CC BY
49
11. ДСТУ Б В.2.7-185:2009. Цементи. Методи визначення нормально! густоти, строгав тужавлення та pi3HOMipHOCTi змiни об'е-му. - К.: Мшрепонбуд, 2009. - 11 с.
12. ДСТУ Б В.2.7-187:2009. Будiвельнi матер1али. Цементи. Методи визначення мщносп на згин i стиск. - К.: Мiнрегiонбуд, 2009. - 22 с.
-□ □-
Розглянуто та проаналiзовано методи вико-ристання сфагнового моху у якостi сорбенту. Проаналiзовано дат в областi ^нуючих дослiд-жень поглинальних властивостей сфагнового моху, особливу увагу придшено його викори-станню у якостi нафтосорбенту. Проведено аналiз дослиджень щодо сорбщшних властивостей матерiалу та характер його взаемоди iз сорбатом. Визначено необхдтсть встановлення мехатзму сорбци сфагнового моху
Ключовi слова: сорбщя, сфагновий мох, структура сорбенту, абсорбщя, адсорбция, нафта, наф-
торозливи, водоочистка
□-□
Рассмотрены и проанализированы методы использования сфагнового мха в качестве сорбента. Проанализированы данные в области существующих исследований поглощающих свойств сфагнового мха, особое внимание уделено его использованию в качестве нефтесорбен-та. Проведен анализ исследований сорбционных свойств материала и характер его взаимодействия с сорбатом. Определена необходимость установления механизма сорбции сфагнового мха Ключевые слова: сорбция, сфагновый мох, структура сорбента, абсорбция, адсорбция,
нефть, нефтеразливы, водоочистка -□ □-
УДК 001. 8:54 - 414 (045)
|DOI: 10.15587/1729-4061.2014.27976|
ДОСЛ1ДЖЕННЯ ХАРАКТЕРУ СОРБЦИ МАТЕР1АЛУ НА ОСНОВ1 ТОРФ'ЯНОГО МХА РОДУ SPHAGNUM
О. Л. Матвеева
Кандидат техшчних наук, професор* E-mail: mol@nau.edu.ua Ю. В. Бондарець
Астрант* E-mail: Yulya99@ukr.net *Кафедра екологи 1нститут еколопчноТ безпеки Нацюнальний авiацiйний ушверситет пр. Космонавта Комарова, 1, м. КиТв, Украина, 03680
1. Вступ
Безперервний розвиток свггово1 цивШзацп, пов'я-заний з постшним нарощуванням промислових по-тужностей, призводить до зб^ьшення антропогенного впливу на навколишне середовище. Суттевим аспектом у розглядi даного питання е вплив паливно-енергетично! галуз^ а саме процеси транспортуван-ня та експлуатацп нафти та продуктiв и переробки. Постiйне зростання обсягiв використання нафти та нафтопродукпв (НП) призводить до попршення яко-стi навколишнього природного середовища. Подiбнi явища характерш i для Украши, оскiльки практично ва об'екти, пов'язанi з видобуванням, переробкою, збертнням та використанням НП, е потенцшними джерелами забруднення [1].
Вщомо, що процеси використання нафти i НП су-проводжуються 1х втратами внаслiдок випаровування, аварiйних розливiв, промислових скидiв забруднених вод тощо, що призводить до забруднення навколиш-нього середовища та негативного впливу на ва його компоненти. Нафтове забруднення Свиового океану найбшьш розповсюджене явище. Вщ 2 до 4 % водяно! поверхнi Тихого й Атлантичного океашв постiйно покрито нафтовою плiвкою. У морськ води щорiчно
надходить до 6 млн.т нафтових вуглеводшв. Майже половина ще1 юлькосп зв'язана з транспортуванням i розробкою родовищ нафти на шельфь Континентальне нафтове забруднення надходить у океан через рiчко-вий стж та функцiонування екосистеми [2]. За статист тичними даними в Укра'!ш щорiчно споживаеться до
10 млн.т. нафти та НП, 0,4 % з яких складають офщшно зафжсоваш втрати внаслiдок розливiв [3].
Але найбiльшi економiчнi та еколопчш збитки наносяться внаслiдок аваршних розливiв нафти. Так
11 листопада 2007 р. внаслщок сильного шторму в Керченськш протоцi в Укра'!ш затонули, були вики-нутi на м^ину або пошкодженi 13 суден. У море ви-лилось щонайменше 1300 т мазуту. 1нцидент призвiв до людських жертв, майнових втрат та еколопчних збиткiв, загальний розмiр яких складае вiд 25,5 до 28,6 млн. дол. США. Б^ьш за все вщ розливу нафто-продуктiв постраждали рибальство й туристична га-лузь [4].
Нафта - еколопчно небезпечна речовина, яка, по-трапивши в компоненти навколишнього середовища (грунт, воду), iстотно впливае на ва життевi процеси, що проходять у них. Так потрапивши в грунтове сере-довище, нафта i нафтопродукти знижують дихальну активнiсть i процеси мжробного самоочищення, змшю-
ё
гг
ють сп1вв1дношення м1ж окремими групами природних м1крооргашзм1в та напрямки метабол1зму, пригшчують процеси азотфжсацп, нирифшаци, руйнування целюло-зи, зумовлюють нагромадження важкоокислювальних продукт1в [5]. Потрапивши на водну поверхню, напри-клад, 40 лггр1в нафти можуть розтжатись на площу до 1 км2, утворюючи сущльну нафтову пл1вку, яка стае перешкодою для нормального газообмшу водного середо-вища: змшюються процеси розчинення 1 вид1лення кис-ню, вуглекислого газу, теплообмшу, мшяеться ввдбивна здатшсть (альбедо) морсько! води. Термш розкладання такого забруднення може досягати 10-12 роюв [2]. Продукта первинного розкладу НП е набагато сильшшими екотоксикантами в1д нафтопродукпв. В1домо, що спчш води тдприемств нафтох1мп збер1гають токсичшсть навиь тсля шести м1сящв ввдстоювання, а в м1сцях роз-лив1в нафти 1 нафтопродукт1в на Грунт трав'яний покрив не з'являеться протягом багатьох роюв [2, 5].
На сьогодш вже шнуе велика юльюсть науко-прак-тичних розробок щодо шлях1в зменшення або лжвь дацп нафтового забруднення, але вир1шення дано! проблеми залишаеться вкрай актуальним. Тому необ-хщшсть удосконалення широкого спектру матер1ал1в, яю були б особливо ефективними в операщях очи-щення та видалення нафти 1з забруднених територш, 1 могли б вар1юватись в залежност1 в1д часу, титв нафтопродукт1в, розлив1в, розташування та погодних умов представляе науковий штерес.
2. Лггературний огляд
Серед велико! юлькосп речовин для очищення в1д нафти 1 НП найчастше застосовуються таю як дис-персанти, сорбенти, згущувач1, бони 1 сюмери, що р1з-няться принципом ди [6, 7]. В1домо, що принцип ро-боти дисперсант1в полягае у розрщжуванш нафта для пришвидшення 11 в1дд1лення в1д води шляхом сорбцп [8]. На ввдмшу в1д них, сорбенти вбирають нафту 1 в1до-кремлюють 11 вщ води шляхом адсорбцп або абсорбцп [6, 7, 9]. Згущувач1 (сух1 гранульоваш пдрофобш поль мери) формують згустки твердо'! маси, яю плавають на поверхш води, тим самим усуваючи сущльну нафтову пл1вку на поверхш води [6]. Бони ф1зично загород-жують нафту, попереджуючи 11 розтжання на б1льшу територ1ю з метою локал1зацп розливу, тод1 як сюмери використовуються для збирання нафти з поверхш води [10, 11, 7]. Також можуть бути застосоваш методи спа-лення на м1сщ розливу або бюдеструкщя [6, 12].
Б1льш1сть з цих метод1в застосовуються з метою збору та повернення втрат товарно! нафти 1 НП, для зменшення комерцшних збитюв (бони, сюмери, син-тетичш сорбенти) [7]. Проте досить часто залишаеться поза увагою видалення залишково! юлькост1 нафти та НП з м1сць розлив1в. Сл1д зауважити, що процес очищення в1д нафтово! пл1вки, та слвдв НП е досить складною працем1сткою та високоварт1сною процедурою, проте вкрай необхщною для довюлля. Автори дослвджень [6, 13] прийшли до висновюв, що найб1льш ефективним 1 еколопчно дощльним методом видалення нафтово1 пл1вки при лжвщацп розлив1в вважаеться застосування сорбент1в.
У робот [6] зазначаеться, що сорбцшш матер1али забезпечують можлив1сть збору 1 повного видалення
нафти в м1сцях нафторозлив1в. Застосування сорбен-т1в в м1сцях нафторозлив1в полегшуе перехщ НП вщ рщко! до натвтвердо! фази, тсля чого 1х видалення стае набагато легшим. Вщомо, що властивост1 сорбу-ючих матер1ал1в включають пдрофобшсть, олеоф1ль-шсть, високу поглинальну здатшсть та високу швид-юсть поглинання, тривал1сть збер1гання, здатшсть до нафтов1ддач1 з сорбенту, можлив1сть його повторного використання та деструкцп. Сорбцшш матер1али можуть дуже в1др1знятись наявшстю тих чи шших властивостей, але якщо вони мають хоча б деяю з них, 1х можна буде удосконалити.
Ввдомо, що в якост1 сорбенпв використовують р1зш штучш та природш матер1али, яю мають розвинену чи специф1чну поверхню: золи, коксов1 др1бки, торф, силь кагель, алюмогел1, активш глини, пшопол1стироли та ш. [6, 13, 14]. Вс1 нафтосорбцшш матер1али можуть бути под1леш на три основш класи: неоргашчш мшеральш речовини, синтетичш оргашчш речовин 1 оргашчш рослинш речовини. Мшеральш речовини включають так1 матер1али як цеолии, сил1кати, перл1т, граф1т, вермикули, глинист1 сорбенти та д1атом1т. Синтетичш орган1чн1 речовини включають пол1мерн1 матер1али (пол1проп1ленов1 та пол1уретанов1 п1ни), яю е найб1льш часто використовуваними комерцшними сорбентами для видалення нафторозлив1в. Даним сорбентам при-таманн1 в1дм1нн1 пдрофобш та олеоф1льн1 властивост1, проте головним недолжом цих матер1ал1в е 1х низька швидк1сть розкладання у пор1внянш з м1неральними та рослинними речовинами. Приклади рослинних орга-н1чних речовин (або природних сорбент1в) включають солому, початки кукурудзи, кору, бавовняне волокно [15], шкаралупу волоського гор1ха [16], коксов1 др1бки, целюлозн1 волокна, капок [17], кенаф, молочайш волокна, деревинну стружку та тирсу[18] 1 торфовий мох [19].
До основних переваг природних адсорбент1в вщ-носять доступшсть, дешевизну, наявн1сть достатн1х сировинних ресурс1в, нетоксичн1сть та 1н., що при практичному використанш може компенсувати 1х дещо понижену нафтоемн1сть [14]. Проте, анал1зу-ючи сферу промислового виробництва сорбент1в та за даними [13] практично единою використовуваною природною орган1чною сировиною для виробництва сорбцшних матер1ал1в е торф. Вщходи агро- та дерево-обробно1 галузей, незважаючи на великий обсяг нау-кових розробок, не знайшли практичного застосуван-ня. Причиною цього можуть бути низью, у пор1внянш з синтетичними сорбентами, значення нафтоемност1, отриман1 за р1зними технолог1ям (не б1льше 8-10 г/г). Незважаючи на значш запаси торфу в Укра1ш (2302,7 млн. т) [2], вш е викопним не вщновлюваним ресурсом, а отже не може розглядатися як перспектив-ний матер1ал для створення нафтових сорбент1в у май-бутньому. Кр1м того, в результат! видобування торфу виникае ряд шших еколопчних проблем, пов'язаних 1з осушенням боли, внасл1док чого в1дбуваеться самоза-ймання торфу, поширення л1сових пожеж та знищення водно-болтних упдь, яю в1д1грають роль «очисних систем» у довюлль Тому, на наш погляд, актуальним е пошук та удосконалення альтернативних торфу ма-тер1ал1в для створення сучасних технологш л1кв1дац1! нафтових забруднень.
Проведен1 досл1дження [20] сорбцшних властин востей р1зних природних матер1ал1в вказують на ви-
значальну роль структури сорбент1в при поглинанш як нафти, так 1 води. Було дослщжено, що торф мае складну будову, чим обумовлеш його ф1зико-х1м1чш властивост1, а саме залежшсть сорбцшно1 здатност1 в1д його ступеня розкладу та дисперсность Дослщ-ження з виявлення залежностей сорбцшних власти-востей торфу в1д його виду, показали, що найб1льшу поглинальну здатшсть мають зразки малорозкладе-ного торфу верхового типу мохово! 1 трав'яно! груп, з губчастою та волокнистою структурою, яю можна рекомендувати для виробництва нафтосорбент1в. Авторами було також встановлено, що з дослщжуваних торф1в р1зномаштного видового складу найб1льшу сорбцшну здатшстю стосовно води 1 нафти мае мало-розкладений торф мохово1 групи з губчатою структурою, що м1стить велику юльюсть рослинних клиин, яю не розпалися. Величина нафтопоглинання для цих вид1в торфу змшюеться в1д 8,9 до 13,8 г/г. При переход! до шших вид1в торфу 1з середшм (25-35 %) 1 високим (40-60 %) ступенем розкладу, яким властива др1бно-зерниста структура, цей показник зменшуеться до 4,5 1 1,2 г/г вщповщно [20]. Вищевикладене дозволяе при-пустити, що основну роль у сорбцп нафтопродукт1в ввдграють малорозкладеш рештки рослин, зокрема мохопод1бних. А значить, дощльним буде звернути увагу на можлив1сть широкого використання в якост1 нафтосорбент1в рослин, яю в подальшому стають основою для торфу [1]. Тим б1льше, що рослини, на вщмь ну вщ торфу мають вщновлюваний характер.
В наукових дослщженнях в1дом1 факти виявлення сорбцшних властивостей сфагнового моху та факти використання його (або матер1алу, створеного на його основ1) у якост1 сорбенту [1]. Зважаючи на кнування таких даних вважаемо необхщним проанал1зувати 1снуюч1 розробки на предмет можливост 1х широкого використання або напрямюв удосконалення.
3. Мета та завдання дослщження
Метою дано1 роботи е визначення можливост1 та напрямку удосконалення технологи застосування сфагнового моху у якост1 сорбенту для усунення за-бруднення вщ нафти та НП.
Для реал1зацп поставлено: мети були поставлен! наступш завдання:
- проанал1зувати 1снуюч1 розробки використання у якост1 сорбенту сфагнового моху;
- визначити властивост1 сорбцшного матер1алу, що створений на основ1 сфагнового моху та можлив1сть його удосконалення;
- проанал1зувати 1снуюч1 даш про характер сорбцп на дослвджуваному матер1ал1 (типу структури матер1алу).
4. Характеристика шнуючих дослiджень параметрiв сорбцп на матерiалi 3i сфагнового моху
Данi про використання матерiалу на 0CH0Bi сфагнового моху зустрiчаються у досить рiзних га-лузях науки та техшки. Варто вiдмiтити широке використання сфагнуму у рослинництв^ особливо у якост компонента композицiйних субстратiв при ви-
рощуваннi рослин [21]. Матерiал здатен добре вбирати вологу та утримувати ii всерединi структури, завдяки чому вщбуваеться рiвномiрне зволоження субстрату, крiм того його структура стае б^ьш пухкою, що здшс-нюе позитивний вплив на розвиток кореневоi системи рослини. У медицинi та фармацевтищ вiдмiчалось застосування сфагнового моху для створення перев'я-зувального матерiалу, що мае високу здатнiсть до вбирання рщини та антисептичнi властивосп, також у якостi наповнювача для створення одноразових ririe-нiчних засобiв [22-24], ентеросорбентiв [25].
При створенш наповнювачiв для гiгieнiчних засо-бiв одноразового використання були проведенi досль дження, щодо оцiнки сорбцiйноi здатносп сфагнового моху вiдносно рiдини. Авторами [24] було встановлено, що мох наступних боташчних родiв Palustra, Acutifolia, Rigida, Cuspidata, Subsecunda проявляе вищу сорбцiйну здатнiсть вiдносно поглинання рщини у порiвняннi з iншими родами. Таю закономiрностi характернi як для води, так i для нафти. Також запропоновано метод оцшки сорбцiйноi здатностi матерiалу, який полягае у попередньому визначенш вiдсоткового стввщношен-ня видового складу сфагнового моху та пропорцшно-му врахуванш його поглинальноi здатностi. У роботi увага акцентуеться на здатноси матерiалу на основi моху вбирати та утримувати рщину всерединi та впли-ву видового складу на сорбцшну здатнiсть, проте не описуеться мехашзм поглинання.
Як показано в робоп [25], мох Sphagnum fuscum може бути використаний для створення ентеросорбен-ту. Стебла та листя моху Sphagnum fuscum подрiбню-ють таким чином, щоб розмiр часток не перевищував 0,1-0,3 мм, додають 10 % водний розчин медично-го полiвiнiлу пiролiдону, та проводять два послщов-них етапи гранулювання. Зазначено, що сорбцiйна здатшсть отриманого таким методом ентеросорбенту значно перевищуе сорбцшну здатшсть активованого вуплля, яке широко використовуеться на практищ. Крiм того, такий сорбент мае низьку токсичшсть для органiзму [25]. Проте знову таки вщсутш даш про характер взаeмодii сорбенту iз сорбатом.
Дослiдження можливостi використання сфагнового моху у якост нафтосорбенту тривають близько 50 роюв - iз середини ХХ столггтя - i до тепер викли-кають iнтерес науковцiв.
Вiдомо [26], що сфагновий мох мае здатшсть до швидкого поглинання нафтопродукпв та утриман-ня '¿х всерединi структури. Вказуеться, що дана вла-стивкть забезпечуеться специфiчною будовою моху, а саме мжроклиинами, якi за принципом ди подiбнi до губки. Також зазначаеться, що можуть вбиратися пари нафтопродуктiв, а процеси десорбцii повнiстю вiдсутнi. В робоп зазначено, що сфагновий мох, який пройшов вiдповiдну модифiкацiю, набувае сорбцшних властивостей, а також здатен активiзувати процеси саморозкладання нафтових вуглеводшв.
Американським вченим Петером Бшкейем [27] у 2005 р. проводились дослщження щодо поглиналь-но' здатностi сфагнового моху та торфу в залежност вщ розмiрiв подрiбнення. Висушений сфагновий мох або торф подрiбнювали до розмiрiв частинок вiд 0 до 850 мкм. У робот зазначаеться, що найкрашд показни-ки сорбцшно' здатностi щодо нафти зафiксовано при подрiбненнi матерiалу до величини частинок вщ 0 до
300 мкм (близько 10-14 г/г сорбенту). Цей показник мае тенденщю до зниження iз збшьшенням розмiру подрiбнення вже вiд величини фракцп 300 мкм до 850 мкм. Дослщження сорбцшно! здатностi матерiалу вiдносно води мають iнший результат: при подрiбненнi частинок до розмiру 180-850 мкм поглинальна здат-нiсть складае 10-12 г/г i практично не змшюеться, а при розмiрах частинок менше 180 мкм - знижуеться. Автори роботи припускають, що цi факти можуть бути пов'язаш iз в'язюстю рiдини та характером 11 взаемодп iз сорбуючою поверхнею, проте дослщження у цьому напрямку не проводились. Метод обробки дослщ-жуваного матерiалу свiдчить про спробу збiльшення його адсорбцшного потенцiалу шляхом збiльшення плошд поверхнi внаслiдок подрiбнення, а отже про дослвдження можливого характеру адсорбцп. В ро-ботi встановлено залежшсть величини поглинання вiд розмiру часток сорбенту, та висунуп припущення щодо можливого впливу на характер взаемодп густини сорбату. Проте, знову ж таки залишаеться поза увагою мехашзм сорбцii на матерiалi.
Хоча е iншi данi щодо характеру сорбцп. Так, до-слщженнями Е. Бенеса [19] встановленi абсорбуючi властивостi сфагнових рослин, проте характер сорбцп не дослщжувався. Мехашзм поглинання зали-шився невiдомий, але автор припускае, що це пасивна дифузiя через клиинну стiнку. У дослщженнях було використано цiлi висушеш частини рослин, якi фiк-сували забруднення шляхом утримання його всере-диш структури. Заслуговують уваги деякi отримаш результати, зокрема данi про особливий характер клиинно! структури моху, яка характеризуеться дво-ма типами клиин, за рахунок яких i вщбуваеться поглинання та утримання сорбату. Один тип клиин -невеликi фото синтезуючi клiтини, якi мiстять хлоро-фiльнi речовини. 1нший тип - гiалiновi клiтини, якi характеризуються бшьшим розмiром та практично повною вщсутшстю метаболiчних процесiв. Осюль-ки сфагновi мохи не мають розвинено! коренево! системи, функцiю поглинання речовин виконують пори на поверхш рослини. Гiалiновi клiтини виконують запасаючу функщю i можуть мiстити воду приблизно до 20 разiв бiльше власно! ваги. Завдя-ки наявностi в Налшових клiтинах пiдсилюючих перетинок клиинна структура зберiгаеться i пiсля сушшня моху, завдяки чому зберiгаеться структурна цШстсть рослин та забезпечуеться процес абсорбцп. Гiалiновi клiтини мають згадаш вище пори i здшсню-ють активне замщення iонiв iонами навколишнього середовища. Завдяки фотосинтезу при розпадi води в хлорофiльних клiтинах утворюються юни Н+, i за до-помогою взаемодii мiж гiалiновими i хлорофiльними клiтинами iони опиняються в палшових клiтинах, де вони можуть бути замщеш на iншi позитивно заряд-женi iони з навколишшх, таких як Na+, Mg2+, Са2+, К+ i Zn2+. Також автор дослщження припускае, що росли-ни сфагнуму можна використовувати для очищення птахiв i морських тварин, якi забруднились внаслщок контакту з нафторозливом. Для цього тварин помь щають у контейнер iз сухим сфагновим мохом, який абсорбуе забруднення i дiе як iзолюючий матерiал, захищаючи !х вiд переохолодження [19].
У 2010 рощ групою украшських вчених [28] було описано окремий випадок переб^у сорбцп на
специфiчно обробленому матерiалi на основi сфагнового моху [28]. У якосп сорбенту нафтопродукив використовували гранули на основi сфагнового моху Вта^уЛесшт юеЫйпит. Було створено специфiчнi шкапсульоваш гранули дiаметром 0,1 мм, як шдда-вались термiчнiй обробцi. Вказано, що дiаметр макро- i мезопор у гранулах складае вщповщно 0,3-0,5 i 0,1-0,25 мкм вщповщно. Описано, що процес сорбцп нафтопродукив вiдбуваеться шляхом дифузп через мембрану iнкапсульованоi гранули, а поим шляхом об'емного заповнення мезопор, куди нафтопродукти потрапляють через макропори. Автори зазначають, що сорбцшна здатшсть створеного матерiалу визна-чаеться його структурою, зокрема наявшстю пор, розмiри яких вiдповiдають розмiрам молекул речо-вини, що сорбуеться. Проте не вказуеться чим саме зумовлена пористость структури - характером ма-терiалу (сфагновий мох) чи методом його шдготовки (iнкапсуляцiя гранул).
1нший спосiб отримання сорбенту [29] описуе, що шдвищення сорбцiйних властивостей сфагнового моху вщносно поглинання нафти вщбуваеться внаслiдок термiчноi обробки, шсля проведення яко! на поверхш сорбенту утворюються воскоподiбнi ре-човини. Автори акцентують увагу на тому, що тер-мiчна обробка свiжозiбраного моху проводиться при температурi 165-170 °С до змши кольору вiд сви-ло-зеленого до коричневого. Змша кольору характе-ризуе змшу властивостей моху: збiльшення нафтоем-ностi та набуття гiдрофобностi за рахунок утворення воскоподiбних речовин та зменшуеться нафтовiддача. Наводиться пояснення, що зб^ьшення нафтоемностi вiдбуваеться завдяки гiдрофобiзацii поверхнi по-рожнин, пор капiлярiв (видiленими воскоподiбними речовинами), що забезпечуе переважне !х змочування неполярними рщинами, зокрема вуглеводнями, за правилом «подiбне змочуе подiбне». Проте дослщ-жень, як б практично пiдтверджували подiбнi припу-щення, не наводиться.
Також iснують данi про використання сфагнових мохiв у якост абсорбентiв для наповнення сорбцiйних бошв. Таким чином, сфагновi мохи виступають при-родною сировиною для виготовлення волокнистого матерiалу при наповненнi бону. Принцип поглиналь-но! дii волокнистого сорбенту зовам шший нiж при абсорбцп чи адсорбцп на пористих матерiалах, осюль-ки пориста структура таких сорбенив хаотична i може бути змшена в результатi ущдльнення, перемiщення чи iншого зовнiшнього впливу [2].
5. Короткий опис встановлених особливостей
Дослщження щодо можливост та напрямку удо-сконалення технологи застосування сфагнового моху у якосп сорбенту для усунення забруднення вщ нафти та НП показали, що:
- сфагновий мох у висушеному чи модифжованому сташ проявляе здатшсть до вбирання вологи, нафти та нафтопродукпв, оргашчних речовин, важких металiв;
- завдяки вщмшним сорбцiйним властивостям сфагновий мох застосовують у рiзних галузях науки i технiки (рослинництво, медицина, фармакологiя, нафтоочищення);
уз
- переважна юльюсть наукових дослщжень при-свячена застосуванню матерiалу щодо поглинання рщини (зокрема води);
- проведет дослщження щодо оцшки поглиналь-но! здатностi рiдини були зосередженi вщносно рiзно-видiв бiологiчних видiв сфагнових рослин;
- вщсутш системнi дослщження щодо мехашзму дiï i характеру сорбцп на дослщжуваному матерiалi, дослщження мають випадковий характер.
6. Обговорення результаив дослщження
Дослщження сорбцiйноï здатност сфагнового моху щодо поглинання рщини, зокрема води, досить поширенi, проте !х характер зорieнтований на визна-чення родiв сфагнових рослин, найбшьше здатних до поглинання. Однак таю дат не мають практичного застосування, осюльки сфагновий мох росте на болотах здебшьшого у довшьних видових комбшащях, при його зборi для використання у якостi сорбенту в про-мислових масштабах технолопчно складно визначати та сортувати його за видовими характеристиками. Вирощування ж окремо взятого роду сфагнового моху значно зб^ьшить економiчнi затрати на створення технологи.
Дослщження в галузi використання сфагнового моху у якост нафтосорбенту обмежувались загальним встановленням факту здатност моху до поглинання вологи та нафтопродукпв. Проте вщсутш науковi дат стосовно характеру та механiзму сорбцп на матерiалi, без розумiння яких е неможливим впровадження i подальше удосконалення даноï технологи.
З огляду на важливкть залежностi сорбцiйноï здат-ностi вiд структури сорбенту, вважаемо дощльним проведення дослщжень, що дозволили б установити характер сорбцп на матерiалi, до прикладу, дослщити по-водження iзотерми сорбцп, яка характеризуе залежшсть
сорбцiйноï здатностi вщ концентрацiï компоненту, що сорбуеться, за постшно! температури А = f (C) вiдповiдно до теорп класифiкацiï Брунауер, Еммет i Теллер (БЕТ).
7. Висновки
У результат аналiзу iснуючих даних про застосування сфагнового моху у якост сорбенту рщини, зокрема нафтопродукпв, було встановлено той факт, що бшьшшть наукових дослщжень не дають пояснення характеру та перебпу процесу сорбцiï на матерiалi.
Були встановленi окремi факти здатност сфагнового моху до поглинання рщин, дослiджувалась залежшсть кiлькiсноï характеристики поглинання вiд методiв обробки, а також висувалися припущення щодо можливого механiзму сорбцiï (абсорбщя, адсорб-цiя, об'емне заповнення тощо). Проте вiдсутнi фактич-нi дат, яю б пiдтверджували теоретичнi припущення щодо характеру та мехашзму сорбцп, тому це питання залишаеться невщомим, а отже потребуе проведення наукових дослщжень.
Осюльки дослщження щодо використання сфагнового моху у якосп нафтового сорбенту мали розрiзне-ний та вибiрковий характер i не пояснюють мехашзму дп та характеру сорбцп на матерiалi, це не дае змогу систематизувати отриману даш та визначити законо-мiрностi сорбцп з подальшою оптимiзацiею використання даного матерiалу в сферi екологiчноï безпеки.
У процесi обговорення результапв наукового по-шуку визначено необхщшсть проведення подальших дослiджень для встановлення характеру та законо-мiрностей сорбцп на матерiалi зi сфагнового моху та запропоновано вщповщний метод проведення вщпо-вiдних дослiджень.
Результат дослщжень може бути застосований у подальшому вивченш сорбцiйних властивостей сфагнового моху.
Лiтература
1. Бондарець, Ю. В. Анашз технологш лшвщацй нафторозлив1в ¡з застосуванням сорбен™ на основ! торфового моху роду Sphagnum [Електронний ресурс] / Ю. В. Бондарець, О. Л. Матвеева // Проблеми еколопчно!' бютехнологй. - 2013. -№ 1. - Режим доступу до журналу : http://jrnl.nau.edu.ua/index.php/ecobiotech/article/view/4732
2. Каменщиков, Ф. А. Нефтяные сорбенты [Текст] / Ф. А. Каменщиков, Е. И. Богомольный. - Москва-Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2005. - 268 с.
3. Державний статистичний щор1чник Украши за 2012 рж [Текст] / тд ред. О. Г. Осауленка. - К.: Державна служба статистики Украши, 2013. - 552 с.
4. Оцшка потреб Украши в шсляаваршний перюд. Розлив нафтопродук™ у Керченськш протощ в листопад! 2007 р. Короткий огляд зв1ту [Текст] / Програма ООН з навколишнього середовища. - бвропейська Ком1ая, 2008. - 10 с.
5. Гринчишин, Н. М. Реабштащя Грунпв, забруднених аваршними виливами нафтопродук^в [Текст] / Н. М. Гринчишин, О. Ф. Бабаджанова // Науковий вюник НЛТУ Украши. - 2012. - Вип. 22.7. - С. 43-49.
6. Adebadjo, M. O. Porous Materials for Oil Spill Cleanup: A review of Synthesis and Absorbing Properties ^ext] / M. O. Adebadjo, R. L. Frost, J. T. Kloprogge, O. Cambody // Journal of Porous materials. - 2003. - Vol. 10, Issue 3. - P. 159-170.
7. Fingas, M. Oil Spill Science and Technology - Prevention, Response, and Cleanup ^ext] / M. Fingas. - USA.: Elsevier, 2010. -1192 p.
8. Chandrasekar, S. Dispersant effectiveness on oil spills - impact of salinity ^ext] / S Chandrasekar, G. A. Sorial, J. W. Weaver // ICES Journal of Marine Science. - 2006. - Vol. 63, Issue 8. - P. 1418-1430. doi: 10.1016/j.icesjms.2006.04.019
9. Задвернюк, Г. П. Поглинання нафти i нафтопродук^в глинами Черкаського родовища [Електронний ресурс] / Г. П. Задвер-нюк // Зб1рник наукових праць 1нституту геошмп навколишнього середовища. — 2011. — Вип. 19. — С. 109-114. — Режим доступу: http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/32262
10. Соловьев, В. И. Применение сорбирующих бонов для ликвидации и профилактики нефтяного загрязнения [Текст] / И. В. Соловьев, В. В. Губанов, Г. А. Кожанова, Т. В. Гудзенко, Н. В. Семина // Еколопчш проблеми Чорного моря. - Одеса: ОЦЕГШ, 2002. - 327 с.
11. Vincent Wong, K.-F. Oil spill boom design for waves [Text] / K.-F. Vincent Wong, H. O. Stewart // Spill Scince andTechnol. -2003. - Vol. B 8, Issue 5-6. - Р. 543-548. doi: 10.1016/s1353-2561(03)00129-4
12. Антонюк, С. I Перспективи використання поверхнево-активних речовин Acinetobacter calcoaceticus К-4 для деградацп на-фтових забруднень [Текст] / С. I. Антонюк, Т. П. Пирог, А. I. Сорокша // Харчова промисловють. - 2009. - № 8. - С. 8-11.
13. Веприкова, Е. В. Особенности очистки воды от нефтепродуктов с использованием нефтяных сорбентов, фильтрующих материалов и активных углей [Текст] / Е. В. Веприкова, Е. А. Терещенко, Н. В. Чесноков и др. //Jornal of Siberian Federal University. Cemistry. - 2010. - № 5. - С. 285-304.
14. Сироткина, Е. Е. Материалы для адсорбционной очистки воды от нефти и нефтепродуктов [Текст] / Е. Е. Сироткина, Л. Ю. Новоселова // Химия в интересах устойчивого развития. - 2005. - № 13. - С. 359-377.
15. Pat. WO 2013/140420, IPC B 01 J 20/24 (2006.01), B 01 D 17/02 (2006.01), B 01 J 20/26 (2006.01), B 01 J 20/28 (2006.01), B 01 J 20/30 (2006.01), C 02 F 1/28 (2006.01), C 02 F 101/32 (2006.01). Hydrocarbon absorbing materials and a process for the preparation thereof [Text] / Zope I. S., Joshi V. S., Venugopalan P., Hambir S. S. - applicants Counsil of Scient. and Ind. Res., Anusandhan Bhawan 2 Rafi Marg New Delhi. - № 2013/000179; application date 19.03.2013; publication date 26.09.2013; publication number 2013/140420.
16. Карножицький, П. В. Перспективи використання шкаралупи волоського гор1ха в якост адсорбенту для очищення води вщ нафтопродук™ [Текст] / П. В. Карножицький, М. В.Жилша, Л. П. Св1ренко, О. В. Хандопна // Коммунальное хозяйство городов. - 2010. - №. 95. - С. 73-77.
17. Lim, T.-T. Evaluation of hydrophobicity/oleophilicity of kapok and its performance in oily water filtration: Comparison of raw and solvent-treated fibers [Text] / T.-T. Lim, X. Huang // Chemosphere. - 2007. - Vol. 66, Issue 5. - Р. 955-963.
18. Пат. 72785 Украша, МПК С 02 F 103/00 (2006.1). Споаб очищення нафтовмюних ст1чних вод [Тектст] / Павлюх Л. I., Бой-ченко С. В. - власник патенту Нац. ав1а. ун-т. - № u 2012 02438; заявл. 01.03.12; опубл. 27.08.12. - Бюл. № 12.
19. Пат. 2183501 Российская Федерация, МПК 7 B, 7 B 01 J. Сорбенты, содержащие сфагнум [Текст] / Бенес Э. — № 98104470/12; завял. 23.08.96; опубл. 20.06.02, номер публ. 02183501.
20. Пастухова, Н. О. Сорбенти на основ! торфу [Текст] / Н. О. Пастухова, О. В. Пастухов // Вюник Нацюнального ушверситету водного господарства та природокористування. Зб1рник наукових праць. - 2007. - № 4 (40), Ч. 3. - С. 146-152.
21. Pat. WO 2003082536, IPC A 01 G 9/02, B 27 N 5/02, B 30 B 11/04, B 30 B 15/30. Method and apparatus for productind plant container liners particularly from sphagnum moss [Text] / Just P., Valor L. - applicants Just P., Valor L., The Christian church community trust. - № PCT/NZ2003/000054; application date 31.03.03; publication 09.10.03; publication number WO/2003/082536.
22. Pat. 199407463 ZA,. Sphagnum moss composition for the production of sheeted absorbent and method for evaluating the potential of sphagnum moss material for absorbing liquid [Text] / Levesque Y., Cote S., Gallagher D. - applicants Johnson and Johnson Inc. -№ 1994/0746; application date 23.09.94; publication date 29.05.96 ; publication number 1994/07463.
23. Pat. 94001178. [Text] / Berdnikov V.S. - Tampon, 1996.
24. Pat. 5718697 US, IPC A 61 F 13/20, B 01 J 20/26, A 61 F 13/53, B 32 B 9/02, A 61 F 13/15, B 01 J 20/22, A 61 F 13/49, B 32 B 5/02, B 01 J 20/24. Liquid absorbent sphagnum moss article and method for manufacturing the absorbent article [Text] / Gaetan C., Martin R. - applicants Johnson and Johnson Inc. - № 08572376; application date 14.12.95; publication date 17.02.98; publication number 5718697.
25. Pat. 02391998. Enterosorbent of plant origin and its production method [Text] / Dmitruk, S. E., Babeshina L. H., Kelus N. V. - 2010.
26. Ивасишин, П. Л. Ликвидация последствий разливов нефти посредством биоразлагающих сорбентов [Текст] / П. Л Иваси-шин / /Нефтяное хозяйство. - 2009. - № 5. - С. 112-113.
27. Pat. 6890651 (US20040161606) US, IPC C 08 H 5/00, C 10 F 7/00, C 10 F 7/02, B 32 B 5/66, C 08 L 99/00, B 01 J 20/22, B 01 J 20/24 . Water- and oil-absorbent medium comprising milled sphagnum, sphagnum moss, and/or sphagnum peat [Text] / Bilkey P. C. - applicants AgResearch International, Inc. - № 10411721; application date 11.04.03; publication date 19.08.04; publication number 20040161606.
28. Пат. 49293 Украша, МПК С 02 F 1/40, E 02 B 15/04. Споаб очистки води вщ нафтопродук™ [Текст] / Михалевська Т .В., Фокш А. В., Франчук Г. М., Крамаренко Р. М., заявник i патентовласник Нац. ашац. ун-т. - № u200911148; заявл. 03.11.09 ; опубл. 26.04.10, Бюл.№8.
29. Пат. 02286208 Российская Федерация, МПК B 01 J 20/24. Способ получения сорбента для очистки от нефти твердых и водных поверхностей [Текст] / Зонова Л. Д., Горелов В. В., Басов В. Н., Ходяшев М. Б., Балков В. А. — № 2004133934/15; завял. 23.11.04; опубл 27.10.06, номер публ. 02286208.
