Кыргызские ученые помогают спасать Арктику

Кыргызские ученые из Таласского государственного университета совместно с коллегами из Сибирского федерального университета разработали инновационный материал способный нейтрализовывать разлив нефтепродуктов в водоемах. И что самое главное: разработка работает при экстремально низких температурах, что делает его незаменимым в суровых условиях Арктики.

Научный коллектив из Таласского государственного университета активно взаимодействует с коллегами из других вузов, входящих в Международную Ассоциацию Автомобильно-дорожного Образования (МААДО), включая Сибирский федеральный университет и Московский автодорожный институт.

Сам ректор Таласского государственного университета, доктор технических наук, профессор Жыргалбек Шаршембиев, который и подал идею создания сорбента для расщепления нефтяных разливов, специализировался на разработках сорбентов для очистки отработанных моторных масел автомобильного транспорта. Однако в процессе научных семинаров и дискуссий он предложил российским коллегам адаптировать эти материалы для ликвидации разливов нефти, включая использование в экстремальных арктических условиях.

"Эти сорбенты обладают уникальными свойствами: они сохраняют эффективность даже при температуре до минус 40 градусов, что делает их особенно перспективными для работы в суровых климатических зонах. Коллеги из Сибирского федерального университета заинтересовались этой идеей и разработали на ее основе новый состав сорбента, адаптированный для специфических задач", - рассказал Жыргалбек Шаршембиев.

Таким образом, хотя финальная разработка была выполнена в СФУ, сама концепция и базовая идея были предложены кыргызскими учеными и, опирались на исследования научной школы в Кыргызстане.

"Съедобная губка", как ее прозвали в СФУ, представляет собой инновационный материал, способный поглощать нефть и нефтепродукты с поверхности воды при экстремально низких температурах. Главное преимущество сорбента - его эффективность в условиях, характерных для Арктики. Материал сохраняет свои свойства даже при минусовых температурах. Это делает его незаменимым в борьбе с разливами в холодных морях.

Новая "губка", по мнению ученых, позволит с меньшими затратами удалять большее количество вредных для окружающей среды веществ и будет полезным субстратом для бактерий и растений, поскольку содержит различные природные вещества, которыми бедна арктическая почва.

Разлив нефти или нефтепродуктов в водоемах приводит к формированию на поверхности воды пленки, не пропускающей кислород, свет и тепло, которые необходимы для деятельности микроорганизмов. По подсчетам специалистов, при разливе одной тонны нефти уже через десять минут образуется нефтяное пятно площадью 12 квадратных километров.

Ученые подчеркивают, что в северных регионах наносимый природе ущерб от нефти может стать непоправимым. Опасность аварий на шельфах и при транспортировке "черного золота" для Арктики актуален как никогда, учитывая довольно активное освоение нефтегазовых месторождений региона. При этом многие способы ликвидации нефтяных пятен в условиях северного климата не работают.

Именно поэтому разработка специалистов Сибирского федерального университета и Таласского государственного университета так важна. Они создали полимерный сорбент на основе нетоксичных и непатогенных компонентов с добавлением природных веществ (например, гуминовых кислот). Согласно результатам экспериментов, новый состав поглощает 90–98% нефти и нефтепродуктов с поверхности воды при температурах от 0° до +40°С, а также разлагается, не нанося дополнительного ущерба окружающей среде. Таким образом, разработка не только решает проблему загрязнений, но и минимизирует дополнительные экологические риски.

По словам одного из авторов работы, доцента кафедры топливообеспечения и горюче-смазочных материалов Института нефти и газа СФУ Марии Ковалевой, отличительным признаком является сочетание в составе композиции двух полимерных смол, позволяющей получить композит с безопасным, экологически чистым составом, огнестойкими характеристиками, способностью улавливать углекислый газ при возгораниях. В результате при обработке загрязненных нефтепродуктами поверхностей практически предотвращаются процессы испарения нефтепродуктов.

Интересно, что предлагаемый сорбент также можно рассматривать не только с точки зрения сорбционных свойств, но и как медленнодействующее полимерное удобрение. Это позволяет не беспокоиться о сорбенте, оставшемся на поверхности после обработки.

"Разложение карбамидных смол до аммиака происходит в течение трех- пяти лет, что позволяет на протяжении этого времени минерализировать деградированную почву при выносе сорбента на берег. После окончания процесса впитывания в новый сорбент на экотоксикант приходится 95% массы, иными словами один грамм сорбента способен поглотить 19 граммов нефти", - отмечает Ковалева.

В настоящее время ученые заняты исследованиями по оценке влияния материала на арктические растения и почвы.

По мнению специалиста по экологической безопасности Сергея Криворучко, с научной точки зрения участия кыргызских ученых в такой разработке является большим плюсом для страны, поскольку говорит о том, что наука двинулась и в правильном направлении.

"В направлении обеспечения экологической безопасности - это большой плюс. С практической точки зрения, так как у нас таких массовых мест, где можно наблюдать разливы нефти нет, разве что в Кочкор-Атинском районе, где добывают нефть, и может быть есть какие-то разливы нефтепродуктов на наших водоемах. Они тоже холодные, с низкой температурой воды - это тоже полезная вещь, тем более иметь собственную разработку совместную с российским университетом однозначно большой плюс", - считает эксперт.

Криворучко поделился, что у него с коллегой есть похожая разработка по нейтрализации нефтяных отходов, однако она создавалась для устранения нефтяных разливов на горных дорогах и перевалах.

"Принцип, наверное, схожий, с той разницей, что в нашем случае мы использовали местный природный материал, который у нас здесь есть в Кыргызстане, а в случае вот этой разработки используются гуминовые кислоты. Насколько, я понимаю, это экологически безопасная вещь и после абсорбции и полного процесса разложения получается своеобразный кондиционер для почвы", - рассказал о работе сорбента эколог.

Сергей Криворучко напомнил, что более 20 лет назад в Кыргызстане реализовывался крупный проект по развитию биогазовых установок. Именно жидкий эффлюент (прим. автора - остаточная жидкость, которая образуется в процессе переработки органических материалов в биогазовых установках) содержит гуминовые кислоты. Если говорить о перспективах, то можно рассматривать дальнейшую разработку этих технологий на промышленном уровне.

"В Кыргызстане можно было бы организовать производство данного материала, поскольку в стране все еще работают биогазовые установки, а значит, есть сырье для создания сорбента. Это является большим преимуществом. Если говорить о перспективах, то Кыргызстан может начать промышленный выпуск сырья - гуминовых кислот - для этого сорбента. К тому же, в Академии наук раньше существовал институт химии, где было проведено множество научных исследований и написано большое количество диссертаций по гуминовым кислотам. Таким образом, с этой точки зрения этот вопрос у нас проработан достаточно хорошо. Мы могли бы совместно с Россией производить этот сорбент и продавать его по всему миру. Поскольку есть огромное количество нефтедобывающих компаний - рядом, в Узбекистане, и в Казахстане", - подчеркивает специалист по экологической безопасности Сергей Криворучко.

Проект по созданию сорбента - не единичный пример сотрудничества России и Кыргызстана в научной сфере. Взаимодействие наших стран охватывает ключевые области, включая биотехнологии, сельское хозяйство, энергетику и медицину.

Так, два года назад стартовал совместный проект по изучению генетических особенностей лекарственных растений Тянь-Шаня, результатом которого стало создание новых фитопрепаратов с уникальными лечебными свойствами. Сегодня приоритетными направлениями также являются исследования озера Иссык-Куль, высокогорных озер Кыргызстана и ледников республики с применением технологий дистанционного зондирования.

Кроме того, в рамках Евразийского экономического союза (ЕАЭС) Кыргызстан активно участвует в совместных космических программах. Среди них - разработка сопряженных систем дистанционного зондирования Земли, внедрение спутниковых навигационных технологий на базе ГЛОНАСС и создание космических систем связи. Эти проекты востребованы в транспортно-логистической сфере, для развития инфраструктуры ЕАЭС и обеспечения беспрепятственного перемещения товаров внутри Союза.

Также национальное предприятие "Кыргызгеология" и Всероссийский научно-исследовательский геологический институт имени А. П. Карпинского подписали соглашение о создании обновленной карты полезных ископаемых Кыргызстана к 2024 году. В рамках проекта ведется подготовка к созданию "цифрового двойника" недр, организуются совместные экспедиции молодых геологов и разрабатываются геопарки, которые станут важным элементом устойчивого развития страны.

Университеты наших стран также активно интегрируются в исследовательские сети. К примеру, на базе Кыргызского государственного технического университета им. Раззакова при содействии Российской академии наук создан центр высокотехнологичных разработок, который ориентирован на потребности сельского хозяйства. А студенты МФТИ из стартапа Matrix Wave представили инновационные абонентские терминалы для спутниковых систем связи, основанные на мета-поверхностях. Эти устройства обещают стать более доступной альтернативой популярной системе Starlink Илона Маска. Эта разработка особенно важна для удаленных и труднодоступных высокогорных регионов Кыргызстана. Такие проекты не только формируют основу для будущих исследований, но и стимулируют научный и технологический прогресс в Кыргызстане.