58

Экология и системы жизнеобеспечения

Е.А. Артюх1, А.С. Мазур2, Т.В. Украинцева3, Л.В. Костюк4

ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ БИОСОРБЕНТОВ ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДОЕМОВ ПРИ ЛИКВИДАЦИИ АВАРИЙНЫХ РАЗЛИВОВ НЕФТИ

Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет), Московский пр., д. 26, 190013, Санкт-Петербург, Россияe-mail: Mazuras@mail.ru

Рассмотрена актуальная экологическая проблема за-грязнения водоемов аварийными разливами нефти и нефтепродуктами. Представлен обзор средств и спо-собов, используемых специализированными организа-циями при очистке водных поверхностей от нефтя-ных разливов. Классифицированы сведения о наиболее распространенных сорбентах, используемых для лик-видации разливов нефти. Показана перспективность использования биосорбентов для сбора и переработ-ки нефтяных загрязнений. Охарактеризованы наибо-лее известные биопрепараты, предназначенные для уничтожения загрязнения нефтью и нефтепродуктами почвы, грунта, пресных водоемов и акватории морей. Проведена предварительная оценка экономической эф-фективности использования биосорбентов, предложе-ны критерии выбора биосорбентов, приготовленных на различной основе. Экономически и технологически обос-новано применение сорбентов нового поколения (био-сорбентов) в современных условиях.

Ключевые слова: биосорбенты, разлив нефтепродуктов, эмульсия, биопрепараты, утилизация, концентрация, эко-логические последствия

1 Артюх Елена Александровна, аспирант каф. химической энергетики, e-mail: ArtuhEA@rrnu.nnov.transneft.ruArtyukh Elena A., post-graduate student, department of chemical power, e-mail: ArtuhEA@rrnu.nnov.transneft.ru

2 Мазур Андрей Семенович, д-р техн. наук, заведующий каф. химической энергетики, e-mail: Mazuras@mail.ruMazur Andrey S., Dr Sci (Eng), Professor, heat of department of chemical power, e-mail: Mazuras@mail.ru

3 Украинцева Татьяна Васильевна, канд. техн. наук, доцент каф. химической энергетики, e-mail: t.ukraintseva@mail.ruUkraintseva Tatiana V., PhD (Eng), associate professor, department of chemical power, e-mail: t.ukraintseva@mail.ru

4 Костюк Любовь Васильевна, канд. экон. наук, доцент, каф. управления персоналом и рекламой, e-mail: l-kostuk@yandex.ruKostyuk Lyubov V., PhD (Econ), associate professor, department human resource management and advertizing, e-mail: l-kostuk@yandex.ru

Дата поступления – 27 октября 2014 годаReceived October, 27 2014

УДК 66.067.9

Одним из основных загрязняющих факторов ок-ружающей среды во всем мире являются нефть и нефтеп-родукты. Потребляя каждый день около 14 млн. т. нефти, промышленность в процессе её транспортировки и пе-реработки, за счёт утечек и экологических происшествий различного уровня, ежегодно выбрасывает в окружаю-щую среду несколько тысяч тонн этого сырья. Проблема загрязнения приобрела огромную актуальность, как во всём мире, так и в нашей стране.

Аварийные разливы нефти и нефтепродуктов на-носят ощутимый вред экосистемам, приводят к негатив-ным экономическим и социальным последствиям.

В связи с увеличением количества чрезвычайных ситуаций, которое обусловлено ростом добычи нефти, из-носом основных производственных фондов (в частности, трубопроводного транспорта), а также диверсионными ак-тами на объектах нефтяной отрасли, участившимися в пос-леднее время, негативное воздействие разливов нефти на окружающую среду становится все более существенным. Экологические последствия при этом носят трудно учиты-ваемый характер, поскольку нефтяное загрязнение нару-шает многие естественные процессы и взаимосвязи, су-щественно изменяет условия обитания всех видов живых организмов и накапливается в биомассе [1].

E.A. Artyukh, A.S. Mazur, T.V. Ukraintseva L.V. Kostyuk

LOOkINg FORwARD TO BIOSORBENTS FUTURE APPLICATION FOR PONDS’ CLEANINg AFTER EMERgENCY OIL SPILLS

St. Petersburg State Institute of Technology (Technical Uni-versity), Moskovskii pr. 26, St Petersburg, 190013, Russiae-mail: Mazuras@mail.ru

The article is dedicated to an important environmental problem of emergency oil and oil products spills. Modern technologies used by special organizations in operations of water cleaning after emergency oil and oil products spills are overviewed. Commercial sorbents used in water cleaning operations after emergency oil spills are classified. Biosorbents as future materials for emergency oil spills withdrawing are thoroughly discussed. The most popular biosorbents suitable for oil and oil products withdrawing from soil, fresh and sea water are characterized. Preliminary economic efficiency of biosorbents application has been estimated. Special criteria for biosorbents choice are proposed. Economic and technological basis for current biosorbents application is created..

Keywords: biosorbents, oil spilling , emulsion, biologics, recycling, concentration, environmental impacts.

59

Известия СПбГТИ(ТУ) №26 2014I. ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ • ЭКОЛОГИЯ И СИСТЕМы ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЯ

Несмотря на проводимую в последнее время го-сударством политику в области предупреждения и лик-видации последствий аварийных разливов нефти и не-фтепродуктов, данная проблема остается актуальной, и в целях снижения возможных негативных последствий требует особого внимания к изучению способов локали-зации, ликвидации и к разработке комплекса необходи-мых мероприятий, направленных на предупреждение тех-ногенных катастроф [2].

Локализация и ликвидация аварийных разливов нефти и нефтепродуктов (ННП) предусматривает выпол-нение многофункционального комплекса задач, реали-зацию различных методов и использование технических средств. Независимо от характера аварийного разлива ННП первые действия при его ликвидации должны быть направлены на локализацию загрязненных участков с це-лью исключения распространения разлива и уменьшения площади загрязнения.

Как показал недавний инцидент на ОАО «Балт-нефтепровод», процесс ликвидации розлива нефти пот-ребовал огромных финансовых затрат, задействования больших человеческих ресурсов и технических средств. Это обусловливает недостаточный эффект используе-мых методов очистки, так как применяемые сорбенты не способны полностью собрать разлитые нефтепродукты, а также сами нуждаются в утилизации (чаще всего сжи-гании), что приводит к вторичному загрязнению окружа-ющей среды. Отмеченные недостатки особенно значимы при загрязнении водных акваторий.

При попадании в водоем нефть эмульгирует-ся и диспергируется с образованием эмульсии нефти в воде и воды в нефти. При этом сплошная поверхность нефтяного загрязнения разрывается и превращается в капли, плавающие в толще воды. Нефть постепенно рас-творяется, затем подвергается медленным биологичес-ким, химическим и механическим процессам, ведущим к ее разложению. Одним из основных факторов являет-ся биологическое разложение. Известно более ста ви-дов бактерий, грибков, водорослей и губок, способных превращать углеводороды нефти в двуокись углерода и воду [3].

В благоприятных условиях благодаря деятель-ности этих организмов, на одном квадратном метре за сутки при температуре +20-30 ºС разлагается от 0,02 до 2 г нефти. Легкие фракции углеводородов распадаются за несколько месяцев, но комки битума исчезают лишь через несколько лет. Протекает фотохимическая реак-ция. Под действием солнечного света углеводороды не-фти окисляются кислородом воздуха, образуя безвред-ные, растворимые в воде вещества. Для существенного ускорения этих процессов применяют специальные ве-щества [4].

Этапы ликвидации разливов нефти

Ликвидация последствий аварийных разливов нефти осуществляется, как правило, в два этапа [5].

Этап 1 – механический. Обеспечивает ликви-дацию источника загрязнения, и сбор основной массы разлившейся нефти производится путем строительства дамб из грунта или специальных сорбирующих материа-лов (мешки с сорбентом, торфяные сорбирующие брике-ты и т.д.). На воде устанавливаются боны, на небольших реках создаются водонепроницаемые плотины с гидро-затворами и многокаскадными нефтяными ловушками. Сбор основной массы разлившейся нефти осуществля-ется в основном механическим способом с использова-нием специальной техники либо вручную, что является трудоемким и затратным по времени процессом.

При низких температурах воды многие нефтеп-родукты, включая сырую нефть и мазут, образуют вяз-кие конгломераты, которые быстро засоряют скиммеры, приводя их в нерабочее состояние. Кроме того, нефтя-

ные конгломераты через несколько часов после аварии начинают тонуть, безвозвратно разрушая экосистемы донных отложений. В зимних условиях большинство из применяемых сборщиков покрываются льдом. [6].

Следует отметить, что, применение на данном этапе очистки водной поверхности тонущих сорбентов или сорбентов с ограниченной плавучестью (до 72 ч) не-целесообразно, так как это неизбежно приведет к созда-нию «депо» нефтепродукта в донных отложениях, что, в свою очередь, значительно усложнит и повысит стои-мость биоремедиации нефтезагрязненного водоема [4].

Сбор загрязнителя с береговой линии в зависи-мости от особенностей рельефа и наличия раститель-ности осуществляется чаще всего без применения тех-ники [6].

Этап 2 – применение нефтяных сорбентов. Пос-ле сбора основного объема нефти всегда остается её значительное количество, оказывающее отрицательное влияние на биоценоз загрязненного участка. При этом, удаление нефти, впитавшейся в поверхностный слой почвы, сконцентрированной в заиленной зоне, в донных отложениях и на прибрежной растительности, связан-но с большими трудностями и невозможно, как правило, без применения нефтяных сорбентов.

В настоящие время более 300 компаний в мире производят нефтяные сорбенты. Выбор сорбента и тех-нологии его применения зависит от многих факторов (степени и вида загрязнения, расположения участка, ре-льефа местности и т.д.) и производится индивидуально в каждом конкретном случае [7].

При очистке нефтезагрязненной почвы сорбент значительно снижает концентрацию, а, следовательно, и миграцию свободной нефти. Снижение концентрации нефти и структуризация почвы активизируют природ-ные механизмы самоочищения. Концентрация нефти, оставшейся в почве, может быть снижена последующим применением деструктурирующих препаратов с пери-одическим проведением агротехнических мероприя-тий. Однако, как показал практический опыт, обычные абсорбенты создают больше проблем, чем дают поло-жительных результатов. При использовании на авари-ях абсорбенты обычно образуют много килограммовые конгломераты нефть-абсорбент, которые никаким меха-ническим образом невозможно полностью собрать ни с воды, ни с почвы. Кроме того, обычные сорбенты, в случае если они на 100 % не собираются механичес-ки (это обычно невозможно в условиях реальной ава-рии), имеют еще ряд негативных эффектов. Главные из них консервация нефти в сорбенте (она на порядок дольше существует в нем, чем без него) и негативный эффект самих сорбентов, полимерная основа которых часто вносит в природу дополнительный загрязнитель. Необходимо учитывать, что синтетические сорбенты на основе целлюлозы, полиуретана и других подобных про-дуктов являются токсичными для биоты [8]. Наиболее эффективными в данном случае являются сорбенты, приготовленные на основе торфа.

При очистке поверхности воды особую слож-ность представляет сорбция тонких так называемых «радужных» пленок, которые, наряду с общетоксичес-ким действием, препятствуют поступлению кислорода, что приводит к гибели биологических организмов в не-фтезагрязненном водоеме.

Во всех случаях полный сбор насыщенного не-фтью сорбента с загрязненного участка невозможен, по-этому в настоящее время все большее распространение получают биосорбенты, состоящие из сорбента-носите-ля и биоагента, осуществляющего биоразложение не-фтепродукта. Помимо этого целесообразно использова-ние ассоциаций микроорганизмов-нефтедеструкторов, обеспечивающих биодеградацию до соединений неток-сичных по Федеральным биотестам, что значительно упрощает проблему утилизации сорбентов.

60

Известия СПбГТИ(ТУ) №26 2014I. ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ • ЭКОЛОГИЯ И СИСТЕМы ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЯ

Краткая характеристика существующих сорбентов

В настоящее время в мире производится или ис-пользуется для ликвидации разливов нефти более двух сотен различных сорбентов, которые подразделяют на неорганические, природные органические и органомине-ральные, а также синтетические. Качество сорбентов оп-ределяется главным образом их емкостью по отношению к нефти, степенью гидрофобности, плавучестью после сорбции нефти, возможностью десорбции нефти, регене-рации или утилизации сорбента.

Неорганические сорбенты. К ним относят раз-личные виды глин, диатомитовые породы (главным обра-зом рыхлый диатомит - кизельгур), песок, цеолиты, туфы, пемзу и т.п. Именно глина и диатомиты составляют боль-шую часть товара на рынке сорбентов в силу их низкой стоимости и возможности крупнотоннажного производс-тва. Сюда же можно отнести и песок, используемый для засыпки небольших разливов нефти и нефтепродуктов. Однако качество неорганических сорбентов совершенно неприемлемо с точки зрения экологии. Прежде всего, они имеют очень низкую емкость (70-150 % по нефти) и совер-шенно не удерживают легкие фракции типа бензина, ке-росина, дизельного топлива.

При ликвидации разливов нефти на воде неор-ганические сорбенты тонут вместе с нефтью, не решая проблемы очистки воды от загрязнений. Наконец, прак-тически единственными методами утилизации этих сор-бентов является их промывка экстроагентами или водой с поверхностно-активными веществами (ПАВ), а также вы-жигание, что в измененном виде возвращает загрязнение в природу.

Синтетические сорбенты. Чаще всего исполь-зуются в странах с высокоразвитой нефтехимической промышленностью (США, страны ЕЭС, Япония). Обычно их изготовляют из полипропиленовых волокон, формиру-емых в нетканые рулонные материалы разной толщины. Кроме того, используют полиуретан в губчатом или грану-лированном виде, формованный полиэтилен с полимер-ными наполнителями и другие виды пластиков. В то же время, по мнению, специалистов фирмы «Маннесман-Италия», использование их в виде тонких порошков для повышения эффективности на тонких пленках, недопус-тимо из-за опасности канцерогенных заболеваний.

Природные сорбенты. Являются наиболее пер-спективным видом сорбентов для ликвидации нефтяных загрязнений. Чаще всего применяют древесную щепу и опилки, модифицированный торф, шерсть, макулатуру. Одним из лучших природных сорбентов, сопоставимым по своей нефтеёмкости с модифицированным торфом, является шерсть. Она может поглотить до 8-10 т нефти на т своей массы, при этом природная упругость шерс-ти позволяет отжать большую часть легких фракций не-фти. Однако после нескольких таких отжимов шерсть сваливается в битуминизированный войлок и становится непригодной для использования. Высокая цена шерсти, недостаточное ее количество и строгие требования к хра-нению (шерсть очень привлекает грызунов, насекомых, претерпевает биохимические превращения) не позволя-ют считать ее сколько-нибудь перспективным массовым нефтяным сорбентом [9].

В 1993-1996 гг, основываясь на позитивном и не-гативном мировом опыте борьбы с нефтяными загрязне-ниями, за основу создаваемой новой комплексной тех-нологии взяли использование новой группы препаратов – биосорбентов [8], имеющих как абсорбционную и фи-зико-химическую активность в отношении нефтепродук-тов, так и биологическую. Собственно и само понятие – биосорбенты было введено в употребление ещё в конце 80-х годов и с тех пор стало общепринятым термином. Новые биосорбенты построены на основе абсорбцион-ного материала, полученного из природных алюмосили-катов (перлит, вермикулит, цеолит) иммобилизованных

природными бактериями, способными разрушать нефтеп-родукты, собранные препаратом, в широком диапазоне температур. Обработка нефтяного пятна биосорбентом блокирует его дальнейшее распространение (эффект фи-зико-химических бонов), что позволяет собрать более 90 % этого загрязнителя. Таким образом, биосорбент может применяться как автономно, так и в сочетании с тради-ционными средствами механического сбора. Применение биосорбентов с помощью авиации открыло возможность начинать ликвидацию аварии немедленно после разлива, в том числе в штормовых условиях при ветре до 25 м/с [8].

Если сбор загрязнения затруднен или невозмо-жен, то процесс идёт автономно – нефть разрушается до конечных стадий, когда в окружающей среде остают-ся только продукты ее разложения: углекислый газ (СО2) и вода (Н2О), а также 10-15 % экологически инертных ас-фальтенов и других компонентов. В природе остаются алюмосиликатные компоненты, безвредные для окружаю-щей среды. Асфальтены также подвергаются биодеструк-ции, но не за 2-4 недели, как основные фракции нефти, а за несколько месяцев в зависимости от окружающей тем-пературы. В естественных условиях без применения био-сорбентов этот процесс занимает несколько лет.

На рисунке 1 представлен процесс внесения био-сорбента в воду. Видно, что материал свободно распреде-ляется в толще воды, не требуется каких-либо усилий или механических приспособлений для его нанесения.

Рисунок 1. Распределение биосорбента в воде

Ещё один важный эффект биосорбентов связан с активизацией природного самоочищения за счёт естес-твенных механизмов, которые без препарата ингибируют-ся под действием разлитой нефти. За счёт этого процесса разрушается до 30 % нефтепродуктов от общего количес-тва нефти, выведенной из природной среды под действи-ем биосорбентов. Как показал опыт практического при-менения, биосорбент значительно (на 50-60 %) упрощает механический сбор нефти, если гидрологические и мете-орологические условия для этого благоприятны. Приме-нение биосорбента целесообразно в береговой зоне со скальной природой, где загрязнения механически не очи-щаются. При этом он позволяет доочистить акваторию после механического сбора нефти на 90 % за счёт удале-ния тонких плёнок нефти (меньше 0,5 мм) [8].

Характеристика природных сорбентов

Существующие виды природных сорбентов ус-ловно можно разделить на две группы.

К первой группе можно отнести сорбенты, про-изводимые на основе органического сырья (торф, отхо-

61

Известия СПбГТИ(ТУ) №26 2014I. ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ • ЭКОЛОГИЯ И СИСТЕМы ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЯ

ды подсолнечника, шелуха риса и гречки, болотный мох и т.д.). К этой группе можно отнести, например, «Peat Sorb» (Канада), «Эколан» (г. Краснодар), «Лессорб» (г. Казань), «Сорбойл» (г. Кирово-Череповецк). Декларируемая сорб-ционная емкость нефтесорбентов первой группы колеб-

лется от 5 до 12 г нефти на 1 г сорбента. Объемный вес (плотность) – около 100 кг/м3 [9].

В таблице 1 представлены сведения о наиболее распространенных сорбентах, их характеристиках и про-изводителях.

Таблица 1. Сведения о наиболее распространенных сорбентах, их характеристиках и производителях

Марка сор-бента Сорбонафт РС/ГС Лессорб Peat Sorb ASSW Ripotin Белнафт-

сорб Turbo Jet

Производи-тель

Россия ЦЭИ «Пресс-Торф», г. Киров

Россия «Ри-нари», Москва ООО «Баквит-

Сорбент», Татарстан

Россия НПП «Лессорб», г.

Брянск

Канада, Zorbit Technologies (Michigan) Inc

Япония Финлян-дия

Белорус-сия Франция

Нефтеемкость заявленная,

кг/кг

6-8 на торфе до 6 на макулатуре до 10 на

опилках до 30 на хлопко-вых отходах

До 88-17 Лессорб-экстра до 7

«Лессорб-1» до 5 «Лессорб-2»

4,0-7,5 6-8 До 6 3,6

Нефтеемкость рабочая на

пленке нефти 1 мм, кг/кг

5,3 на торфе 4,2 4,0 3,2 3,0 1,5

Водопоглоще-ние, кг/кг 0,06 1,2 2,3 2,6 3,1 2,5 3,6 2,03

Сырьевая база

Торф, опилки, макулату-ра, листва, шелуха риса,

кофе, подсолнечника, хлопковые отходы и т.п.

Шелуха риса, гречихи

Мох, торф верховой

Торф верхо-вой

с/х отхо-ды

Торф верховой Торф Торф

Время плаву-чести Более 30 суток До 10 сут До 3 сут До 1 сут До 1 сут До 3 сут До 1 сут До 1 сут

Способ нане-сения

Распыление с гидро-мониторной струей, пневмораспыление

Пневморас-пыление в

безветренную погоду

Пневморас-пыление в

безветренную погоду

Вручную в безветренную

погоду

Вручную в безвет-ренную погоду

Вручную в безвет-ренную погоду

Вручную в безвет-ренную погоду

Вручную в безвет-ренную погоду

Наличие модификаций

биологическая

магнитная

Есть

Есть

Нет

Нет

Есть

Нет

Нет

Нет

Нет

Нет

Нет

Нет

Нет

Нет

Нет

Нет

Использо-вание при минусовых

температурах воздуха

Да Да Нет Нет Нет Нет Нет Нет

Способ утили-зации

Формирование топлив-ных брикетов, сжигание Сжигание Сжигание Сжигание Сжигание Сжигание Сжигание Сжигание

Общим недостатком вышеназванных сорбентов является необходимость их последующего сбора, кото-рый весьма трудоемок, требует специальных средств и практически неосуществим при значительном волнении водной поверхности. Практика работы ликвидаторов не-фтяных разливов, использующих сорбенты, показывает, что в большинстве случаев не удается собрать больше 25 % нанесенного на водную поверхность сорбента. К факто-рам, осложняющим применение указанных выше сорбен-тов, относится отсутствие технологии и оборудования для их утилизации путем сжигания.

Ко второй группе можно отнести биосорбенты. В России под биопрепаратом (биосорбентом) чаще всего понимают препараты на основе штаммов микроорганиз-мов, которые получили все необходимые разрешитель-ные документы, подтверждающие, что эти препараты безопасны в медицинском, санитарно-гигиеническом и экологическом отношении и не имеют противопоказаний для промышленной наработки.

Комплекс мероприятий, завершающихся по-лучением разрешения на использование биопрепара-та, обычно включает в себя работы по таксономической идентификации штаммов-биодеструкторов (для микроор-ганизмов, выделенных из природных сред), токсико-гиги-еническую оценку микробных препаратов, определение ПДК клеток в рабочей зоне (зоне применения препарата),

составление паспорта на биопрепарат, получение серти-фиката на биопрепарат, удостоверяющего его медицинс-кую и эколого-гигиеническую безвредность [10].

Биопрепараты на основе штаммов нефтеокисля-ющих микроорганизмов подразделяются на две основные группы:

- биопрепараты на основе монокультуры;- биопрепараты, в состав которых входит не-

сколько штаммов микроорганизмов.Монобактериальные препараты характеризуются

более узкой специфичностью по отношению к индивиду-альным углеводородам; более узким интервалом рН, оп-тимальным для активности микроорганизмов; а также ин-тервалом солености, температуры воды и концентрации углеводородов.

Полибактериальные препараты имеют более ши-рокие адаптационные и экологические возможности для использования [11].

Подбор микроорганизмов-деструкторов различ-ных углеводородов, в том числе и в составе нефтей, не вызывает особых проблем. Они широко распростране-ны в природе, причем в нашей стране накоплен особен-но большой опыт работы с ними в связи с созданием на протяжении 60-70-х гг. крупнотоннажной промышленнос-ти по получению биовитаминных концетратов из углево-дородов нефти в качестве сырья [11].

62

Известия СПбГТИ(ТУ) №26 2014I. ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ • ЭКОЛОГИЯ И СИСТЕМы ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЯ

Биопрепараты представляют собой массу жиз-неспособных клеток микроорганизмов-биодеструкторов и различаются используемыми для их получения штам-мами, которые характеризуются различными физиолого-биохимическими свойствами, такими как термотолерант-ность, осмофильность, оптимальные для роста значения рН, способность включать в метаболические процес-сы разные классы углеводородов и спектры н-алканов. Эти физиолого-биохимические свойства штаммов-био-деструкторов определяют эффективность применения

биопрепаратов в разных почвенно-климатических зонах, для удаления определенных по химическому составу за-грязнений. Как правило, все разработанные препараты предназначаются для уничтожения загрязнения нефтью и нефтепродуктами не только почвы и грунта, но и пресных водоемов, акватории морей, стоков промышленных пред-приятий и загрязненных внутренних поверхностей техно-логических резервуаров и танков [11].

Некоторые характеристики наиболее известных препаратов приведены в таблице 2

Таблица 2 Характеристики наиболее известных препаратов

№ Препарат, цена за кг Действующие начало Условия работы Нормы расходаСрок очистки в оптимальных

условияхИсточник

информации

1 Путидойл, (разработка ЗапСибНИГНИ, г. Тюмень),

29 $/кг

Pseudomonas putida T °С +10 - +35, концентрация загрязнений в почве не более 10 % при глубине проникновения не более 15 см; в воде не выше 20 г/л, толщина пленки

нефти до 10 мм.

3-15 кг/га почвы, 3-5 г/м3 грунта,

2-8 г/м3 загрязн. емкости, 2-5 кг/га

водной поверхности

1-2 мес, 2-3 нед. на спец. площадках, 5-10 дней в

емкости

А.с. 1428809 опубл. 07.10.88; инструкция по применению

2 Деворойл, (разработка ИНМИ РАН, г. Москва) 35 -45 $/кг

Ассоциация бактерий и дрожжей, включающая липофильные и гидрофильные штаммы, с

различным оптимумом рН и высокой осмофильностью (до 120 г/л NaCl),

медленнорастущие и быстрорастущие (Rhodococcus spp. - 3 штамма, Alcalig-

encs sp., Jarrowia lipolytica и др.)

t°С +5 - +40, рН 4,5-9,5 загрязнение до 20 кг/м2 поверхности почвы; окисляют

н-алканы С9-С30, ароматические соединения - фенол, крезол,

пирокатехин и др.

5-10 кг/га почвы, 1 кг/га поверхности

водоема

1-2 мес. А.с. 2023686 опубл. 30.11.94; инструкция по применению

3 Биодеструктор - Валентис и др., (разработка ГосНИИ-

Синтезбелок. г. Москва) 35-45 $/кг

Acinetobacter Valentis t°C +10 - +50, рН 6-8 концентрация загрязнений не выше 20 кг/м2

10-15 кг/га почвы

1-2 мес. рекламная информация

4 Деградойл Azotobacter vinelandii и др. микроорганизмы

t°C +10 -+35 загрязнение до 20 г/кг почвы, широкая субстратная

специфичность

5-10 кг/га почвы 1-2 мес. рекламная информация

5 Олеоворин, Биоприн, (разработка ГосНИИ-

Синтезбелок. г. Москва) 35-45 $/кг

Acinetobacter oleovorum, дрожжи р. Candida

t°C +3 - +45. рН 3,5-10. загрязнение до 20 г/кг почвы

15 кг/га почвы, 10 кг/га поверхности

воды

1-2 мес. А.с. 1809822, опубл. 15.04.93.

А.с. 2007372 опубл. 15.02.94

6 Эконадин, 5-6 $/кг вместе с торфом

Pseudomonas fluorescens на сфагновом торфе (около 10 мг клеток

на 1 г торфа)

t°C +5 - +32 влажность торфа не более 10%

30-50 кг/ 100м2 почвы, 100-240кг/м3

нефти

3-4 мес. в почве, 2-4 нед. с поверхности

воды

А.с. 2033975 опубл. 30.04.95,

А.с. 2031860 опубл. 27.03.95

7 Экойл, 3,5-6 $/кг (с торфом), Экойл-М, Фежел-Био,

(разработка ГНЦ прикладной микробиологии, п. Оболенск

Моск. обл.)

Pseudomonas sp. на модифицированном торфе, Acineto-bacter sp, Муcobacterium flavescens.

ассоциации микроорганизмов в жидком или лиофилизированном виде

t°C +5 - +32 влажность торфа не более 10%

30-50 кг/ 100м2 почвы, 100 кг/м3

нефти

3-4 мес. в почве, 1-2 мес. с поверхности

воды

Рекламная информация

8 Аллегро, (ГосНИИСинтезбелок) на основе монокультуры ароматические углеводороды рекламная информация

9 Торнадо, (ГосНИИСинтезбелок) на основе монокультуры рН 6 - 8, пресные воды рекламная информация

10 Лидер, (ГосНИИСинтезбелок) на основе монокультуры морская вода и засоленные почвы рекламная информация

11 Родер, (ГосНИИнефть, г. Москва) на основе монокультуры рекламная информация

12 НХ7, (разработка ГосНИИГенетики, г. Москва)

Rhodococccus sp. 5-30 °C, рН 4.5-10, активен при невысоких положительных температурах

(+5- + 18° С) и высоком содержании нефти в среде, работает в широком

диапазоне солености среды, обладает широкой субстратной специфичностью, не требует предварительной активации

перед использовании

10 кг/га почвы 1-2 мес. Заявка N 93041474 от 25 августа

1993 г.

13 Лестан, (Киевский госуниверситет пищевых

технологий, Институт микробиологии и вирусологии

НАН Украины, г. Киев)

бактериальный препарат на носителе с добавлением ПАВ в количестве 1-2

г ПАВ/л суспензии

Устойчив к замораживанию и нагреву. При обработке поверхностей препарат

наносится в виде биопены.

Разложение 90% нефти в

почве за 30-40 дн.

Прикладная биохимия и

микробиология. 1996. т.32. N2,

с.219- 22314 Рага-Вас, (фирма Miсго-Вас,

США)Полибактериальный рекламная

информация15 Noggies NG20, (фирма Biodetox) применяется в виде биопены для очистки от мазута Степень

очистки 90 % за 35 дней при содержании

8-9 г. мазута/ кг сухой почвы

Environ. Tech-nol., 1990. v. 11, N5, р. 443-454

16 UNI-REM (фирма Bio Tech Service, США)

ферментный препарат рекламная информация

17 FуrеZyme, (фирма Ecotech International, США).

ферментный препарат рекламная информация

63

Известия СПбГТИ(ТУ) №26 2014I. ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ • ЭКОЛОГИЯ И СИСТЕМы ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЯ

Препарат «Путидойл» [12] появился первым в ряду биопрепаратов-нефтедеструкторов. Его действую-щим началом являлись бактерии Pseudomonas putida, обладающие по данным разработчиков высокой окисли-тельной активностью в отношении углеводородов нефти прямой, разветвленной и циклической структур. Препарат получали путем высушивания выращенной бактериальной массы и использовали в виде взвеси бактериальных кле-ток (не более 0,2 % к объему раствора) в 0,07 %-ом рас-творе минеральных солей (аммофоса или диаммофоса). Активирование препарата производилось выдерживанием суспензии при перемешивании и аэрации 4-18 ч. при t= 26-30°C. Препарат «Путидойл» применялся в арктических ус-ловиях на о. Колгуев и на побережье Баренцева моря, где за короткий летний период были полностью очищены учас-тки, загрязненные дизельным топливом. Препаратом за 15 дней был полностью очищен каменистый берег Онежско-го озера, загрязненный в результате аварии танкера [13].

Препарат «Деворойл» [14] получен на осно-ве консорциума микроорганизмов дрожжей и бактерий Rhodococcus longus, Rhodococcus maris, Rhodococcus erythropolis, Alcaligenes sp., Pseudo-monas stutzeri, Jarrowia lipolytica, Candida sp., растущих на углеводоро-дах различных классов и их производных, устойчивых к повышенной солености (до 150 г/л NaCl), к резким ко-лебаниям температуры от +5 до +40 ºC, с активностью в широком диапазоне рН (от 4,5 до 9,5) при интенсивности загрязнения почвы нефтью более 5 %. Высокая эффек-тивность применения «Деворойла» по данным разработ-чиков определяется тем, что в состав препарата входят липофильные и гидрофильные микроорганизмы: бакте-рии, окисляющие нефтяные алканы с длиной углеродной цепью С9 - С30 и ароматические соединения, в частности фенол, крезол и пирокатехин; дрожжи, характеризующие-ся высокой нефтеокисляющей активностью и способные выделять в среду аминокислоты, витамины и поверхнос-тно-активные вещества. Используемые другими предста-вителями почвенного биоценоза продукты жизнедеятель-ности бактерий и сами клетки отмирающих бактерий легко усваиваются сапрофитной микрофлорой биоценоза.

Деворойл производится и применяется в про-мышленных масштабах с 1992 года. Испытание препара-та на реальных объектах Западной Сибири, Татарстана и др. показало его высокую эффективность. Так, с его по-мощью за 3 недели было удалено 70 % нефти с поверх-ности почвы при содержании нефти 20г/дм3 почвы. Пре-парат может быть использован для очистки от различных типов сырой нефти (высоко- и низкопарафинистой, вяз-кой, с высоким содержанием серы и др.), мазута, дизель-ного топлива, бензина, керосина.

Деворойл хорошо зарекомендовал себя в раз-личных климатических поясах и разных видах почвы. Вот лишь несколько примеров. Работы по микробиологичес-кой очистке воды и почвы проводились на загрязненных территориях Тюменской (ООО «Лукойл Западная Си-бирь» - ТПП Когалымнефтегаз, ТПП «Лангепаснефтегаз», «Мегионнефтегаз», «Нижневартовскнефтегаз», СП «Ва-ньеганнефть», ОАО «Славнефть-Мегионнеф-тегаз», Кор-порация «Югра-нефть», НГДУ «Самотлорнефть», НГДУ «Белозернефть», НГДУ «Приобьнефть), Томской (ОАО «Томскнефть» ВНК, НГДУ «Васюганнефть») и Иркутс-кой областей, Республики Коми (ОАО «Коминефть», ОАО «Мобель-Ойл») [15].

Работы осуществлялись под контролем коми-тетов по охране природы этих регионов. За весь пери-од применения технологии рекультивировано и сдано в природопользование соответствующим комитетам ох-раны природы около 800 га замазученных нефтью и не-фтепродуктами почвы и водной поверхности. В результа-те применения Деворойла через месяц плёночная нефть водной поверхности приобретала не растекающуюся хло-пьевидную структуру, оседала на дно, а через два месяца полностью исчезала.

Активное применение препарат нашел в раз-личных областях Башкирии при ликвидации нефтяных загрязнений на площадях НГДУ «Ишимбайнефть», «Ар-ланнефть», «Чекмагушнефть», «Уфанефть», «Туймаза-нефть» и др.

В настоящее время препарат используется в раз-личных регионах России и СНГ (Республики Казахстан, Беларусь, Украина, Литва и др,) дальнего зарубежья как для очистки водоёмов (естественных и искусственных), так и при санации почв и очистке технологических пло-щадей [15].

Препараты серии «Биодеструктор» [16], получен-ные на основе штаммов бактерий Acinetobac-ter valentis (препарат «Валентис»), Acinetobacter parapliinicum и Acinetobacter oleovorans (препарат «Олеоворин»), наибо-лее эффективны соответственно при температуре от +10 до +50 ºС и от +20 до +42 ºC при рН 6,5 - 7,2. Препараты получают путем высушивания на распылительной сушил-ке биомассы бактерий Acinetobacter sp., выращенной на н-парафинах при t = 20-42 ºC и рН = 6,5-7,2.

В одном из вариантов испытания препаратов на-блюдалось снижение за 45 сут. концентрации загрязнений с 20 кг/м2 до 1 кг/м2. В другом варианте испытаний в за-грязненном отстойнике наблюдалось исчезновение плен-ки нефти через 30 сут. при исходном содержанием нефти 10 кг/га поверхности отстойника.

Основой препарата «Деградойл» является выде-ленная из почвы смешанная культура микроорганизмов, включающая азотфиксирующие бактерии Azotobacter vinelandii. По данным разработчиков препарат обладает широкой субстратной специфичностью. Бактерии окисля-ют углеводороды, а другие почвенные микроорганизмы метаболизируют продукты их окисления. Испытание пре-парата на загрязненных участках площадью 2,5 га показа-ло, что при расходе препарата 6 кг/га и предварительной механической обработке за 49 сут. уровень загрязнения мазутом снижается с 20 г/кг до 2 г/кг в гумусовых почвах и 0,012 г/кг в глинистых почвах и песчаниках.

Препараты «Эконадин» и «Экойл» получают пу-тем выращивания бактериальной культуры Pseudomonas fluorescens до концентрации не менее 5 г/л по сухой био-массе, ее последующего флокулирования перекисью во-дорода и хлоридом кальция, иммобилизации сфлоку-лированной биомассы бактерий на сфанговом торфе и высушивания торфа при температуре не более 30 ºС. По-лученный препарат вносят на поверхность загрязненной водной среды в соотношении 0,1-0,24 г препарата на 1 мл нефтяного загрязнения. Количество клеток бактерий не менее 109 клеток на 1 г торфа (около 10 мг/г).

При использовании препарата «Эконадин» была показана возможность очистки поверхности воды и утили-зации сорбированной торфом нефти за 6 суток в случае оптимальных условий. Применение торфяного препарата позволяет провести очистку и рекультивацию почвы за 4-8 мес. Отмечены также стимулирование роста и прибавка урожая растений при внесении препарата в незагрязнен-ную почву.

Препарат «Экойл» также позволяет провести очистку поверхности воды торфом с микроорганизмами с утилизацией сорбированной нефти в течение 2-х месяцев и провести очистку и рекультивацию загрязненной почвы за 4-8 мес.

Как видно из приведенных данных, с помощью биопрепаратов в большинстве случаев удается очистить загрязненные среды за один летний сезон [17].

Дальнейшее повышение эффективности приме-нения препаратов для нефтеочистки почвы связывается, во-первых, с совершенствованием технологии их приме-нения, в частности, с разработкой методов, повышающих степень высвобождения нефтепродуктов, сорбированных частицами почв, например, при добавлении ПАВ, спе-циальных сорбентов, а также методов, обеспечивающих транспорт кислорода в системе, например, при обработке

64

Известия СПбГТИ(ТУ) №26 2014I. ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ • ЭКОЛОГИЯ И СИСТЕМы ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЯ

почвы перекисью водорода и т.п. Во-вторых, с совершенс-твованием технологии их получения, и в первую очередь с использованием новых, более активных штаммов био-деструкторов, и, в частности, с использованием бактерий, содержащих плазмиды, кодирующие включение углево-дородов в метаболизм.

Оценка экономической эффективности биосорбентов

Из данных, приведенных в таблице 3, можно оце-нить удельные затраты [18] на биопрепарат при различ-ных вариантах очистки, которые составляют следующие величины (без учета технологических затрат на приготов-ление (активацию) биопрепарата непосредственно перед его использованием, обработку участка биопрепаратом, проведения необходимых для эффективной работы био-препарата агротехнических мероприятий).

Таблица 3. Сравнение удельных затрат на варианты очистки различных сред от нефтяных загрязнений

Объект, подвергаемый очистке

Удельная стоимость

очистки, $/га

Расход торфа с микроорганизмами (кг

на м3 нефти/почвы)

почва 100-700

водная поверхность 30 - 150

грунт 0,1 -0,3

вода 0,2 - 1,5

нефть* (при очистке препаратом без носителя)

40 - 250

нефть* (при очистке препаратом с торфом)

300 - 1500 100 - 200

почвы (при очистке препаратом с торфом)

10000 - 30000 30 – 50

Примечание: *При очистке емкостей

Как видно, затраты на препараты микроорганиз-мов с сорбентами выше в 15-300 раз.

Фирмы, производящие коммерческие биопрепа-раты-деструкторы нефти без носителя, реализуют препа-раты по цене $ 35-45 за 1 кг. Для сравнения - стоимость 1 кг биопрепарата – кормовой добавки (белково-витамин-ного концентрата) $ 1-2/кг. По рекомендациям специалис-тов, принимавших непосредственное участие в разработ-ке биопрепаратов-деструкторов нефти, любой препарат становится эффективным (т.е. способным очистить за-грязненный участок нефти в почвенно-климатических ус-ловиях средней полосы РФ за 1 сезон) при расходе пре-парата 1кг на 100 кг нефти. Приведенные в таблицах 1 и 2 цифры, взятые из рекламных источников фирм и па-тентов, действительны для небольших степеней загряз-нения природных сред нефтепродуктами. Таким образом, фактические затраты на биопрепарат на обработку 1 т разлитой нефти или на 1 га почвы составят $ 350-450/т разлитой нефти или нефтепродукта. При таких затратах следует ожидать, что любые мероприятия, нацеленные на экономию биопрепарата или правильный выбор эф-фективного и работоспособного биопрепарата-деструк-тора могут дать существенный экономический эффект как для виновника загрязнения, за чей счет производится очистка загрязненной природной среды (или который вы-плачивает штрафы за причиненный ущерб), так и для ор-ганизации, финансирующей проведение комплекса работ по биотехнологической очистке природных сред.

Загрязнение нефтью земельного участка приво-дит к понижению его стоимости, а удаление загрязнения возвращает его стоимость до прежнего уровня. В этом случае положительный эколого-экономический эффект может быть получен при колебаниях цены земли в связи с загрязнением $ 100-1000/га или $ 1-10 за 100 м2 (без уче-та стоимости работ на обработку участка и проведение агротехнических мероприятий) [8].

В настоящие время биосорбенты не получили ши-рокого распространения, что связано с их недостаточной эффективностью. Технология их изготовления заключает в себе механическое смешение сорбента-носителя с сухой или жидкой формой биоагента или наращивание микроор-ганизмов на поверхность сорбента. Поэтому при контакте с водой большая часть микроорганизмов-нефтедеструкто-ров смывается с поверхности сорбента и таким образом не участвует в биодеградации сорбированной нефти.

Кроме этого, не все ассоциации микроорганизмов обладают способностью восстановления нефтедеструк-тивной активности после воздействия отрицательных температур, что исключает целесообразность примене-ния многих биосорбентов в зимнее время, даже при усло-вии сохранения сорбционных свойств сорбента-носителя при минусовых температурах [9].

Сравнительный анализ критериев выбора сорбентов

При подборе нефтяных сорбентов необходимо, прежде всего, определиться, для каких целей и в каких условиях планируется их использовать. Как правило, сор-бенты применяются для доочистки нефтезагрязненных участков или в тех случаях, когда локализуются разливы, и сбор основной массы нефтепродукта традиционными методами невозможен.

По рекомендации академика РАЕН О.М. Гридина [19] можно выделить несколько критериев, облегчающих выбор сорбентов:

Критерий «цена/нефтеемкость». Если цену сор-бента разделить на его емкость поглощения по нефти, то получим величину, характеризующую затраты на сорбент при сборе единицы массы нефтепродукта. При этом мак-симальную (рекламную) емкость поглощения необходимо учитывать только при ликвидации толстых слоев нефти. В противном случае необходимо знать зависимость емкости поглощения от толщины слоя нефти или нефтепродукта и от их вязкости. Если производитель данной информации не имеет, то необходимо проведение специальных тестов. Для фильтрационных загрузок учитывается динамическая емкость поглощения сорбента при данной концентрации нефтепродукта, т.е. необходимо знать изотерму сорбции.

Важным моментом является учет в цене сорбен-та стоимости его доставки и складирования. При прочих равных условиях, несомненно, более выгодным является использование местных сорбентов.

На диаграмме (рисунок 2) показано сравнение биосорбентов по критерию «цена/нефтеемкость». От не-фтеемкости зависит расход (в кг) препарата на 1 га об-рабатываемой поверхности. Например, по имеющимся данным, при ликвидации аварии на водной поверхности, можно сделать вывод, что наиболее эффективными по данному критерию будут препараты Деворойл (на 1 га по-верхности воды необходим 1 кг препарата) и Путидойл (5 кг/га, при более низкой цене) [20].

Рисунок 2 Сравнение биосорбентов по критерию «цена/нефтеемкость» для водных поверхностей

65

Известия СПбГТИ(ТУ) №26 2014I. ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ • ЭКОЛОГИЯ И СИСТЕМы ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЯ

Для очистки почвы, по данным приведенным в диаграмме (рисунок 3), выбор биосорбента необходимо делать в зависимости от площади загрязнения (напри-мер: при небольшой площади аварии экономически бо-лее выгодным возможно будет применение бисорбентов Эконадин и Экойл, а при больших площадях разлива – Путидойла и Деворойла ).

Рисунок 3. Сравнение биосорбентов по соотношению «цена/нефтеемкость» для почвы

2. Критерий «размеры сорбента/толщина пленки ≤ 1» (только для удаления слоев нефти на поверхности). Под размерами сорбента здесь понимается средняя круп-ность частиц. Несоблюдение этого критерия приводит к увеличению «цена/нефтеемкость». Биосорбенты являют-ся мелкодисперсной субстанцией, которая равномерно и тонким слоем распределяется по всей загрязненной по-верхности.

3. Критерий «отсутствие ветроуноса» (для приме-нения дисперсных сорбентов на открытом пространстве):

dc2ρc > 33Vветра (1)

где dc - диаметр частиц сорбента в мм, ρс - объ-емная масса частиц сорбента в кг/м3, Vветра - скорость вет-ра в м/с.

4. Критерий «время плавучести сорбента боль-ше длительности очистных мероприятий» (для устране-ния нефтяных пленок на воде). Часто время плавучести в рекламных материалах не указывается, в таких случаях необходимо проведение соответствующих тестов.

5. Критерий простоты и многовариантности ути-лизации сорбента. При прочих равных условиях лучше отдать предпочтение сорбентам с большим числом вари-антов экологически приемлемой утилизации, потому что далеко не везде можно осуществить, например, высоко-температурное сжигание синтетики или провести биораз-ложение на специальных свалках.

Кроме этого, в реальной практике при выборе сорбента необходимо учитывать и его экологическую чис-тоту, технологические и экономические характеристики.

Прежде всего, сорбенты не должны быть источ-ником вторичного загрязнения. Поэтому наиболее эко-логически чистыми считаются сорбенты из естественно-го сырья, приготовленные по безреагентной технологии, которые после биодеградации нефти индифферентны к биоте или являются естественным природным удобрени-ем, активизирующим биовосстановление почвы [21].

Биосорбенты являются саморазлогающимся ма-териалом и поэтому не требуют утилизации.

Применение высокотехнологичных сорбентов для очистки водоемов при

ликвидации аварийных разливов нефтиВ настоящее время для очистки водоемов от не-

фтезагрязнений в мире используется около двух сотен различных сорбентов, как неорганических, природных ор-ганических, так и синтетических.

Использование нефтяных биосорбентов анало-гично применению других сорбентов. При ликвидации нефтяных загрязнений водной поверхности прежде все-го производят локализацию разлившейся нефти или не-фтепродуктов бонами, что является обязательным при любой технологии очистки. Затем производят нанесение биосорбента на загрязненную поверхность любым меха-низированным или ручным способом до полного погло-щения нефтяной пленки и образования плавучего конг-ломерата. После этого производят стягивание бонового заграждения, концентрируя биосорбент с поглощенной нефтью вблизи места, удобного для сбора, и тем или иным образом удаляют отработанный биосорбент с по-верхности воды.

Резерв времени для локализации нефтяного раз-лива без существенного ущерба окружающей среде, в за-висимости от погодных условий, обычно не должен пре-вышать 24-72 час с момента аварии. Использование при ликвидации нефтяного загрязнения порошковых биосор-бентов, сохраняющих плавучесть в течение длительного периода времени, позволяет значительно увеличить ре-зервы времени для проведения подготовительных мероп-риятий и сбора нефти [22].

При сборе нефти на воде могут применяться крупные конструкции сорбционно-заградительных бонов длиной 5 м, состоящие из нетканого сорбента, элемента, обеспечивающего плавучесть, и сетки, придающей конс-трукции необходимую форму. Боны легко соединяются между собой и образуют заграждения, ограничивающие нефтяное пятно и препятствующие его распростране-нию по поверхности воды. С помощью бонов огражден-ное пятно разлива буксируется к урезу воды и концентри-руется для последующего сбора, одновременно сорбируя нефть. Боны обладают плавучестью даже в состоянии полного насыщения нефтепродуктами [7].

Биосорбент может применяться как автоном-но, так и в сочетании с традиционными средствами ме-ханического сбора. Распыление биосорбенотов с судов ограничивается погодными условиями. Применение био-сорбентов с помощью авиации позволяет начинать лик-видацию аварии при ветре до 25 м/сек, т.е. немедленно после разлива даже в штормовых условиях. Важно, что процесс биодеструкции нефти идет также в донных отло-жениях и береговой зоне, в том числе и в анаэробных ус-ловиях.

ООО «НПК «ИЛМА ЭКО» совместно с ЦКБ МТ «Рубин» (Санкт-Петербург) проводили испытания био-сорбента «БАК - РС/ГС» на р.Нева. На рисунке 4 показа-но, как с помощью установки, разработанной ЦКБ МТ «Ру-бин» биосорбент наносился на проливы нефтепродуктов на реке Нева.

Рисунок 4. Испытание биосорбента на р. Неве (Санкт-Петербург).

66

Известия СПбГТИ(ТУ) №26 2014I. ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ • ЭКОЛОГИЯ И СИСТЕМы ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЯ

По неполным сведениям только в последние годы биосорбенты широко применялись для борьбы с разливами нефти на воде:

• очистка воды от пленки мазута (до 0,7 тонн) при загрузке танкера, Санкт-Петербургский порт;

• очистка поверхности воды на реке Неве (до 0,5 т мазута);

• ликвидация разлива 12 т дизтоплива (столкно-вение судов), Кронштадт;

• очистка от пленки нефти акватории Ейского пор-та (до 2000 м2, 1-2 мм);

• очистка поверхности воды от 8 тонн мазута при подъеме судна, Камчатка;

• очистка поверхности воды от нефтяной пленки малых рек Санкт-Петербурга (10-12 тыс. м2);

• ликвидация разлива 5 т нефти на реке, г. Ухта, Республика Коми;

• ликвидации разлива (до 16 тонн, дизтопливо), авария с судном «Каунас», Санкт-Петербург;

• профилактическая очистка поверхности воды на нефтяных терминалах (5-10 т нефтепродуктов), Таган-рог, Морская Администрация порта;

• очистка поверхности воды от мазута, Тверская обл.. Зубцовский район.

ЗаключениеВ данной работе рассмотрены и сопоставлены

экономические, экологические и универсальные характе-ристики биосорбентов.

По результатам проведенного исследования мож-но сделать следующие выводы:

Сорбенты нового поколения чрезвычайно эф-фективны для утилизации аварийных разливов нефтеп-родуктов, значительно сокращают сроки их ликвидации и снижают трудозатраты.

Главными критериями, которые определяют их преимущество являются экономические, экологические и универсальные характеристики.

Биосорбенты могут быть использованы при сбо-ре нефтепродуктов с применением нефтесборщиков на основе сорбирующих материалов, локализации и утили-зации разливов в случаях когда сорбенты старого образ-ца не дают должного эффекта.

Анализ экономической эффективности использо-вания биосорбентов показал, что не высокая стоимость эко-номически оправдывает их применение, но только на завер-шающей стадии ликвидации аварийных разливов нефти.

Кроме того, биосорбенты практически не загряз-няют экосреду, т. к. экологически безопасны.

К положительным качествам биосорбентов сле-дует отнести возможность использования их в труднодо-ступных местах, что связано с легкостью их нанесения.

Существенное значение имеют температурные режимы работы сорбентов. Оказалось, что использова-ние сорбентов ограничено положительными температу-рами, а это совершенно не приемлемо для России с ее погодными условиями.

Очевидно, что уже в ближайшее время рынок потребления и производства сорбентов нового поколения в России получит существенное развитие так, как Прави-тельство страны предпринимает меры для повышения от-ветственности за анти-экологическую деятельность [23].

Таким образом, в рамках данной работы пока-зано, что широкое применение сорбентов нового поко-ления, в первую очередь биосорбентов в современных условиях является перспективным, экономически и тех-нологически оправданным.

Литература1. Акимова Т.А., Хаскин В.В. Экология: учеб. для

вузов. М.: Изд. объединение ЮНИТИ, 2008. 561 с.2. Калыгин В.Г. Промышленная экология: учеб. по-

собие для вузов. Изд. 4-е, перераб. М.: Академия, 2010. 432 с.

3. Вылкован А.И., Венцюлис Л.С. Современные методы и средства борьбы с разливами нефти: Науч.-практ. пособие. СПб.: Центр-Техинформ, 2009. 309 с.

4. Гольдбер В.М., Зверев В.П., Арбузов А.И. Тех-ногенное загрязнение природных вод углеводородами и его экологические последствия М: Недра, 2010. 150 с.

5. Беккер А.А., Агаев Т.Б. Охрана и контроль за-грязнения природной среды. СПб.: Гидрометеоиздат, 2010. 214 с.

6. Гвоздиков В.К., Захаров В.М. Технические средства ликвидации разливов нефтепродуктов на мо-рях, реках и водоемах: справ. пособие. Ростов-на-Дону, 2006. 127 с.

7. Демина Л.А. Как отмыть «Черное золото»: О ликвидации нефтяных загрязнений // Энергия. 2011. № 10. С. 51-54.

8. Румянцев В.А. Леченко А.Б. Изучение возможности применения магнитных жидкостей для синтеза магнитных сорбентов. Режим доступа:. http://www.limno.org.ru/win/eco.htm(17.03.04)/

9. Обзор рынка нефтяных сорбентов в России. Инфомайн. Исследовательская группа. Отчет 2008. 142 с. Режим доступа: http://www.infomine.ru/research/18/300/

10. Забела К.А., Красков В.А. Безопасность пере-сечений трубопроводами водных преград. М.: Недра-Биз-несцентр, 2010. 94 с.

11. Биопрепараты - деструкторы нефти и не-фтепродуктов. Курс лекций НП «Учебно-курсовой комби-нат». г. Бузулук. 2014. Режим доступа: http://www.npukk.ru/?q=node/252/

12. ТУ 64-16-75-91 Препарат бактериальный Путидойл. М.: Стандартинформ, 1991. 18 с.

13. Очистка почвы, загрязненной нефтепродуктами. © 1991-2010. Режим доступа: http://www.vitusltd.ru/recult_oil.html/

14. ТУ 9291-033-45181233-2011 Деворойл сухая форма. Сити строй. Режим доступа: http://www.sitistroi.ru/devoroil/

15. «Деворойл» - биологический препарат для очистки воды и почвы от нефтяных загрязнений. Режим доступа: http://devoroil.ru/whatsnew.html/

16. Мурыгина В. П., Маркарова М.Ю., Трофимов С.Я., Гайдамака С.Н. Разливы нефти растут быстрее чем добыча. Настоящее и будущее биоремедиации почв //Экология и жизнь. 2014. Режим доступа: http://www.ecolife.ru/zhurnal/articles/27583/

17. Проблемы совершенствования системы борьбы с разливами нефти на Дальнем Востоке // Материалы регионального научно-практического семинара. Владивосток: ДВГМА, 1999. 768 с.

18. Бардовский В.П., Рудакова О.В., Самородо-ва Е.М. Экономика: учеб. для вузов. М.: Форум-ИНФРА-М, 2009. 672 с.

19. Гридин О.М. Аренс В.Ж., Гридин А.О. Семь раз отмерить. Рекламные иллюзии и реальные перспективы применения нефтяных сорбентов // Нефтегазовая вертикаль. 2000. № 9. С. 28-32.

20. Рынок сорбентов и фильтров в России. Анализ цен и характеристик по состоянию на 2010 год. New CEO Nalco Reich. 2010. режим доступа: http://www.nanonewsnet.ru/files/info.pdf/

21. Маринченко А.В. Экология: учеб. пособие для вузов . Изд. 3-е перераб. и доп. М.: Дашков и К, 2009. 328 с.

22. ВРД 39-1.13-056-2002 Система нормативных документов в газовой промышленности. Ведомственный руководящий документ. Технология очистки различных сред и поверхностей, загрязненных углеводородами. М.: ООО «ИРЦ Газпром», 2002 25 с.

23. «О неотложных мерах по предупреждению и ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов». Постановление Правительства РФ от 21 августа 2000 г. N 613