Ces derniers temps, la nécessité d'aborder les questions environnementales a été au centre du débat public. L'Assemblée générale des Nations unies, soutenue par plus de 70 pays, a proclamé la période 2021-2030 comme «La décennie pour la restauration des écosystèmes».
Le prince William, héritier du trône britannique, et le célèbre naturaliste David Attenborough ont annoncé en octobre le lancement d'un projet commun, le prix Earthshot, qui, selon eux, deviendra le «prix Nobel de la protection de l'environnement».
À partir de 2021, le prix Earthshot sera décerné chaque année à cinq personnes ou organisations pour leurs réalisations dans les domaines suivants: «protection et restauration de la nature», «purification de l'air», «restauration des océans», «monde sans déchets» et «restauration du climat». Chaque lauréat recevra 1 million de livres (soit 1,3 million de dollars), ce qui dépasse le montant du prix Nobel.
En effet, les efforts des scientifiques du monde entier visent aujourd'hui à trouver des solutions aux problèmes environnementaux. Des recherches sont effectuées dans un grand nombre de domaines. Parmi eux, l'utilisation efficace des déchets industriels et domestiques, la création de nouveaux systèmes de surveillance de l'état des écosystèmes, le développement de moyens pour maintenir l'équilibre écologique, ainsi que l'élaboration de méthodes de prévention de catastrophes causées par l'homme.
Réduire la pression sur les écosystèmes
Les écosystèmes, que l'Onu appelle à protéger et à restaurer, incluent notamment ceux des zones subarctiques et arctiques. Ils sont facilement endommagés et se rétablissent lentement après des interventions et des urgences provoquées par l'homme, comme le grand déversement de diesel à Norilsk en mai 2020, selon les chercheurs de l'université fédérale de Sibérie (SibFU).
D'après les scientifiques, afin de maintenir le fragile équilibre écologique des territoires du Nord, il est nécessaire de développer la production de biens qui réduiraient la pression sur les sols et les masses d'eau, et qui n'empoisonneraient pas l'environnement. La SibFU réalise des études à long terme des bioplastiques, notamment des polyhydroxyalcanoates (PHA). Les produits en bioplastiques (pellicules, granules, membranes médicales) sont fabriqués selon une production expérimentale de l'université.
Dans une étude publiée dans la revue réputée Chemosphere, des scientifiques ont cité les résultats d'expériences menées par la communauté microbienne des sols subarctiques sur la décomposition des bioplastiques à base de polyhydroxyalcanoates.
«Ces résultats montrent que la production de ces bioplastiques et des produits dérivés, les plus sûrs pour la zone subarctique, devrait être développée davantage. Les emballages, bouteilles, sacs en bioplastique peuvent à terme remplacer les produits en plastique traditionnel. Et les bactéries et les champignons bio-destructeurs aideront à recycler complètement les choses déjà utilisées sans causer le moindre dommage à la nature, aux animaux et aux personnes vivant dans le Grand Nord», a expliqué à Sputnik Svetlana Prudnikova, co-auteur de la recherche, professeur du département des biotechnologies de la SibFU.
Du combustible alternatif à partir des déchets
Le recyclage de différents types de déchets devient aujourd'hui la base d’initiatives «vertes» de diverses entreprises à travers le monde.
Le combustible provenant des déchets (sciure, solvant, eaux usées et autres) présente un intérêt particulier. Comme l'ont constaté les scientifiques de l'université polytechnique de Tomsk (TPU), ce combustible est non seulement plus respectueux de l'environnement et moins cher que les combustibles courants, mais il possède également un grand potentiel énergétique et peut même concurrencer le charbon et le mazout. Les suspensions à base de sciure, d'eaux usées et de solvants, ainsi que le mélange de poussière de charbon et d'eaux usées peuvent devenir des composés combustibles prometteurs, estiment les chercheurs.
«Le combustible en suspension ne le cède pas au charbon pulvérisé traditionnel sur des critères importants. Il permettra d'utiliser de manière efficace de nombreux déchets combustibles provenant de différents secteurs de l'économie, de remplacer la combustion du charbon et d'élargir la base de matières premières des entreprises énergétiques», a expliqué à Sputnik Ksénia Verchinina, professeur associé de l'École de recherche en physique des procédés à haute énergie de TPU, doctorante en physique et en mathématiques.
Les résultats de la recherche sont publiés dans la revue très appréciée Journal of the Energy Institute. Ils peuvent être utiles à toute entreprise, région ou même tout pays souhaitant développer des technologies de recyclage énergétique des composants et des déchets de faible qualité.
Estimation des réserves d'eau
Deux cent cinquante scientifiques du Programme des Nations unies pour l'environnement (PNUE) ont préparé le rapport «Global Environment Outlook 6». Il indique que si les mesures de protection de l'environnement ne sont pas renforcées de manière significative, des millions de décès prématurés pourraient survenir d'ici le milieu du siècle, les systèmes d'eau douce contaminés en étant la cause principale.
Les écologistes notent qu'il est particulièrement important aujourd'hui d'apprendre à surveiller et à limiter la propagation dans la nature d'imidochlopride, substance qui a été utilisée pendant des décennies comme insecticide, et dont la présence dans l'environnement a dangereusement augmenté.
Des scientifiques de l’université d'État du Sud de l'Oural (UESO, Russie) ont réalisé une étude conjointe avec leurs collègues de l'université de Gand (Belgique) (Centre d'excellence en mycotoxicologie et santé publique, faculté des sciences pharmaceutiques, université de Gand). Ils ont proposé de détecter la présence d'imidochlopride dans l'eau par une méthode électrochimique, en utilisant un capteur à base de polymères à empreintes moléculaires.
«Pour ce que nous en savons, il s'agit du premier capteur capacitif à base de polymères dont les empreintes moléculaires permettent de détecter l'imidochlopride dans l'eau. En outre, pour la première fois, une approche en deux étapes avec une phase de régénération entre chaque analyse a été introduite pour déterminer les distorsions d'intermodulation. Cela a permis d'utiliser chaque électrode 32 fois de manière séquentielle», a expliqué à Sputnik Natalia Beloglazova, haut fonctionnaire au Centre de recherche et d'éducation Nanotechnologies de l’UESO.
Selon elle, d'autres méthodes de détermination d'une substance dangereuse, telles que la chromatographie, nécessitent une longue préparation de l'échantillon, de grandes quantités de solvants et un équipement coûteux. À l'avenir, le capteur développé pourra être intégré à des plateformes de diagnostic des réserves d'eau. Cette recherche a été publiée dans la revue Scientific Reports.
La prévention des catastrophes en tant que mesure de protection
Ces dernières années, l'élaboration de mesures efficaces pour prévenir les catastrophes écologiques comme celles de Tchernobyl et de Fukushima est devenue une priorité de la recherche scientifique. La Russie construit actuellement des centrales nucléaires en Turquie, en Finlande, en Chine, au Belarus, en Inde et au Bangladesh. Afin de garantir une sécurité accrue pour les réacteurs de génération 3+, des systèmes de protection passive supplémentaires sont prévus, les «dispositifs de confinement de la fusion».
En cas d'accident grave avec perte de réfrigérant, la cuve du réacteur peut fondre. Dans ce cas, le dispositif de localisation de la fonte deviendra l'un des systèmes de protection passive de la sécurité atomique et assurera l'isolation des fondations et du sol du corium de la fonte de la cuve du réacteur et de son fond.
Les résidus de matières radioactives toxiques du noyau du réacteur tombent dans un contenant spécial, un «piège», en cas d'accident, où ils sont refroidis jusqu'aux températures auxquelles le travail des équipes de secours sera possible. Les spécialistes des matériaux de l'université technologique de recherche nationale (MISIS) réalisent un projet visant à sélectionner un nouveau matériau pour le piège à fusion, qui garantira les indicateurs requis de la fiabilité du réacteur, y compris en mode extrême.
«Nous sommes parvenus à modéliser en laboratoire le mode de fonctionnement d'urgence du réacteur nucléaire et à suivre le comportement des différents matériaux proposés pour la fabrication du piège. Nous allons analyser le comportement des matériaux et calculer le niveau minimum de résistance de la cuve du piège, ce qui permettra d'écarter de manière garantie et sûre les conséquences de la fusion du cœur», a expliqué à Sputnik Alexandre Komissarov, le chef du laboratoire des Matériaux hybrides nanostructurés de MISIS.
Le dossier a été préparé dans le cadre du Projet 5-100. L'objectif de ce dernier est de fournir un soutien de l'État aux principales universités de la Fédération de Russie afin d'accroître leur compétitivité parmi les principaux centres scientifiques et éducatifs du monde.