Пермские ученые превратили промышленные выбросы в безопасное удобрение

Российские ученые предложили необычный способ одновременно сократить выбросы CO₂ и получить эффективное удобрение. В основе технологии — микроводоросли, выращенные на дымовом газе, имитирующем выбросы промышленных предприятий. Об этом пресс-служба университета сообщила редакции Наука Mail.

Когда предприятия будут вынуждены платить за выбросы парниковых газов, технология ученых ПНИПУ, превращающая отходы в доходы, может стать не просто полезной, а экономически необходимой

Источник: Freepik

Минеральные удобрения постепенно закисляют почву, а органические порой приносят с собой на поля антибиотики и болезнетворные бактерии. Ученые Пермского Политеха (ПНИПУ) предложили элегантный и экономичный выход: они вырастили микроводоросли для удобрения на дымовом газе, имитирующем выбросы промышленных предприятий. Результат превзошел ожидания: всхожесть семян достигла 97%, а ростки стали длиннее и тяжелее на 13%.

Зеленая альтернатива с дорогим аппетитом

Микроводоросли — крошечные фотосинтезирующие организмы — давно привлекают внимание аграриев. В их биомассе содержатся все необходимые растениям макроэлементы (азот, фосфор, калий), а также микроэлементы, аминокислоты и природные стимуляторы роста. Такое удобрение не закисляет почву, полностью разлагается и не содержит патогенов. Но есть серьезное препятствие — высокая себестоимость.

Чтобы водоросли быстро наращивали биомассу, им нужна углекислота для фотосинтеза. В обычном воздухе ее слишком мало, а покупать чистый углекислый газ в баллонах — слишком дорого для массового производства. Строительство же специальных биореакторов с контролируемой средой требует значительных вложений. В итоге экологичное удобрение получается дороже и минеральных, и традиционных органических аналогов.

Рапс пророщенный на воде

Источник: Пресс-служба ПНИПУ

Бесплатный ресурс 

Исследователи из Пермского Политеха нашли решение: они использовали дымовой газ, по составу приближенный к выбросам реальных заводов. В таких выбросах углекислого газа в десятки раз больше, чем в атмосферном воздухе. Обычно этот газ просто улетает в трубу, загрязняя атмосферу и усиливая парниковый эффект. Здесь же он становится мощным источником питания для водорослей.

Ученые проверили, выживут ли культуры в столь агрессивной среде и можно ли будет безопасно использовать полученную биомассу. Для эксперимента взяли два образца: чистый, хорошо изученный штамм из коммерческой биодобавки и сообщество микроводорослей из обычного пресного водоема. В качестве тест-объекта выбрали семена рапса — агрономически важной культуры, которая очень чувствительна к условиям прорастания. Именно на ней хорошо видно, работает удобрение или нет.

Рапс пророщенный на удобрении из микроводорослей

Источник: Пресс-служба ПНИПУ

«Семена разделили на несколько групп. В одну вносили водоросли из коммерческого штамма, в другую — из природного сообщества, выделенного из местного водоема. Для третьей группы не использовали никаких добавок. Причем каждый тип водорослей испытывали в трех концентрациях — слабой, средней и насыщенной. Это поможет понять, какая дозировка дает максимальный эффект, а какая, наоборот, может угнетать растения», — объясняет аспирантка кафедры «Охрана окружающей среды» ПНИПУ Алена Соловьева.

Двойная выгода: рост урожая и очистка воздуха

Эксперимент показал впечатляющие результаты. Лучше всего сработала чистая культура: длина и масса проростков увеличилась на 13%, всхожесть семян подскочила до 97%, а скорость прорастания выросла на 6%. Интересная деталь: после «кормления» дымовым газом в биомассе водорослей концентрация магния и фосфора возрастала в 2−3 раза, что дополнительно усиливало их полезные свойства. По оценкам ученых, новое удобрение по эффективности сопоставимо с лучшими коммерческими аналогами, но при этом лишено их недостатков.

«Главное преимущество применения микроводорослей в том, что в отличие от минеральных удобрений, которые закисляют почву, новое удобрение полностью безопасно. Оно не содержит токсичных примесей и не загрязняет грунт. А по сравнению с органикой (навозом, компостом) у него есть еще два важных плюса: в нем нет патогенных бактерий, антибиотиков и гормонов, а разлагается оно быстрее», — подчеркивает доктор технических наук, заведующая кафедрой «Охрана окружающей среды» ПНИПУ Лариса Рудакова.

Насыщение микроводорослей дымовым газом

Источник: Пресс-служба ПНИПУ

Исследование, опубликованное в журнале «Вестник Российского университета дружбы народов: экология и безопасность жизнедеятельности», имеет особое значение в контексте экологического законодательства.