Согласно целям нацпроекта «Наука», Россия к 2024 году должна войти в топ мировых научных держав. Национальная программа предусматривает поддержку молодых ученых, создание условий для развития и комфортной работы в своем регионе, в ее рамках открываются современные научные лаборатории и научно-образовательные центры.
Ученые, в свою очередь, с энтузиазмом используют полученные возможности для новых исследований, многие из которых направлены на решение таких глобальных задач, как предотвращение экологического кризиса, очистка водоемов и защита лесов.
Именно о таких ученых и их открытиях портал «Будущее России. Национальные проекты» совместно с Министерством науки и высшего образования России рассказывает в новой рубрике – «Наука спасает мир». О том, как очистить и защитить дно водоемов от нефти, как обстоят дела с климатом в Арктике и нужно ли вылавливать сомов, чтобы изучить популяцию – в первом материале рубрики.
Нефть озеру не страшна: ученые придумали, как очистить дно водоемов от углеводородов
Технологию «Аэрощуп» разработали в Биологическом институте Томского государственного университета. Система позволяет очистить дно водоемов от нефтяных отложений.
«Аэрощуп» основан на принципе флотации: устройство собирает нефть со дна за счет молекулярного прилипания нефтяных углеводородов к границе двух фаз – воздуха и жидкости. При этом для того, что провести работы на большом водоеме, не потребуется огромной команды – достаточно всего лишь пяти человек, так как многие процессы автоматизированы. Например, диагностику водоема и картирование загрязненной территории «щуп» производит самостоятельно.
Руководитель проекта, директор Биологического института ТГУ Данил Воробьев уже 20 лет занимается разработкой технологий очистки природы от нефти. По его словам, ежегодно в результате аварий в окружающую среду попадает около 20 миллионов тонн нефтепродуктов, и значительная часть этого объема поступает в водоемы. «Если водный объект находится в доступном месте, часть нефти удается собрать с поверхности воды, но при отсутствии оперативного сбора загрязнений до 60% сырья оседает на дно. Есть водоемы, до которых добраться крайне сложно, и там в течение 30-40 лет нефть остается в донных отложениях, отравляя экосистемы озер. Поэтому вопрос их очистки является одной из наиболее острых экологических проблем», – рассказал ученый.
На сегодняшний день «Аэрощуп» очистил свыше 100 озер в Нижневартовском районе Ханты-Мансийского автономного округа, технология получила бессрочное заключение государственной экологической экспертизы Росприроднадзора и не имеет аналогов. Всего же биологи ТГУ создали более 20 изобретений и технологий для очистки водоемов от нефти и нефтепродуктов.
Чистим воду естественной средой: ученые придумали эффективные и недорогие фильтры
Новый способ очищения водных объектов на примере рек Среднего Урала разработали сотрудники Института экономики УрО РАН. Они предложили проект по формированию биогеохимического барьера на пути потока загрязняющих веществ.
На Среднем Урале широко распространены живые организмы (растения) с высоким порогом токсичности, во многих случаях они являются доминирующими видами – это рогоз широколистный, ряска малая, хвощ речной, горец земноводный, рдест курчавый и т.д. Выбор или сочетание данных видов дает положительный экологический эффект при очистке поверхностных водоёмов. Живые организмы с высоким порогом токсичности способны поглощать большое количество загрязняющих веществ, при этом сохраняя свою жизнеспособность. Как отмечают ученые, снижение концентрации загрязняющих веществ на таких барьерах может достигать 80-90%.
Биогеохимический барьер моделируется в зависимости от характера загрязнения. Он может быть организован в виде искусственного водоема на загрязняемом водотоке, где в очистке воды участвует только погружённая водная растительность. Другой вариант – ботаническая площадка с «банкетами», которая эффективна при задержании органических веществ, нефтепродуктов, СПАВ, минеральных соединений, бактериального загрязнения. Наиболее сложная конструкция биогеохимического барьера – это биомодуль. Биомодуль представляет собой плавающую конструкцию, которая несет на себе модули с растениями, подобранными определенным образом. На них могут располагаться носители субстанции для закрепления микрофлоры и других звеньев биоты, а также могут быть помещены рыбы, – то есть сформирована полноценная озёрная или речная экосистема.
Проведенное лабораторное и натурное моделирование биоплато и изучение очищающей способности водоема в присутствии высшей водной растительности (рогоза узколистного и хвоща болотного) показало, что по всем загрязняющим компонентам – железо, медь, цинк, свинец, кадмий, мышьяк, сульфаты – достигается стабильное снижение концентрации от нескольких десятков ПДК до уровней, соответствующих требованиям для водных объектов питьевого и общесанитарного назначения.
Создатели способа – Александр Семячков, доктор геолого-минералогических наук, профессор, руководитель Центра природопользования в Институте экономики УрО РАН, заведующий кафедрой «Геоэкология» УГГУ, а также его коллеги, Александр Попов, кандидат технических наук и Виктория Почечун, кандидат геолого-минералогических наук – отмечают, что предложенные технологии защиты водных объектов с помощью биогеохимических барьеров являются инновационными, что связано с их высокой эффективностью, низкой стоимостью и возможностью применения в любых природно-техногенных условиях.