В статье представлена методология создания нефтесорбента с использованием отходов рисовой шелухи и древесных опилок.
Ключевые слова: сорбенты органические, экология, среда окружающая, подход экологический, шелуха рисовая, опилки.
Разлив нефтепродуктов является одной из самых распространенных причин загрязнения наземных и водных экосистем. Как следствие этого, нарушается ход естественных процессов, что приводит к изменению условий обитания живых организмов. Пролитая нефть из танкеров, трубопроводов несет гибель всему, с чем соприкасается: уничтожается вся растительность, районы поражения становятся непригодными для обитания каких-либо животных [1]. За последние несколько лет, количество онкологических заболеваний возросло почти в два раза в таких городах, как Лангепас, Мегион, Радужный. В Нижневартовске питьевая вода загрязнена нефтепродуктами на 97 %. Последствия от аварийных разливов будут давать о себе знать еще многие десятилетия.
Нефтяные загрязнения представляют наибольшую угрозу для жизни Мирового океана. Ежегодно в него поступает до 14 млн тонн нефтепродуктов. Образуемая на поверхности воды пленка лишает кислорода морскую флору и фауну. Было подсчитано, что литра нефти достаточно, чтобы лишить кислорода 4О0 тыс. литров морской воды. Также нарушается регулярный обмен теплом, влагой, газами, энергией между океаном и атмосферой. От токсичных соединений погибают, прежде всего, мальки и планктон. Самую серьезную опасность представляют крупные аварийные разливы нефти и нефтепродуктов при крушении танкеров и разрыве трубопроводов. Следует помнить, что именно Мировому океану отводится значимая роль в формировании климата планеты, он вырабатывает 70 % кислорода для обеспечения жизни на Земле [2].
Нефтепоглощающая способность растительных отходов является главным критерием, который следует учитывать при производстве того или иного вида сорбента, поскольку нефтеемкость производимого сорбента напрямую зависит от изначальной нефтеемкости чистого сырья. Изучив данные нефтепоглощающей способности некоторых отходов были выделены следующие компоненты: древесные опилки и рисовая шелуха, которые образуются в больших объемах на территории РФ. Стоит также учитывать тот факт, что впитывая влагу в той или иной степени растительные сорбенты увеличивают вес, в результате чего, ухудшается их плавучесть, а также нефтеемкость, поскольку часть порового пространства занимает водная фаза. Было изготовлено 3 тестовых образца, рецептура представлена в таблице 1.
Таблица 1
Рецептура нефтесорбентов на основе растительных отходов
|
Компонент |
% Масса |
|
1 образец |
|
|
Рисовая шелуха |
100 |
|
2 образец |
|
|
Древесные опилки |
100 |
|
3 образец |
|
|
Рисовая шелуха |
50 |
|
Древесные опилки |
50 |
Методика приготовления: сформировать в сетчатой ткани необходимой формы поглощающее вещество. Сетчатый материал необходим для того, чтобы избежать потери сорбирующего компонента.
Были исследованы следующие характеристики: плавучесть, сорбционная емкость, время поглощения. Результаты исследования представлены в таблице 2, количество впитываемого вещества 25 мл, масляная пленка, образовавшаяся на поверхности воды 2,5 см. В качестве масляного вещества использовалось подсолнечное масло, так как плотность с нефтепродуктами у него схожа.
Плотность подсолнечного масла = 0,92 г/см³
Плотность нефтепродуктов = 0,82–0,90 г/см³
С целью определения возможности очистки нефтезагрязненных вод с помощью сорбентов, были изучены их сорбционные характеристики в динамических условиях: степень десорбции нефти, характеризующих возврат нефти в производственный цикл и возможность многократного его использования; нефтеемкость; водопоглащение; плавучесть. Результаты представлены в таблице 2.
Таблица 2
Результаты эксперимента
|
№ образца |
Сорбционная емкость, % |
Плавучесть |
Время поглощения, сек |
|
1 |
75 |
+ |
20–22 |
|
2 |
80 |
+ |
18–20 |
|
3 |
85 |
+ |
15–20 |
После сбора загрязняющего вещества его необходимо извлечь из сорбента, для дальнейшего использования, проводился отжим сорбированной нефти. При этом выход вещества составил — 60–62 %. Эксперимент повторился повторно, после полного высыхания сорбента. Результаты представлены в таблице 3.
Таблица 3
Результаты повторного использования
|
№ образца |
Сорбционная емкость, % |
Плавучесть |
Время поглощения, сек |
|
3 |
75 |
+ |
25–30 |
Из таблицы видно, что сорбционная емкость немного уменьшилась, это обусловлено не полным извлечением загрязняющего вещества из пор материала, время поглощения также увеличилось. Таким образом, можно использовать сорбент 3–4 раза, так как после сорбционной емкости менее 60 %, сорбент можно считать неэффективным.
Утилизация сорбента: представляет интерес термическая переработка сорбентов с остаточным содержанием нефти. Данный метод позволит снизить потребление полезных ископаемых и использовать загрязненные отходы нефтепродуктами, что повышает горючесть вещества.
Литература:
- Вылкован А. И., Венцюлис Л. С. Современные методы и средства борьбы с разливами нефти: Науч.- практ. пособие. СПб.: Центр-Техинформ, 2009. 309 с.
- Гольдбер В. М., Зверев В. П., Арбузов А. И. Техногенное загрязнение природных вод углеводородами и его экологические последствия М: Недра, 2010. 150 с.
