Именно здесь двадцать лет назад профессором, доктором технических наук Геннадием Михайловым совместно с доцентом, доктором технических наук Игорем Пашкеевым был разработан поистине уникальный материал, способный решить проблемы мировой экологии, – сорбент с активными наноцентрами, который блокирует распространение радиоактивных веществ и катионов тяжелых металлов по открытым и подземным гидрогоризонтам.
Природа взывает о помощи
Проблемы загрязнения почвы, воды, воздуха промышленными отходами в индустриально развитой Челябинской области обострились в 1990-х. Именно тогда, занимаясь проблематикой радиационной безопасности и возможностями использования сорбционных технологий при ликвидации последствий радиационных аварий, Геннадий Михайлов вместе с сотрудниками – кандидатом технических наук Т.П. Лонзингер и кандидатом химических наук А.Г. Морозовой – начал развивать тему ликвидации последствий промышленных катастроф. В конце Второй мировой и в годы последующей Холодной войны между СССР и блоком НАТО проблемы экологии отступили на второй план: перед страной стоял вопрос сохранения независимости.
– Наша оборонная промышленность в то время развивалась в рекордные сроки. Во время войны и в послевоенный период было не до того, чтобы соблюдать санитарные и экологические нормы. Нужно было создавать новые образцы военной техники и качественной стали, обогащать руды. Эти технологические процессы требовали всё новых и новых территорий для формирования шлаковых отвалов и хранения отходов обогащения. Любой отвал рудного обогатительного комбината так или иначе вторгается в природную экосистему. Вредные вещества могут изменить состав, перейти в растворимую форму, начать покидать географическое тело отвала в виде растворов и проникать в наши водные системы, которые совершенно не изолированы от такого воздействия, – рассказывает Геннадий Георгиевич Михайлов.
Ученый уверен в том, что в каждом крупном городе должна быть независимая экологическая полиция, занимающаяся охраной безопасности водных объектов, атмосферы и почвы, так как любое нарушение санитарных условий промышленными предприятиями может нанести непоправимый урон экосистеме. Бесполезно винить во всех бедах региональные или городские власти: проблемы экологии разрослись настолько, что стали требовать решения на государственном уровне, специальной госпрограммы и выделения достаточного финансирования.
– Давайте возьмем наше Шершневское водохранилище, – продолжает рассуждать профессор Михайлов. – В жаркую погоду через пять-шесть дней вода в нем начинает цвести, а через десять дней рыба выбрасывается на берег из-за нехватки кислорода и присутствия в воде солей тяжелых металлов. В водоём стекается вода с Уральских гор. Вы представляете, сколько она несет песка, грязи, отходов промышленной и сельскохозяйственной деятельности? Всё оседает на дно водохранилища, а уровень воды в жару при этом понижается. Как следствие, повышается концентрация органических и минеральных отходов человеческой деятельности в воде. То, в чем сейчас нуждается Челябинск – это оздоровление нашей главной водной артерии, реки Миасс! Нужно чистить дно, убирать заросли водорослей и разложившиеся органические материалы, облагораживать сток воды, перенести водопой скота с берегов реки в другое место, решить проблему бытовых стоков в деревнях. И всё это – колоссальные, многомиллионные затраты! Никакой местный или региональный бюджет не способен повлиять на ситуацию, потому что загрязнены миллионы гектаров земли. Для того чтобы переработать вредные вещества, нужны огромные средства, сравнимые со стоимостью самих предприятий. Уничтожить предприятие – значит лишить рабочих мест тысячи людей. Должен существовать федеральный бюджет природы РФ. Спасение природы России – это спасение всего населения, в том числе это помогло бы снизить уровень аллергических и онкозаболеваний.
Озеро Карачай можно спасти
Финансирования очистных мероприятий из средств федерального бюджета также может оказаться недостаточно. Необходимо такое средство, которое было бы, с одной стороны, эффективным, а с другой – менее дорогостоящим для предприятий и региона. У Геннадия Михайлова и его коллег получилось найти такое средство, себестоимость которого варьируется в пределах нескольких тысяч рублей за тонну.
– Изучая технологии радиационной защиты на простейших опытах, мы выяснили, что есть вещество, сорбент, способное поглощать излучающие радиоактивные элементы и не выделять их обратно. Предложили засыпать этим сорбентом дно озера Карачай, слоем толщиной 15 сантиметров. Сам по себе сорбент пористый и достаточно легкий. Он «заберет» вредные вещества илового слоя озера и будет удерживать радионуклиды. Это все равно, что мы «посадили» бы радиоактивные элементы «в тюрьму»: они есть, но их распространение блокировано! – объясняет Геннадий Георгиевич. – У американцев ядерная бомба была создана в 1945 году, в СССР смогли взорвать только в 1949-м. Пока активно проводились работы по обогащению урана, слаборадиоактивные отходы сливались прямо в озеро Карачай. Следовательно, в водоеме скопилось значительное количество расщепляющихся материалов, в основном в иловом слое. В жару озеро пересыхало, часть из них оставалась на пляже, и ветер разносил радиоактивную пыль, увеличивая тем самым опасный ореол на десятки метров от водоема. С целью борьбы с этим явлением озеро засыпали скальным грунтом и бетонными блоками, чтобы не было воды. Но расщепляющиеся материалы никуда не делись, остались в озере и, конечно же, создают угрозу аварийного распространения.
Рыжий ручей необходимо остановить
В настоящее время команда южно-уральских ученых под руководством Геннадия Михайлова сосредоточила усилия на проблеме обеззараживания местных водоемов и сточных вод промышленных предприятий. Ситуация в некоторых из них критическая.
– Количество вредных химических веществ в воде в районе Карабаша может в сотни раз превышать предельно допустимую концентрацию (ПДК). Это свинец, медь, цинк, железо, марганец, никель, кобальт, мышьяк – практически вся таблица Менделеева! Даже в тех районах Карабаша, где сейчас не проводятся промышленные работы, на деревьях, на почве, в воздухе присутствуют пыль и газ, вредные вещества смываются дождем и попадают в почву, затем в грунтовые воды и концентрируются в так называемом Рыжем ручье. Этот ручей впадает в реку Сакалгу, та – в Миасс, оттуда – в Аргазинское водохранилище, воду из которого потребляют все жители Челябинской области! По сведениям Института геологии и геологической химии УрО РАН, в Аргази уже слито до двух миллионов тонн солей тяжелых металлов. Пробы показывают крайне низкий уровень кислотности в иловых отложениях: два вместо положенных семи-восьми. Там кислота! И сейчас нужны срочные меры, которые смогут исправить ситуацию, в частности наш сорбент имеет свойство доводить кислотность до нужного уровня, – рассказывает Геннадий Георгиевич.
По мнению профессора Михайлова, сорбент смог бы исправить положение, однако необходимо вывести его производство на промышленный уровень. Нужны производственные мощности, нужна помощь и финансирование со стороны государства. К решению задачи необходимо комплексно подключать экономистов, биологов, гидрологов и других специалистов. Пока же уникальное сорбирующее вещество производится малыми партиями в небольшой химической лаборатории ЮУрГУ. Геннадий Георгиевич со своей командой пытается на локальном уровне продемонстрировать предприятиям региона нужность и эффективность сорбента.
– Некоторые предприятия заинтересовались нашей разработкой. В частности, Кыштымский медеэлектролитный завод, оборотный цикл которого нуждается в очистке. Получив грант в рамках государственного задания, мы усовершенствовали свою разработку – создали сорбент по новой технологии, с активными наноцентрами на основе отходов производства комбината «Магнезит» в Сатке, содержащих магний. Новый сорбент имеет в своем составе фотокаталитические центры, разрушающие органические соединения. Если мы войдем в комплекс оборотного цикла КМЭЗ и результаты действия сорбента всех устроят, то завод может стать крупным потребителем сорбента. А комбинат «Магнезит» рассмотрит необходимость выделения оборудования для промышленного производства сорбента, – делится планами ученый.
На вопрос о соискании научным коллективом Нобелевской премии за свое открытие Геннадий Георгиевич грустно улыбается и говорит, что пока думать об этом слишком рано. Общество сможет оценить вклад ученых лишь тогда, когда их разработки будут повсеместно внедрены и продемонстрирован их эффект. Южно-уральские ученые полагают, что нашли эффективное и доступное решение важнейшей народно-хозяйственной задачи – спасения окружающей среды. Дело осталось только за инвестициями.