Катастрофы с утечкой нефти: разработка из Беэр-Шевы поможет бороться с тяжелым загрязнением

Новая разработка Университета Бен-Гуриона в Негеве может стать еще одним инструментом борьбы с одним из самых тяжелых видов экологического загрязнения — разливами нефти и топлива в море. Исследователи из Лаборатории экологической биотехнологии университета разработали материал, способный сорбировать нефть и нефтепродукты, одновременно создавая условия для их последующего биологического расщепления бактериями.
Метод, опубликованный в журнале Chemical Engineering Journal Advances, был создан в исследовательской группе под руководством профессора Ариэля Кушмаро и под руководством доктора Данит Лизы Красги-Бирон с инженерного факультета. В отличие от решений, направленных только на сбор загрязнителя, исследователи стремились объединить оперативную ликвидацию пролитого топлива с процессом последующего биологического восстановления окружающей среды.

Материал впитывает нефть, бактерии завершают работу
В основе разработки лежит аэрогель, производимый из целлюлозных волокон, полученных из бумаги. В структуру материала добавлены азот и фосфор — элементы, необходимые для жизнедеятельности бактерий, способных расщеплять углеводороды, но присутствующие в морской среде в ограниченном количестве. В ходе эксперимента с искусственной морской водой, загрязненной сырой нефтью, выяснилось, что добавление питательных веществ значительно улучшило расщепление топлива по сравнению с аэрогелем, их не содержавшим. Материал проходит процесс, включающий сублимационную сушку и последующий пиролиз (нагрев без доступа кислорода), в результате чего получается пористая структура, подходящая для сорбции топлива, сырой нефти и масел. Исследователи измерили его впитывающую способность и зафиксировали соотношение около 1:100 — то есть материал способен сорбировать массу, значительно превышающую его собственный вес.
Для проверки биологического расщепления использовалась бактерия рода Pseudomonas, выделенная из морского песка, загрязненного гудроном после экологического инцидента на побережье Израиля в феврале 2021 года. Аэрогель служит каркасом, к которому прикрепляются бактерии, благодаря чему создается прямой контакт между микроорганизмами, питательными веществами и захваченными углеводородами. В конце процесса бактерии расщепляют топливо, расходуют питательные вещества, а затем могут переработать и сам аэрогель, имеющий целлюлозную основу. Профессор Ариэль Кушмаро пояснил, что результаты указывают на потенциал создания экологичной платформы для ликвидации разливов нефти в водной или морской среде. По его словам, сочетание физической сорбции и биологического расщепления позволяет решать задачи как по локализации загрязнения, так и по долгосрочному восстановлению экосистемы.

На пути к патенту
Технология находится в процессе патентования через BGN Technologies — компанию по трансферу технологий Университета Бен-Гуриона в Негеве. В компании считают, что в случае успешного доведения до масштабируемого коммерческого применения разработка найдет применение в энергетической отрасли, судоходстве и экологической рекультивации. В исследовательскую группу вошли доктор Данит Лиза Красги-Бирон, доктор Хана Барак, доктор Барак Халперн, доктор Эсти Крамарски-Винтер, Ли Шели, Ноа Эзри, профессор Шмуэль Хайон, светлой памяти профессор Алекс Сиван и профессор Ариэль Кушмаро — все из Университета Бен-Гуриона в Негеве.
Исследование показывает, как разработка из лаборатории в Беэр-Шеве может получить международное значение на фоне тяжелого ущерба, который разливы нефти наносят морским экосистемам и побережьям. Впрочем, на данном этапе речь идет об исследовательской технологии, находящейся на стадии оформления интеллектуальной собственности, а не о готовой к широкому практическому применению системе.