Какие сорбенты подходят для нефтепродуктов?

Нефтепродукты уже немало лет используются человечеством как топливо для автомобилей, поездов и самолетов, смазочные материалы, входят в состав лаков и красок. К сожалению, из-за активного использования ГСМ на основе углеводородов участились и случаи аварийных разливов. Утечки нефтепродуктов возможны везде, где их применяют: на перерабатывающих предприятиях, автозаправках, трубопроводах и даже просто на предприятиях, которые хранят ГСМ для собственных нужд.

При авариях бензин, дизельное топливо, мазут и другие нефтепродукты своим присутствием загрязняют окружающую среду, отравляя животных и растения, а также оказывают негативное воздействие на здоровье людей, которым не повезло оказаться недалеко от загрязненной территории.

Чтобы собрать пролившееся топливо или смазку, используют большой спектр различных решений, к примеру: скиммеры-нефтесборщики, сорбирующие материалы и биопрепараты. Но сегодня речь пойдет о самом эффективном из них - о сорбентах.

Виды сорбентов

Для начала определимся с деталями. Термины «адсорбент» и «абсорбент» указывают на принцип действия сорбентов. Площадь поверхности адсорбентов больше их объема, поэтому при контакте с нефтепродуктами они собирают загрязнения вокруг себя поверхностным слоем. Это возможно, в случае если поверхность впитывающего вещества слоистая, как, например, у вермикулита или пористая, как у диатомита.

Принцип действия абсорбентов отличается: они пропитываются нефтепродуктами по всему объему и надежно запирают их внутри, благодаря строению кристаллической решетки. При этом абсорбент набухает, а сорбируемое вещество связывается с ним химически.

Фракционный состав торфяного сорбента Spill-sorb

Сорбенты делятся на природные органические, природные минеральные и искусственные.

Природные органические сорбенты – это солома, опилки, торф.
Природные минеральные сорбенты – вермикулит, диатомит, глины, песок, стекловата.
Искусственные сорбенты – резины и полимеры.

Критерии выбора сорбентов

Ключевое требование к сорбентам – безопасность для человека и окружающей среды. Если загрязнение не было правильно устранено или в процессе ликвидации был нанесен ущерб людям или природе, организации грозят немаленькие штрафы и даже приостановка деятельности.

Выбирать сорбенты следует с учетом предполагаемого места использования. Например, чаще всего для закрытых помещений выдвигаются следующие требования:

- Быстрое впитывание и надежное удерживание нефтепродуктов, в т.ч. газообразных;
- Негорючесть (или возможность сделать сорбент негорючим);
- Отсутствие пыли и других мелких частиц.

Требования к сорбентам, используемым для сбора нефтепродуктов с почвы на открытом воздухе, отличаются. Для них не столь критично быть горючими или пылить. Однако их тоже в большинстве случаев придется собирать с почвы, асфальта или другого покрытия.

Сорбенты для очистки воды от нефтепродуктов должны быть плавучими и удобными для сбора. На воде невозможно использовать опилки или солому поскольку их сносит течением, что усложняет последующий сбор. Минеральные сорбенты обычно имеют низкую плавучесть и тонут, впитав помимо нефтепродукта еще и воду. Иногда низкую плавучесть сорбентов компенсируют, помещая их в мешки, прикрепленные к поплавкам, то есть используя сорбирующие боны.

Таблица 1. Некоторые свойства сорбентов нефтепродуктов

Некоторые сорбенты пригодны для использования в различных условиях. К таким относятся торфяные сорбенты.

Многолетний опыт применения различными предприятиями доказал, что лучше всего в случае разливов нефтепродуктов себя показывают именно торфяные сорбенты, поскольку помимо универсальности (могут применяться как на суше, так и на воде) они в зависимости от условий могут не подвергаться обязательной утилизации и благотворно влияют на последующую рекультивацию почвы.

Торфяные сорбенты

Торфяные сорбенты – это, если говорить совсем просто, термически обработанный верховой торф, который благодаря специальной сушке становится гидрофобным и поглощает только нефтепродукты. Считается, что лучший торф для изготовления сорбентов произрастает в северных областях, поскольку на холоде растения хуже разлагаются, и их структура частично сохраняется в торфе. После термической обработки в печах или с использованием СВЧ получается пористый сорбент, обладающий высокой сорбционной ёмкостью.

Торф экологичен, безопасен для человека и не требует дорогостоящей утилизации. Пропитавшиеся нефтепродуктами торфяные сорбенты захоранивают либо сжигают. Среди преимуществ торфяных сорбентов - его гидрофобность и способность оставаться на плаву после впитывания углеводородов неограниченное время. Благодаря таким качествам его довольно просто собрать с поверхности воды и утилизировать в случае необходимости.

Пример успешного применения торфяного сорбента

Например, торфяной сорбент Spill-Sorb успешно применяли для очистки почвы и воды от нефтепродуктов в 2012 году на Земле Франца-Иосифа в Арктике. Ситуация была непростой, так как требовалось устранить не разлив, а многолетнее загрязнение, которое было вызвано размещением на острове пустой тары из-под ГСМ. В данной ситуации сорбент Spill-Sorb был незаменим, так как обычные торфяные сорбенты не способны к биоразложению в столь суровых условиях.

Заполярье – территория, особенно чувствительная к загрязнениям: на холоде опасные вещества биодеградируют медленно. При сборе нефтепродуктов важно было не только ликвидировать разлив, но и не навредить природе. Если просто засыпать нефтезагрязненные участки сорбентом, то углеводороды не исчезнут, а впитаются в материал. Захоронение использованного сорбента в условиях вечной мерзлоты невозможно, а вывоз дорог. Остается выбирать между сжиганием и биоразложением. Второй вариант экологичнее: при нем не выделяются опасные продукты горения.

Особенность сорбента Spill-Sorb – сочетание губчатой структуры и наличие гуминовых кислот. Топливо или смазочные материалы впитываются в сорбент и взаимодействуют с гуминовыми кислотами, которые создают благоприятную среду для бактерий, которые питаются углеводородами и превращают нефтепродукт в воду и углекислый газ.

Для наилучшего эффекта торфяные сорбенты сочетают с биопрепаратами для рекультивации. Это специально подобранные колонии микроорганизмов, которые разрушают нефтепродукты. Микроорганизмы ускоряют разрушение углеводородов, которые были предварительно связаны сорбентом. После окончания процесса биоразложения остается только безвредный для экологии торф, который впоследствии положительно влияет на рекультивацию почвы.