Экологи ЧелГУ разрабатывают технологию очищения воздуха с помощью водорослей

​Проблема загрязнения атмосферы выбросами углекислого газа, которые создают парниковый эффект, влияющий на изменение климата на планете, особенно остра в крупных промышленных городах. Учёные во всём мире озабочены поиском новых путей решения этой глобальной задачи. Тренд по созданию эффективной системы очистки воздуха поддерживают и экологи Челябинского государственного университета. 

Заведующий лабораторией экологии водных сообществ факультета экологии ЧелГУ, доцент кафедры геоэкологии и природопользования Константин Корляков создаёт собственную технологию поглощения излишков углекислого газа из атмосферы. Помогают учёному в этом студенты-экологи. Работа уже вышла за пределы теоретических построений и показывает некоторые практические результаты.

В основе разработки Константина Корлякова – обычные водоросли, спирулина или хлорелла. Они и выступают в роли фильтров. Для выращивания спирулины необходима более сложная среда, но эта водоросль показывает большую эффективность по сравнению с хлореллой.

Углекислый газ нужен водорослям для роста и развития, поэтому они охотно поглощают его из атмосферы. На этом общеизвестном факте и основана технология челябинского учёного-эколога. В отличие от наземных растений водоросли задействуют в процессе фотосинтеза практически всю поверхность.

«Ёмкость для выращивания водорослей по размеру может быть любой – от обычной пластиковой бутылки до фотореактора или пруда – всё зависит от конкретных задач, – поясняет Константин Корляков. – Выращивать спирулину или хлореллу можно как на солнце, так и в условиях искусственного освещения; как в производственных или бытовых помещениях, так и на открытом воздухе. Для активного роста растений необходимо перемешивание воды. Водоросли поглощают углекислый газ в процессе жизни, но так как живут они недолго, то весь этот углерод связывается и консервируется в их телах. Сам механизм очищения воздуха водорослями прост – это выделение кислорода и поглощение углекислоты. Если говорить о создании экспериментальной установки на открытом пространстве, то желательно, чтобы на территории был и лесной массив, и степной, и водоём, чтобы удобно сравнивать процессы. Кстати, ботанический сад ЧелГУ, в принципе, отвечает этим условиям. Главное преимущество использования водорослей в качестве фильтров – в достаточно большом выходе продукции и в высокой скорости их роста по сравнению с обычными наземными многоклеточными растениями. Благодаря этим свойствам водоросли интенсивно поглощают углекислый газ. Пока я вижу проблему в том, что водоросли в биоинкубаторах способны очищать только закрытые помещения, а технологические циклы предприятий не предусматривают технологической цепочки с биокультиваторами водорослей».

Одно из главных препятствий для практической реализации идеи, по мнению Константина Корлякова, находится на уровне законодательства Российской Федерации, которое пока не требует обязательного снижения выбросов углекислоты предприятиями и не предусматривает серьёзных штрафных санкций.

Вместе с тем, проблема поддержания углеродного баланса волнует всю мировую общественность. Так, в 2019 году на саммите ООН по климату 66 стран мира взяли на себя обязательство достичь к 2050 году углеродной нейтральности.

В России для этой же цели построено несколько карбоновых полигонов: в феврале 2021 года Министерство науки и высшего образования Российской Федерации года запустило пилотный проект по созданию на территории нескольких регионов нашей страны особых карбоновых полигонов для разработки и испытаний технологий контроля углеродного баланса.

«На открытой территории можно и нужно экспериментировать, ведь процессы выбросов и поглощения СО2 происходят именно в природе, – отмечает Константин Корляков. – Программа карбоновых полигонов была создана специально для того, чтобы найти наиболее оптимальное решение для сокращения выбросов углерода в атмосферу и снижения глобальных экологических рисков. Однако, на мой взгляд, эта программа сегодня находится в несколько подвешенном состоянии».

В настоящее время Константин Корляков обсуждает вопросы совершенствования технологии поглощения углекислого газа из атмосферы с директором ботанического сада ЧелГУ Верой Меркер и с доцентом кафедры геоэкологии и природопользования Дмитрием Двининым, который занимается экономикой низкоуглеродной энергетики.