Ліки для землі від студентки з Маріуполя

18-річна українка розробила новий спосіб очищення ґрунту від нафтопродуктів

Проблеми екології в світі стають щороку дедалі гострішими і масштабнішими. Одна з них – це забруднення ґрунту нафтою та нафтопродуктами. Нафтопродукти, забруднюючи землю, знижують її родючість, і щоб очистити ґрунт, доводиться витрачати величезні кошти. Це завдання не є новим, але дослідження у цьому напрямі не зупиняються, і вчені продовжують шукати нові, економічно вигідні способи очищення ґрунтів від нафтопродуктів.

ЯК ОЧИСТИТИ ЗЕМЛЮ ВІД НАФТИ

Серед людей, які працювали над цією проблемою і досягли визначних успіхів на міжнародних конкурсах – 18-річна українська студентка Маргарита Мелешкова з Маріуполя. Вона розробила власний спосіб очищення ґрунтів від нафтопродуктів, який на сьогодні, можливо, є найдешевшим у світі.

Маргарита народилася у Маріуполі, в цьому місті закінчила у 2020 році технічний ліцей, де навчалася на хіміко-біологічному профілі. Наразі вона є студенткою Університетського центру ветеринарної медицини при Ягеллонському і Сільськогосподарському університетах (Uniwersyteckie Centrum Medycyny Weterynaryjnej UJ-UR) у Польщі, в місті Кракові.

Вона розповіла, що темою своєї наукової роботи почала цікавитися ще при вступі до ліцею, а це було у 7 класі.

- Я хотіла писати наукову роботу в галузі біології та екології. Знала, що в ліцеї є чудовий вчитель біології Пономарчук В'ячеслав Вадимович, у якого дуже багато талановитих учнів, і хотіла потрапити до нього. Коли вступила і вирішила займатися науковою роботою, виявилося, що існує купа нюансів, пов'язаних з практичною реалізацією та рентабельністю, але – до 9 класу визначилися, взялася за проблему відновлення ґрунту після контакту з нафтопродуктами.

Усі мої роботи за проєктом проводилися в основному на базі ліцею, лише окремі дослідження були в інших лабораторіях, куди ми відправляли зразки на аналіз.

На початку досліджень Маргарита брала ґрунт в місцях, де були розливи нафтопродуктів – на території гаражних кооперативів. Після проводилися дослідження у лабораторії, робився бактеріологічний посів, отримані колонії вивчалися, види бактерій визначалися з використанням електронного і класичного (книжкового) двотомника-визначника Берджі.

- Ми, - каже Мелешкова, - визначили, що у нас в приазовських ґрунтах є 4 види бактерій – потенційних нафтодеструкторів.

Зібрані з місця зразки ґрунту ми за всіма стандартами лабораторних досліджень поміщали в скляні банки і віддавали до шкільної лабораторії. Після лабораторних досліджень проводили польові випробування на відкритій ділянці ґрунту. І всі наші лабораторні дослідження підтвердилися.

БАКТЕРІЇ І ДЛЯ САХАРИ, І ДЛЯ ЯКУТІЇ

Суть проєкту, за словами Мелешкової, полягає у тому, щоб створити дешевий ефективний композит, який добре поєднується і з бактеріями-нафтодеструкторами, і з навколишнім середовищем. Таке поєднання було знайдено:

- Цей композит - це фізична суміш, яка складається з двох компонентів. У ньому також присутній адгезор - речовина, яка поєднує ці два компоненти композиту між собою. І вже в цю суміш ми додаємо бактерії. Ще один позитивний момент: у бактерій цих немає прив'язки до певного ґрунту. І ми під кожну місцевість можемо підібрати свої, місцеві бактерії, які знаходяться в ґрунті. Тобто, біоматеріал стане в нагоді і для піщаного ґрунту, і для чорнозему, його можна використовувати як в Сахарі, так і в Якутії, у будь-якому кліматичному поясі, там, де можуть вижити бактерії.

Як відомо, в ґрунтах є дуже багато різних бактерій, які підтримують баланс. І в будь-якому місці, навіть у зовсім непридатних умовах, наприклад, в якихось гейзерах з температурою 100 градусів за Цельсієм, все одно є якісь бактерії. Так само і тут - на території, де розливаються нафтопродукти, і вже умови, здавалося б, є непридатними для життя, однак, залишаються якісь живі бактерії, гриби, ще щось, що здатне в цих екстремальних умовах існувати.

При потраплянні в ґрунт створена суміш (бінарний композит), окрім того, що абсорбує забруднюючу речовину за рахунок своєї пористості, вона ще за допомогою бактерій-нафтодеструкторів і утилізує – розкладає нафту на безпечні складові.

Після впливу на забруднений нафтопродуктами ґрунт, суміш стає достатньо сипучою, тому, коли нафта повністю утилізована, поле можна просто переорати.

Строки утилізації залежатимуть від навколишньої температури, вологості і, звичайно, від ступеня забруднення.

- Після закінчення свого строку служби, – розповідає Маргарита, - ця суміш утворює твердий як камінь конкремент, своєрідний моноліт. Але його можна дуже легко роздробити. А роздроблений і змішаний з ґрунтом, він виконуватиме роль дренажу, тобто, виходить аерація  ґрунту. І, звичайно, екологічно все нешкідливо.

І ще: ми проводили порівняльні дослідження з аналогічним біопрепаратом, який вже існує. І аналіз показав, що наш бінарний композит є значно ефективнішим.

НАЙДЕШЕВШИЙ І НАЙЕФЕКТИВНІШИЙ

- Цей проєкт у плані коштів не був дуже витратним – - каже студентка. - Мені пощастило, що в ліцеї було практично все необхідне обладнання, був великий цифровий мікроскоп-тринокуляр, новий термостат. Мені самій доводилося докуповувати лише деякий посуд, ті ж чашки Петрі, ну і на розробку суміші теж знадобилися певні кошти. На це пішло близько півтори тисячі гривень, а найбільш витратною частиною стало проведення порівняльних експертиз препарату в «Укрхіманалізі» – ще близько двох з половиною тисяч гривень.

Звичайно, я враховувала, що якщо хочу щось продавати, то це має бути для покупця економічно вигідним. Тому собівартість моєї суміші за 5 кг продукту становить 5 доларів США, тоді як інші, аналогічні суміші того ж обсягу, коштують від 15 до декількох тисяч доларів. Я рахувала і порівнювала не лише українські, а й світові аналоги. І аналіз показав, що наш композит є найдешевшим і водночас дуже ефективним.

На сьогодні Маргарита в процесі оформлення патенту. Попри те, що мешкає в Польщі, співпрацює з українськими інвесторами, які допомагають оформляти патент. А ось для запуску виробництва - інвесторів поки немає. Заважають справі пандемія, нестабільна економічна ситуація.

КРАЩА З ТРЬОХСОТ

Два роки поспіль Маргарита брала участь у Всеукраїнському конкурсі "Інтел-Еко Україна" ("Intel-Еко Ukraine", нині – "ЕкоТехно-Україна"), у 2019 році посіла ІІІ місце, у 2020-му – ІІ місце. І мала у червні 2020 року полетіти до Нью-Йорка на Всесвітню Олімпіаду школярів і студентів – «Genius Olympiad-2020», яку скасували через пандемію COVID-19.

Однак, того ж літа 2020 року вона змогла взяти участь онлайн у Міжнародному конкурсі розробників, винахідників і раціоналізаторів «Intarg Poland-2020», на якому отримала золоту медаль, а також спеціальну нагороду від Форуму румунських інвесторів. У цьому конкурсі було багато учасників з великої кількості країн - з Франції, Німеччини, Нідерландів, Індії, з багатьох країн Східної Азії, з Китаю. В її секції конкурентами були близько 300 осіб, і, оскільки вікових обмежень не було, у конкурсі брали участь люди старші за віком і більш досвідчені за Маргариту.

Вона також була учасницею конкурсу "Майбутнє України", Всеукраїнської олімпіади з екології, на якій посіла абсолютне І місце. Нагороджена президентською стипендією і отримувала її весь 11-й клас.

- На міжнародних конкурсах усі роботи були англійською, - згадує молода дослідниця. - Це було, звичайно, складно, але я за останній 11-й клас стрибнула фактично вище голови і вивчила мову до достатньо високого рівня. І зараз, попри те, що мені не вдалося поїхати до Америки на конкурс, це мені дуже сильно знадобилося.

Зараз Маргарита навчається в Польщі за спеціальністю ветеринарія. Крім того, вивчає і близькі їй предмети, як-от охорона навколишнього середовища, мікробіологія та агрономія.

- А взагалі, я чекаю патент і сподіваюся, що знайдеться людина або компанія, які зацікавилися б моєю роботою з очищення ґрунту, – сказала наостанок Мелешкова. - Хочеться, щоб уся моя робота не пропала, бо задумка реально хороша, робоча, і що найважливіше – вона принесе користь. Це моя глобальна мрія.

Олена Колгушева, Маріуполь