В современных условиях проблема утилизации промышленных и сельскохозяйственных отходов приобретает глобальный уровень. Накопление отходов и их сжигание приводят к загрязнению окружающей среды, выбросу парниковых газов, деградации экосистем. В связи с этим разработка экологически безопасных методов переработки отходов становится приоритетной задачей. Почвы активно деградируют и загрязняются, особенно в промышленных и сельскохозяйственных регионах. Основные причины деградации – загрязнение отходами производства, тяжёлыми металлами и нефтепродуктами. Для решения проблемы необходимо создать эффективную систему переработки отходов, внедрить современные технологии утилизации, учитывать экономическую выгоду от производства и повторного использования ресурсов, поскольку от состояния почв зависит не только экологическая, но и продовольственная безопасность страны. Гидротермальная карбонизация является инновационным методом переработки органического сырья. Процесс основан на карбонизации влажного материала без предварительной сушки, что существенно снижает энергозатраты. В качестве исходного сырья могут выступать различные виды биомассы: осадки сточных вод, навоз, растительные остатки и другие органические отходы. При температуре 180-220°C и давлении 10-25 бар происходит карбонизация биомассы с образованием конечного продукта - гидрочара. Технология позволяет перерабатывать органические отходы в ценный ресурс для сельского хозяйства. Перспективным направлением является создание инновационных композитных материалов на основе гидрогелей с включением гидрочара. Такие материалы объединяют в себе лучшие характеристики обоих компонентов. Получившийся продукт будет способствовать улучшению почвенной структуры и секвестрации углерода, создавать возможности для повторного использования отходов. Гидрогель представляет собой набухшую в воде и сшитую полимерную сетку, полученную простой реакцией одного или нескольких мономеров. Является полимерным материалом, который демонстрирует способность набухать и удерживать значительную долю воды в своей структуре, при этом он не растворяется в воде. Практическое применение гидрогелей охватывает широкий спектр направлений. В сельском хозяйстве они помогают сократить потери воды и удобрений, уменьшить частоту поливов и повысить устойчивость растений к изменениям окружающей среды. В ландшафтной архитектуре и восстановлении нарушенных земель гидрогели способствуют улучшению структуры почв и усилению их биологической активности. Гидрогели активно используются в условиях усиливающегося водного дефицита и деградации почв, особенно в засушливых регионах. Гидрогели обычно синтезируются полимеризацией природных или синтетических мономеров с формированием трёхмерной сетки, способной удерживать значительные объёмы воды. Инкорпорация гидроугля усиливает их функциональность: его пористая структура и поверхностные функциональные группы обеспечивают катионообмен и комплексообразование, что повышает абсорбцию тяжёлых металлов, а развитая макро- и мезопористость способствует удержанию влаги и её постепенному высвобождению в ризосфере. Такое сочетание свойств уменьшает испарение, снижает трещинообразование почв и делает композиты особенно перспективными для аридных, засолённых и загрязнённых земель.
Внедрение инновационных методов переработки органических отходов на основе гидротермальной карбонизации и создания гидрогелевых композитов с гидроуглем создают перспективы для решения экологических и агрономических проблем.

Исследование выполнено при поддержке Программы стратегического академического лидерства Южного федерального университета ("Приоритет 2030").

Список литературы:
1. Kravchenko, E., Lu W., Sauerwein M., Wong, A., 2023. Life cycle assessment of waste materials in deep cement mixing for land reclamation in Hong Kong. Environmental Impact Assessment Review, 105 (107398). https://doi.org/10.1016/j.eiar.2023.107398
2. Крылова А.Ю, Зайченко В.М. Гидротермальная карбонизация биомассы: Химия твердого топлива, 2018, № 2, с. 36–50.
3. Шильченко Т.Н., Технологии реализации мусорной реформы в России Федерации / Т.Н. Шильченко // Вестник Таганского института управления и экономики. - 2020. - №2. - С. 54-58.