Polipropileno naftos produktų įgerties tyrimas ir vertinimas

Abstract

Augant industrializacijai ir didėjant energijos poreikiams, vandens ir dirvožemio tarša, atsiradusi dėl atsitiktinio nuotėkio arba lėtinio žalios naftos arba jos produktų išleidimo į aplinką, tampa vis didesnė problema. Plačiai paplitęs naftos produktų išsiliejimas ir nuotėkis iš požeminių talpyklų, naftos gręžinių išmontavimas, apleistos naftos perdirbimo įmonės užteršia dirvožemį, taip pat požeminį ir paviršinį vandenį. Daugelis naftos žaliavos sudedamųjų dalių yra nepalankios ir labai toksiškos dėl toksinių, kancerogeninių ir teratogeninių komponentų, pvz., benzeno, tolueno, etilbenzeno, ksileno ir policiklinių aromatinių angliavandenilių buvimo. Naftos produktų šalinimui iš vandens arba dirvožemio taikomi įvairūs biologiniai (bioremediacija, biodegradacija) metodai, tačiau angliavandenilių atsparumas mikroorganizmų skilimui, atsižvelgiant į aromatinių žiedų tipą, molekulinę masę ir skaičių, dirvožemyje arba vandenyje linkęs didėti.. Šiame straipsnyje siūlomas fizikinis-cheminis naftos produktų, naudojant polimerinį sorbentą – polipropileną, šalinimo iš vandens metodas – sorbcija. Vandens įgerties tyrimo metu gauta, kad polipropilenas vandens gali įgerti tik 2/3 savo masės, todėl dėl jo hidrofobiškumo sorbentą galima pritaikyti vandeniui, užterštam naftos produktais, valyti. Naftos produktų įgerties tyrimo metu gauta, kad polipropilenas gali įgerti 5 kartus daugiau dyzelino nei jo paties masė, panaudojama labai užterštoms ir didelio debito paviršinėms nuotekoms valyti ar esant staigiam išsipylimui, kad naftos produktai nepatektų į paviršinius vandens telkinius. Ištyrus šias savybes, atliktas naftos produktų šalinimo iš vandens eksperimentinis tyrimas sorbcinės kolonėlės principu, naudojant dyzelinu („Neste“ Pro diesel, ρ = 0,72 g/cm3) užterštą vandenį. Nustatytas naftos produktų šalinimo, priklausomai nuo skirtingų pradinių koncentracijų, efektyvumas, kuris yra 60–88 %, taip pat įvertinta polipropileno modifikavimo galimybė, siekiant padidinti jo hidrofobiškumą.

Water and soil pollution caused by accidental runoff or the release of chronic crude oil or its products is becoming a growing problem for industrialization and energy needs. Widespread oil spill and leakage from underground tanks, dismantling of oil wells and abandoned refineries pollute the soil, groundwater and surface water. Many petroleum materials are unfavorable and highly toxic due to the presence of toxic, carcinogenic and teratogenic components such as benzene, toluene, ethylbenzene, xylene and polycyclic aromatic hydrocarbons. Various biological (bioremediation, biodegradation) methods are used to remove petroleum products from water or soil, however, the resistance of hydrocarbons to the degradation of microorganisms in soil or water tends to increase, depending on the type, molecular weight and number of aromatic rings. This article suggests a physico-chemical method for removing oil from water – sorption, using polymeric sorbent – polypropylene. The water intake experiment showed that polypropylene can only absorb water 2/3 of its own mass, which makes it suitable for the purification of water-contaminated oil products. The oil product intake experiment showed that polypropylene can absorb 5 times more diesel than its own mass and can be used for highly polluted and high-flow surface wastewater or in a sudden spill to prevent oil products from entering surface water bodies. Investigations of these properties have resulted in an experimental study of the removal of oil products from the water using a sorbent column uand water contaminated with diesel (Neste Pro diesel, ρ = 0.72 g/cm3). The estimated oil removal efficiency is 60–88%, depending on the different initial concentrations, the article also evaluates the possibility of polypropylene modification to increase its hydrophobicity.