К загрязнению селитебной зоны привел выброс на участок вокруг котельной № 127 около 60 тонн нефтепродуктов.
Засыпая места разлива мазута грунтом, увеличивается масштабы экологического бедствия, что нарушает нормы предписанные судом о рекультивации территории.
Иcпользуется множество методов для ликвидации нефтяных загрязнений с поверхности, в т.ч. механические, физико-химические, биологические, фотохимические. Сорбционная очистка считается одной из наиболее эффективных.
В результате исследования были обозначены основные этапы работ при применении комплексов технологий рекультивации загрязненных и деградированных городских почв - подготовительный, агроэкотехнологический и мелиоративно-биотехнологический. Выявлены стадии проведения каждого из этих этапов. Была показана высокая эффективность использования препаратов на основе высоких концентраций гуминовых веществ и гидрогеля для ремедиации и поддержания биологической продуктивности почв промышленных территорий.
Для производств сорбентов используется природное синтетическое, минеральное и органическое сырье. Известно использование в качестве исходного сырья для получения нефтяных сорбентов лигноцеллюлозного сырья, мхов и торфов.
Основные свойства нефтяных сорбентов нефтеёмкость и влагоемкость (водопоглощение, плавучесть), также зависят от содержания органического вещества в сапропеле и остаточной влажности, которые в свою очередь определяются условиями термообработки - конечной температурой, скоростью нагрева и продолжительностью термообработки.
В интересах устойчивого развития регионов необходимо вовлекать в переработку местные ресурсы сырья. В этой связи важным для Омской области является переработка озерно-болотных отложений - сапропелей.
Разведанные запасы сапропелей Омской области оцениваются в 156 миллионов тонн.
Перспективным направлением применения данного вида природного сырья является приготовление сорбентов на его основе. Такие сорбенты могут быть использованы для очистки сточных вод промышленных предприятий различного профиля. В Омском промышленном регионе, в котором сосредоточены нефтеперерабатывающая, машиностроительная и другие отрасли, очистка сточных вод является весьма актуальной проблемой.
В результате обработки нативного сапропеля (содержание ОВ 73,2%) в несколько стадий (формование, карбонизация в неокислительной среде, активация водяным паром) получены образцы сорбентов СФМА - 1, СФМА - 2, СФМА - 3 в виде черенков диаметром 3-5 мм. Условия синтеза сапропелевых углеродных сорбентов приведены в таблице 1.
Таблица 1.
Сорбент |
Температура , С |
Потеря массы, % |
||
карбонизация |
активация |
при карбонизации |
при активации |
|
СФМА -1 |
600 |
620 |
11,1 |
9,8 |
СФМА -2 |
600 |
700 |
11,1 |
16,6 |
СФМА -3 |
600 |
750 |
11,1 |
26,5 |
В таблице 2 приведены физико-химические характеристики полученных сорбентов: насыпная плотность, зольность Ас, удельная поверхность Sуд, суммарный объем пор по влагоемкости, йодное число. Увеличение степени активации (потери массы при активации) приводит к росту суммарного объёма пор. С увеличением суммарного объёма пор углеродного сорбента растет его адсорбционная способность. Определение осветляющей способности по йоду является наиболее распространенной методикой определения адсорбционных показателей углеродных сорбентов.
Сорбент |
, г/см3 |
Ас, % |
Sуд, м2/г |
V∑, см3/г |
Йодное число, мг/г |
СФМА – 1 |
0,35 |
51,2 |
120,4 |
0,74 |
14,7 |
СФМА – 2 |
0,33 |
58,5 |
175,2 |
0,85 |
23,3 |
СФМА – 3 |
0,3 |
64,8 |
165,0 |
0,94 |
28,7 |
Полученные сорбенты обладают достаточно развитой пористой структурой: суммарный объем пор 0,74 - 0,94 см3/г, удельная поверхность 120 - 170 м2/г. Такое соотношение удельной поверхности и суммарного объема пор характерно только для мезо-макропористых сорбентов. Наличие в сорбенте крупных пор, в которых перенос реагирующих веществ осуществляется за счет молекулярной диффузии, облегчает доступ реагентов вглубь сорбента и
значительно увеличивает скорость реакции. Эту особенность полученных сорбентов необходимо особо подчеркнуть, так как известные способы получения углеродных материалов из природного органического сырья – древесины различных пород, лесосечных отходов, торфа, каменного угля, косточек различных плодов не дают возможности получать материалы с низким содержанием микропор и высоким содержанием мезо- и макропор.
Полученная серия углеродсодержащих образцов была применена для сорбции растворенных нефтепродуктов из модельных растворов. Модельный насыщенный водный раствор нефтепродуктов был приготовлен с использованием летнего дизельного топлива и содержал 950 мг/л нефтепродукта в растворенном состоянии. Концентрацию нефтепродуктов в воде определяли спектрофотометрическим методом .
Показано, что адсорбционное равновесие достигается за 1 час на всех исследованных сорбентах. При концентрации нефтепродуктов в воде 950 мг/л максимальная емкость составила для СФМА1 - 160 мг/г, СФМА2 - 185 мг/г, СФМА3 - 167 мг/г. Установлена зависимость количества сорбированного нефтепродукта от его концентрации в воде в области концентраций 1-20 мг/л. Ёмкость сорбентов в данном диапазоне концентраций примерно одинакова и составляет 4,2 мг/г. Сорбция растворенных нефтепродуктов в нашем случае удовлетворительно описывается уравнением Фрейндлиха: А=4,76•C1/0,79.
Проведено сравнение сорбентов по эффективности удаления растворенных в воде нефтепродуктов. Продолжительность сорбции составляла 1 час, исходная концентрация нефтепродуктов 22 мг/л. Все сорбенты показывают примерно одни и те же значения по минимальному остаточному содержанию (0,8-1,1 мг/л) и степени очистки (95-96%).
Сорбенты оказались более универсальными и сохраняют свою эффективность, как на промышленных участках, так и в селитебных и рекреационных зонах.