Андрей Елагин: Появление новых выгодных технологий должно обеспечить сохранение водных ресурсов

В Докладе ООН о развитии водных ресурсов в мире за 2023 год взаимовыгодное сотрудничество признано основной ключевой стратегией, обеспечивающей сохранение запасов воды на планете. Только скоординированное и ориентированное на результат взаимодействие ученых и технологических компаний даст возможность людям, не отказываясь от привычного образа жизни, удерживать экологическое и экономическое равновесие. О том, насколько мы сегодня технологически готовы к тому, чтобы сохранить этот важный ресурс, Редакция НИА “Экология” побеседовала с генеральным директором технологической компании НПО БиоМикроГели Андреем Елагиным.

— Андрей Александрович, на ваш взгляд, почему сегодня мировое сообщество уделяет особое внимание проблеме развития водных ресурсов?

— Вода покрывает почти 70% поверхности Земли, однако лишь 3% всех запасов воды является пресной. Доля источников пресной воды: 69,5% — ледники; 30,1% — грунтовые воды;  0,4% — поверхностные воды.

— Да-да, ООН призывает пересмотреть практику расточительного использования мировых водных ресурсов.

— Об этом говорят и российские ученые. Так научный руководитель Института водных проблем, член-корреспондент РАН Виктор Данилов-Данильян отметил, что потребление воды как росло, так и растет, а количество экономически доступной пресной воды уменьшается. Разумеется, физически воды не становится меньше, но именно экономически доступные запасы ее уменьшаются за счет исчерпания источников (реки пересыхают, озера мелеют), а главное, из-за их загрязнения. К 2050 году 40% населения мира будет обитать в районах, где ее дефицит приведет к снижению качества жизни.

— Какие основные источники и характер загрязнений?

— Основные причины, которые могут ухудшать качество воды, условно можно разделить на две группы — природные и антропогенные (техногенные).  Источники природного загрязнения — осадочные породы, содержащие в большом количестве магний, кальций, железо и хлориды, арсенаты, фториды, нитраты и т.д. Насыщение этими соединениями воды может сделать ее мало- или непригодной для употребления человеком. Источники антропогенного загрязнения — промышленные, нефтедобывающие, сельскохозяйственные, транспортные производства, коммунальное хозяйство.

— Какие виды загрязнений представляют собой наибольшую опасность для водных систем?

— Разливы нефти представляют собой одну из наиболее системных угроз для океанов. Например, время масштабной катастрофы в Мексиканском проливе в океан утекло около 5 миллионов баррелей нефти, в Персидском заливе — 6-8 млн баррелей, в России при розливе на реке Колва — 220 тыс. тонн. Эти события оказали глубокое воздействие на регионы, в которых произошли, изменив их экосистемы.

Слив отходов со сточными водами также ведет к загрязнению водного бассейна. По данным Росстата, в 2022 году объем сброса сточных вод составил 36,2 млрд м³, при этом  11,3 млрд м³ составил объем сброса загрязненных сточных вод по бассейнам отдельных рек и морей Российской Федерации. Экологи пришли к выводу, что за 25 лет объем сброса сточных вод сократился в 1,6 раза, а объем сброса загрязненных сточных вод — в 1,8 раза, но заметного улучшения качества воды не было.

— Есть же разные категории загрязнителей?

— В зависимости от веществ, попадающих в избыточном количестве в воду, принято выделять несколько типов загрязнителей. Во-первых, это неорганические вещества. К ним относятся тяжелые металлы (мышьяк, ртуть, свинец, хром) или их соединения. Они могут попадать в водоемы со сбросами сточных вод, ливневыми стоками, либо постепенно вымываться из почвы в подземные источники как из геологических образований, так и антропогенных (промышленных и сельскохозяйственных) отходов.

Другая категория загрязнителей — органические вещества. Здесь и пестициды, и нефтепродукты, и фенолы, и синтетические детергенты. Они могут попадать в водный бассейн с недостаточно очищенными сточными водами промышленных, сельскохозяйственных предприятий, а также из систем городской канализации.

Ну и категория, которой часто забываю, но она требует внимания — различные фармацевтические субстанции. Это отходы медицинских учреждений, фармацевтических производств, аптек. Причиной загрязнения нередко становится некорректная утилизация медикаментов — ненужные и просроченные лекарственные препараты чаще всего выбрасываются в общие бытовые отходы (около 80%), а более 15% потребителей отправляют их в канализацию. Большинство станций очистки сточных вод не могут обеспечить эффективное избавление от фармацевтических субстанций, а позволяют лишь частично элиминировать или выводить их остатки.

— Какие на сегодняшний день методы очистки наиболее распространены и что нужно учитывать при их выборе?

— Во-первых, важно учитывать такие факторы как исходная загрязненность воды и спектр примесей, нормативные требования к степени очистки, объем стоков, способ утилизации осадка, финансовые и производственные возможности предприятия. Во-вторых, нужно оценить алгоритм очистки, который предусматривает механический метод (это фильтрация с отделением органических примесей и отстаивание), физико-химический (в него могут входить нейтрализация, коагуляция и флокуляция, адсорбция и дезинфекция) и биологический (поля орошения, биопруды и биологические фильтры).

При наличии в сточной воде токсичных соединений могут использоваться дополнительные методы очистки, которые выбирают исходя из состава примесей и санитарно-эпидемиологических требований к воде.

— С чего начинается процесс очистки сточных вод?

— Для рекультивации воды сточные воды проходят несколько этапов, однако сначала необходимо удалить из воды взвешенные и коллоидные частицы. Для этого используют неорганические или органические коагулянты, которые нейтрализуют заряды частиц, и флокулянты, которые склеивают их в крупные хлопья.

— Какие технологии сегодня применяют для очистки воды при разливах нефтепродуктов?

— У всех на слуху бондовые заграждения, которые не позволяют нефтяному пятну расползтись по поверхности воды. Также используются различные фильтры. Например, Spilltex. Или насосы и скиммеры. В качестве примера можно назвать систему Salarollpump. Все это относится к механическим инструментам. Но ими одними в большинстве случаев невозможно ликвидировать загрязнение. И тут на помощь приходят физико-химические методы с использованием синтетических и органических сорбентов. К их достоинствам относится высокая скорость и степень поглощения вредных примесей.

Среди синтетических полимеров высокой эффективностью обладают такой материал, как Мегасорб, который имеет гофрированную структуру и характеризуется высокой скоростью сорбции и большой нефтеемкостью. Он может использоваться несколько раз, однако затем нуждается в утилизации.

— А есть экологичные сорбенты. Условно с приставкой «био»?

— Да, конечно. Это органические сорбенты, да еще и российского производства. Среди них внимания заслуживают служить «Лессорб», «Сибсорбент», «Сорбойл». Они всегда доступны, поскольку производятся из растительного сырья и при этом безопасны для окружающей среды.

— Промышленность – основной потребитель и одновременно загрязнитель воды. Какие очистные технологии наиболее востребованы в промышленности?

— Сегодня примерно 19% пресной воды от общего объема используется в промышленности, при этом до 70% приходится на горнодобывающую, сталелитейную, химическую, нефтехимическую, целлюлозно-бумажную и пищевую отрасли. На горно-обогатительных комбинатах (ГОКах) из добытой руды получают концентрат, а отходы переработки перемещают в хвостохранилище. Хвостохранилище — это такой комплекс специальных сооружений и оборудования, предназначенный для складирования отходов обогащения полезных ископаемых. Так вот, перед вторичным использованием вода из хвостохранилищ подвергается очистке для достижения норм, предъявляемых к оборотной воде.

— Хвостохранилища всегда являются проблемным вопросом для предприятий.

— Верно. Поэтому выгодным вариантом при работе сними представляется использование водорастворимых полимеров. Они позволяют эффективно очистить воду от загрязнений, которую можно многократно использовать в технологическом процессе. Также флокулянты используются для сгущения конечных продуктов обогащения. Например, мы в НПО БиоМикроГели разработали и внедряем органические флокулянты – биомикрогели, которые применяются для очистки воды и сгущения концентратов и хвостов широкого спектра руд. Реагенты используются для удаления влаги из конечных продуктов обогащения. Процесс обезвоживания крайне важен, так как он снижает потери продукции при сгущении и обеспечивает требуемую влажность концентрата, а также позволяет эффективно использовать площади хвостохранилищ.

— А есть еще варианты?

Да, например, разработка питерской компании «Робелл Технолоджи» — водорастворимый полимер винилпирролидон, который используется для очистки вод ГОК с медно-никелевыми рудами, кобальтом и платиноидами.

— С промышленными предприятиями теперь более-менее понятно. Применимы ли эти технологии для очистки городских стоков?

— Правильное замечание. Основная проблема городских стоков — довольно широкий спектр загрязняющих веществ. Поэтому оптимальное решение — использование флокулянтов на основе биополимеров из продуктов сельскохозяйственной переработки и деревообработки. Кстати, они могут использоваться не только для обезвоживания осадков на водоканалах, но и для очистки и промышленных стоков и утилизации отработанных смазочно-охлаждающих жидкостей.

— То есть они справляются со всем спектром примесей?

— Безусловно! Они гарантируют высокую степень очистки воды, соответствующая всем нормативным показателям. Более того, что немаловажно, они сокращают стоимости обработки воды и снижают общее количество образующихся отходов. Органические флокулянты таких компаний, как НПО Биомикрогели, эффективно справляются с этими задачами, при этом сравнительно дешевы, поскольку вырабатываются из широкодоступного и возобновляемого сырья.

— Получается, что для эффективной очистки воды сегодня есть технологии? Осталось только начать их широко применять?

— Жизнь, как и вода, не стоит на месте, и появление новых выгодных технологий должно обеспечить не только ее продолжение, но и сохранение качества. Поэтому, на мой взгляд, сотрудничество позволяет совершенствовать управление водными ресурсами, использовать инновационные подходы и обеспечивать повышение эффективности водопользования во всех сферах деятельности.