Биокомпозитные материалы на основе полимерных матриц для очистки водных сред от нефти и нефтепродуктов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Джабраилова Хатира Сабир кызы

• Джабраилова Хатира Сабир кызы
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Джабраилова Хатира Сабир кызы

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР. СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ И НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ЛИКВИДАЦИИ РАЗЛИВОВ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ НА АКВАТОРИЯХ

1.1. Современные методы ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов на акваториях

1.1.1. Механический метод ликвидации последствий разливов нефти и нефтепродуктов на акваториях

1.1.2. Термический метод ликвидации последствий разливов нефти и нефтепродуктов на акваториях

1.1.3. Физико-химические методы ликвидации последствий разливов нефти и нефтепродуктов на акваториях

1.1.4. Биологические методы ликвидации последствий разливов нефти и нефтепродуктов на акваториях

1.2. Использование биокомпозитных материалов для ликвидации последствий разливов нефти и нефтепродуктов на акваториях

1.2.1. Биокомпозитные материалы, синтезированные на основе природного органического сырья

1.2.2. Биокомпозитные материалы, синтезированные на основе природного неорганического сырья

1.2.3. Биокомпозитные материалы, синтезированные на основе синтетического органического материала

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1. Вещества и материалы, использованные в работе

2.2. Объекты исследования

2.2.1. Матрицы-сорбенты - нетканые полимерные материалы,

модифицированные растительными наполнителями

2.2.2. Углеводородокисляющие микроорганизмы и условия их культивирования

2.2.3. БКМ для очистки водных сред

2.3. Исследование свойств БКМ, НПМ и НПМ с растительными наполнителями

2.3.1. Метод сканирующей электронной микроскопии

2.3.2. Исследование сорбционных свойств нетканых полимерных матриц с растительными наполнителями

2.4. Исследование биодеградирующей активности углеводородокисляющих микроорганизмов

2.5. Синтез биокомпозитных материалов

2.6. Исследование биодеградации углеводородов в водных средах под воздействием БКМ

2.6.1. Исследование биодеградации углеводородов модельной смеси в морской и сточной воде. Методика эксперимента

2.6.2. Исследование биодеградации углеводородов в модельной сточной воде, содержащей дизельное топливо. Методика эксперимента

2.6.3. Определение остаточного содержания углеводородов в пробах морской и сточной воды методом ГЖХ

2.6.4. Определение остаточного содержания углеводородов в пробах морской и сточной воды методом ГХ-МС

2.7. Создание и исследование БКМ с индикаторными зонами

2.7.1. Методика создания твердофазных аналитических реагентов и индикаторных зон БКМ на их основе

2.7.2. Исследование БКМ с индикаторными зонами

2.7.3. Обнаружение нефтепродуктов с использованием индикаторного элемента БКМ-И

2.7.4. Оценка чувствительности индикаторных элементов на поверхности БКМ

2.8. Оценка достоверности результатов измерений содержания углеводородов в морской и сточной водах методом ГЖХ

ГЛАВА 3. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

3.1. Выбор полимерной матрицы

3.2. Выбор растительного наполнителя для инкорпорирования в полимерную матрицу и исследование ее сорбционных свойств

3.3. Исследование биодеградации углеводородов модельной смеси штаммами бактерий и их ассоциациями

3.4. Создание БКМ и исследование их методом сканирующей электронной микроскопии

3.5. Исследование биодеградации углеводородов синтезированными БКМ в морской воде

3.6. Исследование биодеградации углеводородов синтезированными БКМ

в сточной воде

3.7. Разработка экспресс-тестов на основе твердофазных аналитических реагентов для визуального обнаружения углеводородов на поверхности воды

3.8. Создание биокомпозитных материалов с индикаторными свойствами (БКМ-И)

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

Н и НП - нефть и нефтепродукты БКМ - биокомпозитный материал

БКМ-И - биокомпозитный материал с индикаторными свойствами

УОМ - углеводородокисляющий микроорганизм

СЭМ - сканирующая электронная микроскопия

ПАУ - полиароматические углеводороды

НПМ - нетканый полимерный материал

СПАН - сополимер акрилонитрила с метилакрилатом

ТФАР - твердофазный аналитический реагент

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность и степень разработанности темы диссертации

Проблемам охраны водных ресурсов во всем мире уделяется особое внимание, и в развитых странах активно разрабатываются новые технологии и материалы для очистки акваторий и сточных вод. Современная экономика требует потребления значительного количества нефти и нефтепродуктов (Н и НП), так мировая добыча нефти в 2019 году составила 4 484,5 млн. т нефти [1]. Однако нефтегазовый комплекс оказывает серьезное воздействие на окружающую среду: ежегодно в мире, по разным подсчетам, в результате нефтеразливов от 3 до 5 % добытой нефти попадает в акватории [2]. Разливы нефти могут происходить на стадии ее добычи, транспортировки и хранения. Отметим, что Н и НП являются одними из основных крупномасштабных и наиболее токсичных загрязнителей окружающей среды. Попадающие в водоемы Н и НП существенно изменяют условия обитания всех видов живых организмов, а также негативным образом сказываются на здоровье людей [3]. Особенно остро эта проблема стоит для России, где при уровне добычи порядка 550 млн. т в год (за исключением 2020 года) потери составляют от 18 до 23 млн. т (от 3,5 до 4,5 %) ежегодно [4].

Надо отметить, что и на предприятиях нефтехимической отрасли возможны разливы НП, аварийные сбросы сточных вод, содержащих Н или НП, которые требуют оперативного вмешательства с целью незамедлительной очистки окружающей среды от попавших в нее Н и НП.

К настоящему моменту создан ряд технологий очистки акваторий при разливах Н и НП. Однако современные технологии очистки воды остаются многоступенчатыми, сложными и достаточно затратными [5]. Зачастую они связаны с использованием химических препаратов, создающих дополнительную нагрузку на окружающую среду [6]. После окончания процессов механической сборки или термической ликвидации обычно переходят к применению сорбционных методов. Особую сложность представляет собой устранение остаточных тонких плёнок Н и НП, оставшихся после сорбционной очистки, их

удаляют с применением биологических методов. Одним из подходов к решению задач ликвидации последствий разливов Н и НП после применения механической очистки или сжигания может стать разработка технологий очистки на основе биокомпозитных материалов (БКМ). БКМ позволяют объединить 2 стадии очистки - сорбцию и биологическую, эффективно удалять тонкие (радужные) плёнки углеводородов с поверхности воды. БКМ позволяют очищать акватории от разлитых Н и НП без использования токсичных химикатов, при этом сами они не становятся источником вторичного загрязнения в отличие от обычных сорбентов.

Кроме того, весьма важной является задача разработки материалов и технологий, которые бы обеспечили получение оперативной информации о ходе процесса очистки акватории, а также позволяли бы своевременно обнаруживать разливы Н и НП на поверхности акваторий.

Таким образом, создание биокомпозитных материалов (БКМ) [7-14] и биокомпозитных материалов с индикаторными свойствами (БКМ-И) является весьма актуальной задачей. Такие материалы позволят контролировать наличие и уровень загрязнения водной среды углеводородами, а также извлекать Н и НП из водоемов или сточных вод и перерабатывать их внутри самого материала до экологически благоприятных соединений.

В литературном обзоре рассмотрены используемые в настоящее время и разработанные за последние 10-12 лет новые методы ликвидации нефтеразливов на акваториях. В работе исследованы возможности и разработаны методики создания новых функциональных материалов для эффективной и экологически безопасной ликвидации последствий разливов Н и НП, а также контроля загрязнения акваторий углеводородами.

Целью настоящей работы являлось создание новых функциональных материалов для эффективной и экологически безопасной ликвидации последствий разливов Н и НП, а также контроля загрязнения акваторий углеводородами.

Материалы создавались на основе полимерных матриц с растительным наполнителем и микроорганизмов-деструкторов углеводородов (БКМ). Индикаторные свойства БКМ обеспечивались за счет введения в материал индикаторных нитей (БКМ-И).

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

• осуществить выбор полимерной матрицы-сорбента для инкорпорирования в нее растительного наполнителя, обеспечивающего хорошее заселение матрицы микроорганизмами, их рост и развитие, исследовать сорбционные характеристики синтезированных матриц-сорбентов с растительным наполнителем;

• подобрать ассоциации микроорганизмов, способных проявлять высокую активность в процессах биодеградации различных классов углеводородов, входящих в состав Н и НП, таких как нормальные и разветвленные алканы с различной длиной углеродной цепи, циклоалканы, алкены и ароматические углеводороды;

• на основе синтезированных матриц-сорбентов с растительным наполнителем и созданных ассоциаций углеводородокисляющих микроорганизмов (УОМ) синтезировать БКМ, способные эффективно биодеградировать углеводороды различного строения;

• разработать экспресс-тесты на основе твердофазных хромогенных реагентов для визуального обнаружения углеводородов в водной среде;

• синтезировать БКМ-И на основе полимерных матриц с инкорпорированными растительными наполнителями и иммобилизованными ассоциациями УОМ, содержащие индикаторные нити, позволяющие контролировать уровень загрязнения водной среды углеводородами.

Научная новизна

• Впервые разработаны БКМ-И на основе полимерных матриц с инкорпорированными растительными наполнителями и иммобилизованными ассоциациями УОМ, содержащие индикаторные нити, позволяющие контролировать уровень загрязненности водной среды углеводородами. БКМ-И объединяют в себе три функции - контроль содержания углеводородов в воде в режиме реального времени и две стадии очистки водоема (сорбционную и микробиологическую).

• Впервые изучено поведение закрепленных на полимерной матрице индикаторных нитей, пропитанных различными хромогенными реагентами, по отношению к индивидуальным углеводородам и топливам. Показано, что индикаторные нити, пропитанные тетразолиевым фиолетовым формазаном и дитизонатом цинка, являются универсальным твердофазным индикатором для углеводородов различного строения, находящихся в воде.

• Впервые созданы индикаторные зоны на поверхности БКМ с использованием нескольких индивидуальных нитей, пропитанных растворами хромогенных реагентов, избирательно растворимых в углеводородах, но не растворимых в воде. Индикаторные зоны позволяют не только устанавливать присутствие углеводородов в водной среде, но и идентифицировать различные их классы в рамках одного экспресс-теста.

Практическая значимость

• Разработан индикаторный элемент для обнаружения и идентификации разливов жидких углеводородов Н и НП на поверхности акваторий. Индикаторный элемент выполнен в виде закрепленных на полимерной матрице нитей, пропитанных различными хромогенными реагентами, хорошо растворимыми в углеводородах и нерастворимыми в воде.

• Разработан БКМ на основе сополимера акрилонитрила с метилакрилатом (СПАН) с инкорпорированным растительным наполнителем (свекольный жом) и иммобилизованной ассоциацией углеводородокисляющих микроорганизмов

(УОМ - Sphingobacterium ти1Шогит ¿¿г. и $>1епо1горЪотопа8 таЫорЫНа ¿¿г.), показана его способность эффективно сорбировать Н и НП в диапазоне температур от 0 до 25 °С и биодеградировать широкий спектр углеводородов различного строения.

Практическая значимость подтверждена патентом РФ №

Положения, выносимые на защиту

• выбор растительного наполнителя для инкорпорирования в матрицу-сорбент, обеспечивающего хорошее заселение матрицы микроорганизмами, их рост и развитие, исследование сорбционных характеристик синтезированных матриц-сорбентов с растительным наполнителем;

• выбор ассоциаций микроорганизмов, способных проявлять высокую активность в процессах биодеградации различных классов углеводородов, входящих в состав Н и НП, таких как нормальные и разветвленные алканы с различной длиной углеродной цепи, циклоалканы, алкены и ароматические углеводороды;

• синтез БКМ на основе матриц-сорбентов с растительным наполнителем и созданных ассоциаций УОМ, способных эффективно биодеградировать углеводороды различного строения.

Достоверность полученных результатов обеспечена применением комплекса современных методов исследования и обработки результатов (в том числе методов СЭМ, ГЖХ, ГХ-МС, спектрофотометрии и др.); сходимостью экспериментальных данных и отсутствием противоречий с данными литературных источников.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Биокомпозитные материалы на основе полимерных матриц для очистки водных сред от нефти и нефтепродуктов»

Апробация работы

Основные результаты исследования были представлены на следующих конференциях: XII всероссийская конференция молодых ученых, специалистов и студентов «НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ», РЕСУРСО- И ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ В ХИМИЧЕСКОЙ И НЕФТЕХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ VIII МЕЖДУНАРОДНАЯ

КОНФЕРЕНЦИЯ РОССИЙСКОГО ХИМИЧЕСКОГО ОБЩЕСТВА имени Д. И. МЕНДЕЛЕЕВА, посвященная 85-летию со дня рождения П. Д. Саркисова, III всероссийская научная конференция (с международным участием) «АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ТЕОРИИ И ПРАКТИКИ ГЕТЕРОГЕННЫХ КАТАЛИЗАТОРОВ И АДСОРБЕНТОВ», IX ежегодная международная конференция РХО им. Д.И. Менделеева: «ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ И БИОТЕХНОЛОГИЯ НОВЫХ МАТЕРИАЛОВ И ПРОДУКТОВ», посвященная 150-летию Российского химического общества имени Д.И. Менделеева, ЧЕТВЕРТЫЙ МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЙ НАУЧНЫЙ ФОРУМ С МЕЖДУНАРОДНЫМ УЧАСТИЕМ "НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ", INTERNATIONAL CONFERENCE ON ACTUAL PROBLEMS OF CHEMICAL ENGINEERING, DEDICATE TO THE 100th ANNIVERSARY OF THE AZERBAIJAN STATE OIL AND INDUSTRY UNIVERSITY.

Публикации

По теме диссертации опубликованы 3 статьи в рецензируемых научных изданиях, индексируемых международными базами данных (Web of Science, Scopus, RSCI) и рекомендованных ВАК для защиты в диссертационном совете 24.1.196.01 в ФГБУН Ордена Трудового Знамени Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук по специальностям 1.4.12 -Нефтехимия (химические науки) и 1.5.15 - Экология (химические науки), 1 патент РФ на изобретение, и 7 тезисов докладов на российских и международных научных конференциях.

Личный вклад соискателя. Диссертант принимала участие в выполнении всех проведенных в работе экспериментов по созданию БКМ и БКМ-И, самостоятельно обрабатывала полученные результаты. Автор лично выполняла обработку и интерпретацию данных физико-химических исследований, занималась подготовкой статей и тезисов для опубликования, участвовала в научных конференциях.

Объем и структура диссертационной работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, обсуждения результатов, заключения, выводов и списка цитируемой литературы, включающего 109 наименований. Материал диссертации изложен на 124 страницах машинописного текста, содержит 29 рисунков и 21 таблицу.

Работа выполнена на кафедре общей и неорганической химии Российского государственного университета нефти и газа (НИУ) им. И.М. Губкина при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 18-29-05067/18).

БЛАГОДАРНОСТИ

Автор выражает глубокую признательность своим научным руководителям - академику РАН Алексею Георгиевичу Дедову и к.х.н., доц. Ивановой Екатерине Александровне за проявленные поддержку, внимательность и заботу.

Искренняя благодарность коллективу кафедры общей и неорганической химии за поддержку и помощь.

Особенная благодарность профессору Елене Сергеевне Лобаковой, Галине Александровне Дольниковой, к.х.н., доц. Марченко Дмитрию Юрьевичу за помощь, проявленный живой интерес к работе, обсуждение, ценные замечания и советы.

Автор приносит сердечную благодарность родным и близким за отзывчивость, понимание и поддержку.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ И НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ

ДЛЯ ЛИКВИДАЦИИ РАЗЛИВОВ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ

НА АКВАТОРИЯХ

Объем мировой добычи нефти составляет около 10 млн. т./сутки (75,26 млн. барр./сутки). Порядка 3 % (минимальная оценка) этой нефти попадает в окружающую среду в результате аварийных разливов при добыче (фонтанирование скважины, разрывы буровых установок, неисправность платформ добычи), транспортировке (аварии танкеров, разрывы трубопроводов) и хранении нефти (утечки из резервуаров) [2, 3]. Тяжелые экологические, экономические и социальные последствия разливов Н и НП на акваториях заставляют исследователей во всем мире разрабатывать новые, более эффективные материалы и технологии очистки акваторий от углеводородных загрязнений. В данном литературном обзоре рассмотрены используемые в настоящее время и новые разрабатываемые методы ликвидации нефтеразливов на акваториях.

1.1. Современные методы ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов на акваториях

На сегодняшний день для ликвидации разливов Н и НП на акваториях используется комплекс методов очистки, таких как механические, термические, физико-химические и биологические. Каждый из этих методов обладает своими преимуществами и ограничениями, но ни один из них не является универсальным, поэтому, как правило, службы по борьбе с последствиями разливов Н и НП вынуждены каждый раз последовательно применять ряд методов, выбранный в зависимости от сложившейся ситуации (таблица 1).

Таблица 1 - Последовательность использования методов ликвидации

разливов нефти и нефтепродуктов на акваториях

Метод Преимущества Проблемы

1.Механические а) Боновые заграждения б) Сбор нефти скиммерами 1. Позволяет вернуть часть разлитой нефти 1. Возможны только в первые часы после нефтеразлива при толщине пленки более 3 мм, эффективность зависит от погоды, вязкости нефти 2. Требует наличия буксира, скиммеров, установки боновых заграждений

2.Термический Сжигание нефти (толщина плёнки не менее 2-5 мм) 1. Простота и минимальные расходы 1. Возможен только непосредственно после загрязнения, до образования эмульсии с водой 2. Эффективен только при толщине нефтяного слоя более 3 мм 3. Образование канцерогенных соединений, распространяющихся в атмосфере на много километров

З.Физико-химические а) Использование сорбентов б) Использование диспергентов 1.Универсальность и высокая эффективность 2. Без внесения в водоем каких-либо вторичных загрязнений 1. Проблема утилизации или переработки отработанных сорбентов - источника вторичных загрязнений

1. Позволяют «раздробить» нефтяную плёнку, обеспечивая доступ кислорода в воду, что предотвращает гибель обитателей водоёма; 2. Повышают доступность нефти для естественной биодеградации; 3. Относительная простота применения. 1. Используемые препараты несут дополнительную нагрузку на окружающую среду 2. Медленный процесс естественной биодеградации нефти 3. Малоэффективны в отсутствии волнения 4. Требуют обязательного применения боновых заграждений

4.Биологические а) Биоремедиация б) Фиторемедиация 1. Относительная простота 2. Относительно безопасные с экологической точки зрения 1. Эффективны только при толщине нефтяного слоя менее 0,1 мм, как финальная стадия очистки 2. Невозможность извлечь УОМ из водоёма после окончания процесса очистки, что может привести к смене всего биоценоза водоёма.

При возникновении нефтеразливов для их локализации, а также предотвращения попадания Н и НП на береговую линию или в места водозаборов, в первую очередь, их огораживают бонами. Кроме того, огораживание бонами часто позволяет стянуть углеводородную плёнку, уменьшив ее площадь. Одновременное утолщение плёнки облегчает дальнейший сбор Н и НП с поверхности акватории [15]. Однако не всегда бывает возможна установка боновых ограждений, так как их эффективность сильно зависит от состояния поверхности акваторий - чем больше волнение воды, тем менее эффективными становятся боны.

1.1.1. Механический метод ликвидации последствий разливов нефти и

нефтепродуктов на акваториях

После установления бонового ограждения на поверхности акватории первым этапом ликвидации разлива Н или НП, как правило, является механический метод их уборки. Для этого используют скиммеры - стационарные или мобильные механические устройства для удаления плавающей и/или эмульгированной нефти с поверхности воды [16]. Скиммеры могут быть установлены как на берегу, так и на судне. Они механически «сгребают» Н или НП с поверхности воды, однако при этом они захватывают еще и значительное количество самой воды. Следовательно, в дальнейшем возникает необходимость отделения нефти от воды. В последнее время в скиммерах для повышения нефтеотдачи применяют гидрофобные сетки. Однако применение скиммеров возможно только в первые часы после возникновения разлива нефти, при толщине плёнки более 3 мм, а эффективность этого метода зависит от погоды и вязкости нефти: при сильном волнении на море скиммеры извлекают больше воды, чем нефти [15, 17]. Серьезную проблему представляет собой очистка собранной скиммерами и отделенной воды перед ее возвращением в акваторию. Важнейшим достоинством этого метода является возможность после сепарации частично вернуть в оборот собранную нефть.

1.1.2. Термический метод ликвидации последствий разливов нефти и нефтепродуктов на акваториях

Термический метод представляет собой контролируемое сжигание нефти прямо на акватории. Этот метод позволяет быстро удалять большое количество Н или НП с поверхности воды и может быть использован как отдельно, так и в сочетании с механическим сбором Н и НП в открытом море. Однако существует ряд проблем, ограничивающих его применение: сжигание Н и НП возможно только непосредственно после возникновения загрязнения, до образования эмульсии углеводородов с водой; метод эффективен только при толщине нефтяного слоя более 3 мм, требует использования огнестойких бонов. Кроме того, сжигание Н и НП приводит к образованию черного дыма и копоти, содержащих канцерогенные соединения и распространяющихся в атмосфере на много километров. При сжигании непосредственно на акватории Н и НП происходит оседание на дно вязких и плотных остатков [18]. На возможность сжигания разлитых на акватории Н и НП влияют такие факторы как температура воды, направление и скорость ветра, высота волны, тип нефти и толщина пятна. Следует отметить, что применение данного метода не всегда возможно и безопасно.

1.1.3. Физико-химические методы ликвидации последствий разливов нефти и нефтепродуктов на акваториях

К физико-химическим методам ликвидации разливов Н и НП на акваториях относят использование сорбентов, диспергентов и «химических пастухов».

В настоящее время среди физико-химических методов чаще всего выбирают использование сорбентов, с помощью которых углеводороды нефти могут быть собраны с поверхности акватории и извлечены на берег. В качестве таких сорбентов широко используются как синтетические полимерные материалы, так и сорбенты природного происхождения. Основными требованиями, предъявляемыми к сорбентам, являются [19, 20, 21]:

1) гидрофобность;

2) высокая нефтеёмкость;

3) плавучесть (способность удерживаться на поверхности воды с сорбированной нефтью);

4) способность удерживать нефть в себе в процессе удаления сорбента с акватории;

5) устойчивость к разрушению в водной среде;

6) устойчивость к разрушению нефтью и нефтепродуктами;

7) легкость утилизации или биоразлагаемость;

8) возможность многократной регенерации;

9) простота эксплуатации;

10) эффективность работы в широком диапазоне температур;

11) нетоксичность.

Невзирая на весьма широкий ассортимент доступных сорбентов, достаточно трудно подобрать сорбент, который удовлетворял бы всем этим требованиям, поэтому, как правило, в зависимости от ситуации первостепенное значение приобретают те или иные из указанных характеристик сорбентов.

Для сорбции Н и НП с поверхности акваторий применяются органические природные материалы [22-28], органические синтетические полимеры [29-33] и неорганические минеральные материалы [34-38]. К сорбентам органического природного происхождения можно отнести сорбенты, для производства которых в качестве исходных материалов используют природное сырье растительного происхождения - различные отходы промышленности и сельского хозяйства (например, древесные опилки, солома, торф, шерсть, кожевенная стружка, хлопкосодержащие отходы, мох, лузга гречки и подсолнечника, шелуха овса и риса, кукурузные початки (отходы), отходы переработки трав, опавшая листва, камышовая сечка, соцветия тростника и другие целлюлозосодержащие материалы). Примерами неорганических минеральных сорбентов могут служить диатомит, доломит, цеолит и другие природные материалы нерастительного происхождения [39-42]. Основными достоинствами этих материалов является их

широкая доступность и относительно низкая стоимость (таблица 2). К недостаткам следует отнести невысокую нефтеемкость, амфифильность многих из этих сорбентов, т.е. способность сорбировать как воду, так и углеводороды, неспособность удерживаться на плаву вместе с сорбированными Н и НП, пожароопасность и подверженность микробиологической деструкции, что усложняет процесс их хранения [22-28].

Стоимость сорбентов варьируется в широких пределах и в основном зависит от используемого в их изготовлении материала. Природные органические и неорганические сорбенты, как правило, дешевле синтетических аналогов. Однако при выборе сорбента следует учитывать его объем, необходимый для ликвидации разлива, и дополнительные затраты на утилизацию большого количества отходов после завершения процесса очистки. Несмотря на относительно высокую стоимость синтетических материалов, часто их использование оказывается более эффективным и целесообразным с экономической точки зрения (таблица 2).

Таблица 2 - Состав и стоимость сорбентов

Сорбент Состав Страна-производитель Стоимость, руб. (за 1 кг)

Сорбикс Плюс Кальцинированный измельченный диатомит Дания 160

Сорбенты Reo Amos Полипропилен Чехия 380-1380

OILBINDER Пенополиуретан Германия 120

Spill-Sorb Канадский сфагновый мох Канада 580-600

Гумопром Низинный торф Россия 50-60

UniSpill Полимер Россия 750

Нефтесорб Мох сфагнум Россия 210

ТИЭТ Природное сырье из смеси SiО2, Fe2Оз, AhОз, MgО, СаО Россия 135-390

Ньюсорб-ППУ Торф Россия 80-100

ОДМ-2Ф Природное сырье из смеси SiО2 (84%), Fe2Оз, AhОз, MgО, СаО Россия 20-40

ЭридГроу Сонет ПГСН-С Гумин Россия 145

Унисорб Вспененный полимер Россия 320

НЕС Композиционный материал на основе природного алюмосиликата (вермикулита) Россия 370

С-Верад Природный минерал с наноуглеродной гидрофобной поверхностью Россия 50-190

В настоящее время в мировой практике все большее применение для сбора Н и НП с поверхности акваторий находят синтетические сорбенты, такие как полимерные материалы на основе полипропилена, поролона, карбамидных пенопластов, полиуретановой пены и др. [43, 44]. Такие материалы способны поглощать до 50 г нефти на 1 г сорбента, характеризуются высокой скоростью сорбции, способностью удерживаться на поверхности воды вместе с сорбированной нефтью в течение длительного времени. Отличительной особенностью синтетических нефтяных сорбентов является возможность регулирования в широких диапазонах в процессе синтеза их химических, физических и механических свойств, например, размера и объема пор, гидрофильно-гидрофобных свойств, механической прочности, плавучести и др. Эти материалы используются как в дисперсном (порошки, крошка, гранулы), так и в формованном (рулонный материал, маты, салфетки, боны) виде. Однако стоимость синтетических полимерных материалов в разы превышает стоимость природных сорбентов (см. таблица 2).

Сорбенты позволяют извлечь Н и НП с поверхности, не нанося никакого дополнительного экологического ущерба очищаемой акватории, однако после их извлечения из воды, на берегу они превращаются в источник вторичного загрязнения. Проблема утилизации отработанных сорбентов Н и НП весьма непростая. Как правило, в качестве метода утилизации отработанных сорбентов используют сжигание, однако это неприменимо к минеральным сорбентам и, с большими оговорками, применимо к синтетическим и растительным. Сжигание может производиться только в специальных печах при температуре >1400 °С, чтобы избежать образования высокотоксичных продуктов неполного окисления ряда органических веществ. Общая схема утилизации отработанных сорбентов представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Утилизации сорбентов после сбора нефтяных загрязнений

Основным достоинством использования сорбционных материалов для ликвидации нефтеразливов является экологическая безопасность этого метода для акватории, а также возможность вернуть в оборот отжатую из сорбента нефть. Основной недостаток - проблема утилизации или переработки отработанных сорбентов (источника вторичных загрязнений).

Диспергирующие агенты, или диспергенты, представляют собой группу химических соединений, предназначенных для распыления на поверхность нефтяного пятна с целью ускорения процесса естественного диспергирования Н и НП [17, 45]. Они содержат поверхностно-активные вещества (ПАВ), способные раздробить нефтяную плёнку на маленькие капельки [46]. Разрушение сплошной

нефтяной плёнки позволяет кислороду поступать в воду, что предотвращает гибель морских (или речных) обитателей. Кроме того, волны и течения распространяют эти мелкие капли нефти (диаметром менее 100 мкм) в дисперсном состоянии в водной толще, где нефть претерпевает естественное биоразложение. После диспергирования углеводородной плёнки процесс биоразложения существенно ускоряется, т.к. мелкие нефтяные капли более доступны для биодеградации микроорганизмами, живущими в морской воде

[47]. Возможна обработка диспергентом до 90% площади разлитой Н или НП

[48]. Эффективность действия диспергентов зависит от состава нефти, а также от способа и скорости их нанесения. Диспергенты работают наиболее эффективно до испарения легких компонентов нефти, т.е. сразу после ее разлива, и при наличии волнения [49]. Существенно влияют на эффективность работы диспергентов такие факторы, как соленость воды и температура. К серьёзным недостаткам метода следует отнести относительно высокую токсичность препаратов-диспергентов, медленный процесс естественной биодеградации нефти, невысокую эффективность в отсутствии волнения моря. Кроме того, данный метод требует обязательного применения боновых заграждений, установка которых не всегда возможна.

Другим перспективным физико-химическим методом ликвидации разливов Н и НП является использование «химических пастухов» - соединений, обладающих высокой поверхностной активностью [50]. «Химические пастухи» при распылении по периферии нефтяного пятна сжимают это пятно, уменьшают его площадь, одновременно увеличивая его толщину. При достижении края нефтяной пленки мономолекулярный слой «химических пастухов» понижает поверхностное натяжение воды на границе раздела нефть-вода-воздух. В результате этого тонкая плёнка нефти (менее 1 мм) стягивается в более толстый слой, что позволяет в дальнейшем использовать метод механического сбора нефти или ее сжигание [51]. «Химические пастухи» часто могут с успехом заменять боновые заграждения, что особенно важно в тех случаях, когда боны

установить невозможно. К настоящему времени в США налажен выпуск «химических пастухов», проведены их испытания, однако они еще не нашли широкого применения в условиях реальной ликвидации разливов Н и НП [52]. Основным недостатком «химических пастухов» является то, что их применение в акватории эффективно только в отсутствии волнения.

1.1.4. Биологические методы ликвидации последствий разливов нефти и нефтепродуктов на акваториях

Ранее описанные методы позволяют извлечь с поверхности акватории основную массу Н или НП, однако почти никогда не удается достичь показателей чистоты морской воды, соответствующих рыбохозяйственным нормативам или не превышающих ПДК нефтепродуктов для морских и пресных вод. Поэтому на последней стадии очистки акваторий после разливов Н и НП используются микробиологические методы. Микробиологические методы очистки акваторий основаны на применении препаратов, состоящих из ассоциаций различных микроорганизмов-деструкторов углеводородов, которые способны в процессе своей жизнедеятельности перерабатывать Н и НП в экологически более безопасные соединения, такие как углекислый газ и вода [43, 53]. Для биоремедиации акваторий от Н и НП используются все основные группы микробных сообществ - бактерии, грибы, водоросли, простейшие и вирусы [5456]. Микроорганизмы, способные окислять углеводороды, достаточно широко распространены в природе. Из морской среды обитания выделено 25 родов углеводородокисляющих бактерий и 27 родов микроскопических грибов, способных биоразлагать углеводороды [57]. Для биологической очистки акваторий могут применяться как естественные, так и искусственно созданные ассоциации микроорганизмов, и к настоящему моменту биопрепараты на основе УОМ используются достаточно широко [58].

По устойчивости биодеградации углеводороды могут быть классифицированы следующим образом (таблица 3):

Таблица 3 - Классификация компонентов нефти по их способности к

биодеградации.

Степень

Отношение к биодеградации,

Группа воздействию микроорганизмов % к исходному содержанию углеводородов Компоненты нефти

I Высоко чувствительные 80-100 н-алканы, изо-алканы

Цикланы, содержащие 1, 2, 5, 6

II чувствительные 60-80 колец; ароматические соединения, содержащие серу; моноароматические соединения

умеренно чувствительные Циклоалканы, содержащие 3 или

III 45-60 4 кольца; триароматические углеводороды

тетраароматические

IV Устойчивые 30-45 углеводороды; стераны; трепаны; нафтеноароматические углеводороды

пентаароматические

V высокоустойчивые 0-30 углеводороды; асфальтены; смолы

Отметим, что различные УОМ обладают разными способностями к биодеградации углеводородов, имеющих различное строение и относящиеся к разным классам. Поэтому, как правило, для очистки акваторий от Н и НП используют ассоциации УОМ, в состав которых входят микроорганизмы, способные биодеградировать различные классы углеводородов. При этом микроорганизмы подбираются таким образом, чтобы они были способны биодеградировать максимально широкий по своему строению набор углеводородов.

Биологические методы включают в себя не только использование УОМ, но и добавление в загрязненный водоем биогенных элементов (Ы, P, К) и/или кислорода для стимулирования роста как аборигенных, так и внесенных УОМ, а также для интенсификации процессов биодеградации разлитой нефти [59].

Биологические методы достаточно просты в применении и способны нанести минимальный дополнительный ущерб акватории при проведении

операций по ликвидации разлива Н и НП [60, 61]. Однако следует отметить, что биологические методы очистки могут применяться только на завершающей стадии очистки акватории, когда толщина нефтяной пленки не превышает 0,1 мм. Существенным недостатком этого метода является невозможность удаления из водоёма «введенных» туда микроорганизмов после завершения процесса очистки. Как показал опыт, неаборигенные микроорганизмы в процессе очистки водоёма могут неконтролируемо размножаться, приводя к уничтожению аборигенных микроорганизмов очищаемой акватории, что имеет негативные последствия для биоценоза акватории.

Таким образом, современный арсенал методов, имеющихся в распоряжении служб по борьбе с разливами Н и НП, весьма разнообразен, однако подобрать универсальный и экологически безопасный метод ликвидации разлива Н и НП обычно бывает невозможно. В связи с этим, как правило, используют целый комплекс методов, что делает этот процесс трудоёмким, длительным, многостадийным и весьма затратным. К недостаткам широко используемых на сегодняшний день технологий следует отнести то, что механические и физико-химические методы позволяют лишь извлечь токсиканты из воды, но не решают задачу их безопасного уничтожения, превращая использованные для очистки вод материалы в источник вторичного загрязнения окружающей среды. Физико-химические методы очистки часто связаны с использованием химикатов, наносящих дополнительный ущерб окружающей среде (таких как ПАВ, которые сами по себе представляют угрозу для окружающей среды). Отметим, что из всех перечисленных методов наиболее привлекательными, с экологической точки зрения, являются сорбционные и биологические методы очистки.

1.2. Использование биокомпозитных материалов для ликвидации последствий разливов нефти и нефтепродуктов на акваториях

Основными проблемами современных технологий ликвидации последствий разливов Н и НП на акваториях являются многостадийность этого процесса, что

влечёт за собой большие затраты средств и времени, дополнительный вред окружающей среде от ряда применяемых химических препаратов, а также проблема утилизации отработанных материалов. Поэтому в последние 10-15 лет в различных лабораториях мира ведется поиск и разработка материалов, позволяющих сократить число стадий очистки, минимизировать применение препаратов, несущих дополнительную нагрузку для окружающей среды, и решить проблему утилизации отработанных материалов. Одним из путей решения этой проблемы может стать создание новых композитных материалов для биоремедиации акваторий при разливах Н и НП, а также для очистки промышленных и бытовых сточных вод. Такой материал представляет собой матрицу-сорбент синтетического или природного происхождения с иммобилизованными на нем микроорганизмами-деструкторами углеводородов. В качестве матрицы-сорбента, как правило, используются сорбенты природного происхождения или синтетические полимерные материалы. Процесс иммобилизации УОМ представляет собой прикрепление клеток микроорганизмов к матрице-сорбенту, что ограничивает подвижность микробных клеток в акватории, но полностью сохраняет их жизнеспособность и каталитические функции [62-64].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Джабраилова Хатира Сабир кызы, 2021 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Statistical Review of World Energy. bp - 2020. 69th edition. https://www.bp.com/content/dam/bp/business-sites/en/global/corporate/pdfs/energy-economics/statistical-review/bp-stats-review-2020-full-report.pdf, дата обращения 01.07.2021.

2. Clean up Techniques Used for Coastal Oil Spills: An Analysis of Spills Occurring in Santa Barbara, California, Prince William Sound, Alaska, the Sea of Japan, and the Gulf Coast (University of San Francisco, San Francisco, CA) / Henry R. Walther III. - 2014. - Р. 67.

3. M. Schrope. Oil spill: Deep wounds. Nature. - 2011. - 14; 472(7342):152-4. DOI: 10.1038/472152a

4. S.E. Chang, J. Stone, K. Demes, and M. Piscitelli. Consequences of oil spills: A review and framework for informing planning. Ecology and society. - 2014. -19(2):26. DOI: 10.5751/ES-06406-190226

5. G. Goodbody-Gringley, D.L. Wetzel, D. Gillon, E. Pulster, A. Miller, K.B. Ritchie. Toxicity of Deepwater Horizon Source Oil and the Chemical Dispersant, Corexit® 9500, to Coral Larvae. PLoS One. - 2013. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0045574

6. S.J. Varjani, V.N. Upasani. A new look on factors affecting microbial degradation of petroleum hydrocarbon pollutants (Review). International Biodeterioration and Biodegradation. - 2017. - Vol. 120. - P. 71-83.

7. Shen T., Pi Y., Bao M., Xu N., Yiming Li, Lu J.. Biodegradation of different petroleum hydrocarbons by free and immobilized microbial consortia. Environmental Science: Processes & Impacts. - 2015. - 17. - P. 2022-2033.

8. Y.C. Lee, H.J. Shin, Y. Ahn, M.C. Shin, M. Lee, J.W. Yang. Biodegradation of diesel by mixed bacteria immobilized onto a hybrid support of peat moss and additives: A batch experiment //Journal of Hazardous Materials. - 2010. - Vol. 183. - P. 940-944.

9. X. Zhao, Y. Wang, Z. Ye, A.G.L. Borthwick, J. Ni. Oil field wastewater treatment in Biological Aerated Filter by immobilized microorganisms. Process Biochemistry. -2006. - 41(7). - P. 1475-1483.

10. C.J. Cunningham, I.B. Ivshina, V.I. Lozinsky, M.S. Kuyukina, J.C. Philp. Bioremediation of diesel-contaminated soil by microorganisms immobilised in polyvinyl alcohol. International Biodeterioration & Biodegradation. - 2004. - 54. -P. 167-174.

11. A.R. Gentili, M.A.Cubitto, M.Ferrero, M.S. Rodriguez. Bioremediation of Crude Oil Polluted Seawater by a Hydrocarbon-Degrading Bacterial Strain Immobilized on Chitin and Chitosan Flakes. International Biodeterioration & Biodegradation. - 2006. - 57. - P. 222-228.

12. S.P. Costa, A.L. Angelim, M. F. Vieira, Q. Sousa, V. Maria, M. Meloa. Vegetative cells of Bacillus pumilus entrapped in chitosan beads as a product for hydrocarbon biodegradation. International Biodeterioration & Biodegradation. - 2014. - 87. - P. 122-127.

13. R.N. Rahman, F.M. Ghaza, A.B. Salleh, M. Basri. Biodegradation of hydrocarbon contamination by immobilized bacterial cells. Journal of Microbiology. - 2006. - № 44(3). - Р. 354-359.

14. Tong K., Zhang Y., Liu G., Ye Z., Chu P. K. Treatment of heavy oil wastewater by a conventional activated sludge process coupled with an immobilized biological filter. International Biodeterioration & Biodegradation. - 2013. - 84. - P. 65-71.

15. U.S. Environmental Protection Agency. Understanding oil spills and oil spill response. - 1999. http://www.hsdl.org/?view&did=25688

16. J. Michel, G. Shigenaka, R. Hoff. Oil spill response and cleanup techniques. An Introduction to Coastal Habitats and Biological Resources for Oil Spill Response. Chapter 5. - 1992. Р. 1-103. l.: NOAA/Hazardous Materials Response and Assessment.

17. tTOPF. Поведение морских разливов нефти. Технический информационный документ 2. - 2011. - C. 2-11.

18. J.V. Mullin, M.A. Champ. Introduction/Overview to in situ burning of oil spills. Spill science & technology bulletin. - 2003. - № 8. - P. 323-330.

19. Луценко А.Н. О применении инновационных сорбентов и устройств для ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов // Интернет-журнал "Технологии техносферной безопасности". - 2012. - № 3(43). - С. 1-8.

20. D. Chattopadhyay, K. Umrigar. Chemical Modification of Waste Cotton Linters for Oil Spill Cleanup Application. Journal of The Institution of Engineers (India). -2017. - Series E, Volume 98, Issue 2. - Р. 103-120.

21. S. Gupta, N.-H. Tai. Carbon materials as oil sorbents: a review on the synthesis and performance. J. Mater. Chem. - 2016. - 4. - P. 1550-1565.

22. C. Cojocaru, M. Macoveanu, I. Cretescu. Peat-based sorbents for the removal of oil spills from water surface: application of artificial neural network modeling. Colloids and Surfaces A. - 2011. - 384 (1-3). - Р. 675-684.

23. H.M. Choi, R.M. Cloud. Natural sorbents in oil spill cleanup. Environmental Science & Technology. - 1992. - 26 (4). - P. 772-776.

24. M.A. Hubbe, O.J. Rojas, M. Fingas, B.S. Gupta. Cellulosic substrates for removal of pollutants from aqueous systems: a review. Spilled oil and emulsified organic liquids BioResources. - 2013. - 8 (2). - P. 3038-3097.

25. S. Suni, A.L. Kosunen, M. Hautala, A. Pasila, M. Romantschuk. Use of a byproduct of peat excavation, cotton grass fibre, as a sorbent for oil-spills. Marine Pollution Bulletin. - 2004. - 49. - P. 916-921.

26. T.R. Annunciado, T.H.D. Sydenstricker, S.C. Amico Experimental investigation of various vegetable fibers as sorbent materials for oil spills. Marine Pollution Bulletin. - 2005. - 50. - P. 1340-1346.

27. T.T. Lim, X. Huang. Evaluation of kapok (Ceiba pentandra (L.) Gaertn.) as a natural hollow hydrophobic-oleophilic fibrous sorbent for oil spill cleanup. Chemosphere. -2007. - 66. - P. 955-963.

28. H. Moriwaki, S. Kitajima, M. Kurashima, A. Hagiwara, K. Haraguchi, K. Shirai, R.Kanekatsu, K. Kiguchi. Utilization of silkworm cocoon waste as a sorbent for the removal of oil from water. Journal of Hazardous Materials. - 2009. - 165. - P. 266270.

29. M.A. Zahid, J.E. Halligan, R.F. Johnson. Oil slick removal using matrices of polypropylene filaments. Industrial & Engineering Chemistry Process Design and Development. - 1972. - 11 (4). - P. 550-558.

30. Q.F. Wei, R.R. Mather, A.F. Fortheringham, R.D. Yang. Evaluation of nonwoven polypropylene oil sorbents in marine oil-spill recovery. Marine Pollution Bulletin. -2003. - 46. - P. 780-783.

31. H. Li, L. Liu, F. Yang. Oleophilic polyurethane foams for oil spill cleanup. Environmental Science: Processes & Impacts. - 2013. - 18. - P. 528-533.

32. H. Li, L. Liu, F. Yang. Hydrophobic modification of polyurethane foam for oil spill cleanup. Marine Pollution Bulletin. - 2012. - 64 (8). - P. 1648-1653.

33. D. Ceylan, S. Dogu, B. Karacik, S.D. Yakan, O.S. Okay, O. Okay. Evaluation of butyl rubber as sorbent material for the removal of oil and polycyclic aromatic hydrocarbons from seawater. Environmental Science & Technology. - 2009. - 43. -P. 3846-3852.

34. D. Zadaka Amir, N. Bleiman, Y.G. Mishael. Sepiolite as an effective natural porous adsorbent for surface oil-spill. Microporous and Mesoporous Materials. - 2013. -169. - P. 153-159.

35. O.K. Karakasi, A. Moutsatsou. Surface modification of high calcium fly ash for its application in oil spill clean up. Fuel. - 2010. - 89 (12). - P. 3966-3970.

36. T. Arbatan, X. Fang, W. ShenSuperhydrophobic and oleophilic calcium carbonate powder as a selective oil sorbent with potential use in oil spill clean-ups. Chemical Engineering Journal. - 2011. - 166 (2). - P. 787-791.

37. Климов Е.С. Очистка поверхностных вод от нефтепродуктов природными сорбентами/ Е.С. Климов, А.А. Лукьянов, В.В. Дубровина, М.В. Бузаева, О.А. Давыдова // Современные наукоемкие технологии. - 2010. - № 7. - С. 218.

38. Очистка сточных вод от нефтепродуктов с помощью природных сорбентов / Баннова Е.А., Залозная Е.П., Китаева Н.К., Мерков С.М., Мучкина М.В., Чабань А.Ю., Алексеев А.В. // ВОДА: ХИМИЯ И ЭКОЛОГИЯ. - 2012. - №11. - С. 7378.

39. Obi, E. O., Kamgba, F. A., and Obi, D. A. Techniques of Oil Spill Response in the sea. IOSR Journal of Applied Physics (IOSR-JAP). - 2014. - Volume 6, Issue 1 Ver. I. - Р. 36-41. e-ISSN: 2278-4861. www.iosrjournals.org.

40. Z. Liu, J. Liu, Q. Zhu, W. Wu. The weathering of oil after the Deepwater Horizon oil spill: insights from the chemical composition of the oil from the sea surface, salt marshes and sediments. Environ. Res. Lett. - 2012. - №7. - Р. 035302.

41. J. Vorobiev, V. Akimov, J. Sokolov. Liquidation of the Oil Spills, Moscow 2005. http://www.mchs.gov.ru/upload/site1/library/C7zF0Xy8Wf.pdf

42. Mahajan Y. R. Nanotechnology-based solutions for oil spills. Nanotechnol. Insights. - 2011. - 2(1): 1-19.

43. D. Zhao, C. Liu, L. Liu, Y. Zhang, Q. Liu, W.M. Wu. Selection of functional consortium for crude oil-contaminated soil remediation. International Biodeterioration & Biodegradation. - 2011. - 65 (8). - Р. 1244-1248.

44. Ю.А. Подавалов. Экология нефтегазового производства. - 2010. - 416 с. ISBN 978-5-9729-0028-2.

45. ITOPF, 2014b. ITOPFTIP 04: Use of Dispersants to Treat Oil Spills. - 2014. http://www.itopf.com/knowledge-resources/documents-guides/document/tip-4-use-of-dispersants-to-treat-oil-spills/

46. U.S. Environmental Protection Agency. Understanding oil spills and oil spill response. - 1999. http://www.hsdl.org/?view&did=25688

47. L. Graham, et al. Oil Spill Science: Chemical Dispersants and Their Role in Oil Spill Response. - 2016. - s.l.: MASGP-15-015.

48. C.C. Azubuike, C.B. Chikere, G.C. Okpokwasili. Bioremediation techniques-classification based on site of application: principles, advantages, limitations and prospects. World Journal of Microbiology and Biotechnology. - 2016. - 32. P. 180.

49. Промышленная и экологическая безопасность на арктическом шельфе: технологии, разработки, оборудование. - 2017. https://neftegaz.ru/science/ecology/331531 -promyshlennaya-i-ekologicheskaya-bezopasnost-na-arkticheskom-shelfe-tekhnologii-razrabotki-oborudova/

50. W.D. Garrett, W.R. Barger. Control and Confinement of Oil Pollution on Water With Monomolecular Surface Films (1972). Final report to U.S. Coast Guard, November 1971, project № 724110.1/4.1.10.

51. Petroleum Research shepherds for quick response at the site of burning oil stains in the open water. Report to the United States Department of the Interior, Security Bureau and Environmental Protection, Herndon, Va. SL Ross Environmental Research. - 2012.

52. I. Buist, T. Nedwed, A. Tidwell, P. Lane, P. Newsom, K. Flagg. Update on developing and commercializing oil herders for in-situ burning // Int. Oil Spill Conf. Proc. - 2014. - P. 1441-1456. 10.7901/2169-3358-2014.1.1441.

53. S.J. Varjani, V.N. Upasani. Characterization of hydrocarbon utilizing Pseudomonas strains from crude oil contaminated samples. International Biodeterioration & Biodegradation. - 2011. - 65 (8). - P. 1244-1248.

54. J.D. Van Elsas, G.F. Duarte, A.S. Rosado, K. Smalla. Microbiological and molecular biological methods for monitoring microbial inoculants and their effects in the soil environment. Journal of Microbiological Methods. - 1998. - 32. - P. 133154.

55. D.H. Pieper, W. Reineke. Engineering bacteria for bioremediation. Current Opinion in Biotechnology. - 2000. - 11. - P. 262-270.

56. Y. Kasai, H. Kishira, K. Syutsubo, S. Harayama. Molecular detection of marine bacterial pollution on beaches contaminated by Nakhodka tanker oil-spill accident. Environmental Microbiology. - 2001. - 3 (4) - P. 246-255.

57. Патин С.А. Нефтяные разливы и их воздействия на морскую среду и биоресурсы. - М.: Изд-во ВНИРО. - 2008. - 508 с.

58. Мерициди И.А., Ивановский В.Н., Прохоров А.Н. и др. Техника и технологии локализации и ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов // Справ.изд. - СПб: НПО «Профессионал». - 2008. - 824 с.

59. Das N., Chandran P. Microbial degradation of petroleum hydrocarbon contaminants: an overview. Biotechnology Research International. - 2011. - ID 941810. doi: 10.4061/2011/941810.

60. Нефтегазовая геология. Теория и практика. - 2012. - Т. 7. - № 1. http://www.ngtp.ru/rub/7/16_2012.pdf ISSN 2070-5379 Neftegasovaâ geologiâ. Teoriâ i practika (RUS) URL: http://www.ngtp.ru

61. Биопрепараты - деструкторов нефти и нефтепродуктов. URL: http ://www.npukk.ru/?q=node/252 (дата обращения: 17.01.2021).

62. Nunal S.N., Santander-DE Leon, S.M., Bacolod, E., Koyama, J., Uno, S., Hidaka, M., Yoshikawa, T., Maeda, H. Bioremediation of heavily oil-polluted seawater by a bacterial consortium immobilized in cocopeat and rice hull powder. Biocontrol Science and Technology. - 2014. - 19 (1). - P. 11-22.

63. Samhan F., Elliethy M., Hemdan B., Youssef M., El-Taweel G. Bioremediation of oil-contaminated water by bacterial consortium immobilized on environment-friendly biocarriers. Journal of Egyptian Public Health Association. - 2017. - 92(1):44-51. doi: 10.21608/epx.2017.7009.

64. A.R. Gentili, M.A. Cubitto, M. Ferrero, M.S. Rodriguez. Bioremediation of crude oil polluted seawater by a hydrocarbon-degrading bacterial strain immobilized on chitin and chitosan flakes. International Biodeterioration & Biodegradation. - 2006. -№ 57. - Р. 222-228.

65. Mohammadi A., Nasernejad B. Enzymatic degradation of anthracene by the white rot fungus Phanerochaete chrysosporium immobilized on sugarcane bagasse. Journal of Hazardous Materials. - 2009. - № 161. - Р. 534-537. http://dx.doi.org/10.1016/jjhazmat.2008.03.132.

66. Hazaimeh M., Mutalib S.A., Abdullah P.S., Kee W.K., Surif S. Enhanced crude oil hydrocarbon degradation by self-immobilized bacterial consortium culture on sawdust and oil palm empty fruit bunch. Annals of Microbiology. - 2014. - 64. -Р.1769-1777. http://dx.doi.org/10.1007/s13213-014-0821-3.

67. Rivelli V, Franzetti A, Gandolfi I, Cordoni S, Bestetti G. Persistence and degrading activity of free and immobilised allochthonous bacteria during bioremediation of hydrocarbon-contaminated soils. Biodegradation. - 2013. - № 24. - Р. 1-11. http://dx.doi.org/10.1007/s10532-012-9553-x.

68. T. Shen, Y. Pi, M. Bao, N. Xu, Y. Li, J. Lu. Biodegradation of different petroleum hydrocarbons by free and immobilized microbial consortia. Environmental Science: Processes & Impacts. - 2015. - № 17. - Р. 2022-2033.

69. Q. Chen, J. Li, M. Liu, H. Sun, M. Bao. Study on the biodegradation of crude oil by free and immobilized bacterial consortium in marine environment. PLoS One. -2017. - 12(3): e0174445. doi: 10.1371/journal.pone.0174445.

70. Н.В. Морозов, О.В. Жукова, А.В. Иванов. Материалы Московского международного конгресса «Биотехнология: состояние и перспективы. - 2011. -Ч. 2. - С. 302-304, 9, 20.

71. Фундаментальные науки и практика / О.В. Жукова, Н.В. Морозов. - 2010. - С. 1, 3, 19-22.

72. N.V. Morozov, I.M. Ganiev. Microbiological removal of engine oils from natural water using plant-derived sorbents. Reseach Research journal of pharmaceutical, biological and chemical sciences. - 2016. - Vol. 7. - № 5. - P. 1728-1735.

73. Н.В. Морозов. Управляемая биоремедиация нефтезагрязнений в природных водах органическими сорбентами разнообразного происхождения. Вестник технологического университета. - 2017. - Т 20. - № 11. - С. 137-141. УДК 574.635.

74. И.Е. Шарапова, А.В. Гарабаджу, М.Ю. Маркарова, Т.Н. Шемеленина, И.В. Грудов. / Экология и промышленность России. - 2001. - С. 2, 22-25.

75. Е.Д. Шкорина. Состав и комплексная переработка отходов производства гречихи : автореф. дис. ... канд. техн. наук / Е.Д. Шкорина. - Владивосток, 2010. - 20 с.

76. Kuyukina M.S., Ivshina I.B., Krivoruchko A.V., Podorozhko E.A., Lozinsky V.I., Cunningham C., PhilpJ.C. Novel biocatalysts based on immobilized Rhodococcus cells for oil-contaminated water purification. Journal of Biotechnology. - 2007. -Vol. 131. - P. 99-100.

77. Kuyukina M.S., Ivshina I.B., Serebrennikova M.K., Krivoruchko A.V., Podorozhko E.A., Ivanov R.V., Lozinsky V.I. Petroleum-contaminated water treatment in a

fluidized-bed bioreactor with immobilized Rhodococcus cells. International Biodeterioration& Biodegradation. - 2009. - Vol. 63. - P. 427-432.

78. Kuyukina, M.S., Rubtsova E.V., Ivshina I.B., Ivanov R.V., Lozinsky V.I. Selective adsorption of hydrocarbon-oxidizing Rhodococcus cells in a column with hydrophobized poly(acrylamide) cryogel. Journal of Microbiological Methods. -2009. - Vol. 79. - P. 76-81.

79. Пат. 2361686 Российская Федерация, МПК B09C1/10, C02F3/34, C12N1/26. Биопрепарат для очистки почвы и воды от нефти и нефтепродуктов / Л.И. Сваровская, С.И. Писарева, Л.К. Алтунина; заявители и патентообладатели : Л.И. Сваровская, С.И. Писарева, Л.К. Алтунина; заявл. 13.08.2007; опубл. 20.07.2009.

80. Jing Chen. Synthetic Microbial Community for the Bioremediation of Petroleum Contamination // Petroleum & Petrochemical Engineering Journal. - 2017. - V.1. -№ 4. - P. 1-3.

81. A.G. Dedov, P.B. Kashcheeva, E.A. Ivanova, D.A. Sandzhieva, V.M. Bouznik, E.S. Lobakova, S.G. Vasil'eva, M.P. Kirpichnikov, R.K. Idiatulov. Doklady Chemistry. -2015. - 462. - С.160-164.

82. Дедов А.Г., Иванова Е.А., Санджиева Д.А., Лобакова Е.С., Кащеева П.Б., Кирпичников М.П., Ишков А.Г., Бузник В.М. Новые материалы и экология: биокомпозитные материалы для ремедиации акваторий // Химическая технология. - 2016. - Т. 17. - № 6. - С. 272-288.

83. Дедов А.Г., Белоусова Е.Е., Кащеева П.Б., Беляева Е.И., Омарова Е.О., Лобакова Е.С., Иванова Е.А., Идиатулов Р.К., Генис А.В., Бузник В.М. Эффективные сорбирующие полимерные материалы для сбора нефти и нефтепродуктов. Химическая технология. - 2013. - Т. 14. - № 10. - С. 606-617.

84. ASTM F 726-12. Standard Test Method for Sorbent Performance of Adsorbents. - 2012. - 10 p.

85. Справочник химика 21 / Химия и химическая технология // Морская вода химический состав. - С.26. https://chem21.info/info/1416302/

86. Сточные воды. Википедия.

87. E. I. Belyaeva, L. V. Zrelova, D. Yu. Marchenko, A. G. Dedov. Colorimetric determination of N-methylaniline in hydrocarbon media. Petroleum Chemistry. -2015. - № 55. - Р. 74-79.

88. Фрейзер, Брюс, Мэрфи, Крис, Бантинг, Фрэд. Реальный мир управления цветом, 2-е изд: Пер. с англ. - 2006. - 560 с. - С. 198-199.

89. ГОСТ 34100.1-2017. Неопределенность измерения.

90. A.G. Dedov, P.B. Kashcheeva, E.A. Ivanova, D.A. Sandzhieva, V.M. Bouznik, E.S. Lobakova, S.G. Vasil'eva, M.P. Kirpichnikov, R.K. Idiatulov / Doklady Chemistry. -2015. - С. 160-164.

91. N. Abu Bakar, W.L. Tan, M.I. Ahmad. Natural Composite Membranes for Water Remediation: Toward a Sustainable Tomorrow / Renewable Energy and Sustainable Technologies for Building and Environmental Applications. - 2016. - Pp. 25-49. DOI 10.1007/978-3-319-31840-0_2.

92. Liu J., Chen S., Ding J., Xiao Y., Han H., Zhong G. Sugarcane bagasse as support for immobilization of Bacillus pumilus HZ-2 and its use in bioremediation of mesotrione-contaminated soils. Applied Microbiology and Biotechnology. - 2015. -99:10839-51. http://dx.doi.org/m1007/s00253-015-6935-0.

93. A. Dzionek, D. Wojcieszynska, U. Guzik. Natural carriers in bioremediation: A review. Electronic Journal of Biotechnology. ISSN 0717-3458/ Electron. Journal of Biotechnology. - 2016. - Vol. 19. - № 5. http://dx.doi.org/10.1016/j.ejbt.2016.07.003

94. B.M. Островская. Химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия Под ред. И. Л. Кнунянца. - 1988.

95. Золотов Ю. А. Тезисы докладов Всероссийской конференции "Экоаналитика-94", Краснодар. - 1994.

96. De Lange H.J., Sala S., Vighi M., Faber J.H. Ecological vulnerability in risk assessment - A review and perspectives (Review) // Sci. Total Environ. - 2010. -V. 408. - № 18. - P. 3871.

97. З. А. Темердашев, Л. Ф. Павленко, И. Г. Корпакова, Я. С. Ермакова. Аналитические аспекты определения суммарного содержания и

дифференциации антропогенных и биогенных углеводородов в водных экосистемах. Журнал аналитической химии. - 2018. - Т. 73. - № 12. - С. 887896.

98. Бескид П.П., Дурягина Е.Г., Фрумин Г.Т. Цикл нефтяного загрязнения от попадания в морскую среду до удаления // Экологическая химия. - 2011. - Т. 20. - № 2. - С. 74.

99. I.V. Kumpanenko, A.V. Roshchin, B.V. Myasoedov. Russian Journal of Chemical Safety (Himicheskaja Bezopasnost). - 2017. - № 3. - С. 10-53.

100. Пат. 2664255C2 Российская Федерация, МПК G01C11/06 G01V8/00. Способ идентификации загрязнений морской поверхности / В.Ф. Давыдов, Е.Г. Комаров, А.В. Соболев, В.И. Запруднов; заявители и патентообладатели: В.Ф. Давыдов, Е.Г. Комаров, А.В. Соболев, В.И. Запруднов; заявл. 02.12.2015; опубл. 15.08.2018.

101. Пат. 2596628C1 Российская Федерация, МПК G01S13/88 G01C11/00. Способ определения загрязнения морской поверхности / В.Г. Бондур, В.Е. Воробьев, В.В. Замшин, В.Ф. Давыдов, А.В. Корольков; заявители и патентообладатели: В.Г. Бондур, В.Е. Воробьев, В.В. Замшин, В.Ф. Давыдов,

A.В. Корольков; заявл. 24.04.2015; опубл. 10.09.2016.

102. Пат. 2632176C1 Российская Федерация, МПК G01C11/06 G01S13/90. Способ идентификации загрязнений морской поверхности / В.Г. Бондур, В.Ф. Давыдов,

B.В. Замшин; заявители и патентообладатели: В.Г. Бондур, В.Ф. Давыдов, В.В. Замшин; заявл. 17.06.2016; опубл. 02.10.2017.

103. Пат. 2522821C1 Российская Федерация, МПК G01S17/00. Система обнаружения и мониторинга загрязнений морского нефтегазового промысла / О.П. Авандеева, Г.М. Баренбойм, В.М. Борисов, В.И. Данилов-Данильян, О.Б. Христофоров; заявители и патентообладатели: О.П. Авандеева, Г.М. Баренбойм, В.М. Борисов, В.И. Данилов-Данильян, О.Б. Христофоров; заявл. 01.02.2013; опубл. 20.07.2014.

104. J. M. Andrews, S. H. Lieberman. Multispectral fluorometric sensor for real time in-situ detection of marine petroleum spills. Oil & Hydrocarbon Spills, Modelling,

Analysis & Control. Transactions on Ecology and the Environment. - 1998. - Vol. 20. - P. 292. ISSN 1743-354.

105. Leifer I., Lehr W. J., Simecek-Beatty D., Bradley E., Clark R., Dennison P., Hu Y., Matheson S., Jones C. E., Holt B., Reif M., Roberts D. A., Svejkov-sky J., Swayze G., Wozencraft J. State of the art satellite and airborne marine oil spill remote sensing: Application to the BP Deepwater Horizon oil spill. Remote Sensing of Environment. - 2012. - 25(124). - Р. 185-209. http://dx.doi.org/10.1016/irse.2012.03.024.

106. R.K. Chernova, L.M. Kozlova, N.B. Shestopalova, Y.O. Ryanova. News of the Saratov University (Izvestija Saratovskogo Universiteta) Series: Chemistry. Biology. Ecology. - 2008. - № 8. - Р. 15-22 (in Russian).

107. Пат. 2564002C1 Российская Федерация, МПК G01N31/22 G01N33/22. Индикаторный элемент для обнаружения утечки жидкого углеводородного топлива / В.М. Островская, В.В. Середа, О.А. Прокопенко, С.М. Сергеев; заявители и патентообладатели: В.М. Островская, В.В. Середа, О.А. Прокопенко, С.М. Сергеев; завл. 27.10.2014; опубл. 27.09.2015.

108. Пат. 2696982C1 Российская Федерация, МПК G01N31/22 G01N33/22. Индикаторный элемент для обнаружения и идентификации разливов жидких углеводородов нефти и нефтепродуктов / А.Г. Дедов, Е.А. Иванова, Д.Ю. Марченко, Д.А. Санджиева, Х.С. Джабраилова; заявители и патентообладатели: А.Г. Дедов, Е.А. Иванова, Д.Ю. Марченко, Д.А. Санджиева, Х.С. Джабраилова; заявл. 03.03.2019; опубл. 08.08.2019. - Бюл. № 22.

109. A.G. Dedov, D.Yu. Marchenko, E.A. Ivanova, R.K. Idiatulov, D.A. Sandzhieva, S.V. Egazaryants, E.S. Lobakova, Kh.S. Dzhabrailova. New multifunctional biocomposite material for hydrocarbon detection and reclamation on the surface of water areas. Mendeleev Communications. - 2020. - № 20. - Р. 527-530.