Використання природних сорбентів, збагачених мікроорганізмами (біодеструкторами та біоактиваторами)

Збройна агресія РФ проти України, що розпочалася у 2014 році та переросла у повномасштабну війну, залишила майбутнім поколінням важку екологічну спадщину. Йдеться про сотні тисяч тонн отруйних речовин (ОР), що містяться у затоплених або похованих авіабомбах, снарядах, мінах, фугасах та інших боєприпасах — як розірваних, так і ні.

Особливої уваги потребують місця підводного розташування цих снарядів, а також продукти їх розпаду, що потрапили на великі території та у водойми України. Унаслідок тривалого (з 2014 року) перебування в умовах вологи оболонки ємностей із ОР зазнали критичної корозії. Ці факти багаторазово підтверджуються під час розмінування деокупованих територій.

Залишки ОР, що перебувають у ґрунті на полях, у лісосмугах і на неугіддях, із опадами потрапляють у підземні води й виходять у відкриті водойми. Поширення отруйних речовин підводними течіями та їх викид на берег призводить до отруєння довкілля — людей, тварин і рослин.

Проблема утилізації отруйних речовин

Сучасні хімічні бойові отруйні речовини (зокрема іприт, люїзит, VX) надзвичайно стійкі. Вони повільно піддаються гідролізу, а продукти розпаду можуть бути не менш токсичними, ніж самі ОР. Існує три основні підходи до вирішення проблеми утилізації:

1. Хімічна переробка — з використанням спеціалізованого обладнання, зокрема методом спалювання (пропонується компаніями з США та Німеччини).
2. Фізична локалізація — консервація небезпечних ємностей (наприклад, поверхневе бетонування) з подальшим перепохованням. Поширено в Україні.
3. Біотехнологічний підхід — застосування мікроорганізмів, здатних використовувати ОР як джерело живлення й перетворювати їх на нетоксичні речовини.

Кожен із зазначених методів має свої переваги та недоліки, однак жоден не є повністю безпечним чи екологічно чистим, оскільки потребує механічного втручання в зону хімічної небезпеки. Крім того, реалізація будь-якого з цих підходів — складний і дороговартісний процес, що потребує спеціального обладнання та підготовленого персоналу.

Альтернатива: біотехнологічний підхід

Фахівцями нашої команди було розроблено та апробовано комплексний біоактиватор у гранульованій формі, що показав стабільний позитивний ефект при застосуванні:

• у місцях знищеної військової техніки;
• на ділянках, забруднених паливно-мастильними матеріалами;
• на рекультивованих землях після розмінування.

Препарат було використано на ставках загальною площею понад 69 га (кадастрові номери: 4820680700:01:000:0314, :0315, :0316), розташованих за межами села Добра Криниця Інгульської сільради Баштанського району Миколаївської області, що використовуються для рибогосподарських потреб.

Пропоноване рішення

На основі позитивного досвіду пропонуємо комплексну систему очищення забруднених акваторій і ґрунтів на основі біотехнологічного підходу. Ключовим компонентом виступає природний мінеральний сорбент — глауконіт, у поєднанні з біодеструктивними мікроорганізмами.

Чому саме глауконіт?

Глауконіт — морський алюмосилікат з високими сорбційними властивостями, здатний поглинати:

• хлор- та фосфорорганічні сполуки;
• металоорганічні речовини;
• нафтопродукти;
• важкі метали та радіонукліди.

Водночас він є збалансованим середовищем для мікроорганізмів та рослин.

Основні напрями використання глауконіту:

• адсорбент шкідливих речовин;
• пом’якшення жорсткої води;
• очищення стічних вод;
• мінеральне добриво;
• екологічно чистий мінеральний пігмент.

Україна має значні поклади цього мінералу — мільйони тонн.

Технологія локалізації та знешкодження ОР https://www.youtube.com/watch?v=W3pHG6YVjAg

Схема технічного укріплення:

1. На морському дні встановлюються бетонні блоки, що перешкоджають зміщенню ємностей.
2. Насипається подушка з глауконіту.
3. Викладаються ємності з ОР.
4. Зверху їх покривають шаром глауконіту.
5. Для запобігання змиву додають мішки з глауконітом.
6. Якщо ємності не підлягають переміщенню — укріплення проводиться безпосередньо на місці.

Згодом глауконіт формує напівпроникний геохімічний бар’єр, що ізолює токсини навіть в умовах дії течій.

Етапи реалізації:

Етап 1. Обстеження місць захоронення або скиду ОР. Визначення обсягів, стану ємностей, рівня зараження. Підготовка проєктної документації.
Етап 2. Локалізація та консервація осередків забруднення з використанням глауконіту.
Етап 3. Заселення мікроорганізмів-деструкторів, які розкладають ОР. Глауконіт використовується як носій і поживне середовище. Через свердловини вводиться пульпа (глауконіт + мікроорганізми) безпосередньо до джерела зараження. Проміжні та кінцеві продукти трансформації залишаються герметично укритими під непроникним шаром глауконіту.

У разі витоку ОР до водойм глауконіт розсіюється над осередком — повільно осідаючи, він сорбує забруднювачі й осаджує їх на дні.

Результатом є фізичне очищення водойми

У деяких випадках рекомендовано комбінувати фізичний і біотехнологічний підходи.

Результат: Комбіноване фізико-біотехнологічне очищення водойми

Література:

1. Петрусь Р., Мальований М., Варчол Й., Одноріг З., Петрушка І., Леськів Г. Технології очищення стоків із застосуванням природних дисперсних сорбентів // Хімічна промисловість України. – 2003. – №2. – С. 20–22.
2. Воропаєва З.Є., Кацнельсон Ю.Я., Шамрай Л.І. Глауконіт – сорбент шкідливих хімічних речовин.Експрес-інформація. М.: ВІЕМС, №2.
3. Дистанов У.Г., Михайлов А.С., Конюхова Т.П. та ін. Природні сорбенти СРСР. – М.: Недра, 1990. – 208 с.
4. Кульчицька Г.О., Цьонь О.В., Феношин У.І. Про природу сполук вуглецю в глауконіті // Мінералогічний журнал. – 1988. – №5. – С. 34–45.
5. ЛазаренкоЄ.К., Сребродольський Б.І. Мінералогія Поділля. Львів: Видавництво ЛДУ, 1969. – 346 с.
6. Мирходжаєв І.М., Бескровний Ю.В. Використання адсорбційних властивостей глауконітових пісковиків родовища Чангі для очищення стічних вод промислових підприємств // Охорона підземних вод УРСР від забруднення й виснаження. Вип. 2. – Київ: Наукова думка, 1970. – С. 53–54.
7. Феношина У.І., Туркевич Г.І., Грицик В.Є., ЖилевськийД.Я., Ковалев В.І. Глауконіти України та перспективи їх використання в народному господарстві. Матеріали ХІ Всесоюзної наради з вивчення та використання глинистих мінералів. – М., 1976