Очистка морей от нефтепродуктов

Нефть и нефтепродукты являются особо опасными загрязнителями окружающей среды, в частности, гидросферы. Загрязнение воды (рек, озёр, морей, океанов) неизменно сопровождает добычу, транспортировку, переработку и использование «чёрного золота». Попадание нефти в гидросферу происходит разными путями. По разным оценкам ежегодно в Мировой океан сбрасывается от 2 до 10 тонн нефти. Тонна нефти загрязняет 12 кв. км поверхности океана.

Растворимость нефти в воде незначительна, плотность меньше воды, накопление её происходит, в основном, на поверхности водоёма. В зависимости от толщины нефтяной плёнки, влияние её на обитателей биогеоценоза, различно. Животные, птицы, рыбы и другие обитатели водоёма могут отравиться, если поглотят нефть, умереть от удушья, голода и холода. Нефтяная плёнка препятствует процессу фотосинтеза, изменяются цепи питания и жизнь всех организмов.

Современные способы очистки воды подразделяются на механические, химические, физико-химические и биологические. Применение каждого способа определяется количеством и площадью нефтяного загрязнения. Механический способ позволяет удалить нефть с поверхности водоёма путём отстаивания, фильтрации, сбора в специальные контейнеры и с последующим сжиганием. Химический способ – это очистка с помощью реагентов, которые осаждают нефть в виде нерастворимых осадков. Физико-химический способ позволяет удалить из воды нефтепродукты на основе использования угольных фильтров и волокнистых материалов. В практике широко применяются искусственные сорбенты на основе природных минералов (вулканические шлаки, цеолиты и другие). Предлагают использовать пластмассовые микробаллоны – пламилоны. Высокую эффективность показали сорбенты, полученные на основе фенолформальдегидных смол. Биологический способ очистки водоёма наиболее оптимален для всех обитателей биоценоза. На сегодняшний день открыто более 1000 видов микроорганизмов, питающихся нефтью. Наиболее известны культуры дрожжей рода Candida.

В школьной химической лаборатории для эксперимента была взята нефть, добытая в Западной Сибири и поставляемая для переработки на ООО «РН-Комсомольский НПЗ». Для очистки воды, загрязнённой нефтью, были использованы следующие сорбенты: активированный уголь, волокна растительного происхождения (хлопок), минерального (асбест), оксид алюминия, древесные опилки, песок, стиральный порошок, прессованная бумага (картон), пенопласт, массой 20 грамм. Было взято 10 проб, в каждой из которых находилась вода объёмом 100 мл и нефть по 2 мл. Органолептическими методами удалось описать образцы воды после очистки. Результаты проведённого эксперимента представлены в следующей табл. 1.

По степени прозрачности во всех пробах, кроме пробы № 8, очищенная вода прозрачная. По цветности наиболее ярко выраженную окраску имела проба № 8, пробы № 4, 7, 9, 10 имели на поверхности едва заметное радужное пятно, что подтверждает неполную очистку воды от нефти. По запаху проба № 8 имела характерный запах нефти, в остальных пробах запах был резким, пары нефти не полностью поглотились сорбентами.

Очищенную воду проверили действием следующих индикаторов: фенолфталеина, метилового оранжевого, лакмуса, Конго, йодкрахмального. В пробе № 8 индикаторы изменили цвет, при взаимодействии с бесцветным фенолфталеином появилось розовое окрашивание и лакмус оранжевый сменил окраску на синюю, что подтверждает слабощелочную среду воды, полученной после очистки стиральным порошком.

В ходе эксперимента было определено время, в ходе которого происходила очистка.

Время, затраченное на очистку воды от нефти с помощью соответствующего реагента

Источник

Способы очистки водоёмов от разливов нефти

Статьи По Теме

Причины для заказа объемных букв из пенопласта

Полезный лайфхак для компании, занимающейся бурением скважин

Как выбрать оборудование для свинофермы и КРС

На мероприятиях международного значения все чаще встают вопросы рационального природопользования и охраны окружающей среды. Год экологии в России внес существенные изменения в решение важных экологических вопросов, в первую очередь о минимизации нефтяных разливов и предотвращении подобных загрязнений.

В 90% случаев аварии с разливом нефтяных продуктов происходят на воде. Определение концентрации вредных веществ осуществляется анализаторами нефтепродуктов, ознакомиться с которыми можно на сайте http://vistaros.ru/stati/analizatory/pribor-dlya-opredeleniya-nefteproduktov-v-vode.html

Данная статистика включает загрязнения водоемов промышленными стоками, богатыми высокотоксичными соединениями, а также протечку товара без создания угрозы взрыва.

Виды нефтяного загрязнения

Масштабы загрязнения определяют вид работ, которые необходимо выполнить для его ликвидации. По своей природе нефть и ее продукты неоднородны: различная фракционная плотность обеспечивает распространение горючего по всей толще воды. Констатируют разлив по пятну светлых нефтепродуктов – бензину, керосину, лигроину и газойлю, плотность которых меньше плотности воды. Вместе с ветром и течениями они способны распространяться на огромные территории. Сопутствующие нефти газы выделить из воды невозможно и нецелесообразно, несмотря на вред растительному и животному миру. Поэтому главной задачей служб по чрезвычайным ситуациям является оперативность действий.

Локальные протечки нефтепродуктов в озерах, морях или труднодоступной скалистой местности фиксируются, но не устраняются. Это связано с тем, что нефть имеет органическое происхождение и в небольших количествах окисляется и перерабатывается организмами.

Мероприятия по устранению масштабных разливов нефти

Первоначально существовал метод зачерпывания слоя загрязненной воды с последующим ее хранением в цистернах. Этот метод полностью вытеснился технологиями химического взаимодействия нефти со специально подобранными адсорбентами. После поглощения нефтепродуктов материалы подвергаются регенерации, а нефтяные остатки подлежат прямому использованию. Согласно патентным изобретениям, в качестве сорбентов широко применяются окись хрома, резиновая крошка, бактерии и микроорганизмы.

Абсолютно безвредным адсорбентом является снег. Но главным аспект его применения – экономическая выгода. Производить его можно в плюсовые температуры непосредственно перед процессом сорбции с помощью снегогенераторов.

Во избежание быстрого расползания нефти по поверхности, специалисты предложили вводить в места загрязнений соединения, растворение которых относится к эндотермическим реакциям (аммиачная селитра). Это позволяет охладить воду в летнее время до -12°С, что способствует увеличению вязкости нефти и облегчает ее сбор.

Для экономии хладагентов принято использовать снег в совокупности со льдом. Благодаря данной технологии ледяная поверхность освобождает толщи воды от тяжелых нефтяных остатков, поднимая их на поверхность. Находящийся сверху снег в силу пористой структуры впитывает материал. Таким образом, одновременно решаются проблемы подъема нефти наружу и локализации загрязнения.

Вышеописанный химический способ устранения разливов нефти широко используется в открытых водоемах вдали от нефтехранилищ, нефтедобывающих и перерабатываемых производств. В прилежащих к заводам районах, озера и реки оборудуются специальными нефтяными ловушками и гидроциклонами.

Нефтяные ловушки представляют собой установленные по всей толще воды перегородки, задерживающие самотек нефтяного пятна, работающие по принципу отстойника.

Если воспринимать систему «вода-нефть» как эмульсию, то выделение масляных элементов происходит под действием центробежной силы гидроциклонов.

Применение специального оборудования для предотвращения и распространения загрязнения от нефтепродуктов на водоемах позволяет быстро достичь желаемого эффекта, однако экономическая сторона вопроса не позволяет устанавливать их повсеместно.

Источник

Очистка воды от нефтепродуктов

Очистка воды от нефтепродуктов может состоять из физико-химических, химических, механических и биологических способов. Использование каждого метода зависит от масштабов и первоисточника загрязнения, объема нефтяных выбросов.

Механическая очистка

Механическая очистка состоит из отстаивания и последующей фильтрации загрязненной воды с использованием нефтеловушек, бензомаслоуловителей или ручным методом. Все они основаны на способности нефти не смешиваться с водой, а создавать масляное пятно. Ее собирают в полиэтиленовые пакеты с последующей утилизацией – сжиганием.

Механической очисткой можно удалить до 75% нерастворимых нефтепродуктов. Это не достаточно для эффективной очистки воды.

Основным недостатком метода является забор воды вмести с тонкой нефтяной пленкой. Хорошо собрать нефтепродукты возможно только при толстом слое, что случается только при больших техногенных катастрофах.

Химическая очистка

Химическая очистка подразумевает обязательное использование х, которые химических примесей, реагирующие с нефтепродуктами. В ходе химических реакций образуется нерастворимый в воде осадок, легко удаляемый механической фильтрацией. Эффективность удаления растворимых примесей – 25%, нерастворимых – 95%. Химическая очистка основана на одном из двух методов:

провоцирование образования масляного пятна, используя эмульгаторы эмульсий из воды и нефти или поверхностно-активных веществ (ПАВ);
поглощение нефтепродуктов адсорбентами: оксид алюминия, алюмосиликаты.

Второй способ используется во время локального разлива нефти и имеет эффективность – 98%.

Физико-химическая очистка

Физико-химическая очистка включает коагуляцию, адсорбцию, окисление, экстракцию и другие методы очистки. Происходит удаление тонкодисперсных растворенных примесей, а так же распад органики.

Для адсорбции часто берут измельченный активированный уголь мелкой фракции. Его наносят равномерным слоем на пятно, что препятствует его увеличению. Смешавшаяся с водой нефть прилипает к частичкам угля и легко удаляется. Смесь угля и нефти хорошо горит, что облегчает дальнейшую утилизацию.

Используют пенополиуретан с высокой степенью поглощения. Он вбирает в себя в 20 раз больше нефтепродуктов, чем собственный вес.

Выливают на нефтяное пятно жидкий парафин. При затвердении он впитывает в себя нефтепродукты и легко удаляется механическим путем.

Снижение токсичности и разрушения биохимического состава нефти можно достичь, используя эмульгаторы и ПАВ. Нефть переходит в эмульсию и быстрее распадается.

В борьбе с нефтяными пятнами эффективен ферримагнитный порошок ФЕР-3 из оксида железа. Пленка приобретает магнитные свойства и собирается специальной ловушкой. Способ обладает техническими и экологическими преимуществами, но не распространен из-за отсутствия широкого распространения специальных порошков.

Были проведены лабораторные исследования с порошком ФЕР-3. Время сортирования составила 5-15 минут. Удаляется до 80% нефтяной пленки. Образованные большие глобулы собираются механически. Благодаря текучести суспензии ее восстанавливают сепарацией.

Биологический метод

Биологическая очистка является наиболее распространенной в удалении нефтепродуктов из воды. Используются особые микроорганизмы, которые поедают нефть. Сегодня найдено более 1 тысячи простых организмов, которые питаются различными углеводородами.

Например, дрожжи Candida питаются нефтяными парафинами. В итоге получается большой объем биомассы с большой концентрацией витаминов и белка.

Популярными биологическими средствами являются препараты «Деворойл» и «Ленойл». Они эффективны в разложении нефтепродуктов, которые присутствуют в почвах и водоемах.

«Деворойл» состоит из 5 видов дрожжей и бактерий, способные окислять углеводороды. Каждый вид эффективен борьбе с определенной фракцией нефти. Их набор позволяет равномерно обрабатывать все фракции. «Ленойл» состоит из ассоциации микроорганизмов.

Оба препараты имеют широкое воздействие на углеводороды и легко внедряются в нефтяной слой, возвращая нормальные процессы аэрации.

Уфимский научный центр проводил сравнительную оценку эффективности препаратов с заграничными аналогами. Торф и чернозем «Ленойл» очищал лучше заграничных биопрепаратов. Хорошие результаты достигнуты при большой концентрации загрязнений и последующей утилизацией.

В обоих препаратах введены особые добавки для активации деструкции нефти. Микроорганизмы не являются токсичными и патогенными, легко приспосабливаются в соленой среде, разлагают растворенные и нерастворенные компоненты нефти. Время нейтрализации незначительное, а сами микроорганизмы не вымываются дождями и во время паводков.

В РФ «Ленойл» и «Деворойл» разрешены Госсанэпиднадзором и Министерством природа.

Использование «Деворойл» и «Ленойл»

Препараты легко использовать. Перед непосредственным нанесением на почву или водную поверхность разводят суспензию. Температура поверхностей должна быть более 5 градусов. Раствор вливают или распыляют над местом загрязнения.

В результате очистки воды от нефти образуется легкоразлагаемый белок и нетоксичные продукты, которые не следует утилизировать. Аборигенная микрофлора без трудностей усвоит отработанные бактерии и продукты их жизнедеятельности. Начнет образовываться гумус или донный ил. Результат очистки может доходить до 99%.

Требуемое количество препаратов будет завесить от вида поверхности и концентрации загрязнения. Время очистки – 1 месяц.

Ленойл и Деворойл – экологически безопасные препараты, так как при их использовании образуются нейтральные продукты, не наносящие вред окружающей природе. Сегодня они взяты на вооружения во многих регионах РФ и СНГ для очистки естественных и искусственных водоемов, а так же санации почвы.

Источник

Как очищают океан от загрязнений?

Как вы знаете, несколько дней назад на Камчатке случилась экологическая катастрофа. Сейчас об этом говорят абсолютно везде абсолютно все, начиная от федеральных каналов, заканчивая ютубом и инстой. Что именно отравило воды Тихого океана еще доподлинно неизвестно, но судя по превышению в воде концентраций фенолов и нефтепродуктов, это было какое-то топливо.

Новостные ленты пестрят страшными фото берегов Халактырского пляжа, усеянного мертвыми осьминогами, морскими ежами и даже нерпами. Ужасное зрелище. Люди жалуются на проблемы со зрением, повышение температуры, тошноту и другие симптомы отравления. Звучат такие версии как затопление частного нефтяного танкера, протечка склада ядохимикатов под Козельским вулканом, отрабатываются и другие варианты.

А я хотел бы поговорить о том, что делать. Встречал такие мнения, что мол, океан большой, все само растворится, концентрация вредных веществ естественным образом снизится и ладно. Только вот миллионы тонн мусора, например, сами собой не рассосались, и уничтоженные рыбной ловлей и судоходством экосистемы, почему-то не восстановились.

Пока мы не знаем, что конкретно излилось в Камчатке, поговорим о том, какие существуют способы избавить океан от нефтепродуктов. По различным оценкам, ежегодно в воды мирового океана попадает от 2 до 10 млн тонн нефти. Сама нефть в воде практически не растворяется и образует пленку на ее поверхности. Однако, если морские обитатели эту нефть как-то съедят или выпьют, они, естественно, отравятся и умрут. Кроме того, от нефти слипаются перья водоплавающих птиц, а пленка на воде препятствует процессу фотосинтеза. Нефть можно собирать механически, в контейнеры, например, или использовать реагенты, которые будут ее осаждать (неудачный способ, ибо реагенты эти ядовиты для многих морских жителей, да и осаждать нефть на дно океана – так себе идея).

Были обнаружены бактерии, которые умеют перерабатывать компоненты нефти. К ним относятся, например, представители рода Alcanivorax . A. borkumensis – это вполне себе безобидная морская бактерия, которая использует углеводороды в качестве источника энергии. Для этого у нее есть специальные ферменты, расщепляющие большинство нефтепродуктов, намного более эффективные, чем у других видов. Бактерии могут перерабатывать даже такие вещества, как бензолы, толуолы и ксилоны. Прекрасный вариант, но не сильно разработанный.

Для нефтяных пятен изобрели даже технологии на основе магнетизма. В пятно добавляют измельченный железняк и притягивают пятно большим магнитом. Собранную нефть можно потом даже использовать повторно.

Фенолы, концентрация которых тоже оказалась повышенной – высокотоксичные соединения, которые при попадании на кожу и слизистые вызывают ожоги. Вдыхание паров фенола может привести даже к отеку легких. К другим симптомам относятся боли в животе, тошнота и рвота, резкая бледность и слабость, аллергические реакции. При попадании фенола в глаза следует промывать их чистой водой в течение 10-15 минут, места ожогов кожи также следует промыть и накрыть чистой тканью. Желудок промыть водой и выпить активированного угля из расчета 1 табл на 10 кг веса.

Хроническое отравление фенолами ведет к анорексии, потери веса, головокружениям, нарушению функции печени и почек, нервной системы и даже онкологическим заболеваниям.

Как убрать фенолы из воды?

Существует множество методов для химического удаления этих соединений (дистилляция, экстракция, абсорбирование, озонирование, фотохимическое расщепление и так далее), но они не очень подходят для, скажем так, «живой воды». Очевидно, крайне неудобно черпать воду из океана, очищать ее, а потом заливать обратно. Но можно очистить воду и безопасными методами. Для этого используется, например, активный ил – смесь микроорганизмов и бактерий, расщепляющий фенолы и другие вещества на углекислый газ и воду (однако, как мне подсказывают друзья-химики, потом этот ил неудобно из воды удалять).

Также можно использовать гибридные мембранные реакторы. Исследователи фиксировали активный ил на полипропиленовых или полиуретановых носителях и получалась такая биопленка, фильтрирующая воду.

Еще один способ очистки вод от фенолов – использование ферментов. Специальные вещества в сочетании с биокатализатором (который ускоряет процесс химической реакции) преобразуют фенольные соединения в безопасные для живых существ. Используются такие ферменты как тирозиназы, оксидоредуктазы, лакказы и так далее. Они заставляют соединяться фенолы между собой и образовывать огромные комплексы-полимеры, которые потом выпадают в осадок. Осадок затем собирают.

Будем ждать результатов экспертизы вод Авачинского залива и надеяться, что экологическую катастрофу удастся устранить. А еще, конечно, хотелось бы, чтобы новых таких происшествий не возникало.

Источник