Ученые Российского института нефти и газа имени Губкина и ряда смежных исследовательских центров РАН разработали инновационный экологически чистый реагент для устранения разливов нефти в Арктике. Действующим субстратом реагента являются растительные фосфолипиды, в качестве растворителя выступает изобутиловый спирт. О разработке сообщила пресс-служба Российского научного фонда, выделившего грант на это исследование.
Добыча углеводородов на арктическом шельфе предполагает риск попадания нефти и нефтепродуктов в воду. Помимо токсического эффекта в отношении рыб, млекопитающих и другой морской фауны нефтяная пленка ограничивает доступ кислорода в воду — обитателям моря становится нечем дышать. При этом нефть растекается по воде тонким слоем в 0,1 мм — собрать ее крайне трудно.
Фосфолипиды в природе играют роль материала клеточных мембран — они пропускают в клетку полезные вещества и задерживают все ненужное. В океане фосфолипидам, полученным из соевых бобов, отвели аналогичную защитную роль. В ходе эксперимента в контейнер с водой налили нефть, а затем сверху поместили фосфолипиды, растворенные в изобутаноле. В результате при комнатной температуре (+22°) за одну минуту площадь нефтяного пятна сократилась на 89%, а его толщина выросла с 0,1 мм до 2,0 мм. Через час пятно было еще меньше, а его толщина составляла 2,6 мм. При такой толщине пленку гораздо проще собрать с помощью специальных устройств-скиммеров. Даже если оборудование по причине волнения или тяжелой ледовой обстановки задействовать невозможно, толстые пленки гораздо проще сжечь. Экологического ущерба избежать не удастся, но нефть выгорит быстро и ущерб будет гораздо меньше.
Затем ученые, имитируя условия Арктики, понизили температуру воды сначала до +7ۥC, а потом до нуля градусов. Эффективность при этом только повысилась — за минуту фосфолипиды сократили площадь нефтяного пятна на 93%.
Используя диагностическое оборудование на основе ядерно-магнитного резонанса, исследователи изучили поведение реагента в условиях замерзания загрязненной нефтью воды. Опыт показал, что без реагента вода замерзает с эффектом «бутылочного горлышка». Кристаллики льда с частицами нефти выдавливаются на поверхность. Темная пленка на льду способствует его быстрому таянию при солнечном свете. Вода с реагентом замерзала более «спокойно», нефть распределялась внутри структуры льда. В результате вторичное загрязнение морской воды растягивалось во времени и пространстве.
Научный руководитель проекта доцент института имени Губкина, кандидат химических наук Делгир Сандживева считает, что новый реагент превосходит аналоги по эффективности и экологичности. Излишки фосфолипидов и изобутанол быстро разлагаются в морской воде. Спирт, конечно, тоже обладает токсическим эффектом в отношении морской фауны, но его не сравнить с вредом, который наносят обитателям арктических вод нефтяные пленки.
В условиях, когда нет возможности локализовать нефтяной разлив боновыми заграждениями, физико-химическая нейтрализация остается единственной возможностью минимизировать экологический ущерб.
С началом навигации 2025 года ученые планируют провести полноценные полевые испытания реагента, чтобы учесть природные факторы (ветер, волны, речные и морские течения), которые невозможно смоделировать в лабораторной емкости.
