Вестник МГТУ. 2019, Т. 22, № 1.

Фокина Н. В. Перспективы использования сорбентов различной модификации. Материалы и методы Для очистки водной поверхности от НП в качестве сорбента использовали алюмосиликатный минерал вермикулит, одно из крупнейших в мире месторождений которого находится на территории Мурманской области. Термоактивированный сорбент на основе вермикулита характеризуется развитой удельной поверхностью, биостойкостью и химической инертностью. Для более эффективного извлечения НП с поверхности воды вермикулитовому сорбенту необходимо придать гидрофобные свойства. При выборе гидрофобизаторов следует учитывать степень их токсичности, адгезию к поверхности сорбента, термическую и химическую устойчивость, а также экономическую целесообразность. В нашей работе мы использовали нещелочное кремнийорганическое соединение - олигометилсилоксан (производственное название ''Пента-804''), а также 3-аминопропилтриэтоксисилан с последующей активацией глутаровым альдегидом, что позволило иммобилизовать бактериальные клетки на носителе с помощью биоспецифической адсорбции (ковалентная иммобилизация на нерастворимых носителях). Подобранные концентрации органических эмульсий и способы обработки сорбента позволили получить малогорючие и негорючие гидрофобные сорбенты, нефтеемкость которых достигала 6 г/г, влагоемкость в течение трех дней не превышала 0,5 вес.%, а способность удерживаться на поверхности воды сохранялась более 10 суток [15]. В предварительных исследованиях из нефтезагрязненных почв Кольского полуострова были выделены доминирующие штаммы углеводородокисляющих бактерий и проведены опыты по выявлению их деструкционной активности. Для иммобилизации на поверхности гидрофобных сорбентов были выбраны 2 штамма бактерий, относящихся к роду Pseudomonas. Количество бактериальных клеток в суспензии до иммобилизации и количество клеток, иммобилизованных на поверхности сорбента, определяли методом посева. Для иммобилизации бактериальных клеток на модифицированных вермикулитовых сорбентах бактериальную суспензию (плотностью 108кл/мл) с помощью электрической мешалки тщательно перемешивали с сорбентом в течение двух часов (150 мл на 10 г сорбента). Затем сорбент пропускали через сито с размером ячеек 0,5 мм и сушили под инфракрасной лампой. Для исследования использовали колбы емкостью 250 мл, в которые добавляли по 150 мл воды, 5 мл дизельного топлива (ДТ) и 3 г сорбента. Варианты опыта: 1 - вермикулитовый сорбент (ВС) + вода + ДТ; 2 - гидрофобный ВС, обработанный модификатором "Пента-804", + вода + ДТ; 3 - ВС с ковалентной сшивкой + вода + ДТ; 4 - ВС с иммобилизованными бактериальными клетками (ВСБ) + вода + ДТ; 5 - гидрофобный ВСБ + вода + ДТ; 6 - ВСБ с ковалентной сшивкой + вода + ДТ; 7 - ВСБ на воде; 8 - бактериальная суспензия; 9 - вода + ДТ. Колбы держали в термостате в течение 3 и 7 дней, после чего сорбент отфильтровывали через сито. Концентрацию нефтепродуктов в жидкой и твердой фазах определяли методом ИК-спектрометрии на анализаторе нефтепродуктов АН-2. Следующий этап работы заключался в изучении эффективности сорбентов для очистки воды и почвы, загрязненных нефтепродуктами, при различных способах их внесения. Для работы использовали воду, соленость и плотность которой за счет добавления морской соли соответствовала средним показателям для Баренцева моря (соленость 33 %, плотность 1,025 г/см3). В качестве загрязнителя использовали товарную нефть Приразломного месторождения. В сосуды с водой, площадь поверхности которых составляла 330 см2, добавляли по 30 мл нефти (25,5 г). Через 7 часов после загрязнения вносили сорбент. Использовали 2 способа применения вермикулитового сорбента. В первом случае сорбент рассыпали по поверхности воды с нефтью, во втором случае сорбент находился в матах из нейлоновой сетки с размером ячеек 1Ч1 мм, маты помещали на поверхность воды. Количество сорбента составляло 15 г на 30 мл нефти. Продолжительность эксперимента - 6 суток, температура воды поддерживалась в диапазоне 14-20 °С. По завершению лабораторного эксперимента сорбенты удаляли с поверхности воды. Для постановки лабораторных опытов по очистке почвы от нефтепродуктов использовали Al-Fe-гумусовый подзол. Почву помещали в пластиковые контейнеры и вносили по 100 г нефти на 2 кг почвы. После впитывания и распределения нефти в толще почвы вносили сорбенты: гидрофобный сорбент в нейлоновых мешочках (30 г), полностью покрывая площадь разлива; гидрофильный сорбент вносили 102