Не имеет аналогов: в Томске придумали технологию очистки водоёмов от нефти

В Биологическом институте Томского государственного университета (ТГУ) обратили внимание на нефтяные загрязнения, которые годами откладываются на дне водоёмов. Как выяснилось, нигде в мире больше этой проблемой не занимаются, хотя она весьма серьёзна. Так появились разработки, которые прошли успешные испытания в России и заинтересовали потребителей в Европейском Союзе. О них рассказал директор Биологического института Томского государственного университета, доктор биологических наук Данил Сергеевич Воробьёв. 

— Сколько лет в ТГУ занимаются разработками технологий очистки водоёмов от нефти?

— Западносибирский регион очень насыщен месторождениями углеводородного сырья, поэтому ещё с советских времен здесь вёлся мониторинг окружающей среды, определялись различные биоиндикационные показатели, степень влияния углеводородов на водные сообщества. В 2003 году мы добавили к этим исследованиям ещё одно практическое направление — очистку водных объектов от нефти. Мы сразу взялись не за решение каких-то задач, которые были известны, например, сбор нефти с поверхности воды, а погрузились в проблемную область, которая связана с очисткой дна. Часто нефтяники и экологи нефтяных компаний очень удивляются, когда мы озвучиваем информацию о том, что нефть может находиться на дне. Как же так — нефть ведь легче воды, она плавает на поверхности, как она может оказаться на дне? В силу различных причин — гидрологических, гидрофизических. Идёт испарение легких фракций, остаются более тяжёлые, на нефть попадают минеральные частицы, агрегаты нефти принимают отрицательную плавучесть и опускаются на дно. На дне отсутствует фотоокисление, нет кислорода и механического воздействия, низкие температуры — и нефть захоранивается на дне водоёмов на долгие годы. 

— Раньше этой проблемой не занимались?

— Отношение к нефти было немного другое: её воспринимали как чистое благо, без каких-то отрицательных коннотаций — радовались ей и буквально в ней купались. Осознание, что она обладает токсическим воздействием на водные организмы и может просто убивать всё живое, пришло позже. И когда мы в 2003 году начали обследовать вместе с нашими коллегами, научно-техническим объединением "Приборсервис", озеро Щучье за Полярным кругом, то все были удивлены, какой слой нефти на его дне лежит. Мы очистили озеро с использованием пузырьков воздуха, как результат процесса молекулярного прилипания частиц нефти к разделу двух фаз — воздуха и жидкости. В первом Щучьем озере (там система озер) мы суммарно подняли со дна 157 тонн нефти. Это достаточно большая цифра. Работы на озере были инициированы "Комирыбводом", которому поступали жалобы от местного населения, что в озере появились щуки-мутанты — особи с нарушением развития челюстного аппарата. 

— С какого года вы начали системно решать вопросы донных отложений?

— С 2004 года, после работ на озере Щучьем. Эта очистка была первым шагом: оборудования ещё не было, приходилось на месте решать какие-то технические задачи. Надо было придумать, как создать пневмомеханическое воздействие на донные отложения и выбрать наиболее правильный режим обработки. Нефть на дне облепляется пузырьками воздуха, которые приобретают положительную плавучесть, поднимаются на поверхность, а эрлифтный поток аккуратно их подхватывает, доносит до поверхности, где нефть собирается уже отработанными способами. Данная технология стала основой проекта "Аэрощуп" — комплекса мер по оценке, картированию и очистке нефтезагрязнённых донных отложений. Это направление в ТГУ начало развиваться, но основной толчок был дан в 2014 году, когда на территории ХМАО — Югры стали обсуждать введение норматива содержания нефти в донных отложениях, а позже постановлением правительства региона этот норматив был введён ("Допустимое остаточное содержание нефти и нефтепродуктов в донных отложениях после проведения восстановительных работ на водных объектах Ханты-Мансийского автономного округа — Югры"). Он начнёт действовать с 1 января 2022 года — то есть нефтяникам в регионе дали время на инвентаризацию водных объектов и подготовку к решению экологических вопросов.

Позднее эффективность "Аэрощупа" была подтверждена в ходе опытно-промышленных испытаний, проведённых нами в ХМАО вместе с партнёром университета — компанией АО "Самотлорнефтегаз". На территории месторождений много исторических загрязнений, которые остались от прошлых природопользователей. Результаты обследования, проведённого после ремедиации озера площадью 1,2 гектара в Нижневартовском районе, показали, что содержание нефти в его донных отложениях снизилось в 50 раз. Это привело к запуску процесса самовосстановления озера. А в 2018 году этот проект вошёл в тройку финалистов Премии Русского географического общества в номинации "Лучший природоохранный проект". 

— Получается, что за все годы нефтеразработок масштабы загрязнений приобрели катастрофические размеры?

— Масштабы загрязнений серьёзные, и хотя со временем лёгкие фракции нефти уходят — дно водоёма остаётся мёртвым. А мёртвое дно — это прямое воздействие на рыбные ресурсы, потому что многие рыбы являются бентофагами, то есть питаются бентосом, организмами, обитающими на дне водоёмов. Многие нефтяники дискутируют — ну и что, лежит на дне, никому же не мешает? Я помню случай, когда мой коллега-ихтиолог решил искупаться в жаркую погоду в озере (оно было без признаков нефтяного загрязнения). Он был очень удивлён, когда со дна вдруг стала подниматься нефть, и он весь стал чёрным. Мы его целый час отмывали. Проблема загрязнения дна действительно глобальна.

— В России и в мире есть аналоги "Аэрощупа"? 

— Нет, мы пока единственные. Сегодня в России только ТГУ обладает технологией, которая прошла государственную экологическую экспертизу и имеет заключение Росприроднадзора на её использование. Сейчас мы провели работы по выполнению требований Росприроднадзора по соблюдению сроков для бессрочного действия этой технологии. Наша цель — сделать инструментальный комплекс автономным, вплоть до привлечения альтернативных источников энергии — солнечных батарей. Есть и другие разработки, например, "Аэрощуп-барьер", который мы сейчас с нашим промышленным партнёром, ОАО "Манотомь", будем выводить на рынок. Это устройство применяется на водотоках и собирает нефтепродукты, перемещающиеся в толще воды и по дну, которые невозможно собрать боновыми заграждениями. Устройство размещается по течению реки, создаёт воздушно-пузырьковый заслон или барьер, и все углеводороды выбрасываются потоком на поверхность перед боновыми заграждениями, где уже задерживаются и откачиваются. Логично, чтобы этим устройством комплектовались отряды ликвидаций аварийных разливов нефти, МЧС или сами нефтяные компании, у которых на месторождениях есть свои ликвидационные группы.

Также нашей технологии сбора донных отложений нефти нет аналогов не только в России, но и в мире. Нам предложили принять участие в одном европейском стартапе и сейчас у нас на территории Евросоюза есть компания PurOceans Technology, к которой наблюдается большой интерес. В ЕС обнаружилась и другая проблема, которую мы будем решать, — она связана с очисткой донных отложений в морских портах, где обычно загрязнения очень сильные. Порты часто находятся в бухтах, где отсутствие течений способствует накоплению загрязнений. Сейчас активно обсуждают использование нашей технологии по очистке европейских портов от донных отложений углеводородов. Проект называется "Аэрощуп-Marine".

— Расскажите о ваших последних разработках.

— Из последних разработок, которым тоже нет аналогов в мире, — проект зимнего варианта очистки "Аэрощуп-Арктика". Идея появилась после работ на озере Щучье за Полярным кругом, где работать можно было только с середины июня до конца августа. Технология позволяет продолжать очистку и при наличии ледового покрова. 

Ещё один проект, который находится в стадии обсуждения с одной из дочерних компаний "Лукойла", – зимний и летний вариант очистки водотоков от нефти. Сейчас очистка водотоков сводится к тому, что сбор нефти идёт только с поверхности воды, нефть сбивают шлангами и помпами, размывая грунт на берегу. Это приносит больше вреда, чем пользы, потому что смешанный с нефтью грунт очень сложно очистить, а содержание взвешенных частиц в воде повышается в сотни раз, что негативно влияет на ихтиофауну. У нас есть комплексные решения, которые позволяют передвигаться по ручью и очищать донные отложения. Таких технологических решений у нас пять, будем испытывать их следующей зимой. 

Также из самых последних разработок — очистка от пластика. Это очень актуальная проблема: в России — большое "белое пятно" по изученности загрязнения водных объектов пластиком. В прошлом году мы провели очень успешные лабораторные испытания технологии с использованием водо-воздушной смеси для подъёма пластика со дна: удалось поднять более 95% мусора. Сейчас мы исследуем водотоки Томской, Кемеровской, Новосибирской областей на предмет загрязнения пластиком. Над названием проекта мы долго не думали и дали ему имя "Аэрощуп-пластик". 

— Нет ли планов распространения норматива по донным отложениям на федеральном уровне?

— Многое зависит от человеческого фактора. Например, те же работы на озере Щучьем начались благодаря твёрдой позиции руководства "Комирыбвода". Норматив для донных отложений в ХМАО — Югре был введён за счёт планомерной работы над этим вопросом специалистов Росприроднадзора. В Министерство природных ресурсов и экологии мы направляли предложение о готовности принять участие в разработке региональных нормативов для донных отложений — за глобальный проект норматива для всей территории РФ мы тоже готовы взяться. Пока в ближайшем будущем мы настроены на очистку озёр на территории АО "Самотлорнефтегаза" — это несколько десятков водоёмов. И, конечно, мы предложили свои услуги по ликвидации последствий разлива нефти, который произошёл 29 мая этого года на Надеждинском металлургическом заводе и ТЭЦ-3.

Беседовала Наталья Бабахина