Молодые калужские экологи предлагают своё решение проблемы отходов

23.11.2018

Практичные микробы

Вместо того, чтобы искать пути утилизации полимеров, группа ученых Калужского филиала Бауманского задумалась над другой задачей – созданием биоразлагаемого материала. В первую очередь это должна быть упаковка, составляющая значительную долю мусора. В природной среде она будет быстро распадаться самостоятельно, как, скажем, бумага.
Идея такая: в уже отлаженный процесс производства пластика вводится еще один этап – нанесение специальной эмульсии, содержащей микробную добавку. Полученный пластик ведет себя как обычно до тех пор, пока не попадет на свалку. Там, в условиях естественной сырости, микроорганизмы просыпаются и принимаются за работу, переваривая упаковку. В итоге через несколько недель от нее остается в основном вода и углекислый газ.

Попал в лужу – разложился

Светлана Кусачёва:
- Мы задумали слегка изменить промышленный способ получения традиционного пластика, добавляя в него особый состав еще на стадии изготовления. Рассматриваем различные варианты и планируем получить такой состав, при котором можно залить ненужную упаковку просто водой из лужи – и пойдет процесс разложения! Тогда проблема утилизации исчезнет сама собой.

Из такого пластика можно делать и пакеты, и бутылки, и одноразовую посуду – все, что сейчас выбрасывают тысячами тонн, устраивая мусорные свалки и нанося природе колоссальный вред.
Пока проект делает первые шаги, но мы уже поняли, что наши грибки и микробы хорошо едят бензин. Может быть, в дальнейшем, получив убедительные результаты, будем подавать заявку на участие в программе НТИ (Национальной технологической инициативы), которую в области координирует АИРКО. НТИ ставит задачу поддержки наиболее перспективных направлений развития страны в ближайшие одно-два десятилетия. Мы уверены, что получение биоразлагаемой упаковки относится именно к таким важным направлениям, оздоравливающим экологическую ситуацию.
А для начала Ксения подала по проекту заявку на конкурс «УМНИК». Хотелось бы получить грант – эти деньги нужны на исследования и приобретение препаратов и лабораторного оборудования. Тогда можно будет ускорить решение поставленной задачи. Но независимо от того, войдет ли работа в число победителей, мы обязательно продолжим исследования.

Перестарались!

Еще в начале двадцатого века, на заре эпохи пластмасс, химики уже умели создавать саморазлагаемые полимеры, допустим, на основе молочной кислоты. Но тогда они не получили широкого распространения – слишком быстро раскисают и распадаются. Кто же знал, что в наше время это станет ценным свойством! Ученые продолжили работу и нашли более устойчивые материалы, долгоживущие. Как мы сейчас видим – даже чересчур долго.
Теперь во многих странах уже несколько лет ведется политика на вытеснение прочных пластиков – их заменяют на упаковку, способную быстро распадаться. В первую очередь такая замена происходит в крупных торговых сетях. Лидеры в этом направлении - Европа, США, Китай, Корея и Япония. В странах Европы недавно объявили о трехлетней программе по полному переходу на разлагающиеся упаковочные материалы.
Нередко такую биопленку производят на основе природных полимеров, скажем, целлюлозы или крахмала. В большом количестве применяют отходы переработки кукурузы – они практически бесплатны. Правда, в нашей стране далеко не все западные технологии применимы, потому что, например, пластмассы, полученные из крахмала, быстро разлагаются при температуре около 30 градусов, а у нас так тепло бывает не всегда.
Есть и другие способы, среди них – придание биоразлагаемости промышленным пластмассам. В их полимерную молекулу вводят катализатор или другие добавки, которые на свету или в тепле запускают процесс разложения.
У нас тоже давно пора создавать биоразлагаемые пластики, и Калужский филиал Бауманского вполне может оказаться в числе лидеров – в России подобными исследованиями сегодня занимаются немногие лаборатории.

Исследованиями занимаются две девушки.

Ксения Бочарова в следующем году заканчивает магистратуру. Она работает под руководством Алексея Гордеева, старшего преподавателя кафедры «Материаловедение и химия», и Светланы Кусачевой, доцента кафедры «Экология и промышленная безопасность».

У Марии Сафроновой научным руководителем является старший преподаватель кафедры «Машиностроительные технологии» Вадим Калмыков. Студентка учится еще только на третьем курсе, но уже успела проявить себя - ее предыдущий проект по микробным топливным элементам занял второе место в Москве (МГТУ им. Баумана) на выставке «Политехника» в номинации «Биомедицинские технологии».

В рамках работы по получению биоразлагаемой упаковки получены нужные полимеры, изучены условия роста на них бактерий. Сейчас исследуется возможность добавки нефтепродуктов (например, бензина) в качестве источника энергии, что должно повысить способность пленки к распаду в природных условиях. Проверяется эффективность активного ила (он тоже содержит микроорганизмы) – природного или с очистных сооружений – в разложении полимеров.

В газете этот материал опубликован под заголовком "Недолгий век долгоиграющего пластика"