Иновация от Израел: Биоразградим аерогел предлага решение за петролни разливи

Петролните разливи продължават да бъдат сериозна заплаха за морските екосистеми по света. В търсене на по-ефективни и екологични методи за почистване, израелски учени постигнаха значителен пробив, разработвайки иновативен биоразградим материал. Тази нова технология обещава да промени начина, по който се справяме с екологичните катастрофи в морето.

Тази иновативна технология, докладвана от израелската новинарска агенция ТПС, представя потенциално нов метод за ефективно справяне с петролните разливи в морски води. Тя се основава на биоразградим материал, който не само абсорбира значителни количества петрол, но и активно стимулира растежа на бактерии, способни да разграждат замърсяващите вещества.

Разливите на петрол имат потенциала да причинят огромни щети на морската флора и фауна. Такъв трагичен инцидент се случи през февруари 2021 г., когато голямо петролно замърсяване покри значителна част от средиземноморската брегова линия на Израел. Катранът засегна плажове и местообитания по цялото крайбрежие – от север на юг, налагайки мащабна спасителна операция, в която се включиха хиляди доброволци и служители на аварийните служби. Предполага се, че произходът на разлива е от преминаващ плавателен съд. Израелските власти класифицираха събитието като екологично бедствие, което се счита за едно от най-тежките замърсявания на морската среда в страната за последните години.

Именно този разлив става източник на бактериите, които по-късно са използвани при създаването на новата технология. Изследователи от Университета „Бен Гурион“ в Негев събраха морски пясък, замърсен с катран, от засегнатото средиземноморско крайбрежие. От него те успешно изолираха микроорганизми, проявяващи способност да разграждат петролни продукти.

Проф. Ариел Кушмаро от Катедрата по биотехнологии на университета, който е сред водещите учени в проекта, сподели пред пресслужбата на Израел: „Идеята и изследването започнаха по-рано, но бактериите бяха извлечени от разлива през 2021 г.“. Той допълни, че „Това вероятно показва наличието на микроорганизми, разграждащи петрол, в тази среда“.

Двойно действие: Абсорбиране и биоразграждане

В основата на новата технология стои лек, гъбоподобен материал, известен като аерогел. Той се изработва от целулоза – вещество, естествено присъстващо в растителните влакна и хартията. Процесът на производство включва обработка при висока температура в безкислородна среда, което води до създаването на изключително пореста структура, идеална за абсорбиране на петрол.

Към този аерогел изследователите инкорпорират азот и фосфор. Тези елементи, макар и често оскъдни в морската вода, са жизненоважни хранителни вещества за бактериите, които по естествен път разграждат петролните замърсители.

В рамките на лабораторни експерименти, проведени с изкуствена морска вода, замърсена със суров петрол, екипът открива, че аерогелът, обогатен с тези хранителни вещества, ускорява разграждането на петрола значително по-бързо в сравнение с аерогели, които не съдържат допълнителни елементи.

В разговор с ТПС, Кушмаро коментира абсорбиращата способност на новия материал в сравнение с вече съществуващите решения за почистване на петролни разливи: „Той е по-добър от някои от използваните материали“. Той подчерта ключовия аспект: „Но важното нововъведение е комбинацията от хранителни вещества, която позволява едновременно абсорбиране и биоразграждане.“

Приложението на аерогела включва първоначално улавяне на петрола. Впоследствие, бактериите се прикрепят към повърхността на материала, осъществявайки контакт както със задържаните въглеводороди, така и с добавените хранителни вещества. Именно тези хранителни вещества се използват от бактериите в процеса на разграждане на петрола.

Бактериите, включени в изследването, са от групата на т.нар. псевдомонади, които често се срещат в среди, замърсени с петрол. Учените също така констатирали, че тези бактерии в крайна сметка са способни да разградят и самия аерогел, тъй като той е на целулозна основа. Това демонстрира, че материалът е проектиран да се разлага по естествен път, без да оставя трайни или вредни остатъци в природата.

„Тъй като изходният материал е целулоза, целият материал е биоразградим“, поясни проф. Кушмаро пред ТПС.

Екипът от изследователи вижда основното приложение на тази технология в почистването на петролни разливи в открито море. Въпреки това, в бъдеще тя може да намери приложение и в други замърсени зони, като крайбрежни райони, пристанища, както и около кораби и други съоръжения, свързани с петролната индустрия.

„Основното приложение е за третиране на петролни разливи в открито море“, потвърди Кушмаро пред ТПС. Той добави, че „Следващото предизвикателство е увеличаването на мащаба на производството. Друго предизвикателство са регулаторните изисквания на съответните министерства.“

Към момента технологията е в етап на научни изследвания и процес на патентоване. Тя изисква провеждането на допълнителни тестове и по-нататъшно разработване, преди да бъде готова за комерсиално приложение.

В бъдещите си планове изследователите предвиждат провеждането на изпитания в реални морски условия. Освен това ще бъдат проучени и възможностите за прилагане на технологията при замърсяване на почви и подземни води, например в зони под бензиностанции.

Разработката на тази технология е осъществена в лабораторията по екологична биотехнология към Университета „Бен Гурион“. В момента тя е в процес на патентоване чрез „Би Джи Ен Технолоджис“ – дружеството на университета, специализирано в комерсиализацията на научни открития.

Резултатите от изследването са публикувани в престижното научно списание „Кемикъл Енджиниъринг Джърнъл Адвансис