Екатерина Михайлова: «Наука – это не работа с 8 до 5, а жизнь, о которой не забываешь ни на секундочку»

Среди разработок, выполненных учеными Кемеровского государственного университета в рамках КНТП «Чистый уголь – зеленый Кузбасс», проект «Инновационная технология очистки сточных вод на предприятиях по добыче угля открытым способом». Его успешно реализовала команда ученых Института нано-, био-, информационных, когнитивных и социогуманитарных технологий (Институт НБИКС-технологий). О достигнутых результатах и о том, как проходила работа над проектом, рассказала директор Института НБИКС-технологий, кандидат химических наук Екатерина Сергеевна Михайлова.

– Екатерина Сергеевна, почему проект по очистке сточных вод был включен в КНТП «Чистый уголь – зеленый Кузбасс»?

– Кузбасс производит почти 60% угольной продукции в нашей стране. Добыча угля объективно является природоемким производством, и в программе развития российской угольной промышленности до 2050 года отмечена необходимость обеспечения ее экологической безопасности. Очистка сточных вод при угледобыче остается актуальной проблемой во всем мире. Эта задача лежит в плоскости сложных физико-химических процессов, учитывая богатый химический состав подземных вод, изливающихся в карьерные выемки. Карьерные сточные воды, сбрасываемые в водоемы, – это природные подземные воды, которые приходится удалять для осушения карьерных выемок при вскрытии водоносных горизонтов.

Требования к качеству вод поверхностных водных объектов в России чрезвычайно высоки. По ряду показателей они превышают требования ПДК (предельно допустимой концентрации – ред.) питьевой воды. Это ставит предприятия перед необходимостью фильтрации природных подземных вод практически до уровня дистиллированной воды. На текущем этапе развития технологий решение такой задачи остается серьезным вызовом для угольной отрасли и требует значительных по объему вложений. Целью нашего проекта было проведение научных изысканий, направленных на усовершенствование существующей технологии очистки сточных вод на предприятиях, на разработку инновационной технологии, которая одновременно обеспечивала бы эффективность, экономичность, ресурсосбережение, а также снижение техногенной и антропогенной нагрузки на природную среду угледобывающего региона.

– Расскажите, пожалуйста, о вашей команде и о том, какие этапы были пройдены для достижения результатов проекта?

– В нашу команду вошли специалисты из разных областей науки: химики, биологи, экологи, инженеры. К своей работе мы привлекли молодых ученых, студентов и магистрантов, которые выезжали на разрез, знакомились с существующими технологиями, участвовали в опытно-промышленных экспериментах. За три года была проделана значительная работа. Вначале мы исследовали действующие очистные сооружения и выявили их «проблемные места». Был выполнен большой пул научных исследований, в частности по использованию существующих сорбентов природного и искусственного происхождения для искусственных фильтрующих массивов. Нами проведен мониторинг изменения объема сточных вод и характера загрязнений, разработаны новые методики анализа состава загрязнений, создана программа мониторинга для угольных предприятий, чтобы они могли регулярно проводить натурные исследования на территории своих объектов и определять источники формирования и объем сточных вод. Мы привлекли аккредитованные лаборатории и провели расчет экологической, экономической, энергетической эффективности предлагаемых технологий.

Совместно с учеными из МГТУ им. Н.Э. Баумана мы создали и протестировали на угольном разрезе опытно-промышленную установку, предназначенную для флотации (процесс очистки воды с помощью воздуха – ред.) и адсорбционной очистки сточных вод. В сотрудничестве со специалистами из МГУ им. М.В. Ломоносова нами была разработана инновационная технология очистки на основе нативных биологических компонентов (водорослей, отобранных на территории угольного разреза). Наш коллектив спроектировал прототип фитобиореактора с капиллярно-распределительной системой для очистки карьерных сточных вод и показал, что водоросли могут сорбировать тяжелые элементы, которые находятся в сточных водах карьерных выемок, и служить основой для рекультивации. Поэтому в дальнейшем эти микроводоросли можно будет утилизировать в процессе рекультивации нарушенных земель угольного предприятия.

Таким образом, проделана большая комплексная работа. Если представить ее итоги в цифрах, то по результатам проекта за три года коллективом было опубликовано 65 научных статей, получено 9 охранных документов на результаты интеллектуальной деятельности, передано 5 технологических инновационных разработок в организации реального сектора экономики. Все это свидетельствует о том, что работа проведена масштабная, она актуальна и востребована.

– Говоря о востребованности разработок, нельзя не упомянуть вашего индустриального партнера – компанию «Кузбассразрезуголь». Используются ли результаты ваших исследований уже сейчас?

– Мы очень благодарны нашему индустриальному партнеру за то, что он прошел с нами этот непростой путь. Для данной компании разрабатываемая нами проблема очень актуальна. Поэтому у нас с партнером выстроилась понятная схема совместной работы. Когда ученые приходят на действующие предприятия и начинают что-то исследовать, это, естественно, создает определенные неудобства для компании. Коллеги из «Кузбассразрезугля», с соблюдением всех требований техники безопасности, пускали нас на угольные разрезы, и мы в реальных условиях производства отрабатывали технологии, проводили опытно-промышленные испытания. Для ученых-исследователей это было очень важно и ценно. Мы обсуждали с экологами компании этапы проводимой работы, отчеты. Они вносили корректировки, задавали вопросы, и мы совместно выбирали дальнейшую траекторию исследований, опытно-промышленных испытаний. По результатам проекта в настоящий момент на территории «Кузбассразрезугля» на различных его участках проводится модернизация очистных сооружений для карьерных сточных вод. В дальнейшем планируется модернизация других угольных разрезов. Мы рады, что наша работа дала значительные результаты.

– Наверное, это самое главное. Скажите, пожалуйста, как вы пришли в науку? Когда зародился интерес к исследованиям? Кто ваши любимые ученые?

– Спасибо за интересный вопрос. Я химик, и поэтому среди моих любимых ученых назову в первую очередь Дмитрия Ивановича Менделеева и Марию Склодовскую-Кюри. Они показали нам пример самоотверженности и верности своему делу. Эти ученые посвятили свою жизнь научным исследованиям. Ведь наука – это не работа с 8 до 5, это реальная жизнь, о которой не забываешь ни на секундочку. При ответе на ваш вопрос важно вспомнить и государственных деятелей – Петра I и Екатерину II, которым мы обязаны зарождением в российском государстве всех научных исследований.

Не могу сказать, что я сильно увлекалась в школе наукой. Я любила химию и физику, они мне легко давались. Потом мне посчастливилось написать научную дипломную работу в вузе, меня пригласили работать в Федеральный исследовательский центр угля и углехимии Сибирского отделения Российской академии наук, где я прошла путь от аспиранта до заместителя директора по науке. Работая с нашими академиками, Алексеем Эмильевичем Конторовичем, Зинфером Ришатовичем Исмагиловым, я многому научилась. Это великие ученые, люди с большой буквы. Общаясь с ними, ты понимаешь, как все должно быть устроено.

По образованию я инженер-химик, сфера моих научных интересов всегда была связана с твердым топливом и переработкой угля. Поэтому, когда меня пригласили в Кемеровский государственный университет для выполнения исследования, связанного с разработкой по очистке сточных вод, я согласилась. Такая научная задача была мне близка и понятна. Я очень благодарна коллегам, с которыми работала в КемГУ. Выполнять глобальный научный проект с новым коллективом всегда сложно и немного страшно. Но мы отработали очень слаженно, и у нас все получилось.

– Можете ли вы выделить какие-то характерные особенности текущего этапа развития российской науки?

– Я бы отметила два важных фактора. Первый – в науку возвращается молодежь. Молодым ученым сегодня очень повезло. Они имеют возможность получать гранты на разработку своих научных проектов; вести научные проекты в рамках коллабораций, в том числе – международных, несмотря на сложную политическую ситуацию. У них есть доступ к современному оборудованию и информационным ресурсам, в том числе онлайн-источникам. Наконец, существуют перспективные программы реализации для прикладной науки, такие как КНТП. Это очень важно.

Второй фактор – потенциал перехода от фундаментальной науки к внедрению научных результатов в жизнь, в производственные процессы. Сейчас для этого есть все необходимые условия. Индустриальные партнеры сегодня понимают, что без научных исследований, научных разработок нельзя получить прорывной результат. Полагаю, что благодаря совместным усилиям ученых-исследователей и индустриальных партнеров можно сделать очень многое для развития нашего региона и страны в целом.

Фото предоставлено Е. Михайловой