Университет «Сириус» и «Р-Фарм» работают над микробиологическим методом утилизации нефтепродуктов

В России разрабатывается биологический подход к борьбе с загрязнением нефтепродуктами, известный как биоремедиация. Этот метод позволяет расщеплять углеводороды благодаря активности специализированных бактерий, уверены ученые и фармацевты. Научно-технологический университет «Сириус» совместно с компанией «Р-Фарм» тестируют свою научную гипотезу: недавно проведенный эксперимент показал, что за 28 дней содержание углеводородов в среде с мазутом снижается на 32%, и это не является пределом. Это свидетельствует о том, что подобранные микроорганизмы эффективно расщепляют загрязнения, преобразуя нефтепродукты.

В качестве углеводородного субстрата использовались образцы загрязнений с пляжей Анапы, пострадавших в результате крушения танкеров, перевозивших мазут, в декабре 2024 года.

Первый этап лабораторного эксперимента уже завершен, и была доказана способность бактериального консорциума разлагать нефтепродукты. Далее предстоит проверить дополнительные гипотезы, направленные на повышение эффективности бионефтедеструкции, а также провести масштабирование и полевые испытания метода. Если эти этапы окажутся успешными, такой подход может стать важной частью комплексной системы очистки.

Традиционно для очистки нефтезагрязненных берегов применяются механические и реже химические методы. Несмотря на большой потенциал, биологические методы ликвидации разливов нефти зачастую рассматриваются как второстепенные. В идеале биоремедиация должна стать завершающим этапом технологической цепочки, интегрируясь с механическими и физико-химическими методами для достижения максимальной эффективности деструкции нефтяных углеводородов. Данный подход предполагает последовательное удаление крупных загрязнений, после чего биологические агенты обеспечивают деградацию устойчивых микрокомпонентов и субвизуальных фракций, недоступных для первичных методов.

«С научной точки зрения мы имеем дело не с готовой технологией, а с открытой гипотезой, требующей строгой валидации. Наша задача — подтвердить или опровергнуть применимость выбранного подхода в реальных условиях, фиксируя необходимые параметры: от выживаемости консорциумов микроорганизмов до степени биотрансформации и деградации отдельных групп целевых соединений. Особенно важен переход от лабораторных условий к полевым, где вмешательство ограничено. Мы рассматриваем этот проект как этап формирования методологической базы для дальнейшего развития системных решений в области биоремедиации техногенных загрязнений», — говорит Елена Гершелис, исполнительный директор Международного научного центра экологии и изменения климата Научно-технологического университета «Сириус».

Таким образом, биоремедиацию можно рассматривать как один из компонентов комплексного подхода к борьбе со сложными загрязнениями окружающей среды, особенно в ситуациях, когда физико-химические и механические методы показывают ограниченную эффективность. Однако даже при положительных результатах биоремедиацию следует применять в сочетании с другими технологическими решениями для достижения максимального эффекта и полной ликвидации последствий техногенного воздействия. Формирование устойчивых экосистемных решений возможно только при междисциплинарном сотрудничестве.

«Механическое и физико-химическое удаление загрязняющих веществ часто требует высокой энергоемкости или приводит к образованию неэкологичных выбросов и отходов. Поэтому все большую актуальность приобретают биотехнологические подходы, основанные на использовании природных или модифицированных штаммов микроорганизмов и их консорциумов, способных к частичной биотрансформации или полному метаболическому разложению загрязняющих веществ», — поясняет Антон Кирилин, руководитель группы биотехнологического и вакцинного производства Ярославского завода «Р-Фарм».

Идея разработки нового подхода к борьбе с загрязнением нефтепродуктами возникла в сфере фармацевтического производства. Заводы обладают уникальным, но ценным ресурсом — обеднёнными питательными средами, которые остаются после культивирования микроорганизмов в биотехнологических процессах. Эти среды больше не используются в основной производственной цепочке, но сохраняют свойства, которые могут быть применены для других целей, например, для выращивания специализированных бактерий, способных расщеплять углеводороды. Это особенно актуально в контексте развития экономики замкнутого цикла в стране, требующей переработки отходов.

«Для нас переход к экономике замкнутого цикла — это не просто декларация ответственности, а конкретные действия. Мы рассматриваем отходы фармацевтического производства не как бремя, требующее утилизации, а как потенциальную ресурсную базу. Так появилась идея на стыке биотехнологии, экологии и фармацевтической технологии: если остатки питательных сред безопасны и сохраняют ценность, то разумно использовать их в тех областях, где важны масштабируемость и экономическая целесообразность. Выращивание бактерий для биоремедиации — один из таких примеров», — делится Александр Быков, директор по экономике здравоохранения компании «Р-Фарм».

В 2024 году группа компаний «Р-Фарм» совместно с учеными Научно-технологического университета «Сириус» начала НИОКР для тестирования новой гипотезы. Суть заключается в использовании обеднённых питательных сред в качестве основы для выращивания штаммов бактерий, способных разлагать нефтепродукты.

«Мы постепенно движемся к модели, где отдельные производственные цепочки не существуют изолированно, а формируют замкнутые промышленные экосистемы. Эта модель предполагает осознанное использование побочных потоков одного производства в качестве ресурсной базы для решения задач другой отрасли, включая утилизацию токсических соединений. В результате снижается общее количество отходов и перенаправляются высвобождающиеся ресурсы.

В этой логике важным аспектом является поиск и установление устойчивых связей между отраслями и производственными процессами. Создание функциональных межотраслевых пересечений позволяет не только оптимизировать отдельные процессы, но и перестраивать производственную среду в целом, снижая нагрузку на экосистему без дополнительных экономических и экологических затрат», — поясняет Марк Мандрик, ассистент кафедры фармацевтической технологии Сеченовского университета.