Учеными из Тольятти и Саратова разработаны поглощающие материалы для эффективного сбора нефти в условиях крайне низких температур. Как сообщает пресс-служба Тольяттинского государственного университета, это позволит ускорить ликвидацию последствий аварийных разливов в арктическом регионе.
Иллюстративное фото. Источник: ibtimes.co.uk
Ирина Медведева
Сорбционные материалы для арктических условий
Специалисты Тольятинского (ТГУ) и Саратовского (СГУ) государственных технических университетов предложили метод, делающий устранение нефтяных загрязнений в Арктике более оперативным и контролируемым. Ими созданы сорбенты, которые не только обладают высокой нефтеемкостью на морозе, но и благодаря введенным магнитным частицам могут быть легко удалены после завершения очистки.
Данная инновация призвана разрешить одну из наиболее серьезных экологических проблем, возникающих при интенсивной разработке месторождений на арктическом шельфе, где сконцентрированы огромные ресурсы углеводородов. Аварии при добыче или перевозке нефти в этой зоне несут повышенные риски. Суровый климат, наличие льда и чувствительные природные системы диктуют необходимость применения особых технологий.
Как поясняют в Минобрнауки, в арктической зоне холод оказывает комплексное воздействие. Увеличенная вязкость нефтепродуктов и лед могут сдерживать их распространение, но одновременно замедляют естественное биологическое разложение, приводят к формированию стойких эмульсий и плотной нефтяной пленки. В ведомстве отмечают, что для защиты уязвимой экосистемы Арктики первостепенное значение имеют оперативность и техническая совершенность применяемых методов ликвидации.
Новые сорбционные материалы были разработаны именно как средство для оперативного и результативного реагирования. Их производят из вторичных ресурсов — это отходы полиэтилентерефталата (ПЭТ), древесные опилки и ферритизированные гальваношламы.
Такое инженерное решение не только повышает экономическую эффективность технологии, но и способствует переходу к циклической экономике, обеспечивая утилизацию промышленных отходов.
Нефтеемкость сорбентов — свыше 99%
Высокие эксплуатационные характеристики инновационных сорбентов подтвердились в ходе лабораторных тестов в моделированной морской воде с соленостью 32–35‰, воспроизводящей среду северных морей.
По данным министерства, материалы показали рекордную скорость сорбции, уловив свыше 99% нефтяной пленки в течение всего 20 минут. Это в полтора-два раза превышает скорость работы существующих коммерческих аналогов.
Ключевым для применения в Арктике является свойство материалов сохранять работоспособность в экстремальном холоде: при температуре -5°C их нефтеемкость достигает 22 граммов нефти на грамм сорбента. Этот результат существенно превосходит показатели распространенных на рынке средств, например, «Спилсорба» (9,0 г/г) или «Ньюсорба» (4,6–9,0 г/г).
Эффективное удаление сорбента — второй этап технологии
Дополнительным преимуществом стала простота извлечения отработанного материала. Как установили исследователи, одна из разновидностей сорбента, содержащая ферритизированный гальваношлам, приобретает магнитные свойства. Это дает возможность быстро и полно собрать материал с водной поверхности при помощи магнита, что минимизирует трудовые затраты и угрозу повторного загрязнения среды.
Материалы также характеризуются повышенной стабильностью: благодаря выраженной гидрофобности (краевой угол смачивания составляет 130–140 градусов) они устойчивы к поглощению воды и могут оставаться на плаву до 96 часов. Эта особенность крайне важна для продолжительных операций в открытом море.
По мнению кандидата технических наук, доцента Института инженерной и экологической безопасности ТГУ, соавтора исследования Елены Татаринцевой, для Арктики значима не только результативность, но и практическая удобство применяемых решений.
Зачастую после процесса сорбции крайне сложно собрать материал, особенно среди ледяной крошки или в прибрежной полосе. Наш магнитный сорбент как раз решает данную проблему, повышая управляемость и снижая трудоемкость процесса ликвидации разлива, — приводит слова Татаринцевой пресс-служба ТГУ.
В настоящее время научный коллектив занимается усовершенствованием технологии для перехода к крупномасштабному производству. Ученые выражают готовность к сотрудничеству с нефтегазовыми компаниями для организации опытных испытаний в реальных условиях.