В прошлом году из нефтеносных песков Альберты добывалось порядка 2,3 млн баррелей нефти в сутки. Канада занимает третье место по объему запасов нефти. Следует отметить, что технология добычи нефти из песка предполагает использование больших объемов воды. И, хотя, основная масса используемой жидкости идет в повторное применение, все-таки, существенная ее часть попадает в экосистему, загрязняя сточные воды. Такое загрязнение крайне трудно поддается очистке, в связи с чем, указанная технология добычи нефти считается одной из самых опасных для экологии.
Канадские исследователи разработали новый подход для удаления загрязняющих веществ при помощи солнечного света и наночастиц. Уже было отмечено, что данный метод будет более эффективным и менее затратным, нежели те технологии, что применяются сегодня для этих целей.
Технология добычи названного углеводорода предполагает, как уже было отмечено, использование больших объемов воды. Вода смешивается с нефтеносным песком, благодаря чему, нефть становится доступной для добычи и последующей переработки. Правительство Канады, при этом, утверждает, что порядка 80-95% воды используется повторно. Однако, территория нефтедобычи, а, следовательно, и водных путей, занимает существенные площади, в связи с чем, вероятность попадания загрязненной воды в экосистему является крайне высокой. Отметим, что попадание такой воды в экосистему несет в себе такие печальные последствия, как эрозия почвы и отравление флоры и фауны региона.
Ключевым виновником токсичности сточных вод является наличие в воде, использовавшейся для нефтедобычи, нефтяных кислот, которые не распадаются даже спустя долгие годы. Ученые из Университета Калгари разработали метод, суть которого заключается в использовании водорослей и бактерий, позволяющих снизить кислотность. Данная технология (по мнению разработчиков) более эффективна нежели процесс хлорирования или технология мембранной фильтрации.
При этом, соотечественники указанных исследователей из канадского Университета Ватерлоо утверждают, что нашли эффективный способ повышения энергоэффективности. Их идея строится на технологии фото-катализа, химической реакции, в ходе которой ультрафиолетовое излучение активирует молекулы титана с целью создания свободных радикалов, которые, в свою очередь, способны разрушать бактерии, грибки и прочие органические вещества. Следует отметить, что фото-катализ уже активно используется для очистки воздуха и создания самоочищающихся оконных систем.
В результате первых экспериментов, проведенных на смеси песка, нефти и сточных вод, ученые смогли обнаружить, что их метод позволяет очистить полностью воду в течение пары часов. При этом, ключевым преимуществом данной технологии является то, что она работает исключительно за счет солнечного света и нано-частиц, которые могут быть получены и использованы неоднократно.
Около миллиарда тонн воды, хранящейся в прудах Альберты, нуждаются в удалении загрязнения. Это является одной из крупнейших экологических проблем Канады.
Традиционные методы лечения либо не работают, либо слишком затратные и непрактичные, что только усугубляет проблему.
Мы сделали только первый шаг, но он выглядит весьма эффективным и экологичным.
— заявил автор разработки, Тим Лешук, кандидат наук в области химического машиностроения в Университете Ватерлоо.
Описание технологии и результаты проведенных изысканий изложены в научной статье (doi: 10.1016/j.chemosphere.2015.10.073), опубликованной в издании Science Direct.
В ближайшем будущем ученые планирую провести углубленные анализы получаемой (в ходе очистки описанным методом) воды, чтобы определится в том, на сколько она пригодна и безопасна для экологии и человека.