Научная статья на тему 'Биоремедиация почв при ликвидации нефтяных загрязнений'

Биоремедиация почв при ликвидации нефтяных загрязнений Текст научной статьи по специальности «Экологические биотехнологии»

CC BY
386
74
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
БИОРЕМЕДИАЦИЯ / СОРБЕНТ / НЕФТЕПРОДУКТЫ / BIOREMEDIATION / SORBENT / PETROCHEMICALS

Аннотация научной статьи по экологическим биотехнологиям, автор научной работы — Коваль К.С.

В статье рассмотрено влияние биоремедиации с использованием различных видов сорбента на процесс восстановления земель, загрязненных нефтепродуктами.

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

BIOREMEDIATION OF SOILS IN THE LIQUIDATION OF OIL POLLUTION

The article considers the influence of bioremediation using different types of sorbent recovery process of land contaminated by petroleum products.

Текст научной работы на тему «Биоремедиация почв при ликвидации нефтяных загрязнений»

Международный научно-исследовательский журнал ■ № 9(40) ■ Часть 2 ■ Октябрь

Таблица 3 - Общее количество аминокислот

Мясо верблюжье Показатели

Общее количество аминокислот серин тирозин Нуклеиновые кислоты

Мышечная ткань 18614 796 614 194

Верблюжатина 1категории 17884 752 580 174

Верблюжатина Пкатегории 18679 784 604 -

Мышечная ткань исследованных полуфабрикатов, освобожденная от поверхностного пленки, содержит 17,85-21,43% полноценных белков, что является важным качественным показателем верблюжьего мяса [3].

Соединительно-тканные (неполноценные) белки составляет 0,60-0,75% к мышечной ткани. Меньше их содержится в филейном мышце и внутреннем куске - 0,55%, а больше - в покромке - 0,85 и плечевой части лопатки -0,80%.

Мясо верблюжатины по биологическим, физико-химическим характеристикам является продуктом высокой пищевой ценности, содержащим значительное количество полноценного, оптимально сбалансированного по аминокислотному составу белка, жирнокислотный состав липидов которого, характеризуется высоким содержанием насыщенных и полиненасыщенных жирных кислот, с высоким выходом мышечной ткани, который можно использовать в производстве полуфабрикатов лечебно-профилактического и массового назначения.

Таким образом, верблюжатина является ценным белковым продуктом, оно содержит 19,4-21,1% белка, 1,84-20,9% азотистых веществ и небольшое количество жира. Белки мышечной ткани содержат полный набор незаменимых аминокислот (39,8-41,04%), на долю заменимых приходится 55,0-58,7 от их общего содержания.

Делая анализ научной литературы по верблюдоводству можно сделать выводы об эффективности развития верблюдоводства для производства мясных полуфабрикатов в Республики Казахстан.

Литература

1. Кененбай Ш.Ы., ТYЙе епнщ шишзатына сипаттама //МНПК «Зоотехническая наука Казахстана: прошлое, настоящее, будущее», - Алматы, 2014,-с237-241.

2. Баймуканов Д.А. Верблюдоводство Казахстана ХХ1века. - А.: Бастау, 2009.- 208с.

3. Кененбай Ш.Ы., Разработка технологии производства полуфабрикатов и мясопродуктов повышенной биологической ценности из верблюжатины, диссертация - Алматы: АТУ, 2002. - 253с.

References

1. Kenenbaj Sh.Y., Tu'ye etining shi''kizati'na si''pattama //MNPK «Zootehni''cheskaya nawka Kazahstana: proshloe, nastoyashhee, bwdwshhee», - Almaty, 2014,-P.237-241.

2. Bajmukanov D.A. Verbljudovodstvo Kazahstana XXIveka. - A.: Bastau, 2009.- 208s.

3. Kenenbaj Sh.Y., Razrabotka tehnologii proizvodstva polufabrikatov i mjasoproduktov povyshennoj biologicheskoj cennosti iz verbljuzhatiny, dissertacija - Almaty: ATU, 2002. - 253 s.

Коваль К.С.

Аспирант, ФГ АОУ ВПО Сибирский федеральный университет БИОРЕМЕДИАЦИЯ ПОЧВ ПРИ ЛИКВИДАЦИИ НЕФТЯНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ

Аннотация

В статье рассмотрено влияние биоремедиации с использованием различных видов сорбента на процесс восстановления земель, загрязненных нефтепродуктами.

Ключевые слова: биоремедиация, сорбент, нефтепродукты.

Koval K.S.

Postgraduate, Siberian Federal University

BIOREMEDIATION OF SOILS IN THE LIQUIDATION OF OIL POLLUTION

Abstract

The article considers the influence of bioremediation using different types of sorbent recovery process of land contaminated by petroleum products.

Keywords: bioremediation, sorbent, petrochemicals.

Общепризнано, что углеводороды являются одним из наиболее сложных природных объектов, который использует человек в различных сферах применения. Положительная динамика роста нефтезагрязненных почв отмечается во многих стран. Влияние нефтяного загрязнения на физико-химические свойства почвы связано, главным образом, с обволакиванием нефтью почвенных частиц в связи, с чем происходит сильное увеличение гидрофобности почвы, она утрачивает способность впитывать и удерживать воду, происходит вытеснение воздуха из почвенных пор, и, в конечном итоге, нарушается водный и воздушный режимы почвы. Утрата плодородия связана как с непосредственным гербицидным влиянием фракций нефти, так и с ухудшением агрохимических, физико -химических, агрофизических и биологических свойств почвы вследствие гидрофобности замазученных почв[1]. Биоремедиация является одним из наиболее действенных, экологичных, быстрых и эффективных с экономической точки зрения методов восстановления загрязненных земель. В процессе своей жизнедеятельности растения входят в сложные взаимоотношения с микроорганизмами, населявшими почву. Нефть оказывает существенное влияние на

38

Международный научно-исследовательский журнал ■ № 9(40) ■ Часть 2 ■ Октябрь

растения, вызывает изменения растительного покрова, уменьшает видовое разнообразие растений или вызывает их полное уничтожение, значительно ослабляет рост и развитие растений [2]. Но для того, чтобы из множества аборигенных видов растений и микроорганизмов выбрать подходящие для использования в биоремедиационном процессе, необходимо оценить их устойчивость к загрязнению нефтью и нефтепродуктами.

При этом существуют экосистемы, где нефтяное загрязнение оказывает слабое негативное воздействие или даже влияет на растения положительно. Известно, что в состав нефти входят и регуляторы роста растений [3]. Некоторые авторы считают, что нефть не влияет на прорастание семян растений [4].

Взаимодействие нефти с почвами определяется их свойствами. Реакция почв на загрязнение нефтью, их чувствительность к этим загрязнителям отличаются в разных почвенных зонах, также в пределах сопряженных ландшафтов [5]. Сорбция нефти почвами, например серыми лесными, зависит от содержания физической глины, гумуса, влажности. Зависимость носит сложный нелинейный характер, что свидетельствует о наличии нескольких механизмов сорбционного связывания углеводородов. Различия в адсорбции углеводородов могут быть связаны с минералогическим составом. На сегодняшний день наиболее приемлемым способом очистки нефтезагрязненной экосферы при проливах нефтепродуктов и нефти является применение сорбентов и механизированного способа сбора и удаления, с использованием сорбирующего материала [6]. Применение аборигенных видов микроорганизмов-нефтедеструкторов усиливает эффективность использования указанных видов сорбентов.

Внесение сорбентов используется для увеличения поглощения порога нефтяного загрязнения, при котором могут применяться растения в биоремедиации. Как следует из данных, исследований проведенных с использованием тканных и нетканых полиэфирных сорбентов, предоставленных научно-производственным объединением «Сибэкосорб» и Институтом нефти и газа Сибирского федерального университета. [7, 8], нетканый полиэфирный сорбент показывает себя лучше, чем тканый. Это обстоятельство вызвано тем, что за счет его большей рыхлости нетканый сорбент впитывает больше нефти, к тому же, за счет более высокого значения отношения поверхность/объем, микроорганизмы могут разлагать нефть, сконцентрированную на нетканом сорбенте, обладающем сетчатой структурой [9] т.е., его можно не удалять из почвы после технического этапа рекультивации. Рост бактерий на загрязненных почвах можно объяснить тем, что нефть и нефтепродукты являются дополнительным источником углерода для некоторых групп микроорганизмов. Характер изменения численности ризосферных бактерий при внесении нефтепродуктов в почву не зависел от принадлежности растений к семейству бобовых или злаковых, а в большей степени определялся их видовыми различиями. Таким образом, внесение в почву нефти и продуктов ее переработки в сочетании с сорбентами, в большинстве случаев стимулировало развитие ризосферной микрофлоры растений, как в лабораторных условиях, так и в естественной среде. Используемые нефтепродукты в данной концентрации не угнетали микробиологическую активность в почве, а, по-видимому, служили дополнительным субстратом для развития бактерий.

Литература

1. Яппаров А.Х., Дегтярева И.А., Хидиятуллина А.Я. Комплексный подход к рекультивации нефтезагрязненных почв // Современные проблемы науки и образования. - 2012. - № 1.

2. Лобачева А.А. Техногенная трансформация почвенно- растительного покрова в зоне влияния нефтеперерабатывающего предприятия: Автореф. Дис. ... канд. Биол. Наук.- Самара: Сам.ГУ. 2007. - 20 с.

3. Schwendinger R.B. Reclamation of soil contaminated with oil// J.Inst. Petrol. 2009. V.54. №35. P. 183-197.

4. Siddiqui S. Phitotoxicity and degradation of diesel hydrocarbons in the soil// Contaminated Soils, Sediments and Water. Abstr. 17-th InternationalConfer. Amherst. USA, 2013

5. R. ThomasReaction cells and collision cells for ICP-MS: a tutorial review S. Tanner, V. Baranov, D. Bandura SpectrochimicaActa B 57, 2012, 1361—1452

6. В.М. Мелкозеров, С.И. Васильев. Охрана окружающей среды и рациональное природопользование при разработке, эксплуатации нефтяных месторождений, транспортировке нефти и нефтепродуктов. LAMBERT Academic Publishing, Germany, 2011, 259 c.

7. ТУ 2254-001-02067876-2009. Поропласты композиционные.

8. А.Г. Левченко, М.И. Витковский, В.А. Куркин, А.С. Федотова. Рекультивация почв сельскохозяйственного назначения с применением сорбента «УНИПОЛИМЕР-М»// Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе.-2013г.-№10.-С.42-45.

9. Лапушова Л.А., Васильев С.И. Результаты исследования структуры полимерных сорбентов "Униполимер" для ликвидации техногенных разливов нефти и нефтепродуктов в журнале Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе №6, - 2015. стр.17-21

References

1. Japparov A.H., Degtjareva I.A., Hidijatullina A.Ja. Kompleksnyj podhod k rekul'tivacii neftezagrjaznennyh pochv // Sovremennye problemy nauki i obrazovanija. - 2012. - № 1.

2. Lobacheva A.A. Tehnogennaja transformacija pochvenno- rastitel'nogo pokrova v zone vlijanija neftepererabatyvajushhego predprijatija: Avtoref. Dis. ... kand. Biol. Nauk.- Samara: Sam.GU. 2007. - 20 s.

3. Schwendinger R.B. Reclamation of soil contaminated with oil// J.Inst. Petrol. 2009. V.54. №35. P. 183-197.

4. Siddiqui S. Phitotoxicity and degradation of diesel hydrocarbons in the soil// Contaminated Soils, Sediments and Water. Abstr. 17-th InternationalConfer. Amherst. USA, 2013

5. R. ThomasReaction cells and collision cells for ICP-MS: a tutorial review S. Tanner, V. Baranov, D. Bandura SpectrochimicaActa B 57, 2012, 1361—1452

6. V.M. Melkozerov, S.I. Vasil'ev. Ohrana okruzhajushhej sredy i racional'noe prirodopol'zovanie pri razrabotke, jekspluatacii neftjanyh mestorozhdenij, transportirovke nefti i nefteproduktov. LAMBERT Academic Publishing, Germany, 2011, 259 c.

7. TU 2254-001-02067876-2009. Poroplasty kompozicionnye.

39

Международный научно-исследовательский журнал ■ № 9(40) ■ Часть 2 ■ Октябрь

8. A.G. Levchenko, M.I. Vitkovskij, V.A. Kurkin, A.S. Fedotova. RekuTtivacija pochv sel'skohozjajstvennogo naznachenija s primeneniem sorbenta «UNIPOLIMER-M»// Zashhita okruzhajushhej sredy v neftegazovom komplekse.-2013g.-№10.-S.42-45.

9. Lapushova L.A., Vasil'ev S.I. Rezul'taty issledovanija struktury polimernyh sorbentov "Unipolimer" dlja likvidacii tehnogennyh razlivov nefti i nefteproduktov v zhurnale Zashhita okruzhajushhej sredy v neftegazovom komplekse №6, - 2015. str.17-21

Колпаков Е.А.1, Зуев Ю.Ю.2

'Бакалавр, Национальный исследовательский университет Московский энергетический институт,

2

кандидат технических наук, доцент,

Национальный исследовательский университет Московский энергетический институт АНАЛИЗ РАБОТЫ АКСИАЛЬНЫХ ГИДРОМАШИН НА ПОНИЖЕННЫХ СКОРОСТЯХ ВРАЩЕНИЯ

РОТОРОВ ПРИ ПОВЫШЕННЫХ НАГРУЗКАХ

Аннотация

Перечислены основные затруднения, препятствующие устойчивой работе аксиальных машин при работе низких и сверхнизких скоростях вращения ротора. Показаны наиболее перспективные направления решения задачи снижения нижнего предела скоростного диапазона машин.

Ключевые слова: аксиально-поршневая гидромашина, трение, регулирование, потери, кавитация, уплотнения, износ.

Kolpakov Е.А.1, Zuev Y.Y.2

'Bachelor, National research university Moscow power engineering institute 2PhD in Engineering, associate professor, National research university Moscow power engineering institute THE ANALYSIS OF THE OPERATION OF HYDRAULIC AXIAL-PISTON PUMPS AT LOWER ROTOR

SPEED AT THE ACCELERATED LOAD

Abstract

The main difficulties impeding the persistent operation of the hydraulic axion-piston pump at the low and ultralow rotor speeds are listed in this work; the most prospective ways to solve the problem of reducing the lower limit of the high-speed machines are shown.

Keywords: Hydraulic axial-piston pump, friction, control, losses, cavitation, seal, deterioration.

Аксиальные гидромашины с поршневыми и плунжерными вытеснителями (АпГМ) нашли широкое применение в технике, благодаря известным преимуществам: энергоёмкость, регулируемость и

реверсивность с высокими показателями быстродействия, обратимость (для конструкций с золотниковым распределением жидкости) компактность, достаточно широкий диапазон регулирования подачи (для насосов) или скоростей и тяговых моментов (для гидромоторов). Благодаря этому они получили широкое распространение во многих отраслях - в авиации, судостроении, строительной, горнодобывающей технике, грузоподъёмных механизмах, робототехнических устройствах, на транспорте и т.д.

Наблюдается тенденция применения АпГМ в системах, где от них требуется работа на низких и сверхнизких устойчивых частотах вращения, существенно меньших нижних предельных паспортных значений машин (робототехнические комплексы, станки, системы слежения и т.п.). Это приводит к целому ряду проблем при эксплуатации данной техники, которые конспективно рассматриваются в данной работе.

Особую актуальность имеет задача обеспечения низкой частоты вращения вала АпГМ в связи с использованием данных машин в объёмных гидроприводах с частотным регулированием (ОГП-ЧУ), где управление скоростью движения выходного звена привода осуществляется за счёт изменения частоты вращения вала АпГМ, связанного с валом приводящего электродвигателя [11].

Основными затруднениями, препятствующими работе АпГМ на низких скоростях, являются [1 - 4]:

• существенно различные значения трения покоя и движения в режимах страгивания вала машины, а также нелинейная зависимость трения от скорости перемещения контактирующих частей;

• малоизученные явления, связанные с колебанием объемных потерь при низких скоростях вращения ротора и меняющейся нагрузке;

• неравномерное (толчкообразное) вращение вала и, как следствие, высокий уровень вибраций, шума, повышенный износ, снижение ресурса и надёжности машин;

• нарушение теплового режима АпГМ обусловленное ухудшением теплоотвода вплоть до возможного вскипания рабочей жидкости и заклинивания подвижных частей [12].

Решениями, позволяющими существенно снизить нижний предел устойчивых скоростей вращения вала объёмно -роторной гидромашины (ОрГМ), в частности, АпГМ, могут являться следующие:

• применение многошариковых клапанов в узлах распределения жидкости АПГМ и согласование движения всасывающих клапанов с движение рабочих поршней в режиме номинальной подачи [4];

• разделение приводного вала для снижения нагрузок, действующих на золотниковые распределительные узлы и подшипники [3];

• использование новых видов подшипниковых узлов с малым трением на основе магнитных и комбинированных магнито-жидкостных подшипниковых опор [7];

• создание и использование подшипников с аномально низким трением на основе эффекта локально-зоновой ультразвуковой кавитации [10];

40

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.