Экология стала одной из основных тем докладов на Научно-техническом совете при ОАО «Татнефтехиминвест-холдинг» (г. Казань, 6 июня). В контексте глобальной проблемы - накопления в биосфере пластиковых отходов выступила  заведующая базовой кафедрой биотехнологии Сибирского федерального университета СФУ Татьяна ВОЛОВА. «Это ученый мирового уровня», - представил генеральный директор «Татнефтехиминвест-холдинга» Рафинат ЯРУЛЛИН. ИА Девон приводит основные моменты из её презентации.

 

ПОЛИМЕРЫ – ОТ КОЛЫБЕЛИ ДО МОГИЛЫ

Накопление пластиковых отходов становится глобальной экологической проблемой, угрожающей всему человечеству. Из 350 млн тонн образующихся полимерных отходов в год 80% отправляется на свалку. При этом 50% пластика используется в упаковке, по большей части, одноразовой.

 

Всего 5% пластика сжигается на пиролизных установках, еще 15% - перерабатывается. «Это преступление», - отметила она, комментируя данные цифры по сжиганию пластика.

При нормально организованной системе сбора и утилизации мусора из отходов возможно получать биогаз, отметила Волова.

 

Однако на деле все обстоит по-другому. Ежегодно новые свалки занимают огромное количество территорий, в т.ч. выводя из оборота пахотные земли. Реки выносят пластик в Мировой океан, в котором уже образовались гигантские пластиковые «острова». «Сегодня цикл полиолефинов – от «колыбели и до могилы», - сказала она. Проблему загрязнения полимерами неразвитых стран и вовсе явление называют «Африканский цветок».

 

«Разные страны борются с этой проблемой по – разному. Где-то запрещают пластики, как в Европе. В Бангладеше, например, тюрьма. А где-то, если придешь в кофейню со своей металлической кружкой, вам дают скидку. А в России это всколыхнулось в связи с мусорной реформой», заметил докладчик. Запретительные меры не помогут решить проблему загрязнения планеты пластиком, считает она. Вместо этого нужно широко внедрять биоразлагаемые пластики.

 

К 2020 году необходима замена до 10% полиолефинов «зелеными» пластиками.

Можно придать разрушаемость синтетическим пластикам (технология немецких химконцернов BASF и Bayer AG); а также химический и биологический синтез разлагаемых полимеров.

 

Полимерные материалы можно получать из природного сырья - крахмала, целлюлозы по технологии бразильской нефтехимической компании Braskem. В Бразилии запущены мощности в 75 тысяч тонн продукта.

Развивается, по словам Татьяны Воловой, это направление и в Японии (производства объемом в 5 тысяч тонн), Малайзии. Закупает подобные заводы и Южная Корея. Очень много подобных пилотных установок в Китае.

 

БИОАНАЛОГ ПОЛИПРОПИЛЕНА

Самым распространенным разрушаемым пластиком на мировом рынке является полилактид. Кроме того, существуют разрушаемые аналоги полипропилена - полигидроксиалканоаты (ПГА). Они синтезируются микроорганизмами, «спасающими» самих себя при неблагоприятных условиях жизни».

 

ПГА – это семейство полимеров различного состава с различными свойствами. Они пригодны для доставки лекарственных средств, изготовления медицинских изделий, предметов быта и гигиены, биоразлагаемой упаковки и др.

Полигидроксиалканоаты в обычных условиях разлагаются на воду и углекислый газ СО2), а без доступа кислорода – превращаются в воду и металл, пояснила Волова.

 

Однако при всех его преимуществах для широкого производства нужно снижать себестоимость материала. Поэтому в мире нет крупных заводов по производству ПГА. В том числе, для решения этой проблемы в Институте биофизики Сибирского отделения РАН создана биотехнологическая фабрика белка одноклеточных. Она служит основой для оперативной разработки технологии синтеза полигидроксиалканоатов.

 

Эта уникальная технология обеспечивает высокие выходы ПГА (80%). Учеными проведена химико-биологическая реакция на синтез-газе из углей производства КАТЭК (возможно, имеется в виду Канско-Ачинский топливно-энергетический комплекс – прим. ИА Девон).

 

В процессе синтеза ПГА применяются органические углеродные субстраты - cахар, ацетат, растительные масла и глицерин. Основные затраты (до 80%), по словам Воловой, приходятся на создание основы для зарождения микроорганизмов. Эта проблема уже решается.

В Сибирском университете создана уникальная технология по развитию микробов. «Микроорганизмы могут все, даже использовать в качестве субстратов угарный газ. Мы создали 10 тонн биомассы и испытали их на различных животных», отметила Волова».

 

ЗАМЕНА «УЖАСНЫМ» ПЕСТИЦИДАМ

Опытное производство биопластиков (линия ферментации “Bioengineering”) налажено на площадке Сибирского федерального университета в Красноярске. Так, уже разработано и исследовано первое семейство высокотехнологичных изделий биомедицинского назначения. Созданы атравматичные биотехнологические раневые покрытия, несущие лекарственные препараты и эпидермальные клетки. Кроме того, получены микроносители для доставки лекарств.

 

Еще одно перспективное направление для ПГА – это создание препаратов нового поколения для защиты растений вместо пестицидов. Темпы роста объема производства пестицидов составляют «ужасающие» 6,1% в год, отмечает ученый. Мировой рынок пестицидов в 2016 г. достиг $60 млрд в денежном выражении или 3 млн тонн. На каждого человека в год синтезируется около 600 граммов пестицидов в год.

 

«Ужас их применения в том, что они отключают глобальные биосферные циклы.

Они аккумулируются в трофических цепях, концентрируясь на вершине пищевой цепочки в виде ядохимикатов», заявила Волова. Вред от них пока еще до конца не изучен.

 

Поэтому сибирскими учеными разработаны формы адресных препаратов гербицидного и фунгицидного действия на основе полимеров, исследованы закономерности разрушения в почве и выхода из них действующих веществ. Гранулы соединений сеются вместе со злаками, пояснил спикер.

 

Для создания промышленного производства ПГА необходимо, в первую очередь, наличие научного задела. Затем нужна коллекция штаммов продуцентов. Также требуется разработка конкурентоспособных лабораторных процессов, оценка сырьевой базы, техрегламенты и правовая защита. Немаловажным является наличие опытных производств, заключила Волова.

 

НТС «Татнефтехиминвест-холдинга» с целью рассмотрения возможности реализации разработок в Татарстане рекомендовал Воловой представить соответствующую информацию. Рекомендовано кафедре биотехнологии КНИТУ (КХТИ) наладить сотрудничество с базовой кафедрой биотехнологии СФУ. В свою очередь, «Татнефтехиминвест-холдинг» направит информационный материал предприятиям нефтегазохимического комплекса республики.