Научная статья на тему 'Адсорбционные свойства торфа и продуктов его переработки'

Адсорбционные свойства торфа и продуктов его переработки Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

CC BY
1419
249
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ТОРФ / PEAT / ГУМИНОВЫЕ КИСЛОТЫ / HUMIC ACID / ЛИГНИН / МОДИФИКАЦИЯ / АДСОРБЕНТ / ADSORBENT / LIGNIN MODIFICATION

Аннотация научной статьи по промышленным биотехнологиям, автор научной работы — Гаврилов С.В., Канарская З.А.

Показано, что адсорбирующие свойства торфа обусловлены присутствием в его составе гуминовых кислот и лигнина. Торф и его модифицированные продукты могут успешно использоваться в качестве адсорбентов для очистки сточных вод и почвы от загрязнений. Рекомендовано адсорбенты на основе торфа модифицировать.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по промышленным биотехнологиям , автор научной работы — Гаврилов С.В., Канарская З.А.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Адсорбционные свойства торфа и продуктов его переработки»

УДК 661.152.4

С. В. Гаврилов, З. А. Канарская

АДСОРБЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ТОРФА И ПРОДУКТОВ ЕГО ПЕРЕРАБОТКИ

Ключевые слова: торф, гуминовые кислоты, лигнин, модификация, адсорбент.

Показано, что адсорбирующие свойства торфа обусловлены присутствием в его составе гуминовых кислот и лигнина. Торф и его модифицированные продукты могут успешно использоваться в качестве адсорбентов для очистки сточных вод и почвы от загрязнений. Рекомендовано адсорбенты на основе торфа модифицировать.

Keywords: peat, humic acid, lignin modification, the adsorbent.

Have been shown that the absorption properties of peat due to the presence in its composition of humic acids and lignin. Peat and its modified products can be successfully used as adsorbents for wastewater treatment and soil from contamination. Recommended adsorbents based on peat modified.

Актуальность

Одно из требований предъявляемых к адсорбентам наряду с высокой адсорбционной способностью, является их доступность по стоимости. В этой связи весьма актуально применение в качестве адсорбентов материалов природного происхождения. К таким адсорбентом можно отнести минеральные адсорбенты диатомиты, бентониты т.п. [1,2]. Актуально применение в качестве адсорбентов торфа и продуктов его переработки. Как показано ниже, адсорбционные свойства торфа обусловлены присутствием в торфе гуминовых кислот и лигнина, которые способны поглощать ионы тяжелых металлов, нефтяные загрязнений, токсины.

Основные сведения о составе торфа

Торф - это осадочное полезное ископаемое, которое образуется из отмершей болотной растительности вследствие неполного ее микробиологического разложения при условии избыточного увлажнения и слабом доступе кислорода.

Процесс разложения растительных тканей в основном происходит в аэробных условиях (при доступе воздуха) в самом верхнем слое болота, который называется торфогенным. По мере разрастания на торфогенном слое молодых растений этот слой постепенно изолируется от доступа воздуха, вследствие чего соответственно замедляется и почти прекращается разложение растительных остатков, которые консервируются и в таком виде сохраняются на протяжении тысячелетий. Годовой прирост торфяной залежи в толщину составляет в среднем 1 мм. Для накопления слоя торфа мощностью 6 - 8 м необходимо примерно 6 - 8 тысяч лет [3].

Основу торфа составляют остатки растений - торфообразователей - твердых высокополимеров целлюлозной природы, продукты их распада и лигнин. Кроме органической части, в торфе содержатся минеральные компоненты.

Неорганическая часть

представлена нерастворимыми минералами разной природы, адсорбционными образованиями минералов с гуминовыми веществами и другими продуктами распада, неорганическими

компонентами торфяной воды, ионообменными гетерополярными органоминеральными

соединениями и комплексно - гетерополярными производными [4].

Адсорбция минеральных веществ торфом

Адсорбционные свойства торфа связаны с присутствием в структуре таких ковалентно-связанных с матрицей функциональных групп, как аминные, амидные, спиртовые, альдегидные, карбоксильные, карбоксилатные, кетонные, фенольные, хинонные, пептидные и метоксильные. Также адсорбционные свойства торфа обусловлены присутствием полимолекулярных ассоциатов, характеризующихся более или менее определенной организацией на макроуровне, в частности гуминовых веществ (в основном гуминовых и фульвокислот) и лигнина [5].

Высокая обменная емкость гуминовых кислот, способность к аккумуляции и влияние на миграцию ионов металлов в почвах и наземных ландшафтах открывает широкие возможности для производства на их основе ионообменных адсорбционных материалов [6]. Следует отметить, что и лигнин торфа обладает развитой поверхностью, высокими адсорбционными свойствами по отношению к веществам различной природы [7].

Факторы, влияющие на адсорбцию ионов металлов торфом и его производными, включают рН, продолжительность контакта адсорбата с адсорбентом, а также наличие конкурирующих металлов. Оптимальный диапазон рН для адсорбции ионов металлов, как правило, 3,5 - 6,5. Присутствие более одного металла в растворе создает конкуренцию за адсорбционные центры в гуминовых кислотах и лигнине [8,9].

Торф обладает высокой сорбционной способностью по отношению к металлам [10,11]. Способность торфа к адсорбции тяжелых металлов используется при очистке сточных вод.

Изучена характеристика адсорбционных свойств верхового торфа по отношению к ионам и РЬ + в статических условиях и показано влияние основных факторов (продолжительность контакта фаз, концентрация растворов, температура) на процесс адсорбции [12]. В качестве объекта

исследования отобрана типичная для Архангельской области верховая торфяно - болотная почва низкой степени разложения (Р = 5%), залегающая на мощном торфе и состоящая в основном из сфагновых мхов и опада пушицы. Исследования показали, что адсорбция ионов С^+ и РЬ2+ зависит от радиуса иона и плотности заряда. Из двух изученных ионов одинакового заряда в большей степени адсорбируются ионы имеющие больший радиус, так как они более поляризованы и лучше притягиваются заряженной поверхностью адсорбента, а ионы меньшего радиуса более склоны к гидратации и формированию гидратной оболочки, снижающей такое электростатическое

взаимодействие. Радиус иона кадмия составляет 0,099 нм, а радиус иона свинца - 0,126 нм, следовательно, адсорбционная емкость адсорбентов по отношению к ионам свинца должна быть выше, чем по отношению к ионам кадмия, что подтверждается экспериментальными данным.

Исследована адсорбция хлоридов из растворов хлоридов №, К, Са различной концентрации песком и торфом Велижанской торфоразработки в сухом виде [13]. Для приготовления растворов хлоридов использовалась дистиллированная вода. Количество

адсорбированных хлоридов определяли по соотношению электропроводности начального раствора и фильтрата. Показано, что адсорбция хлоридов из раствора более активно при фильтрации жидкости через торф, поскольку удельная поверхность торфа больше удельной поверхности песка. Ионы хлоридов калия и кальция имеют большую массу по сравнению с ионами натрия и поэтому эффективнее поглощаются из раствора. Установлено, что при фильтрации растворов хлоридов различной концентрации через рассматриваемый адсорбент эффективное поглощение ионов происходит на первых трех-четырех порциях раствора. Затем наблюдается насыщение адсорбента ионами и эффективность их адсорбции снижается.

Исследована иммобилизационная

способность гуминовых кислот выделенных из торфа к ионам Си2+ [14]. Среди тяжелых металлов, медь наиболее широко представлена в исследованиях как поллютант почв. По результатам потенциометрического титрования содержание карбоксильных групп в образце гуминой кислоты составило 1.8 ммоль/г, общее содержание функциональных групп - 3,5 ммоль/г. Содержание растворимой гуминовой кислоты оценивали фотоэлектроколориметрически. Эксперимент по адсорбции ионов меди проводили в статических условиях при 25 °С. Навески воздушно сухой гуминовой кислоты массой 0,1 г вносили в стеклянную колбу. К ним добавляли раствор соли меди, варьируя концентрацию ионов Си2+ от 4.0-106 до 1.6-10-3 М. Ионную силу растворов поддерживали постоянной (0,1 М), используя №N03. Общий объем раствора в каждой колбе доводили дистиллированной водой до 100 мл. Для стабилизации рН растворов использовали

автоматический титратор АТП-02. Пробы перемешивали в течение суток, используя термостатируемый встряхиватель КТ-104, температура - 25 °С, скорость вращения 150 об/мин. Концентрацию ионов Cu2+ в растворах определяли атомноабсорбционным методом на

спектрофотометре AAS-30. ИК-спектры гуминовой кислоты и продуктов адсорбции записывали, используя ИК-Фурье спектрометра Nicolet 380. Образцы для исследования изготовляли в виде таблеток с KBr.

Показано, что растворимость гуминовых кислот в водной среде при рН = 3.5-4.0 остается низкой, но резко возрастает при рН > 5.0, что способствует мобильности ионов Cu. Для понижения растворимости гуминовых кислот при рН > 5.0 предложено обрабатывать её ионами Fe3+ в количестве 0.1 ммоль/г гуминовых кислот. Анализ изотерм адсорбции ионов Cu2+ гуминовых кислот показал, что при повышении рН от 3.5 до 5.0 происходит увеличение их адсорбционной емкости от 0.68 до 1.12 ммоль/г, усиление связи ионов Cu2+ с ионами — СОО—, уменьшение значения молярного коэффициента обмена H+/Cu2+ с 1.8 до 1.2.

Исследована кинетика адсорбции из водных растворов ионов меди и кобальта верховым торфом. Эффективность адсорбции рассчитывали с использованием кинетического уравнения изотермы Лэнгмюра с учетом существования в торфе двух центров адсорбции [15]. Адсорбцию ионов меди (II) и кобальта (II) природным адсорбентом проводили в статических условиях. Навеску торфа массой 0,2 г помещали в стакан, добавляли 100 мл дистиллированной воды. Затем определяли исходную pH раствора и добавляли раствор соли меди или кобальта таким образом, чтобы концентрация полученного раствора составляла: для меди 1,3х10-4 моль/л, для кобальта 9,9 х 10-4 моль/л. Концентрацию ионов в водном растворе определяли методом инверсионной вольтамперометрии используя полярограф АВС 1.1 при скорости вращения электрода 2000 об/мин и продолжительности накопления 180 с с использованием в качестве фонового электролита насыщенного раствора KCl. Адсорбцию ионов проводили в течение одного часа. Через каждые 5 мин отбирали пробу раствора и определяли концентрацию ионов меди или кобальта и pH раствора. В исследовании показана эффективность природного ионообменника из торфа по отношению к исследуемым ионам приближается к 100 % от исходной концентрации меди.

В результате ракетно - космической деятельности в РФ происходит загрязнение районов падения первых ступеней ракет - носителей применяющимся. в качестве ракетного топлива, несимметричным диметилгидразином (НДМГ), который обладает токсичным и мутагенными свойствами. Снижение экологических рисков от его применения осуществляется технологиями детоксикации почв районов падения. Целью работы являлось определение основных факторов, влияющих на процесс адсорбции НДМГ верховым

торфом. Объектом исследования являлся верховой торф низкой степени разложения (Р = 5 %), состоящий в основном из сфагновых мхов и опада пушицы. Исследование адсорбции проводили в статических условиях при соотношение твердой и жидкой фаз 1:625. Изменение равновесной концентрации несимметричного диметилгидразина выполнялось методом ионной хромотографии.

Установлено, что продолжительность достижения равновесия в системе адсорбент-раствор составляет 30 мин. Важную роль при адсорбции несимметричного диметилгидразина торфом играет кислотность среды, определяющая состояние и реакционную спосбность функциональных групп адсорбента. От кислотности среды также зависит форма существования адсорбируемого вещества (ионная, молекулярная, коллоидная), изменяя которую можно управлять адсорбцией. Наибольшая адсорбционная способность торфа по отношению к НДМГ наблюдается при рН = 6. На основании результатов исследований, можно утверждать, что торф облает повышенной адсорбционной способностью к несимметричному диметилгидразину [16].

Применение торфа для очистки сточных вод

Гуминовые кислоты являются более эффективными реагентами по сравнению с известными щелочными реагентами для извлечения из сточных вод тяжелых металлов, в частности ртути и ванадия [17].

Разработан способ получения гуминового концентрата для очистки сточных вод [18]. Способ получения гуминового концентрата включает электролиз водных растворов солей гуминовых кислот, экстрагированных щелочным реагентом из природных гумитов и каустобиолитов. Электролиз проводится в зоне между анодом и катодом при установлении на аноде электрического потенциала, достаточного для разряда анионов гуминовых кислот, но более низкого, чем потенциал разряда гидроксильных ионов. В результате на поверхности анода образуется гуминовый концентрат, который непрерывно удаляется из зоны электролиза и с поверхности анода. Устройство для получения гуминового концентрата, включает в себя, электролизную ванну - катод в виде горизонтально установленного цилиндрического желоба с торцевыми стенками, который имеет подводящие и отводящие патрубки, и анод, выполненный либо в виде барабана, либо выполненный в виде диска. Устройство имеет также приспособление для удаления целевого продукта с поверхности анода.

Используемый в этом способе гуминовый концентрат, взятый в количестве от около 0,1 до около 10,0 мас % образует с присутствующими в осадках сточных вод ионами тяжелых металлов водонерастворимые соединения. Образование водонерастворимых соединений катионов тяжелых металлов с гуминовым концентратом исключает их миграцию и предотвращает тем самым поступление тяжелых металлов в подземные воды и в растения. Обладая высокой влагоемкостью, гуминовый

концентрат удерживает воду в виде физически связанной и иммобилизованной воды, обеспечивая тем самым дополнительное взаимодействие частиц осадка электростатическими и капиллярными силами связи.

Доза внесения гуминового концентрата в осадки сточных вод определяется общим содержанием катионов тяжелых металлов, степенью обезвоживания осадков (их влажностью), отношением концентрацией органического и минерального вещества и составляет 0,1 - 15 % от массы сухого вещества осадков. Полученное соединение гуминовых кислот и ионов тяжелых металлов представляет собой материал, который возможно складировать на полигонах для захоронения бытовых и промышленных отходов (на свалках городских и промышленных отходов), используя в качестве изолирующего материала.

Торф может выступать в качестве эффективного адсорбента для поглощения ионов 1Ю2 В работе [19], представлены результаты изучения кинетики поглощения катиона природными адсорбентами цеолитами и торфом методом ограниченного объема. Выявлено влияние зернения адсорбентов, температуры и концентрации исследуемых растворов на скорость адсорбции. Показано, что механизм поглощения и022+ природными адсорбентами является смешанно -диффузионным. Использование метода прерывания позволило установить механизм ионообменного поглощения и022+ природными адсорбентами. Метод прерывания состоит в прекращении контакта адсорбента с адсорбатом, в результате чего происходит выравнивание градиента концентраций поглощаемого вещества, что приводит к резкому увеличению скорости адсорбции после возобновления контакта. Объектами исследования служил низинный торф месторождения Томской области и цеолиты (пегасин, хонгурин) Кемеровского и Якутского месторождений соответственно. Торф перед определением кинетических характеристик по отношению к и022+ гранулировали со связующим

карбоксилметилцеллюлозой (КМЦ). Полученные гранулы далее высушивали в сушильном шкафу при температуре 120 °С. Затем используя сита с различными диаметрами отверстий отбирали определенные размеры цеолитов, а также гранулированных торфяных адсорбентов, которые использовали в исследованиях.

Анализ кинетических зависимостей адсорбции показал, что скорость поглощения и022+ на всех исследуемых адсорбентах зависит от дисперсности адсорбентов, от концентрации и температуры исходных растворов. Наличие указанных признаков свидетельствует о смешанно-диффузионном механизме адсорбции.

Представленные результаты по исследованию кинетики поглощения/извлечения катиона и022+, а также механизма его связывания с функциональными группами природных цеолитов и торфа свидетельствуют о перспективе их использования как дешевых и доступных сорбентов

в целях очистки сточных вод от радиоактивных загрязнителей.

Разработан адсорбент на основе гуминовых кислот, нанесенных на силикагель предварительно покрытый полигексаметиленгуанидином и изучены его адсорбционные свойства по отношению к основным органическим загрязнениям сточных вод [20]. В качестве источника гуминовых кислот использовали низинный торф со степенью разложения 22 %. Торф измельчали и просеивали через сито с диаметром отверстий 2 мм. Затем из торфа удаляли горный воск, для чего торф диспергировали в смеси этанола и гексана взятых в соотношении 1:1. На одну часть торфа добавляли три части смеси этанола и гексана и жидкую фазу, в которой растворялся горный воск, отфильтровывали. Твердый остаток промывали 0,1 моль/л HCl, встряхивая в течение часа для удаления остатков кремневых кислот, глины и карбонатов. Затем очищенный от горного воска и минеральных веществ торф обрабатывали 0,1 М NaOH, перемешивали на вибросмесителе 4 ч. Затем выдерживали при температуре окружающей среды 12 ч и центрифугированием при 3000 об/мин отделяли щелочной раствор гуминовых кислот. Щелочной экстракт обрабатывали соляной кислотой при рН=1, выдерживали при температуре окружающей среды 12 ч, и центрифугированием отделяли гуминовые кислоты при 3000 об/мин. Полученный осадок гуминовых кислот промывали дистиллированной водой до нейтральной среды и высушивали при температуре окружающей среды. Выход ГК составил 21,9 % мас.

Иммобилизацию ГК на силикагеле проводили двумя способами. Силикагель L100/400 предварительно смачивали водой. Гуминовые кислоты предварительно растворяли в 0,1 н. NaOH и в количестве 10 % от массы добавляли к носителю. Затем выпаривали жидкость, адсорбент промывали дистиллированной водой до нейтральной среды и снова высушивали. Для иммобилизации вторым способом использовали полигексаметиленгуанидина гидрохлорид (ПГМГ), который содержит активные NH4+ группы, образующие прочные связи с поверхностным слоем гуминовых кислот и таким образом прочно связывается с поверхностью силикагеля. Предварительно силикагель L100/400 смачивали 1 % раствором ПГМГ в воде. Затем выпаривали жидкость и наносили ГК описанным выше способом. Иммобилизация гуминовых веществ на поверхность модифицированного силикагеля происходит за счет образования большого количества водородных связей, а также амидных связей между карбоксильными группами гуминовых кислот и аминогруппами ПГМГ. Кинетические зависимости показали, что адсорбция тестовых веществ достигается в течение нескольких минут, за исключением диалкиламинов на адсорбенте, модифицированном совместно ГК и ПГМГ.

Предположительно, низкая скорость их адсорбции обусловлена установлением равновесия между аминогруппами модельного раствора и

аминогруппами поверхности ПГМГ. Различия в кинетике адсорбции алкилбензолов отмечено не было. Таким образом, полученный адсорбент может быть использован для очистки воды от широкого круга органических веществ, включающих компоненты нефтепродуктов, амины и фенолы.

Исследованы адсорбционно - структурные характеристики поверхностно-активных материалов синтезированных из торфа и алюмосиликата месторождений Липецкой области [21]. Объектом исследования являлись композиционные

адсорбенты, полученные нагреванием исходной смеси (в соотношении: торф 70 %, алюмосиликат 10 %, связующее (уголь марки Ж) 20%) при температуре 700 °С в течение 15 минут. Исходные компоненты относятся к минералам Липецкой области. Низинный торф Двуреченского месторождения, котороый имел следующий элементный состав: С - 58,05 %, Н - 6,1 %, N2- 0,5 %, S - 0,3%, О2 - 35,05 %. Каолинит Лукошкинского месторождения имел следующий химический состав: SiO2 - 73,01%, CaO - 5,61%, Fe2O3 - 4,097%, MgO - 1,70, !(К№)2О - 1,06%, Н2О - 2,90%.

С целью улучшения пористой структуры, полученные адсорбенты были модифицированы хлоридами железа и алюминия. Установлено, что наибольшим суммарным объемом пор, соответственно, 0,7975 и 0,4471 см3/г, обладали образцы адсорбента, модифицированные хлоридом железа. В результате добавления в качестве связующего угля наблюдается увеличение предельного адсорбционного объема, объёма микро -, и мезопор в 2,3 - 2,5 раза для исследуемых образцов адсорбента. Определено, что модифицирование хлоридами металлов приводит к увеличению микро - и мезопор в среднем в 4,5 раза. Установлено, что при обработке адсорбентов хлоридом алюминия наблюдается уменьшение объёма макропор в 2,0 - 2,5 раза. Модифицирование адсорбента хлоридом железа сопровождается увеличением объёма в 1,3 - 3,5 раза, и зависит от состава исходной смеси. Таким образом, полученные данные свидетельствуют о возможности использования синтезированных адсорбентов для извлечения широкого диапазона веществ из сточных вод

В пищевой промышленности существует, также как и в других отраслях, проблема очистки и утилизации промышленных сточных вод, в частности отходов мясоперерабатывающей и молочной промышленности [22]. Отходы мясокомбинатов и молокоперерабатывающих заводов содержат ценный комплекс растворенных веществ представляющих кормовую ценность для животных, в частности протеин, который является дефицитом в кормлении животных. Анализ плотности промышленных стоков свидетельствует о том, что их фильтрация через верховой торф позволяет получить высокую степень очистки промышленных стоков, близкой к уровню водопроводной воды. Результаты исследований показали, что верховой торф обладает высокой

адсорбционной характеристикой и его можно рассматривать в качестве субстрата, способного удерживать органические и минеральные соединения мясоперерабатывающей и молочной промышленности. Возможно использование торфа, после использования как адсорбента, для производства кормовой добавки.

Предложена технология очистки хозяйственно - бытовых сточных вод малых населенных пунктов и нефтегазовых объектов в мелководных биологических прудах с торфяным субстратом и болотной растительностью. Рассматриваемые полютанты адсорбируются на частицах торфа, затем усваиваются растительностью. Микробиологическая

минерализация органического вещества

сопровождается образованием осадка, который в качестве органического удобрения может использоваться при рекультивации

восстанавливаемых земель [23].

Применение торфа для очистки почв от нефти

В условиях роста объемов добычи нефти и количества транспортных средств, работающих на жидком топливе, очистка сточных вод от нефтемаслопродуктов (НМП) становится одной из важных проблем охраны окружающей среды. Исследования российских и зарубежных ученых показывают, что адсорбенты из торфа могут поглощать до 8... 12 кг нефти на 1 кг своей массы [24-26]. Анализ состава и свойств рассматриваемых объектов показал, что при адсорбции торфом НМП из воды на эффективность поглощения влияют энергия взаимодействия молекул воды и углеводородов с различными компонентами торфа, а также общая пористость и размеры пор сорбента. Всесторонее рассмотрение приводит к выводу о зависимости емкости поглощения торфом от его группового состава, дисперсности, исходной влажности и способа модификации [27].

Исследовалась биологическая

рекультивация нефтезагрязненных почв, используя активацию микробиологической деструкции нефти в почве. Торф, вследствие своей структуры и наличия углеводородокисляющей микрофлоры (УОМ), может использоваться как адсорбент нефтяных углеводородов, так и их биодеструктором. Численность УОМ в торфе в 4 - 5 раз превышает аналогичный показатель для почв. Кроме того, микроорганизмы торфа не являются антагонистами почвенных микроорганизмов.

В работе исследованы торфы различного видового состава, степени разложения, влажности, дисперстности. Использование торфа для деструкции нефтяных углеводородов требует его активации путем внесения азотно - фосфорных удобрений с последующей инкубацией в мезофильном режиме в течении 3 - 7 суток. Активированный торф при внесении его в нефтяную среду обеспечивает рост общей численности УОМ по сравнению с их численностью в нативном торфе. В начале опыта, после внесения торфяного

мелиоранта, и в конце, спустя 3,5 мес., с почвенного горизонта глубиной 20 см взяты пробы на анализ. Эффективность торфяного мелиоранта оценивалась степенью деструкции нефтяных углеводородов. Из исследованных образцов торфа различного видового состава наибольшей адсорбционной способностью по отношению к нефти, обладает верховой малоразложившийся торф моховой и травяной группы, с губчатой и волокнистой структурой. Адсорбционная емкость торфа по отношению к нефти зависит от степени разложения и для верхового торфа составляет 8 - 10 г нефти/г торфа, для низинных 2 - 4 г нефти/г торфа [28,29].

Установлено, что использование препаратов на основе гуминовых кислот позволяет, в частности, снижать поступление радионуклидов в растения [30,31].

Исследованы биостимулирующие и детоксицирующие свойства гуминовых кислот различного происхождения в условиях нефтезагязненной почвы [32]. Показано, что исследованные ГК проявляют биостимулирующие и детоксицирующие свойства в условиях нефтезагрязненной почвы. Наибольший эффект при этом оказали ГК бурых углей компании АШпсИ (США) и ГК торфа, механоактивированного в присутствии щелочи. Наличие ароматического каркаса обеспечивает способность ГК к связыванию органических соединений, поэтому по мере возрастания вклада ароматического каркаса в структуру ГК увеличивается их сродство к гидрофобным органическим соединениям. Максимальное содержание ароматических веществ характерно для ГК АИпсИ, что определяет их высокую связывающую и детоксицирующую способность по отношению к нефти.

Изучение действия гуминовых препаратов торфа по отношению к нефти представляет большой практический интерес для поиска новых детоксицирующих агентов растительного происхождения, использование которых не сопряжено с опасностью вторичного загрязнения [33].

Исследована эффективность торфяных мелиорантов различных составов, полученных из торфа месторождения «Сингапай», при рекультивации нефтезагрязненных почв

Нефтеюганского района ХМАО. Эффективность торфяных мелиорантов оценивалась степенью деструкции нефтяных углеводородов, а также изменениями, произошедшими внутри группы парафино-нафтеновых углеводородов нефти.

Использование торфяных мелиорантов позволяет в короткие сроки провести рекультивацию нефтезагрязненных почв и вернуть их в хозяйственный оборот [34]. Производственный опыт по проверке эффективности торфяных мелиорантов был заложен на территории Усть-Балыкского нефтяного месторождения

Нефтеюганского района. После внесения торфяного мелиоранта с почвенного горизонта глубиной 5-10 см были отобраны пробы для анализа исходного содержания нефти в почве. Пробы почвы были

также отобраны и по завершении опыта. Эффективность торфяных мелиорантов оценивалась степенью деструкции нефтяных углеводородов, а также изменениями, произошедшими внутри группы парафино-нафтеновых углеводородов нефти.

Влияние торфяных мелиорантов на биологическую активность нефтезагрязненной почвы оценивалось динамикой численности углеводородокисляющих микроорганизмов.

Полученные экспериментальные данные свидетельствуют, что во всех рассматриваемых вариантах за время проведения опыта процессы деструкции нефтяных углеводородов происходили с различной интенсивностью. Как показывают результаты, степень очистки определяется исходным уровнем загрязнения. Чем ниже исходный уровень загрязнения, тем выше степень очистки почвы, которая составила от 55 до 88 % в зависимости от исходного уровня загрязнения. При этом на контрольном варианте без внесения торфяного мелиоранта степень очистки почвы составила 4 %.

Выводы

Адсорбирующие свойства торфа обусловлены присутствием в его составе гуминовых кислот и лигнина. Торф и его модифицированные продукты могут успешно использоваться в качестве адсорбентов для очистки сточных вод и почвы от загрязнений.

В зависимости от сферы применения целесообразно модифицировать адсорбенты на основе торфа

Литература

1. А.А. Стрыженок, Научный журнал КубГАУ, 10, 94, 2834 (2013).

2. М.С. Ежкова, Т. Ю. Мотина, Г. Я. Сафиуллина, А. М. Ежкова, Вестн. Казан. технол ун-та, 17, 12, 112-116 (2014).

3. О.А. Голубина, Физикохимия и биология торфа: Использования торфа в сельском хозяйстве, Томский ЦНТИ, Томск, 2011. 45 с.

4. И.И. Лиштван, Природопользование, 22, 47-57 (2012).

5. Л.Б. Наумова, Н.П. Горленко, А.И. Казарин, Химия растительного сырья, 3, 51-56 (2003).

6. И.И. Лиштван, А. М. Абрамец, Ю. Г. Янута, Г. С. Монич, Н. С. Першай, В. Н. Алейникова, Природопользование, 22, 92-96 (2012).

7. З.А. Канарская, А.В. Канарский, Ю.Д. Хабаров, Химия растительного сырья, 1, 59-63 (2001)

8. P.A Brown, S.A. Gill, S.J. Allen, Water Research, 34, 16, 3907-3916 (2010).

9. E. Eglite, J. Sire, M. Klavins, Mires and Peat, University of Latvia Press, Rïga, 2010, С. 198 - 206

10. Н.С. Ларионов, К.Г. Боголицын, М.В. Богданов, Химия растительного сырья, 4, 147-152 (2008).

11. L. Al-Faqih, P. D. Johnson, S. J. Allen, Bioresource Technol. 99, 1394-1402 (2008).

12. Ю.Г. Янута, Приложение к журналу Весщ. НАН БеларуЫ. Сер. xím. навук, 1, 65-68 (2011).

13. В.И. Семихин, Р.В. Малюгин, Е.А. Могильный, Технология и освоения скважин: Естественные и технические науки, 6, 50-54 (2012).

14. А.В. Портнова, В.В. Вольхи, Вестник Нижегородского ун-та им. Н.И. Лобачевского, 4, 71-75 (2008).

15. А.В. Жуйкова, Н.П. Горленко, Е.Б. Чернов, Л.Б. Наумов, Вестник ТГАСУ, 3, (2013).

16. М,П, Семушина, К,Г, Боголицын, А.Ю. Кожевников, Д.С. Косяков, экология и промышленность России, июль 2012 ВЕРХОВЫМ ТОРФОМ С. А. Эпштейн, Ю. А. Титорова, И. М. Мейдель, Горный информационно-аналитический бюллетень, 5, 307-311 (2012).

17. С.А. Эпштейн, Ю.А. Титорова, И.М. Мейдель, Горный информационно-аналитический бюллетень, 5, 307-311 (2012).

18. № патента 2125039

19. Л.Б. Наумова, М.А. Киселёва, Л. А. Егорова, Вестник ТГАСУ, 3, 243-255 (2013).

20. О.В. Ветрова, М.С. Бурметьева, М.А. Гавриленко, Известия Томского политех. ун-та, 322, 3, 18-21 (2013).

21. И.В. Глазунова, Ю.Я. Филоненко, С.И. Савельев, М.В. Веретина, Экология Центрально-Черноземной области РФ,1, 30-35 (2009).

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

22. А.Н. Панов, Т.В. Лычева, Н.М. Белоусов, Л.В. Касимова, Известия Самарского науч. центра РАН, 12, 1(4), 1020-1022 (2010).

23. О.Г. Савичев, Известия Томского политех. ун-та, 312, 1, 69 - 74 (2008).

24. Т.В. Коронелли, Прикладная биохимия и микробиология, 32, 6, 579-585 (1996).

25. В.Ф. Мадякин, М.В. Мадякина, И.Г. Ганеев, С.В. Сухова, Вестн. Казан. технол ун-та, 15, 24, 118-121 (2012).

26. Д.Г. Сидоров, И.А. Борзенков, Р.Р. Ибатулин, Е.И. Милехина, И.Т. Храмов, С.С. Беляев, М.В. Иванов, Прикладная биохимия и микробиология, 33, 5, 497-502 (1997).

27. О.В.Гашкова, Комунальне господарство мкт, 107, 308-313 (2013).

28. I. I. Lishtvan The 1st International nuclear chemistry congress (Kusadasi, Turkey, May 22-29, 2005). Abstracts. Kusadasi, 2005. P. 163.

29. I. I. Lishtvan The 2nd International Conference on Radioactivity in the Environment (Oslo, Norway, August 21-25, 2005). Abstracts. Oslo, 2005. P. 204.

30. Т.И. Бурмистрова, Т.П. Алексеева, Н.Н. Терещенко, Л.Д. Стахина, Вестник Томского гос. педагогического ун-та,3, 137-141 (2010).

31. Т.П. Алексеева, Л. Д. Стахина, В.П. Середина, Химия растительного сырья, 3, 157-160 (2009).

32. А.А. Иванов, Н.В. Юдина, Е.В. Мальцева, Е.Я. Митис, Химия растительного сырья,1, 99-103 (2007).

33. Н.Ю. Гречищева. Автореф. дисс. канд. хим. наук, Российский гос. ун-т нефти и газа им. И. М. Губкина, М, 2000. 29 с.

34. Т.И. Бурмистрова, Т.П. Алексеева, В.Д. Перфильева, Н.Н. Терещенко, Л.Д. Стахина, Химия растительного сырья, 3, 69-72 (2003).

© С. В. Гаврилов - асп. - каф. ПИМП, КНИТУ, ser_gavr@mail.ru; З. А. Канарская - канд. тех. наук, доц. каф. пищевой биотехнологии КНИТУ, zosya_kanarskaya@mail.ru.

© S. V. Gavrilov - graduate student of Food Engineering in small enterprises, KNRTU, serg-gavr@mail.ru; Z. A. Kanarskaya - Ph.D, Associate Professor, Department of Food Biotechology, KNRTU, zosya_kanarskaya@mail.ru.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.