Диссертация (1172981), страница 16
Текст из файла (страница 16)
нефти МНПЗСульфонол НП-11Нефтенол МЛ1Синтанол АЛМ-71Стенор 25Р15Е101Неонол АФ 9-12БОК-6Вега ЧМСтенор 25Р15Е101модельных почврабочими растворамиреагентов*Эффективная рабочаяконцентрацияэффективных реагентовЭффективность очисткиАддиМакс ПВ01БОК-6*модельной стандартнойВега ЧМпочвы, загрязненнойСтенор 25Р15Е10легкой нефтьюАддиМакс ПВ01БОК-6Эффективность очистки0,1; 1; 5;природных арктическихпочвогрунтовЭффективность очисткинефтешламовАддиМакс ПВ01БОК-6АддиМакс ПВ017Почва «Жирнозем» марки «PeterPeat», 10%масс.
нефти МНПЗСтандартная искусственно1; 5приготовленная почва, 5 и 10%масс.нефти ЦПС Варьеганскогоместорождения45Природные арктическиепочвогрунты: пробы №2 и №5;3 и 11%масс. нефтепродуктов,соответственно4Нефтешламы Варьеганского5Варьеганского месторожденияместорождения, 8 и 19%масс. нефти*Согласно техническим условиям производителей.На рисунке 4.1 представлена диаграмма эффективности отмыва нефтепродуктов вмодельных почвах с 10% содержанием товарной нефти МНПЗ для ряда реагентов. Наибольшуюэффективность показали ПАВ: БОК-6, АддиМакс ПВ01, Вега ЧМ, Стенор 25Р15Е10, – рабочиерастворы которых характеризовались высокими значениями pH ≥ 11.102Рисунок 4.1 – Результаты определения наиболее эффективных ПАВ для очистки почвот нефтепродуктовТакже следует отметить, что реагент Стенор 25Р15Е10 с нейтральной средой рабочегораствора показал высокую эффективность очистки стандартной почвы от нефтяногозагрязнения, однако его эффективность в отношении нефтезагрязненного черноземасохранялась на уровне 36…37%.
Вероятно, это объясняется тем, что стандартная почва,состоящая на 69%масс. из песка, в меньшей степени сорбирует нефтяные углеводороды,удерживая их преимущественно за счет сил адгезии. Тем не менее, данное предположениеносит ограниченный характер, так как рассматриваемая тенденция не сохраняется для рядадругих ПАВ: ОП-10, Нефтенол МЛ, Сульфонол НП-1.Для четырех наиболее эффективных реагентов была проведена оценка влиянияконцентрации рабочего раствора на эффективность очистки модельной торфяной почвы с 10%загрязнением нефтью МНПЗ (рисунок 4.2).103Рисунок 4.2 – Зависимость эффективности снижения содержания нефтепродуктов отконцентрации рабочего раствора ПАВКак показано на рисунке 4.2, с увеличением концентрации рабочего раствора ПАВнаблюдается также рост эффективности очистки модельных почв.
В то же время,использование более концентрированных рабочих растворов реагентов не всегда являетсяэкономически целесообразным, а также связано с потенциальным риском вторичногозагрязнения окружающей среды. Таким образом, нами были исследованы процессы обработки сиспользованием рабочих растворов ПАВ с концентрациями 1 и 5%масс.. Для реагента БОК-6оптимальная концентрация 4%масс., так как дальнейшее увеличение концентрации растворанезначительно изменяет эффективность обработки.Снижениесодержаниянефтепродуктовоценивалосьдлястандартнойпочвы,загрязненной более легкой нефтью ЦПС Варьеганского месторождения в количествах 5 и10%масс..
На рисунке 4.3 представлены результаты эксперимента.104Рисунок 4.3 – Результаты определения эффективности очистки модельной стандартной почвы,загрязненной легкой нефтьюСравнительный анализ рисунков 4.1 и 4.3 показал, что общая эффективность очисткистандартной почвы от более легкой нефти выше, чем от нефти более высокой плотности. Изрисунка 4.3 видно, что сохраняется тенденция увеличения эффективности очистки НЗПГ приповышении концентрации рабочих растворов ПАВ. Также наблюдается прямая зависимостьроста эффективности очистки НЗП при снижении исходного уровня нефтяного загрязнения.ИсключениесоставилтолькореагентБОК-6,показывающийодинакововысокуюэффективность очистки стандартной почвы с 5 и 10%масс.
загрязнением.Следующим этапом исследования стало установление степени вымывания из почвприродного органического вещества, сопутствующего процессу солюбилизации нефтяныхуглеводородов. Данный показатель важен для оценки эффективности реагентов на основе ПАВ,так как, во-первых, гуминовые вещества играют важную роль в процессах самоочищения почв:связывают высокотоксичные элементы, не препятствуя дальнейшим естественным процессамдетоксикации веществ [185]. Во-вторых, гуминовые вещества, в частности гуминовые кислоты,также обладают поверхностно-активными свойствами, что потенциально может увеличитьэффективности очистки НЗПГ.В качестве исходной почвы была взята незагрязненный торфяной грунт «Жирнозем», какпочва с потенциально высоким содержанием гуминовых веществ, в качестве веществасравнения – 1N водный раствор щелочи NaOH, которая часто используется наряду скальцинированной содой в качестве обезжиривающего реагента.105Так как наибольшая эффективность очистки НЗПГ достигается при значениях pHводных растворов реагентов выше 7, то, по всей видимости, при реагентной обработке почвпроисходит преимущественное вымывание гуминовых кислот, определяющих плодородие почви способность к самоочищению [185, 186].Исследование снижения содержания природного органического вещества заключалось воценке изменения содержания органических веществ после экстракции незагрязненнойторфяной почвы «Жирнозем» водными растворами ПАВ.
Экстракция проводилась в течение15 мин. в конических колбах на лабораторном шейкере, растворы реагентов предварительнонагревались до рабочей температуры (60±5)ºС. Содержание общего органического веществаопределялось в соответствии с ГОСТ 23740-2016 [187] методом прокаливания до постоянноймассы навесок воздушно-сухого торфа в предварительно взвешенных тиглях при (525±25)ºС.На рисунке 4.4 представлены результаты определения степени вымывания природногоорганического вещества из незагрязненной торфяной почвы в результате экстракции воднымирастворами ПАВ, характеризующимися различными значениями pH среды.Рисунок 4.4 – Солюбилизация природного органического вещества торфяной почвыКак видно из рисунка 4.4, вымывание природных органических веществ в большойстепени зависит от щелочности используемых растворов реагентов.
Однако, реагентыАддиМакс ПВ01 и ПВ02 характеризуются низкой солюбилизирующей способностью вотношении гуминовых веществ при рН растворов 11,22 и 11,23, соответственно. Так, щелочнаясреда рабочих растворов ПАВ является одним из определяющих, но не единственным факторомспособности некоторых реагентов вымывать гуминовые вещества из НЗПГ.106Исследование способности ряда АПАВ и НПАВ вымывать нефтяные и природныеорганические соединения показало значительное влияние pH рабочего раствора на показателиэффективностиреагентнойобработки.Такжезаметныразличиявсолюбилизациинефтепродуктов для различных почвенных матриц (торф, чернозем, песок+глина), что, по всейвидимости, объясняется двумя факторами: сорбционной емкостью почвы и природой реагента,влияющей на способность молекул ПАВ сорбироваться почвами.
Так, согласно литературнымданным [188, 189], анионные ПАВ характеризуются меньшей способностью сорбироваться всравнении в неионогенными ПАВ. Данное свойство реагентов влияет на количество молекулПАВ, способных вступать во взаимодействие с загрязнителем, а, следовательно, на общуюэффективность и необходимую концентрацию рабочего раствора для достижения заявленныхпоказателей качества очистки почвы.Одновременно с тем, что часть молекул ПАВ может «расходоваться» на солюбилизациюприродных органических веществ в плодородных почвах с высоким содержанием гуминовыхкислот, последние в процессе обработки НЗПГ, особенно при высоких значениях pH рабочеговодного раствора, будут так же выступать в роли ПАВ, повышая общую эффективностьочистки почвогрунтов.Таким образом, обработка НЗПГ характеризуется одновременным протеканиемразличных физико-химических процессов, влияющих на эффективность очистки почвреагентами на основе ПАВ.
Представляется актуальным и необходимым проведениедальнейших исследований различных ПАВ с целью определения значимых критериев выбораПАВ для проведения мероприятий по рекультивации почв, обеспечивающих эффективнуюочистку от нефтяного загрязнения при соблюдении принципов экологической безопасности.4.2 Экотоксикологические характеристики исследуемых поверхностно-активных веществСледующим этапом стало изучение экотоксикологических характеристик реагентов наоснове ПАВ. Так как технологии реагентной обработки НЗПГ могут предполагать возвраточищенных почвогрунтов в окружающую среду, риск вторичного загрязнения диктуетнеобходимость оценки био- и фитотоксичности используемых реагентов.1074.2.1 ФитотоксичностьВ ходе фитотестирования по ГОСТ Р ИСО 22030-2009 и ISO 11269-2:2012 былиопределенытоксическиеэффектыанализируемыхреагентовсравнениембиомассысвежесрезанных и высушенных растений, выращенных в испытательных сосудах сзагрязненной почвой, с данными холостого опыта.В качестве индивидуального вещества сравнения, был использован гидроксид натрияNaOH, используемый в качестве обезжиривающего реагента во многих технологическихпроцессах.В ходе эксперимента установлено, что редька масличная обладает довольно слабойчувствительностью по отношению к тестируемым реагентам.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
