Бяспечна для прыроды і выгадна для эканомікі

Хімікі БДУ стварылі ўнікальнае экалагічнае ўгнаенне і спакавалі яго ў біяраскладальную плёнку

Новая распрацоўка — вынік даследаванняў цэлай каманды вучоных хімічнага факультэта і НДІ фізіка-хімічных праблем БДУ. А фінальную частку работы — стварэнне зручнай біяраскладальнай упакоўкі для ўгнаення — выканалі студэнты.

Студэнты 4 курса хімічнага факультэта БДУ Максім Мацавіла і Лізавета Сяргеева-Някрасава.

Зялёная хімія

Не сакрэт, што імідж хіміі ў грамадстве сёння хутчэй адмоўны, чым станоўчы. “Суцэльная хімія!” — так адгукаюцца аб прадуктах, чыя экалагічная чысціня выклікае сумненні. А слова “хімічыць” мае хутчэй іранічнае, чым навуковае гучанне. І хоць прадстаўнікі гэтай навукі ўжо даўно (прынамсі з канца мінулага стагоддзя) засяроджаны на тым, каб хімічныя працэсы станоўча ўплывалі на навакольнае асяроддзе, пераадолець падазронае стаўленне ў грамадстве няпроста.

“На нашым факультэце некалькі гадоў назад увялі новую дысцыпліну — “Уводзіны ў зялёную хімію”, — гаворыць намеснік дэкана па навуковай рабоце хімічнага факультэта БДУ Таццяна Савіцкая. — Зялёная хімія (green chemistry) — гэта бяспечная хімія. Яе задача — атрымаць патрэбнае рэчыва такім шляхам, каб не шкодзіць навакольнаму асяроддзю на ўсіх стадыях вытворчасці. І паколькі мы рыхтуем спецыялістаў для хімічных прадпрыемстваў, хочам, каб яны валодалі згаданай ідэалогіяй і кіраваліся ёй у сваёй прафесійнай дзейнасці”.

Распрацоўка хімічнага факультэта — угнаенне “Лікафос” — цалкам адпавядае ідэалогіі зялёнай хіміі. Тут вырашаецца адразу некалькі задач. Па-першае, прапанаваны экалагічна чысты прадукт, які не толькі паляпшае ўсходжасць раслін і павышае ўраджайнасць, але і аздараўляе глебу. Па-другое, распрацавана тэхналогія вырабу ўгнаення з адходаў хімічнай вытворчасці: тое, што аказалася непатрэбным, пачынае прыносіць рэальную карысць. І, нарэшце, упакоўванне ў біяраскладальную плёнку — новы падыход, які можа ста ць цікавай прапановай на рынку ўгнаенняў. Аднак пра ўсё па парадку.

Адход + адход = даход

“Асновай арганамінеральнага ўгнаення “Лікафос” з’яўляюцца гідролізны лігнін і раствор асаджальнай ванны, — тлумачыць Таццяна Савіцкая. — У Беларусі лігнін назапашаны ў вельмі вялікай колькасці (каля 4 млн тон), бо яго складана ўтылізаваць. Выкарыстанне асаджальнай ванны таксама дазваляе вырашыць праблему перапрацоўкі солей, што застаюцца падчас вытворчасці гідратцэлюлознага валакна. Такім чынам, выдатнае экалагічнае ўгнаенне робіцца з адходаў буйнатанажнай вытворчасці, і выдаткі на зыходную сыравіну зводзяцца да мінімуму”.

Лігнін — рэчыва, якое характарызуе здранцвелыя сценкі раслінных клетак (кажуць, менавіта ён надае прыемны пах старым кнігам). Сёння велізарныя адвалы лігніну можна бачыць ля былых гідролізных заводаў Бабруйска, Рэчыцы — і гэта галаўны боль для эколагаў.

Дзмітрый ГРЫНШПАН:

“Нашы хімікі стварылі выдатнае арганамінеральнае ўгнаенне. Вядома, мы тут не піянеры — падобныя ўгнаенні вырабляюцца ў свеце. Аднак нам удалося атрымаць арганічную частку з адходаў цэлюлознай вытворчасці — лігніну. Мінеральная частка — таксама з адходаў. Пры гэтым “Лікафос” цалкам растваральны, кожны яго складнік карысны, адсутнічае баласт. А ўпакоўка ўгнаення ў біяраскладальную плёнку істотна пашырае магчымасці яго выкарыстання”.

“Драўніна мае два асноўныя кампаненты: цэлюлозу і лігнін, — тлумачыць загадчык лабараторыі раствораў цэлюлозы і прадуктаў іх перапрацоўкі НДІ фізіка-хімічных праблем БДУ Дзмітрый Грыншпан. — Раней з цэлюлозы рабілі тэхнічны спірт, кармавыя дрожджы, фурфурол і іншую прадукцыю. А другая частка драўніны (лігнін) ішла ў адходы. Лігнін кіслы, а значыць, забруджвае навакольнае асяроддзе. Яго перыядычна сушаць і накіроўваюць на найбліжэйшыя ЦЭЦ, але гэтае рэчыва нізкакаларыйнае і не дае шмат цяпла. Сёння гідролізныя вытворчасці не працуюць, бо бескарысных адходаў стала больш, чым даходаў. Але калі наладзіць правільную ўтылізацыю лігніну, гідролізную прамысловасць можна было б аднавіць. Драўніны ў нас хапае — гэта аднаўляльная сыравіна, а краіне патрэбны і спірт, і дрожджы. Вытворчасць арганамінеральнага ўгнаення на аснове лігніну можа стаць адным з рашэнняў праблемы”.

“Лікафос” — гэта абрэвіятура (лігнін + калій + фосфар). З лігнінам разабраліся, а што такое асаджальная ванна, якая дае каштоўныя макраэлементы для ўгнаення?

“Сёння далёка не ўсе краіны ўмеюць вырабляць чыстыя ўгнаенні, дзе кожны складнік карысны і няма баласту, — гаворыць Дзмітрый Грыншпан. — Узя ць, напрыклад, хларыд калію ці суперфасфат кальцыю: калій і фосфар — патрэбныя элементы, хлор і кальцый — непатрэбныя. Таму кошт чыстых угнаенняў на сусветным рынку вельмі высокі. Прадукцыя вытворчасці Ізраіля ці Галандыі дасягае 1,5 тысячы далараў за тону (для прыкладу, КСl каштуе 300 долараў за тону). Мы ж распрацавалі працэс, у выніку якога катыён калію і аніён фосфару разам утвараюць соль, і ў спалучэнні з лігнінам атрымалася вельмі карыснае арганамінеральнае ўгнаенне, у якім маса плюсоў”.

Вучоныя ўжо прапанавалі хімічным заводам, якія вырабляюць гідратцэлюлознае валакно, новы “зялёны” працэс без шкодных газавых выкідаў і сцёкавых вод. Адным з этапаў вытворчасці можа стаць выраб угнаенняў.

“Адходы гідратцэлюлознай вытворчасці могуць выдатна сумяшчацца з лігнінавымі адходамі, даючы прадпрыемствам дадатковыя прыбыткі, — тлумачыць Дзмітрый Грыншпан. — Сыравінная база ў Беларусі слабая, свайго фосфару ў нас няма, а апатыты ўсё бяднейшыя, мы ўвозім шмат баласту. А тут можна атрымаць валакно і з адходаў рабіць угнаенні. Утылізацыя асаджальных ваннаў — гэта заўсёды вялікая праблема для валаконных вытворчасцей. Мы ж прапаноўваем забраць з гэтай ванны карысныя элементы і атрымаць гатовае вадкае ўгнаенне. Пры злучэнні з лігнінам яно становіцца сухім, добра гранулюецца (лігнін пры гэтым перастае быць кіслым, а значыць, шкодным для асяроддзя)”.

Дарэчы, пробную партыю ўгнаення “Лікафос” ужо выпусціў Бабруйскі завод біятэхналогій.

Што зрабілі студэнты

Студэнты хімічнага факультэта Лізавета Сяргеева-Някрасава і Максім Мацавіла, а таксама вучаніца гімназіі № 6 Мінска Яна Дрозд пайшлі далей. (Першапачаткова ў камандзе было больш удзельнікаў, але менавіта гэтая тройка давяла работу да канца.) Яны даследавалі эфектыўнасць новага ўгнаення і знайшлі для яго нестандартную форму ўпакоўкі.

Таццяна САВІЦКАЯ:

“Тут у нас пад адным дахам працуюць хімічны факультэт і НДІ фізіка-хімічных праблем БДУ. Гэта вельмі добра для студэнтаў, якія бачаць рэальную навуку і самі могуць браць удзел у цікавых даследаваннях”.

“Нашы студэнты шмат эксперыментавалі з вырошчваннем раслін, — расказвае Таццяна Савіцкая. — Для гэтага бралі крэс-салату — самую спрыяльную для гэтых мэт культуру, бо яна вельмі хутка расце. Высявалі насенне ў ёмістасці ўвогуле без угнаення, з адной часткай угнаення (толькі з арганічнай ці толькі з мінеральнай) і з комплексным угнаеннем. Студэнты зафіксавалі, што ў апошнім выпадку расліны далі найбольшую колькасць зялёнай масы. Павысілася ўсходжасць насення і ўраджайнасць.

Эфектыўнасць “Лікафосу” пацвердзілі і даследаванні, праведзеныя на жыце, пшаніцы, трыцікале, памідорах у Інстытуце глебазнаўства і аграхіміі Нацыянальнай акадэміі навук і ў Беларускай дзяржаўнай сельскагаспадарчай акадэміі. Адзначана паскарэнне ўсходжасці і павелічэнне колькасці сырога бялку ў раслінах на 15—25%. Таксама атрымаў пацвярджэнне факт, што лігнін добра структуруе і разрыхляе глебу. Угнаенне рэкамендавана выкарыстоўваць як на вялікіх палях, так і на прысядзібных участках.

“Лігнін з’яўляецца пралангатарам і так проста не адпускае солі, якія знаходзяцца ў ім, — расказвае Дзмітрый Грыншпан. — Эфект можа доўжыцца два-тры гады, што абагачае глебу. Не так хутка, як торф, але таксама надзейна і бяспечна”.

Ідэя ўводзіць солі ў біяраскладальную плёнку прыйшла выпадкова. Паспрабавалі — атрымалася. І студэнты пачалі эксперыментаваць: дадавалі да ўгнаення азот, мікраэлементы. Сачылі, як рэагуюць расліны на той ці іншы склад мінералаў. Было адзначана, што біяраскладальная плёнка не толькі не забруджвае навакольнае асяроддзе, але і выконвае дадатковую функцыю — падаўжае дзеянне таго, што ў іх закладзена. Калі звычайныя ўгнаенні вымываюцца дажджом і трэба ўвесь час падсілкоўваць расліны, то цяпер гэтая праблема істотна зменшылася.

Студэнты вывучалі, якія ўгнаенні ў малых упакоўках прапаноўваюцца на рынку. Айчыннага прадукту амаль няма, усё пераважна імпартнае. І гэтую нішу нашы хімікі маглі б запоўніць. Напрыклад, сёння гаспадыні мусяць набываць ёмістасці з угнаеннем і штораз дазіраваць іх перад выкарыстаннем, рызыкуючы даць залішнюю дозу. А цяпер уявіце пакецік з сухімі рознакаляровымі плёнкамі (з розным відам угнаення і рознай канцэнтрацыяй). Такія плёнкі зручна растварыць у шклянцы перад палівам ці, нават не раствараючы, пакласці ў вазон — і расліны будуць атрымліваць патрэбнае сілкаванне.

Ёсць таксама прапанова абгортваць такой плёнкай карані раслін. Зараз карэнне саджанцаў таксама абгортваюць поліэтыленам, але ён не раскладаецца (дакладней, раскладзецца праз 100 ці 200 гадоў, але тут, як кажуць, ідзі правер). Таму перад пасадкай яго здымаюць і выкідваюць. А з біяраскладальнай плёнкай такой праблемы не будзе. Яна выканае сваю функцыю абароны, сілкавання расліны і пры гэтым не забрудзіць глебу.

— Калі я прыйшла на хімічны факультэт, мяне ўсё гэта вельмі зацікавіла, былі вялікія чаканні ад работы ў лабараторыі, — расказвае студэнтка Лізавета Сяргеева-Някрасава. — Зараз часу менш, бо праца значна больш складаная, чым здаецца. Але ўсё яшчэ ёсць жаданне працаваць. Калі будуць цікавыя тэмы для даследаванняў, з задавальненнем буду займацца. Зрэшты, і згаданая тэма не завершана. Мы плануем удзельнічаць у конкурсах. Стаіць задача вывесці распрацоўку ў вытворчасць, каб яна стала чымсьці большым, чым проста навуковы праект. Далей можна будзе займацца яе ўдасканаленнем”.

Галіна СІДАРОВІЧ.
Фота Алега ІГНАТОВІЧА.