепарата к определенному виду почвы, и для этого есть целая схема настройки. Для пустынной почвы в Астраханской области и, к примеру, для почвы в Сибири должны быть применены разные настройки. А для того, чтобы использовать препарат на воде, гранула должна быть легче – хоть она и тонет, надо, чтобы сначала поработала на поверхности, иначе механизм очистки не сработает. Для почвы же гранулу можно сделать погрубее, в качестве удобрения.
– Вы испытывали препарат в арктических условиях. Там-то точно были введены какие-то модификации?
АМ: Конечно, это уже другие условия, ведь при низких температурах жизнь, можно сказать, замерзает. Испытание на такой почве мы проводили в Кронштадте, на «Станции очистки нефтесодержащих вод». В месте, где произошел разлив, рассыпали гранулы, закопали в землю – все происходило в сентябре. Наш препарат успешно «перезимовал» и летом возобновил свою работу. Конечно, часть микроорганизмов погибла, но часть осталась функционировать. Эксперимент показал, что эффективность очистки с применением «Амира» составила 90 %.
– Как широко на современном рынке представлены подобные биопрепараты?
АМ: Если взять совокупный спрос на услуги по очистке загрязненных территорий, то в мире он исчисляется в 10–20 миллиардов долларов. Наиболее типичны три метода: механический, химический и микробиологический. Вот последний мы и применяем в биопрепарате. Сейчас подобных разработок в России несколько десятков, а основа у всех одна – это выделенные штаммы микроорганизмов из загрязненной почвы или воды.
– Но у вас самый эффективный способ?
АМ: Слово «самый» мы все-таки не употребляем. Но он, безусловно, один из них. Препарат был испытан в Сибири, в нефтяных компаниях. В Петербурге испытания проводились на станции перекачки газового концентрата. Везде пробы прошли с положительными результатами. Кстати, для применения нашего препарата на местности не требуется привлечение высококвалифицированного персонала, как, например, при использовании сухих порошковых препаратов, где для начала их нужно активировать – несколько дней размешивать в теплой воде, с постоянным насыщением кислородом. В случае «Амира» просто нужно рассыпать гранулы на загрязненный участок и закопать. Безусловно, контроль динамики процессов деструкции требует внимания ученых, которые периодически берут пробы, анализируют данные и при необходимости вносят коррективы.
– А чем еще вы занимаетесь в «Нарвском» технопарке?
АМ: Технопарк «Нарвский» – это ассоциация, то есть некоммерческое партнерство, малых инновационных предприятий, проекты которых основаны на интеллектуальном потенциале и экспериментальном лабораторном оборудовании Университета. Мы базируемся и также преподаем в Высшей школе технологии и энергетики. Вообще изначально, с 1932 года, здесь находился Университет растительных полимеров, который в итоге был преобразован и стал частью Санкт-Петербургского государственного университета промышленных технологий и дизайна.
На базе технопарка мы изучаем, к примеру, возможности соединения разнородных металлов, вопросы создания нагреваемых стекол, разработки биопрепаратов для очистки территорий от антропогенных загрязнений. Под каждым проектом понимается формулировка темы исследований, планируемые сроки начала и завершения работ. А далее уже привлекаются финансовые и трудовые ресурсы.
Борис Гольденфанг: Сначала наш технопарк работал без каких-то инициатив сверху, а уже во время перестройки возникла тенденция создавать малые предприятия при технических институтах, и первое время они довольно широко работали. Внутри институтов начинали формироваться свои тематические объединения. Науку не финансировали, поэтому сотрудникам приходилось выживать самим. Постепенно стали кооперироваться, заключать между собой соглашения. Уже позже от администрации поступил приказ организовать технопарк на базе университета.
Сейчас мы заключаем договоры с крупными организациями – с КАМАЗ, например, а направления разработок меняются. Если по отраслям, то мы специализируемся на биохимии, машиностроении, энергетике и энергосбережении. К примеру, мы разрабатывали специальные печи, работающие с экономией теплоэнергии. Также для Оптического института проектировали лазерные стекла, из которых производятся активные лазерные элементы – их укладывают блоками в такую печь и отжигают целый месяц, чтобы снять содержащееся в них напряжение.
Еще участвуем в социальной программе «Умный город». Работаем над стеклами, позволяющими минимизировать потерю тепла, потом это реализуется в школах и детских садах. Для них же мы разрабатываем светодиодные светильники, с помощью которых можно улучшить освещение в несколько раз. В них также заложена программа по энергосбережению, регулирующая освещение в соответствии со временем суток и необходимостью. Эта технология применяется, к примеру, при автоматическом открытии дверей, для расписания занятий или же видеоотслеживания. С помощью подобной программы проще контролировать систему оплаты электроэнергии. В общем, все это направлено на автоматизацию процессов и сохранение безопасности предприятия.
У технопарка также наработаны международные связи – например, мы успешно сотрудничали с Израильским фондом. Они отобрали в городе 23 проекта, созданные в Политехе, ИТМО и в «Нарвском» технопарке, – мы получили шесть из них. Но внедрение работает не так эффективно, как бы того хотелось. Правда, здесь от нас уже мало что зависит – механизм этот запускается медленно и со своими сложностями.
ВН: Чтобы четче объяснить, что такое технопарк, приведу такое противопоставление: технопарк – это не зоопарк. Что я под этим имею в виду? В зоопарке находится множество клеток с разнообразным зверьем, и все они просто объединены общей инфраструктурой. В технопарке же каждый элемент одной машины находится с другим во взаимосвязи. Не так, что за этим столом занимаются только печами, а за другим – только стеклами. Происходит и слияние некоторых проектов, но главное – взаимодействие между учеными.
АМ: Да, технопарк вполне можно назвать «машинами и механизмами».
– А студенты к вам приходят?
АМ: Да, и студенты, и аспиранты приходят все чаще. Имеются разработки по 3D-моделированию, например. Планируем организовать лабораторию численных расчетов.
ВН: Сейчас для студента главное правило успеха в науке – это личная любознательность. Можно стимулировать материально, но любознательность, как правило, двигает многим.
БГ: В нашей научной области для привлечения интереса важна наглядность, возможность поучаствовать в опытах, экспериментах. Лекции мы также сопровождаем иллюстративными примерами. Потому что формула запомнится лучше, если ее «оживить». Хотя сейчас это не единственное решение...Это новость от журнала ММ «Машины и механизмы». Не знаете такого? Приглашаем прямо сейчас познакомиться с этим удивительным журналом.