Исследователи из американского Массачусетского технологического института создали особое «нанополотенце», эффективно очищающее воду от нефти и других углеводородных загрязнений. 

 Изобретено новое средство для нейтрализации загрязнений Мирового океана 

Рост темпов добычи нефти наносит непоправимый ущерб экологии. Аварии нефтяных танкеров, содержимое которых покрывает токсичной пленкой огромные площади в Мировом океане, несут катастрофическую опасность для всех биологических видов, обитающих в районе загрязнений. И даже если предотвратить все аварии, ситуация улучшится ненамного, ведь только ежегодный объем утечки нефти с буровых платформ и из многочисленных скважин оценивается в 100 тыс. т. Между тем всего 100—200 л нефти могут по¬крыть 1 кв. км поверхности моря пленкой толщиной 0,1 мм, вязкость которой уже через сутки увеличивается настолько, что образуются смолообразные комки. И пока не придумано действенных способов сокращения попадания нефти в моря и океаны, ученые изобретают средства борьбы с уже разлившейся нефтью.

Исследователи из американского Массачусетского технологического института создали особое нанополотенце, эффективно очищающее воду от нефти и других углеводородных загрязнений. Материал, удаляющий нефтяную пленку, состоит из специальных нановолокон, абсорбирующих количество нефти, в 20 раз превышающее собственный вес. «Нанополотенце будет действовать максимально эффективно, если использовать его по технологии конвейера: пока одна часть длинной ленты из нановолокон впитывает нефть, другая часть, уже абсорбировавшая достаточно нефти, отжимается. Таким образом, бесперебойная очистка даст хорошие результаты, — рассуждает в беседе с РБК daily доктор физико-математических наук, заведующий лабораторией равновесной адсорбции Института физической химии и электрохимии РАН Анатолий Фомкин. — Однако нанополотенца, так же как и другие адсорбенты вроде торфяных и химических материалов, подходят для сбора только тонких пленок нефти. Если же слой разлившейся нефти превышает несколько сантиметров, полотенцами не обойтись и в ход идут боновые методы, когда загрязненные участки огораживаются и нефть вычерпывается насосами или вручную».

Однако важным достоинством нового метода является то, что собранная с помощью нанополотенца нефть может быть использована по назначению, а сам материал не потеряет своих абсорбирующих возможностей. Сама система базируется на двух основных принципах. Во-первых, нановолокна состоят из множества мельчайших пор, которые по своей структуре напоминают капилляры, что позволяет им впитывать и удерживать жидкость. Во-вторых, водоотталкивающее покрытие не дает воде проникнуть через мембрану, но пропускает гидрофобные маслянистые жидкости, такие как нефть.

При этом технология производства нанополотенец достаточно проста. Они создаются примерно по тому же алгоритму, что и обычная бумага: суспензия из нановолокон высушивается, прессуется и получается тонкое бумажное полотенце. Автор изобретения Франческо Стеллаччи добился того, что новый материал можно оставить в воде на месяц или два и он будет оставаться сухим. Но в то же время, если в эту воду попадут загрязняющие вещества, они тут же будут абсорбированы. Если покрыть таким полотенцем наиболее рискованные зоны в районе нефтяных вышек, то экологическая безопасность обеспечивается заблаговременно, а не восстанавливается в экстренном порядке уже после разлива нефти.

По своей эффективности, безопасности и экономичности этот способ в несколько раз превосходит все известные способы очистки воды от нефти. Например, удаление пленки нефти с помощью поверхностно-активных веществ вроде диспергаторов оправдывает себя только в чрезвычайных ситуациях. Ведь биологический ущерб от их применения примерно равен ущербу, ожидаемому от загрязнения нефтью. Удаление же нефти с помощью морских организмов — водорослей и моллюсков, которые поглощают загрязняющие вещества, — не в пример экологичнее. Однако для того, чтобы изъять примерно 100 т нефти, потребуется более 1 га ламинарии, а если учесть масштабы ежегодного загрязнения, ламинарией нужно будет заполнить весь Мировой океан. В результате, несмотря на существование этих методов, удаление нефти с водной поверхности механическим способом — путем сбора пленки вручную — до сих пор являлось наиболее приемлемым способом очистки океана.

«Сегодня самыми распространенными методами ликвидации нефтяных загрязнений являются химические и натуральные абсорбенты, механическая очистка воды и микробиологическая очистка, — рассказал РБК daily руководитель токсической программы «Гринпис России» Алексей Киселев. — Так, достаточно эффективно себя показала бактериальная очистка вод в Тюмени. Однако у подобного метода есть значительные минусы. Бактерии впадают в анабиоз при температуре ниже плюс десяти градусов, а это значит, что для холодных вод и зимнего периода такой способ не подходит».

Нанополотенце же, согласно заявлениям разработчиков, одновременно удовлетворит требованиям экологической безопасности и в сотни раз быстрее, чем целый отряд добровольцев, очистит воду от нефтяной пленки. Кроме того, изобретение американцев отличается рекордной для нанообъектов дешевизной и универсальностью, ведь нановолокна, сделанные из доступных и недорогих соединений марганца, устойчивы к низким и высоким температурам, в связи с чем нанополотенца могут использоваться и в северных морях, и в южных акваториях.

Благодаря свойствам марганца нефть, задержанная мембраной, высвобождается только при нагревании нанополотенца свыше 100oC — температуры кипения нефти. Поэтому вполне возможно, что нанополотенца, стирающие с поверхности океана следы неф¬тяных загрязнений, начнут использоваться уже в скором будущем.

www.rbcdaily.ru