Охрана природы "по науке"

«Экология России» выбрала наиболее полезные и значимые для окружающей среды научные открытия минувшего года.

Переработка

• Установка для переработки старых медицинских масок в электроэнергию и стройматериалы

Ученые из Института теплофизики СО РАН (Новосибирск) изобрели установку для переработки медицинских масок в электроэнергию и стройматериалы. Электроплазменная печь расщепляет их на газ и безопасный остеклованный шлак, который используют в строительстве домов и дорог. Также устройство выделяет синтез-газ, который ученые предлагают преобразовать в электроэнергию. Изобретение должно решить проблему медицинских отходов в условиях пандемии. 

• Прибор для поглощения углекислого газа в помещениях

Сотрудники Троицкого института инновационных и термоядерных исследований (ГНЦ РФ ТРИНИТИ, входит в ГК «Росатом») разработали прибор, который контролирует уровень концентрации углекислого газа в помещении. Абсорбер не просто очищает воздух от разных загрязнителей, но и поглощает углекислый газ. Устройство планируют выпускать в трёх видах: мобильном, стационарном и встроенном в вентиляцию.

Ликвидация нанесенного ущерба и очистка

• Нефтепоглощающий сорбент

Ученые КузГТУ им. Горбачева создали нефтепоглощающий сорбент. Его ядро притягивает нефтяные пятна — это позволяет управлять ими и облегчает очистку водоемов даже в самых суровых погодных условиях. Килограмм нефтесорбента можно получить из 280 грамм биомассы — избыточного активного ила, 900 грамм угольной пыли и 50 грамм магнетита. 

• Сорбент, который не дает вредоносным водорослям цвести

Специалисты Курчатовского университета придумали сорбент, который блокирует фазу цветения у вредоносных водорослей. Препарат работает как фильтр, притягивая микроорганизмы и подавляя их развитие. Сорбент не только устраняет последствия активного роста, но и не дает водорослям цвести повторно. Для создания сорбента ученые использовали хлорированный поливинилхлорид и природный полимер хитозан. 

• Нефтесорбент на основе свекловичного жома

Химики из Уфимского государственного авиационного университета создали сорбент на основе свекловичного жома. Он помогает очищать водоемы или почву от нефти и других химических веществ. Сорбент экологически чистый и дешевле импортных аналогов, а изготавливается он из отходов переработки сахарной свеклы. 

• Сорбент, который очищает сточные воды от антибиотиков

Ученые из Санкт-Петербургского университета (СПбГУ) в этом году решили проблему загрязнения сточных вод антибиотиками. Их сорбент эффективно очищает канализационную воду от тетрациклина, который попадает в стоки вместе с фекалиями животных. Кроме того, он снижает устойчивость супербактерий в почвах и воде к антибиотикам. 

• Сорбент для очистки промышленных земель

Новый сорбент для очистки промышленных земель разработали ученые из Челябинска. Сотрудники ЮУрГУ создали композитный материал, который связывает тяжелые металлы и радионуклиды. Он запускает процесс обратный выщелачиванию для минерализации опасных веществ. Их сорбент полностью очищает промышленную почву почти от всех видов загрязнений.

Утилизация

• «Пушка Фролова» для утилизации отходов без сжигания

Российский ученый из Центра химической физики РАН Сергей Фролов разработал «пушку» для уничтожения любых отходов без сжигания. Устройство работает за счет высокого давления и экстремальных температур (около 3 тысяч °С), превращая всю органику и пластик в безвредный газ. Пока что объем переработки всего 1000 тонн в год, но в дальнейшем мощность будет увеличена. 

• Новая технология утилизации взрывоопасных и пиротехнических веществ

Ученые из Новосибирского государственного технического государственного университета (НГТУ) предложили утилизировать взрывоопасные и пиротехнические вещества с помощью концентрированной щелочи под действием высокой температуры. Этот метод не избавит полностью от таких отходов, но на выходе они теряют свои огне- и взрывоопасные свойства. Поэтому их можно захоронить без вреда для природы на полигонах ТКО. 

• Безотходная утилизация покрышек

Новый способ безотходной утилизации покрышек от карьерных самосвалов разработали ученые из КузГТУ. Метод основан на последовательной термообработке резины. Сперва её измельчают в крошку, а затем отправляют в печь под 550-700 °С. После обработки получается топливный газ, многокомпонентная жидкость и твердый остаток. Из жидкости получают вещества для печного топлива и парфюмерии, а твердый остаток повторно отправляют в печь при 1000°С и получают газ с сорбентом. Такая переработка наносит экологии меньше вреда, чем другие её виды.

Пластик

• Биоразлагаемый пластик

Специалисты Вятского государственного университета добились успехов в разработке экологичного пластика. Им удалось получить материал, в котором полностью отсутствуют нефтепродукты. Но пока для его разложения требуется минимум пять лет и специальные условия. В качестве основного компонента ученые использовали полимолочную кислоту – растительный пластик.

• Пластик из отходов целлюлозно-бумажной промышленности

Шведские ученые сделали термореактивный материал, который способен заменить традиционный пластик. Он изготовлен из лигнина — отходов древесины. Органический полимер по всем свойствам не уступает обычному пластику, при этом он абсолютно безопасен для окружающей среды. Его можно как переработать во что-то другое, так и оставить разлагаться на полигоне — природе от этого вреда не будет. 

• Пластик из спермы лосося

Ученые из Китая изготовили экологически чистый пластик из спермы лосося. Такой материал выделяет на 97% меньше парниковых газов, чем пластик. Для его получения специалисты соединили нити ДНК спермы лосося и химические вещества растительного масла. У них получился гидрогель, из которого затем удалили всю влагу. На выходе получился твердый материал, из которого можно делать упаковку для техники или других изделий, хранящихся в сухом помещении.

Интерактив и моделирование

• Интерактивная карта концентраций СО2

Международная группа ученых составила интерактивную карту концентраций СО2. Согласно ей, общий объем запертого на поверхности планеты углекислого газа составляет 130 гигатонн. Если одновременно произойдет выброс такого количества CO2, то всё живое на Земле погибнет, а атмосфера восстановится только через тысячелетия. Но ученые уверены, что человечество этого никогда не увидят. 

• ИИ нанес на карту данные о качестве воды в Новой Москве

Ученые из Сколтеха разработали алгоритм, который оценивает загрязнение среды в окружающих областях и достраивает значения этих показателях на неохваченных участках. Данные отображаются на тепловой карте. Интерфейс простой — желтым цветом показан самый высокий уровень загрязнения, а фиолетовым самый низкий. За основу взяли данные 1526 проб из 448 источников вокруг Новой Москвы. Каждый показатель содержит 21 характеристику. Алгоритм можно масштабировать на любой регион, по которому доступны данные измерений, и любую среду, для которой есть нормативы у ВОЗ, корпораций или на национальном уровне. 

• Оценка влияния сточных вод на мировой океан

Специалисты Калифорнийского и Колумбийского университетов оценили влияние сточных вод на мировой океан. Они создали карту, на которую нанесли 135 тысяч водосборных бассейнов. Они пришли к выводу — ежегодно со сточными водами в мировой океан попадает в среднем 6,2 млн тонн азота. Из-за этого активно цветут водоросли, что приводит к дефициту кислорода в воде. От сточных вод также появляются в системе гербициды, пестициды и пластик. 

• Оценка влияния климата на вечную мерзлоту

Международная группа ученых из России, США и Нидерландов оценили влияние изменения климата на вечную мерзлоту. Оказалось, что земли Арктики могут превратиться из поглотителей парниковых газов в их источник. Во всем виноваты арктические пожары, они высвобождают запасы углерода, которые копились тысячелетиями в торфяных почвах. 

• Оценка влияния образа жизни мужчин и женщин на экологию

Британские ученые из Университета Лидса пришли к выводу, что мужчины вредят больше экологии, чем женщины. Оказалось, что от них поступает на 40% больше парниковых газов, чем от женщин. Мужчины чаще употребляют в пищу мясо и другие продукты животного происхождения, а также различные напитки. Также исследователи пришли к выводу, что мясная диета приводит к выбросам, которые на 59% больше, чем от образа жизни вегетарианцев.

Упаковка

• Упаковка из крахмала 

Специалисты из ЮУрГУ совместно с коллегами из Индии разработали упаковку из крахмала. Их материал полностью биоразлагаемый — на это уходит четыре недели под водой. Упаковку из крахмала можно использовать практически везде, но у нее есть один минус — она не имеет 100% устойчивости к агрессивной среде. Сейчас ученые работают в этом направлении.

• Полностью биоразлагаемая упаковка для еды

Компания OSQ разработала первую в России биоразлагаемую упаковку для еды из ламинированного картона. Она разлагается в почве за полгода. Раньше продукция бренда компании разлагалась в окружающей среде всего на 70%. Ламинированная крафтовая упаковка при попадании в землю исчезает без следа. На российском рынке нет аналогов. Компания занималась разработкой упаковки совместно с учеными из организации, название которой не уточняется.

Строительство

• Улучшение свойств бетона с помощью мусора

В Пермском политехническом университете (ПНИПУ) ученые придумали, как улучшить строительные материалы и сократить вред целлюлозно-бумажной промышленности. Они добавили целлюлозные отходы — лигносульфаты — в цементную смесь и получили цемент с повышенной прочностью и теплоизоляцией.