Влияние ультразвуковой обработки коры сосны обыкновенной (Pinus sylvestris) на удаление плёнок нефти с водной поверхности

Разливы нефти и продуктов ее переработки на водной поверхности являются актуальной насущной проблемой современности. Как показывает мировой опыт, наиболее эффективным методом ликвидации аварийных разливов углеводородов с водной поверхности является сорбционный. Однако недостатком использования промышленных нефтесорбентов для ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов с водной поверхности является их высокая стоимость, низкие показатели нефтепоглощения и отсутствие при аварийных ситуациях. Выходом из совдавшегося положения является использование в качестве нефтесорбентов целлюлозосодержащих отходов деревопереработки и сельскохозяйственного сырья. Кора хвойных пород деревьев, как показал анализ литературных источников, является перспективным нефтесорбентом для ликвидации аварийных разливов углеводородов с водной поверхности. Целью исследований является определение сорбционных характеристик по нефти нативных и модифицированных образцов коры сосны обыкновенной (Pinus sylvestris) для оценки эффективности использования в качестве нефтесорбента для удаления разливов углеводородов с водной поверхности. Объект и методы. В качестве сорбционного материала нефти девонского и карбонового отложений исследована измельчённая нативная и модифицированная ультразвуковым воздействием в течение 5 часов кора сосны обыкновенной. Определены значения максимального нефтепоглощения и водопоглощения коры в статических условиях. Определены некоторые физико-химические показатели нативной и модифицированной коры сосны обыкновенной, а также приведены физико-химические показатели сорбатов, в качестве которых использовались нефть девонского и карбонового отложений Тумутукского месторождения (Республика Татарстан). Определены значения суммарного нефте- и водопоглощения, нефтепоглощения и водопоглощения в отдельности, а также эффективность извлечения нефти в зависимости от её вида с водной поверхности. Результаты и обсуждение. Определено, что ультразвуковая обработка коры сосны обыкновенной способствует повышению плавучести и насыпной плотности, а также повышению показателя максимального нефтепоглощения и некоторому снижению максимального водопоглощения. Также определено, что модифицированная ультразвуком кора сосны имеет более высокие показатели эффективности извлечения нефти с водной поверхности. Показано, что ультразвуковое воздействие на кору сосны способствует извлечению низкомолекулярных фрагментов биополимеров в водную среду, что приводит к увеличению порового пространства сорбционного материала. Вывод. Модифицированную кору сосны обыкновенной возможно рекомендовать в качестве нефтесорбента для извлечения углеводородов нефти при их разливе на водной поверхности.

Ключевые слова: сосна обыкновенная, Pinus sylvestris, кора, нефть, водная поверхность, удаление.

THE EFFECT OF ULTRASONIC TREATMENT OF THE BARK OF THE COMMON PINE (PINUS SYLVESTRIS) ON THE REMOVAL OF OIL FILMS FROM THE WATER SURFACE

Oil and refined products spills on the water surface are an urgent problem of our time. As world experience shows, the most effective method of eliminating accidental hydrocarbon spills from the water surface is sorption. However, the disadvantage of using industrial oil sorbents to eliminate accidental oil and petroleum product spills from the water surface is their high cost, low oil absorption rates and absence in emergency situations. The way out of this situation is the use of cellulose-containing wood processing waste and agricultural raw materials as oil sorbents. The bark of coniferous trees, as shown by the analysis of literary sources, is a promising oil sorbent for the elimination of accidental spills of hydrocarbons from the water surface. The purpose of the research is to determine the sorption characteristics of native and modified samples of pine bark (Pinus sylvestris) for oil in order to evaluate the effectiveness of its use as an oil sorbent for removing hydrocarbon spills from the water surface. Object and methods. The bark of the Scots pine, crushed native and modified by ultrasound exposure for 5 hours, was studied as a sorption material for oil from Devonian and carbon deposits. The values of the maximum oil absorption and water absorption of the crust under static conditions are determined. Some physico-chemical parameters of the native and modified bark of the Scots pine are determined, as well as the physico-chemical parameters of sorbates, which were used as oil from the Devonian and carbon deposits of the Tumutukskoye field (Republic of Tatarstan). The values of total oil and water absorption, oil absorption and water absorption separately, as well as the efficiency of oil extraction depending on its type from the water surface are determined. Results and discussion. It has been determined that ultrasonic treatment of the bark of Scots pine contributes to an increase in buoyancy and bulk density, as well as an increase in the maximum oil absorption index and a slight decrease in maximum water absorption. It was also determined that the ultrasound-modified pine bark has higher oil extraction efficiency from the water surface. It has been shown that ultrasonic exposure to pine bark promotes the extraction of low molecular weight fragments of biopolymers into an aqueous medium, which leads to an increase in the pore space of the sorption material. Conclusion. Modified pine bark can be recommended as an oil sorbent for the extraction of oil hydrocarbons when they spill on the water surface.

Keywords: Scots pine, Pinus sylvestris, bark, oil, water surface, removal.