Розробка технології ліквідації нафтового забруднення довкілля застосуванням біоактивного вуглецевого сорбенту комплексної дії - Автореферат

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукЗабруднення навколишнього середовища нафтою та нафтопродуктами з кожним роком набуває все більших розмірів. Відомі способи очищення природного середовища від нафти потребують покращання їх експлуатаційних можливостей, спрямування їх на комплексне вирішення проблем знешкодження забруднення незалежно від умов середовища, забезпечення екологічної безпеки застосування. Всесвітній позитивний та негативний досвід боротьби з нафтозабрудненням обумовив розробку комплексних технологій із використанням нової групи препаратів-біосорбентів, які мають абсорбційну активність відносно нафтопродуктів та здатні розкладати сорбовану нафту завдяки біодеструкції. Систематичне дослідження фізико-хімічних властивостей вуглецевої сорбційної матриці, особливостей біоактивації її поверхні, сорбційної та деструктивної здатності отриманого біосорбційного матеріалу є важливою та актуальною задачею, рішення якої визначить напрямки практичного здійснення технології виробництва та застосування високоефективних екологічно чистих біоактивних вуглецевих сорбентів для знешкодження нафтозабруднення. Дисертаційна робота виконувалася у відповідності з вітчизняними та закордонними науковими програмами та темами, що виконувались в Інституті сорбції і проблем ендоекології НАНУ: 13 НТ „Синтез та адсорбційно-каталітичні властивості активованого вугілля на основі вторинної сировини та горючих копалин України” (2002-2003 рр., № держреєстрації 0102U002395); 18 НТ „Модифіковані сорбенти для вилучення та біодеструкції нафтопродуктів” (2004-2005 рр., № держреєстрації 0104U003109); Тематичний план НДР ВАТ „Український нафтогазовий інститут” разом з ІСПЕ НАНУ: „Розробка технології знешкодження нафтового забруднення з застосуванням біоактивного сорбенту” (2001-2002 рр., шифр теми 00.214.01/860); Договір ТОВ НВК „Техноекосорб” разом з ІСПЕ НАНУ: „Применение биоактивного сорбента при ликвидации нефтяных разливов на месторождениях НГДУ “Барсуковнефть””(Росія, 2001-2002 рр., №00-2ПН-01).Визначено доцільність та перспективність використання екологічних біосорбційних матеріалів, які мають сорбційну, фізико-хімічну і деструктивну здатність по відношенню до нафтопродуктів та спрямовані на комплексне вирішення проблеми ліквідації нафтового забруднення довкілля. Для визначення критеріїв сорбційних властивостей сорбенту відносно різних типів нафти та нафтопродуктів застосовано ваговий та екстраційно-фотоколориметричний методи з застосуванням різних екстрагуючих розчинників (гексан, хлороформ, чотирихлористий вуглець та інші). Вуглецеві сорбенти на основі піролізату деревинної сировини серед порошкоподібних сорбентів володіють задовільною нафтопоглинальною здатністю (8-10 г нафти на 1 г сорбенту) та є біосумісними. Вуглецевий матеріал з піролізованної деревини відповідає вимогам, які висуваються до сорбентів: технологічність, екологічність, олеофільність. Але домінуючим фактором у системі вуглецевий матеріал - нафта є взаємодія гідрофобної поверхні з вуглеводнями нафти, де суттєве значення мають міжмолекулярні взаємодії, а головна роль належить гідрофобним неполярним групам.Запропоновано екологічно безпечний біоактивний вуглецевий сорбент комплексної дії на основі піролізату деревинної сировини з іммобілізованими на поверхні природними різновидами нафтоокислюючих мікроорганізмів широкого спектру дії, що дозволяє ефективно локалізувати нафтозабруднення та знешкодити його завдяки біодеструкції. Біосорбент не потребує видалення з місць застосування та утилізації, самоутилізується на протязі 3-6 місяців. По-перше, вуглецевий матеріал відповідає вимогам до нафтосорбентів - екологічність, нафтоємність (8-12 г нафти на 1 г сорбенту), технологічність. Показано, що в оптимальних умовах піролізу (температура 350-3800С, тривалість 5-10 хв.) подрібненої деревинної сировини шпильових порід (сосна, ялина, піхта) утворюється аморфний вуглець, остов якого просочений смолою. Пориста структура та хімічна природа поверхні частково визначає нафтопоглинальну здатність матеріалу, але домінуючим фактором є взаємодія гідрофобної поверхні з вуглеводнями нафти за рахунок гідрофобних неполярних груп.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ