Южно-Уральский государственный университет вносит весомый вклад в сохранение природы, решая серьезные экологические проблемы. Именно здесь 20 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. Сорбент блокирует распространение радиоактивных веществ и катионов тяжелых металлов по открытым и подземным гидрогоризонтам.
.jpg)
Геннадий Георгиевич Михайлов
Профессор, доктор технических наук, заведующий кафедрой «Материаловедения и физикохимии материалов» ЮУрГУ. Академик Академии наук высшей школы, Заслуженный деятель науки России, Почетный металлург, Почетный работник высшей школы.
Создатель термодинамической теории глубокого рафинирования стали. Благодаря Г.Г. Михайлову впервые в мировой науке были построены диаграммы рафинирования стали и решена количественная задача комплексного раскисления стали.
Природа взывает о помощи
Проблемы экологии и загрязнения промышленными отходами индустриально развитой Челябинской области обострились в 90-х годах прошлого века. 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 промышленных катастроф. Ученые полагают, что в конце Второй мировой и 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 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 все новых и новых территорий для формирования шлаковых отвалов и 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 Михайлов.
Сорбент
Ученый уверен в том, что в каждом крупном городе должна быть независимая экологическая полиция по охране 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 их решения на государственном уровне, специальной госпрограммы и выделения достаточного финансирования:
«Давайте возьмем наше Шершневское водохранилище, - продолжает рассуждать профессор Михайлов. – В жаркую погоду через 5-6 дней вода в нем начинает цвести, а через 10 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? Все садится на дно водохранилища, а количество 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 все это - колоссальные многомиллионные затраты! Никакой местный или региональный бюджеты не способны повлиять на ситуацию, потому что загрязнены миллионы гектар земли. Для того, чтобы переработать вредные вещества нужны огромные средства, сравнимые со стоимостью самих предприятий. Уничтожить предприятие – значит лишить рабочих мест тысячи человек. Должен существовать федеральный бюджет природы России. Спасение природы России – это спасение всего населения, в том числе. Это помогло бы нам сократить аллергические и онкозаболевания».
Озеро Карачай можно спасти
Финансирования очистных мероприятий средствами федерального бюджета также может быть недостаточно. Необходимо было найти такое средство, которое было бы с одной стороны эффективным, а с другой – менее накладным для предприятий и региона. И у Геннадия Михайлова, совместно с коллегами из «Лаборатории микроанализа» ЮУрГУ, получилось найти такое средство, себестоимость которого варьируется в пределах нескольких тысяч рублей за тонну:
«Изучая технологии радиационной защиты на простейших опытах мы выяснили, что по отношению к излучающим радиоактивным элементам есть вещество, которое может поглощать эти элементы (сорбент) и обратно поглощенные радиоактивные элементы не отдает. Нами было предложено засыпать сорбентом дно озера Карачай слоем толщиной в 15 см. Сам по себе материал сорбента пористый и достаточно легкий. Он «заберет» вредные вещества илового слоя озера и будет удержать радионуклиды. Это все равно, что мы «посадили» бы радиоактивные элементы «в тюрьму», они есть, но их распространение блокировано! – отмечает Геннадий Георгиевич и продолжает рассуждать. - У американцев ядерная бомба была создана в 1945 году, в СССР смогли взорвать только в 1949-ом. 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 расщепляющие материалы никуда не делись, остались в озере и конечно же создают угрозу аварийного распространения».
Рыжий ручей необходимо остановить
В настоящее время команда южноуральских ученых под руководством Геннадия Михайлова сфокусировала усилия на проблеме обеззараживания сточных вод промышленных предприятий и местных водоемов. Ситуация в некоторых из них критическая.
«Результаты предельно-допустимой концентрации химических веществ (ПДК) в районе Карабаша в воде может быть превышено в сотни раз. 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, которые смываются дождем и попадают в почву, затем в грунтовые воды и концентрируется в, так называемый, «Рыжый» ручей. Этот ручей впадает в реку Сакалга, она - в реку 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 2 млн. тонн солей тяжелых металлов. Пробы ила показывают крайне низкий уровень Рh (уровень кислотности) в иловых отложениях, который равен 2, взамен положенных 7-8. Там кислота! И сейчас нужны срочные меры, которые смогут исправить ситуацию, в частности, наш сорбент имеет свойство доводить кислотность до нужного уровня Ph», - рассказывает Геннадий Георгиевич.
Рыжий ручей
По мнению Геннадия Михайлова, сорбент смог бы исправить сложившуюся ситуацию, 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 Михайлов 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 промышленного производства, содержащих магний (комбинат «Магнезит» г. Сатка). Новый сорбент имеет в своем составе фотокалитические 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 Нобелевской премии научным коллективом 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. Южноуральские ученые полагают, что нашли эффективное и доступное решение важнейшей народно-хозяйственной задачи спасения окружающей среды. Дело осталось только за инвестициями.