На правах рукописи ЧИКИНА НАТАЛЬЯ СЕРГЕЕВНА ЛИКВИДАЦИЯ РАЗЛИВОВ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СОРБЕНТА НА ОСНОВЕ ПЕНОПОЛИУРЕТАНА И ОТХОДОВ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР 03.00.16 - Экология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Казань 2010 Работа выполнена на кафедре технологии синтетического каучука Казанского государственного технологического университета Научный руководитель: Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Зенитова Любовь Андреевна доктор технических наук, профессор Ибатуллин Равиль Рустамович кандидат химических наук Аладжев Михаил Михайлович Ведущая организация: Вятский государственный университет, г. Киров Защита диссертации состоится 21 апреля 2010 г. в 15.30 на заседании диссертационного совета Д 212.080.02 при Казанском государственном технологическом университете по адресу: 420015, г.Казань, ул. <...> Разливы нефти и нефтепродуктов имеют место в процессах производства, транспортировки, переработки, хранения, приема, отпуска, а также при использовании товарных продуктов. <...> Наряду с ними происходят разливы сырья нефтехимических процессов, превосходящих по масштабам распространения и количеству источников загрязнения ОС любой вредный фактор. <...> Техногенное воздействие развивающихся и вновь строящихся предприятий нефтехимии и смежных отраслей промышленности на ОС не ослабевает, поэтому ликвидация разливов продуктов нефтехимии является актуальной проблемой в настоящее время. <...> Причем, наиболее сложным является сбор разливов на поверхности воды. <...> Из существующих и перспективных направлений ликвидаций разливов нефти и нефтепродуктов выделяются механические методы, осуществляемые с помощью сорбентов. <...> В качестве природных сорбентов используются материалы на основе угля, торфа, отходов зерновых культур (ОЗК). <...> Среди синтетических известны материалы на основе полипропилена, пенополистирола, пенополиуретана (ППУ) и др. <...> Однако существующие <...>
Ликвидация_разливов_нефти_и_нефтепродуктов_с_использованием_сорбента_на_основе_пенополиуретана_и_отходов_зерновых_культур.pdf
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. По оценкам специалистов от 5 до 15 млн.
тонн нефти попадает ежегодно в воду в результате аварий танкеров, при
добыче нефти в шельфовых зонах, слива балластных и моечных вод, при
нарушениях подводных и наземных нефтепроводов. По данным МЧС РФ
только в России происходит от 20 до 30 тысяч больших и малых аварий в год,
связанных с попаданием нефтепродуктов в гидросферу.
Разливы нефти и нефтепродуктов имеют место в процессах
производства, транспортировки, переработки, хранения, приема, отпуска, а
также при использовании товарных продуктов. Чрезвычайно актуальна эта
проблема в России, где в связи с изношенностью оборудования, а также
несоблюдением
промышленных предприятий,
технологической
а
дисциплины на
также
территориях
в местах прохождения
технологических эстакад, трубопроводов имеют место значительные разливы
данных продуктов. Наряду с ними происходят разливы сырья
нефтехимических процессов, превосходящих по масштабам распространения
и количеству источников загрязнения ОС любой вредный фактор.
Техногенное воздействие развивающихся и вновь строящихся
предприятий нефтехимии и смежных отраслей промышленности на ОС не
ослабевает, поэтому ликвидация разливов продуктов нефтехимии является
актуальной проблемой в настоящее время. Причем, наиболее сложным
является сбор разливов на поверхности воды.
С неуклонным ростом автотранспорта на территории городов
увеличивается число заправочных станций и обслуживающих пунктов, а это,
в свою очередь, повышает вероятность возникновения разливов
нефтепродуктов и создает пожаро - и экологически опасную ситуацию, как в
черте города, так и за ее пределами.
Из существующих и перспективных направлений ликвидаций
разливов нефти и нефтепродуктов выделяются механические методы,
осуществляемые с помощью сорбентов. В качестве природных сорбентов
используются материалы на основе угля, торфа, отходов зерновых культур
(ОЗК). Среди синтетических известны материалы на основе полипропилена,
пенополистирола, пенополиуретана (ППУ) и др. Однако существующие
методы и средства далеко не всегда достигают цель ликвидации разлива
нефтехимпродукта – быстро, эффективно и с минимальными затратами
извлечь его с поверхности. Кроме того, после использования возникает
проблема утилизации отработанных сорбентов с поглощенным сорбатом. В
настоящее время отработанные сорбенты чаще всего сжигаются или
депонируются, что нередко приводит к вторичному загрязнению ОС и
образованию высокотоксичных газовых выбросов.
3
Стр.3
В этой связи разработка сорбента на основе ППУ и ОЗК и способа
ликвидации с его использованием разливов нефти, нефтепродуктов и топлив,
с различных поверхностей является актуальной и целесообразной.
Диссертационная работа выполнена по госконтракту Министерства
образования РФ «Проведение в 2005-2010 гг. научных исследований по
тематическому плану НИР п. 1.8.08», в рамках реализации ФЦП «Научные и
научно-педагогические кадры инновационной России», П-478, а также при
финансовой поддержке гранта Правительства РТ на подготовку и
переподготовку кадров РТ в российских и зарубежных образовательных и
научных центрах с выполнением НИР в Санкт-Петербургском
государственном технологическом институте (ТУ), 2008 г.
Цель работы. Снижение антропогенного загрязнения окружающей
среды от разливов нефти и нефтепродуктов с использованием сорбента на
основе ППУ и ОЗК, отличающегося высокой нефтеемкостью, удерживающей
способностью, многократностью применения,
технологичностью и
экономичностью.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
- мониторинг разливов нефти и нефтепродуктов и способов их ликвидации
для эффективной ремедиации окружающей природной среды;
- выявление закономерностей влияния природы и структуры полимерного
связующего на свойства сорбента ППУ-ОЗК;
- исследование типа наполнителя и способа его введения в ППУ;
- разработка технологии получения ППУ сорбента с ОЗК;
- определение сорбционной емкости ППУ-ОЗК по отношению к различным
средам;
- разработка технологии использования сорбента ППУ-ОЗК;
- выявление эффективных способов утилизация отработанного ППУ-ОЗК;
- расширение сферы использования материала ППУ-ОЗК в качестве носителя
микроорганизмов - нефтедеструкторов и структуранта глинистых почв.
Научная новизна. Впервые научно обоснована и экспериментально
доказана возможность использования и утилизации сорбента на основе ППУ
и ОЗК. Получены новые экспериментальные данные по сорбционной
способности ППУ-ОЗК по отношению к нефти и нефтепродуктам,
позволяющие оценить уменьшение антропогенного воздействия на водные
экосистемы в среднем на 75 %. Установлено, что сорбент обладает высокими
олеофильными свойствами и избирательностью по отношению к нефти и
нефтепродуктам. Выявлено, что сорбент целесообразно использовать в
качестве эффективного носителя микроорганизмов - нефтедеструкторов
бактериального препарата «Дестройл», ассоциации активного ила,
ассоциации специализированных микробных культур Pseudomonas pickettii,
4
Стр.4