Адсорбційні методи очищення від нафтопродуктів стічних та поверхневих вод
Автор: Квас Євген Володимирович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Екологічний контроль та аудит
Інститут: Інститут сталого розвитку ім. В. Чорновола
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2024-2025 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Квас Є.В., Мальований М.С. (керівник). Адсорбційні методи очищення від нафтопродуктів стічних та поверхневих вод. Магістерська кваліфікаційна робота. – Національний університет Львівська Політехніка, Львів, 2024. Розширена анотація Магістерська кваліфікаційна робота присвячена вирішенню науковопрактичного завдання - розробленню комплексу заходів з ціллю підвищення екологічної безпеки від забруднення довкілля нафтопродуктами шляхом застосування сорбційних методів очищення стічних та поверхневих води модифікованими дисперсними сорбентами на основі бентонітових глин та черепашнику. Об’єкт дослідження – екологічна безпека довкілля від забруднення нафтопродуктами стічних та поверхневих вод. Предмет дослідження – комплекс заходів очищення забруднених нафтопродуктами вод сорбційним методом із застосуванням природних та модифікованих сорбентів. Мета дослідження: підвищення рівня екологічної безпеки шляхом очищення стічних та поверхневих вод від найтових забруднень із використання природних матеріалів – адсорбентів (бентонітових глин та черепашнику). Нафтове забруднення відноситься до числа найбільш небезпечних за своїми наслідками щодо антропогенного впливу на природні екосистеми. У води рік, озер і Світового океану щорічно з різних причин потрапляє від 2 до 10 млн.т нафти [1]. Космічними фото зафіксовано, що майже 30% поверхні океану покрито нафтовою плівкою [2, 3]. Приблизно 12% від загального об’єму нафтопродуктів, які забруднюють водойми, потрапляють в результаті їх транспортування морськими шляхами та в процесі експлуатації бурових платформ. Чималої шкоди також наносять аварії, які трапляються на 6 нафтопроводах, в результаті чого забруднюються навколишні водойми, грунтові води, тощо. Розлита у водоймі нафта підлягає таким перетворенням: випаровування, емульгування, розчинення, окиснення, утворення нафтових агрегатів, седиментація та біодеградація [4, 5]. Маса нафти, яка знаходиться на поверхні води, переноситься течіями та вітром. Швидкість переміщення нафтових плям приблизно складає 60% швидкості течії і 2-4% швидкості вітру. За такої швидкості в контакт з нафтою вступають все нові порції води, тому в основному концентрація токсичних речовин у воді невисока. Нафтова плівка повністю знищує капілярні хвилі і в 2-3 рази зменшує параметр шорскості водної поверхні. Нафта, що надійшла у воду, утворює на поверхні водойми шар плівки, внаслідок чого змінюється інтенсивність та спектральний склад світла, що проникає у воду. Так, плівка товщиною 30-40 мкм повністю поглинає інфрачервоне випромінювання. Леткі вуглеводні випаровуються, а у водний розчин переходять жирні, карбонові та нафтенові кислоти, а також феноли та крезоли. Розчинність вуглеводнів зменшується із збільшенням числа атомів вуглецю в молекулі. Через декілька діб після надходження нафтопродуктів у воду в результаті хімічного та біохімічного розкладу утворюються інші нерозчинні сполуки – окиснені вуглеводні, токсичність яких значно вища, ніж неокиснених. Змішуючись з водою, нафта утворює емульсії двох типів: прямі (нафта у воді) та зворотні (вода в нафті). Прямі емульсії нестійкі та характерні для нафти, яка містить поверхнево-активні речовини. Після видалення летких та розчинних фракцій залишкова нафта утворює в’язкі зворотні емульсії, які стабілізуються високомолекулярними сполуками і містять 50-80% води (“шоколадний мус”). Під впливом абіотичних процесів в’язкість “мусу” збільшується, починається його злипання в агрегати – нафтові кульки, розмірами від 1мм до 10см (найчастіше 1-20мм), що є сумішшю високомолекулярних вуглеводнів, смоли та асфальтенів. Нафтові кульки 7 можуть впродовж тривалого часу зберігатися на поверхні моря, переноситися течіями, викидуватись на беріг та осідати на дно. Нерідко вони заселяються перифітоном (синньо-зелені водорості, рачки та інші безхребетні). Нафта може також затримуватись на камянистих поверхнях або між водоростями, тощо. В такому випадку, окрім розкладу під дією біологічних факторів, вона повільно усувається в процесі висихання, затвердіння, насичення піщаними частинками і розтріскування. З ціллю підвищення екологічної безпеки від забруднення довкілля нафтопродуктами розроблений комплекс заходів застосування сорбційних методів очищення стічних та поверхневих води модифікованими дисперсними сорбентами на основі бентонітових глин та черепашнику. Ключові слова: екологічна безпека, нафтопродукти, бентонітові глини, адсорбція, черепашник. Перелік використаних літературних джерел 1. Долинский С.К. Задачи Госинспекции Черного моря в решении экологических проблем Черного моря. Екологічні проблеми Чорного моря: зб. наук. ст. ОЦНТЕІ. – Одеса: ОЦНТЕІ, 1999. – с.3-11. 2. Соловьев В.И. Современное состояние проблемы ликвидации чрезвычайных экологических ситуаций, связанных с разливами нефтепродуктов в Черноморском бассейне и пути ее решения. Екологічні проблеми Чорного моря: зб. наук. ст. ОЦНТЕІ. – Одеса: ОЦНТЕІ, 2003.– с.312-318. 3. Максимов В.Г. Системні втрати нафтопродуктів як джерело нафтохімічного забруднення довкілля. Екологічний вісник. – 2003. - №1/2.- с.10 - 12. 4. Мальований М.С. Комбінування адсорбційних та біотехнологічних методів для очищення поверхневих вод від нафтових забруднень / М.С. Мальований, О.Р. Попович, О.В. Канюк, І.М. Петрушка // Біотехнологія. 8 Освіта. Наука: ІІ Всеукраїнська науково-практична конференція, 6-8 жовт. 2004р.: збірка тез. – Львів, 2004. – 144с. 5. Патент 49010 Україна, B01J20/10, B01J20/12. Сорбент для очищення поверхні водойм від нафтопродуктів / Кириченко О.В., Мальований М.С., Кріп І.М. Заявлено 09.11.2009; Опубл. 12.04.2010, Бюл.№ 7.