Биоремедиация как подражание природе

Богдана ЯРОВА, эколог

Разливы нефти в местах ее добычи, а также в местах повреждения нефтепроводов остаются по­прежнему серьезной угрозой экологической ситуации. Это касается как мира в целом, так и нашей страны в частности. В России ситуация усугубляется еще и тем, что не всегда нефтедобывающие компании готовы полностью брать на себя ответственность за последствия нефтеразливов.

Подробные отчеты на официальных сайтах сообщают, что ситуация под контролем и все необходимые меры по предотвращению аварий или ликвидации их последствий выполняются в полном объеме, что компании участвуют совместно с научными лабораториями в разработках новейших и безопасных средств для очистки воды и почвы от нефти. Однако данные независимых общественных организаций сильно отличаются от этой радужной картины.

Научные открытия и разработки более совершенных методов борьбы с разлившейся нефтью не стоят на месте, поиски безопасных и экологичных способов устранения нефтепродуктов продолжаются.

В данном материале мы хотели бы проанализировать уже имеющиеся способы устранения нефтеразливов, их эффективность и безопасность для природы и человека, главные критерии при выборе того или иного средства и почему даже некоторые биологические методы устранения разливов нефти не являются безопасными для конкретной среды их применения.

Коротко обозначим главные методы ликвидации аварийных разливов нефти на сегодняшний день, их 4: механический, термический, физико­химический и биологический. Чаще всего используется комбинация из нескольких методик сразу.

Самый распространенный метод – механический – представляет собой обычный сбор разлитой нефти с поверхности воды (либо выемку загрязненной почвы и промывку в специальных резервуарах).

Термический метод ликвидации утечки нефти – это выжигание нефтяного слоя сразу же после попадания окружающую среду. Как правило, этот способ применяют параллельно с другими методами. Ни о какой экологичности здесь речи быть не может.

При физико­химическом методе используются различные сорбенты и диспергенты. Сорбенты после попадания в водную среду моментально начинают впитывать углеводороды, оставляя на поверхности остатки нефтенасыщенного материала, собрать который не представляет особого труда. К помощи диспергентов прибегают в особо тяжелых случаях, когда разлитую нефть невозможно удалить механическим сбором. Однако ни химические препараты, ни сорбенты также не являются полностью безопасными для природы, так как оставляют после себя вторичные загрязнения, в некоторых случаях даже более токсичные и опасные, чем сама нефть.

И, наконец, биологический метод очистки, как правило, используется после механического сбора нефти или запуска в среду сорбентов или диспергентов. На нем мы остановимся подробнее, поскольку даже в этом, казалось бы, естественном и экологичном методе есть свои нюансы.

Способов подхода к такой очистке – два:

­ стимуляция локального биоценоза и аборигенных микроорганизмов в почве или воде;

­ применение отобранных особым образом микроорганизмов­нефтедеструкторов, запущенных в чужеродную среду.

При первом способе на загрязненном участке применяют препараты, стимулирующие природные процессы в локальном биоценозе, что приводит к естественной деградации углеводородов, не нарушая при этом аборигенной среды и совокупности живущих в ней микроорганизмов. При втором варианте используют препараты с бактериями­нефтедеструкторами, которые, как правило, берутся из другой среды и внедряются в неродной для них биоценоз. Последствия такого вмешательства не изучены до сих пор и несут в себе потенциальную угрозу для устойчивого состояния местного биоценоза.

Ранее предполагалось, что микроорганизмы, способные разлагать и использовать углеводороды нефти и нефтепродуктов в качестве пищи, встречаются только там, где расположены нефтепромыслы, нефтехранилища или нефтепроводы. Однако, согласно современным данным, микроорганизмы­нефтедеструкторы распространены в природе очень широко и могут быть выделены из любой почвы, осадочных пород, морской и речной воды. Эти микроорганизмы могут усваивать разнообразные органические соединения – углеводы, белки, жиры и пр. Численность микроорганизмов­нефтедеструкторов в естественных биоценозах в немалой степени определяется климатическими условиями, типом почв, степенью их обработки, глубиной залегания грунтовых вод и другими факторами.

После разлива нефти микроорганизмы, живущие, например, в почве, начинают потихоньку приспосабливаться к новым условиям. Получается это не у всех, а у довольно маленького их числа. И именно стимуляция их безопасным образом с помощью различных ферментов и удобрений позволяет ускорить процесс их размножения и поглощения углеводородов в десятки и даже сотни раз. Справившись с задачей, местные микроорганизмы восстанавливают свою популяцию, и происходит саморегуляция – возврат в изначальное состояние до аварии. Этот механизм полностью повторяет природный, только совершается во много раз быстрее. В этом заключается принцип действия препаратов­стимуляторов, не привносящих ничего чужеродного в тот или иной биоценоз.

Внесение же на место разлива бакпрепаратов, содержащих штаммы бактерий, взятых из другой среды, несет в себе потенциальную опасность вмешательством в аборигенную микрофлору, и результаты такого вмешательства еще только предстоит исследовать.

Последствия разливов нефти для почвы и воды уже достаточно хорошо изучены и описаны. В двух словах – это чрезвычайно опасно и губительно для всего живого. Поэтому ученые и ищут способы ускорить процесс восстановления загрязненной почвы или воды. Сейчас популярность приобретают исследования и разработка различных биопрепаратов­нефтедеструкторов. В их основе лежат живые микроорганизмы – бактерии, которые могут поедать нефть. О потенциальной опасности применения таких препаратов уже говорилось выше.

Однако наряду с этим уже сегодня существуют и такие уникальные препараты, которые не содержат бактерии, а являются мощным стимулятором местных микроорганизмов, не нарушают локального биоценоза и абсолютно безопасны как для природы, так и для человека. И именно за такими препаратами будущее и возможность наконец вернуть нарушенным биоценозам и целым экосистемам первозданное состояние.

Анализ методов, которые используются крупнейшими нефтедобывающими компаниями России, показал, что методы биоремедиации, если им и отводится место в плане мероприятий по ликвидации нефтеразливов, используются с применением бакпрепаратов по второму сценарию (то есть внесение чужеродных бактерий в тот или иной биоценоз). Наряду с этим по­прежнему широко практикуется сжигание нефти, захоронение загрязненного грунта, отмывание загрязненных животных средствами типа Fairy и прочие малоэффективные, а порой и опасные методы ликвидации последствий нефтеразливов.

Крупнейшая в России компания «Роснефть» занимается «разработкой химических методов ликвидации аварийных разливов нефти в части диспергентов для морских акваторий, созданием микробного препарата для утилизации углеводородных загрязнений в морях арктического региона совместно с МГУ им. М. В. Ломоносова, разработкой концепции специализированного устройства для ликвидации аварийных разливов нефти на шельфе, а также разработкой унифицированной амфибийной техники с роторно­винтовым движителем» (информация взята с официального сайта компании).

«Лукойл» использует препарат со «специально подобранными штаммами микроорганизмов, способных работать в условиях холодного климата, когда применение традиционных методов локализации и сбора нефтеразливов затруднено».

Газпром «опробовал эффективные методы, основанные на применении новых биопрепаратов, которые содержат микроорганизмы­деструкторы углеводородов, позволяющие проводить биологическую очистку земель при низких температурах».

Повторим: различные бакпрепараты и технологии, основанные на их применении, влекут за собой потенциальную угрозу для устойчивого развития, и последствия использования таких технологий для локальных биоценозов совершенно не исследованы.

В мире постоянно появляются новые решения – ученые разрабатывают массу технологий ликвидации разливов нефти. Но ни норвержский «пылесос» для сбора нефтяных пятен, ни американская мембрана из нановолокон, поглощающая нефть без воды, ни судно­нефтесборщик, производимый в Германии, ни биомиметическая пена, изобретенная в Китае, ни технология «Аэрощуп», разработанная у нас, – ни одна из этих технологий не может претендовать на универсальность и уж тем более экологичность.

Любое вмешательство человека в природу не должно нести негативных последствий, а в лучшем случае – быть созидательным. Тогда и только тогда мы вправе говорить об ответственном отношении к природе и об экологичном подходе в работе.

Журнал «Нефть и газ Сибири» 1(38)2020