Поглинання нафти і нафтопродуктів глинами Черкаського родовища
У статті висвітлено питання поглинання нафти і дизельного палива глинами Черкаського родовища. Показано, що кількість поглинених вуглеводнів залежить від товщини їх плівки і природи сорбенту. Встановлено, що палигорськітові глини мають більшу сорбційну ємність по відношенню до нафти і нафтопродуктів...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Збірник наукових праць Інституту геохімії навколишнього середовища |
|---|---|
| Datum: | 2011 |
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Інститут геохімії навколишнього середовища НАН України та МНС України
2011
|
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/32262 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Поглинання нафти і нафтопродуктів глинами Черкаського родовища / Г.П. Задвернюк // Збірник наукових праць Інституту геохімії навколишнього середовища. — К. : ІГНС, 2011. — Вип. 19. — С. 109-114. — Бібліогр.: 16 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-32262 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Задвернюк, Г.П. 2012-04-15T14:05:36Z 2012-04-15T14:05:36Z 2011 Поглинання нафти і нафтопродуктів глинами Черкаського родовища / Г.П. Задвернюк // Збірник наукових праць Інституту геохімії навколишнього середовища. — К. : ІГНС, 2011. — Вип. 19. — С. 109-114. — Бібліогр.: 16 назв. — укр. XXXX-0098 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/32262 553.611:547.912:544.723 У статті висвітлено питання поглинання нафти і дизельного палива глинами Черкаського родовища. Показано, що кількість поглинених вуглеводнів залежить від товщини їх плівки і природи сорбенту. Встановлено, що палигорськітові глини мають більшу сорбційну ємність по відношенню до нафти і нафтопродуктів, ніж бентонітові і гідрослюдисті. Визначено, що глини поглинають більшу кількість нафти, ніж дизельного палива. В статье освещены вопросы поглощения нефти и дизельного топлива глинами Черкасского месторождения. Показано, что количество поглощенных углеводородов зависит от толщины их пленки и природы сорбента. Установлено, что палыгорскитовые глины имеют большую сорбционную емкость по отношению к нефти и нефтепродуктам, чем бентонитовые и гидрослюдистые. Определено, что глины поглощают большее количество нефти, чем дизельного топлива. The article deals with questions absorption of oil and diesel oil by clays of Cherkassy deposit. It is shown that amount of absorbed hydrocarbons depends on the thickness of the film and the nature of the sorbent. It is found that the palygorskite clays have the higher sorption capacity for oil and oil products than bentonite and hydromica. It is detected that the clays absorb more oil than diesel oil. uk Інститут геохімії навколишнього середовища НАН України та МНС України Збірник наукових праць Інституту геохімії навколишнього середовища Поглинання нафти і нафтопродуктів глинами Черкаського родовища Поглощение нефти и нефтепродуктов глинами Черкасского месторождения Absorption of oil and petroleum products by clays of Cherkassy deposit Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Поглинання нафти і нафтопродуктів глинами Черкаського родовища |
| spellingShingle |
Поглинання нафти і нафтопродуктів глинами Черкаського родовища Задвернюк, Г.П. |
| title_short |
Поглинання нафти і нафтопродуктів глинами Черкаського родовища |
| title_full |
Поглинання нафти і нафтопродуктів глинами Черкаського родовища |
| title_fullStr |
Поглинання нафти і нафтопродуктів глинами Черкаського родовища |
| title_full_unstemmed |
Поглинання нафти і нафтопродуктів глинами Черкаського родовища |
| title_sort |
поглинання нафти і нафтопродуктів глинами черкаського родовища |
| author |
Задвернюк, Г.П. |
| author_facet |
Задвернюк, Г.П. |
| publishDate |
2011 |
| language |
Ukrainian |
| container_title |
Збірник наукових праць Інституту геохімії навколишнього середовища |
| publisher |
Інститут геохімії навколишнього середовища НАН України та МНС України |
| format |
Article |
| title_alt |
Поглощение нефти и нефтепродуктов глинами Черкасского месторождения Absorption of oil and petroleum products by clays of Cherkassy deposit |
| description |
У статті висвітлено питання поглинання нафти і дизельного палива глинами Черкаського родовища. Показано, що кількість поглинених вуглеводнів залежить від товщини їх плівки і природи сорбенту. Встановлено, що палигорськітові глини мають більшу сорбційну ємність по відношенню до нафти і нафтопродуктів, ніж бентонітові і гідрослюдисті. Визначено, що глини поглинають більшу кількість нафти, ніж дизельного палива.
В статье освещены вопросы поглощения нефти и дизельного топлива глинами Черкасского месторождения. Показано, что количество поглощенных углеводородов зависит от толщины их пленки и природы сорбента. Установлено, что палыгорскитовые глины имеют большую сорбционную емкость по отношению к нефти и нефтепродуктам, чем бентонитовые и гидрослюдистые. Определено, что глины поглощают большее количество нефти, чем дизельного топлива.
The article deals with questions absorption of oil and diesel oil by clays of Cherkassy deposit. It is shown that amount of absorbed hydrocarbons depends on the thickness of the film and the nature of the sorbent. It is found that the palygorskite clays have the higher sorption capacity for oil and oil products than bentonite and hydromica. It is detected that the clays absorb more oil than diesel oil.
|
| issn |
XXXX-0098 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/32262 |
| citation_txt |
Поглинання нафти і нафтопродуктів глинами Черкаського родовища / Г.П. Задвернюк // Збірник наукових праць Інституту геохімії навколишнього середовища. — К. : ІГНС, 2011. — Вип. 19. — С. 109-114. — Бібліогр.: 16 назв. — укр. |
| work_keys_str_mv |
AT zadvernûkgp poglinannânaftiínaftoproduktívglinamičerkasʹkogorodoviŝa AT zadvernûkgp pogloŝenieneftiinefteproduktovglinamičerkasskogomestoroždeniâ AT zadvernûkgp absorptionofoilandpetroleumproductsbyclaysofcherkassydeposit |
| first_indexed |
2025-11-25T16:58:35Z |
| last_indexed |
2025-11-25T16:58:35Z |
| _version_ |
1850520469470445568 |
| fulltext |
109
УДК 553.611:547.912:544.723
Задвернюк Г.П.
Інститут геохімії навколишнього середовища
ПОГЛИНАННЯ НАФТИ І НАФТОПРОДУКТІВ ГЛИНАМИ ЧЕРКАСЬКОГО
РОДОВИЩА
У статті висвітлено питання поглинання нафти і дизельного палива глинами Черкаського
родовища. Показано, що кількість поглинених вуглеводнів залежить від товщини їх плівки і
природи сорбенту. Встановлено, що палигорськітові глини мають більшу сорбційну ємність по
відношенню до нафти і нафтопродуктів, ніж бентонітові і гідрослюдисті. Визначено, що глини
поглинають більшу кількість нафти, ніж дизельного палива.
Вступ
Нафта та нафтопродукти являються одними із найбільш поширених і небезпечних
забруднювачів навколишнього середовища. За різними оцінками у води Світового океану
щорічно потрапляє від 2 до 10 млн. тон нафти. Значному забрудненню нафтою і нафто-
продуктами піддається і українська частина шельфу Чорного моря, в першу чергу, його
північно-західний район [1].
Найбільш негативного впливу внаслідок забруднення акваторій зазнає флора і фа-
уна прибережних вод, в яких нафта та нафтопродукти накопичуються в результаті при-
ливів. Їх акумуляція приводить до зменшенням розчиненого кисню і викликає смертність
багатьох видів морських організмів. Найбільш чутливими до забруднення вод нафтою є
птахи. Дизельне паливо може призводити до масової загибелі риби. Деякі нафтопродук-
ти містять канцерогени, і їх накопичення у харчовому ланцюгу може бути небезпечним
для людини. Особливо токсичними компонентами нафти та нафтопродуктів є нафталін,
метилнафталін, фенатрен і триметилбензол [2]. Значна кількість нафталіну потрапляє в
морську воду у складі дизельного палива та інших нафтопродуктів.
Дотепер існує кілька методів ліквідації розливів нафти і нафтопродуктів: механіч-
ний, фізико-хімічний і біологічний [3].
Механічний метод ліквідації розливів нафти і нафтопродуктів отримав найбіль-
ше поширення. Він є ефективним у перші години після розливу і у випадку значної
товщини плівки.
Для ліквідації тонких плівок застосовують фізико-хімічний і біологічний методи. В
основу цих методів покладені процеси руйнування плівок нафти і нафтопродуктів за до-
помогою диспергентів або нафтоокисляючих мікроорганізмів та поглинання вуглеводнів
природними і синтетичними сорбентами.
Кожен із методів має свої переваги і недоліки. Більшість диспергентів є токсич-
ними і їх застосування має ряд обмежень. Для поглинання нафти і нафтопродуктів за-
стосовуються як природні сорбенти на рослинній і мінеральній основі (бавовна, торф,
торф’яний мох, тирса, солома, глина, перліт та ін.), так і штучні матеріали на основі ві-
скози, гідратцелюлози, синтетичних волокон, термопластичних матеріалів, пінополіуре-
тану та ін. [4]. Для підвищення сорбційної ємності матеріалів по відношенню до вугле-
воднів проводять гідрофобізацію їх поверхні [5, 6]. Для цього використовують парафін,
силіконове масло, моноалкілові ефіри поліетиленгліколю, високомолекулярні сполуки
та ін. [5]. Проте, гідрофобізація призводить до збільшення вартості сорбційних матері-
алів. Тому, для очищення води від нафти і нафтопродуктів ефективними (з точки зору
сорбційної здатності до вуглеводнів і вартості) є дисперсні сорбенти — глинисті мінерали
[7, 8, 9]. Ще однією перевагою цих сорбентів є їх екологічність, оскільки вони (бенто-
ніт, каолін, гідрослюдиста глина та ін.) є природними компонентами донних осадів. За-
стосування глин для природоохоронних цілей не викликає додаткового забруднення се-
редовища, тоді як використання штучних сорбентів не завжди є доцільним. Відомо [10],
що в анаеробних умовах на дні водоймищ мікроорганізми руйнують нафтопродукти до
110
розчинних малотоксичних речовин. Цьому процесу сприяють глинисті мінерали, які
можуть знаходитися у донних осадах.
Метою роботи було дослідити поглинання нафти і нафтопродуктів (дизельного па-
лива) глинами різного мінерального складу із поверхні води.
Матеріали та методика дослідження
Для очищення води від нафти і дизельного палива використано глини 1 — 5 гори-
зонтів Дашуківської ділянки Черкаського родовища. Мінеральний склад продуктивної
товщі глин Черкаського родовища наступний: перший горизонт являє собою поліміне-
ральну глину, яка містить 40 % монтморилоніту, 20 % палигорськіту, 20 % гідрослюди,
домішки кальциту та деяких акцесорних мінералів;
другий горизонт представлений, в основному, монтморилонітом (70 – 95%) та до-
мішками високодисперсних кальциту та кварцу;
третій горизонт утворений палигорськітом (85 – 97%) та домішками кальциту, квар-
цу, гідроксидів марганцю;
четвертий горизонт являє собою полімінеральну глину, утворену монтморилоні-
том і палигорськітом у співвідношенні 1:1 (загальна кількість — 80 – 85 %) та домішками
кальциту, кварцу;
п’ятий горизонт представлений полімінеральною глиною, яка складається з гід-
рослюди (35 – 40 %), монтморилоніту (20 %), палигорськіту (20 %) та домішками каль-
циту і кварцу.
Хімічний склад використаних в дослідженнях глин Черкаського родовища на-
ведено у таблиці 1.
Таблиця 1. Усереднений хімічний склад глин Дашуківського кар’єру (у мас. %) [11]
Компоненти 1 горизонт 2 горизонт 3 горизонт 4 горизонт 5 горизонт
SiO2 48,6 59,92 55,2 58,89 56,05
Al2O3 13,73 14,78 11,74 11,05 13,30
TiO2 0,72 0,75 0,34 0,55 0,62
Fe2O3 5,98 6,95 6,95 6,24 7,46
FeO 0,49 0,07 0,2 0,2 0,42
MnO 0,05 0,08 0,34 0,18 0,04
MgO 2,71 2,26 5,08 1,31 3,49
CaO 8,84 1,73 1,25 4,47 1,18
Na2O 1,53 0,35 0,26 0,44 0,09
K2O 1,16 0,23 1,12 1,14 3,21
SO3 0,23 0,15 0,1 0,15 0,24
P2O5 0,07 0,05 0,055 0,06 0,06
В. п.п. 12,89 8,42 11,76 11,35 6,32
Сума 97 100 98,85 98,7 101,3
Н2О +
адсорбція 8,3 10,67 9,97 10,17 8,83
Сорг. 0,55 0,08 0,08 0,1 0,2
Для експериментів застосовували сиру нафту Надвірнянського нафтопереробного
заводу та дизельне паливо.
Для визначення поглинання нафти і дизельного палива глинами на поверхню мор-
ської води, відібраної з акваторії Чорного моря (солоність — 18 проміль), наносили шар
нафти певної товщини, на який насипали 1 г сорбенту. Суміш залишали на 24 год. Експе-
рименти показали, що цього часу достатньо для встановлення рівноваги. Після повного
осадження сорбенту, його відділяли від рідини і висушували за температури 105 — 120 ° С.
111
Отриманий зразок подрібнювали до фракції менше 100 мкм і за допомогою метода Тюрі-
на [12] визначали в ньому вміст поглиненої нафти.
Товщину плівки нафти на поверхні води визначали розрахунковим способом із виразу:
t = 4 m/ρπd2,
де: t — товщина плівки, см; m — маса нафти, г; ρ — густина нафти, г/см3; d — діаметр
посудини, см.
Результати та їх обговорення
Результати досліджень показали, що поглинання нафти глинами Черкаського родо-
вища залежить від природи сорбенту і товщини плівки нафти. З рис. 1 видно, що в умовах
проведення експерименту, зі збільшенням товщини плівки кількість поглиненої нафти
зростає. Це можна пояснити тим, що зі збільшенням товщини плівки сорбент повільніше
осідає на дно і тому, зростає час контакту між частинками глини і нафтою, а отже зростає
кількість поглиненої нафти.
Рис. 1. Залежність поглинання нафти глинами Черкаського родовища від товщини плівки.
Згідно із отриманими даними, найбільшу кількість нафти поглинають глини третьо-
го та четвертого горизонтів Черкаського родовища, основною складовою яких є палигор-
ськіт, а найменшу – полімінеральна глина першого горизонту. Так, за товщини плівки
нафти 550 мкм, глина третього горизонту поглинає 217 мг нафти на один грам сорбенту,
четвертого – 188 мг/г, п’ятого – 162 мг/г, другого – 152 мг/г і першого – 135 мг/г.
Підвищене поглинання нафти сорбентами, які містять палигорськіт обумовлено їх
текстурою. Кристали палигорськіту мають яскраво виражену голкоподібну форму (рис. 2).
Відповідно, коагуляційна структура цих глин має сітчасту текстуру з великою кількістю ма-
кро- та мікропор. Отримані результати узгоджуються з даними наведеними в роботі [14].
Автор встановив, що із глин Черкаського родовища найбільшу адсорбційну здатність по
відношенню до парів вуглеводнів (н-гексану, н-гептану, циклогексану, бензолу) мають
палигорськіт і гідрослюда.
Поглинання глинами Черкаського родовища дизельного палива аналогічне до на-
фти. Найбільшу кількість дизельного палива поглинають глини третього та четвертого го-
ризонтів, основною складовою яких є палигорськіт.
112
Рис. 2. Електронно-мікроскопічний знімок кристалів палигорськіту [13].
Рис. 3. Поглинання нафти та дизельного палива глинами Черкаського родовища за
товщини плівки 550 мкм.
Як видно з рисунка 3, глини поглинають нафти дещо більше, ніж дизельного палива.
Ймовірно, це пов’язано зі складом нафти і нафтопродуктів. Дизельне паливо є сумішшю
парафінових (алканів), нафтенових (циклоалканів) і ароматичних вуглеводнів (аренів),
які виділяються з нафтової ропи шляхом дистиляції з додаванням (не більше 20 %) компо-
нентів каталітичного крекінгу. До складу нафти, окрім перерахованих вище вуглеводнів
входять смоли, асфальтени та інші компоненти. Смоли і асфальтени відносять до висо-
комолекулярних невуглеводневих компонентів. Структурний каркас смол і асфальтенів
складають високомолекулярні поліциклічні ароматичні структури, які сполучені між со-
бою гетероатомними структурами, що містять сірку, кисень, азот. У складі нафти вони
відіграють важливу роль, визначаючи, багато в чому, її фізичні властивості і хімічну ак-
тивність. Малосмолисті нафти містять від 1 до 10 % смол і асфальтенів, а високосмолисті
нафти — 17 - 40 % [15].
Смолисто-асфальтенові компоненти є гідрофобними і можуть сорбуватись на гідро-
фільних центрах глинистих мінералів.
113
Про сорбцію породами і ґрунтами речовин, що входять до складу нафти із водних
розчинів немає єдиної думки. Переважно, відбувається сорбція полярних компонен-
тів (нафтенові кислоти, смоли, асфальтени). Здатність вуглеводнів поглинатись по-
родами знижується у такій послідовності: олефіни → ароматичні вуглеводні → цикло-
парафіни → парафіни [15].
На важливу роль асфальтенів вказують автори [16]. Досліджуючи сорбцію нафти
вони встановили, що ґрунти з високим вмістом глини поглинають більше сирої нафти,
ніж суму її фракцій (аліфатичних, ароматичних і полярних вуглеводнів). Це пов’язано із
присутністю у сирій нафті асфальтенів, які мають сильнішу сорбційну здатність.
Висновки
1. Поглинання глинами нафти та дизельного палива залежить від товщини їх плів-
ки на поверхні води, природи сорбенту і вуглеводнів. Зі збільшенням товщини плівки
від 45 до 550 мкм кількість поглинених вуглеводнів зростає.
2. Глини поглинають більшу кількість нафти, ніж дизельного палива. Це пов’язано
із наявністю у нафті смол і асфальтенів, які є гідрофобними і можуть сорбуватись на гідро-
фільних центрах глинистих мінералів.
3. Серед глин Черкаського родовища найбільшу сорбційну здатність по відношенню
до вуглеводнів (нафти і дизельного палива) мають палигорськітвмісні глини. Це можна
пояснити тим, що кристали палигорськіту утворюють рихлу текстуру з великою кількістю
мікро- і макропор.
Доценко С.А., Рясинцева Н.И., Савин Н.И., Саркисова С.А. Специфические черты гидрологического и ги-1.
дрохимического режимов и уровня загрязнения прибрежной зоны моря в районе Одессы // Исследование
шельфовой зоны Азово-Черноморского бассейна. Сб. науч. тр. МГИ НАН Украины. 1995. — С. 31 – 34.
Герлах С.А. Загрязнение морей. Диагноз и терапия. — Л: Гидрометеоиздат, 1985. — 264 с.2.
Алехин О.А., Ляхин Ю.И. Химия океана. Л.: Гидрометиздат, 1984. — 343 с.3.
Сироткина Е.Е., Новоселова Л.Ю. Материалы для адсорбционной очистки воды от нефти и нефтепро-4.
дуктов // Химия в интересах устойчивого развития. — 2005. — №13. — С. 359 — 377.
Мальований М.С., Кріп І.М., Кириченко О.В. Очищення природних водойм від нафтопродуктів гідро-5.
фобізованими сорбентами // Екологія довкілля та безпека життєдіяльності. — 2008. — №6. — С. 33 — 34.
Тарасевич Ю.І., Бондаренко С.В., Назаренко О.В., Патюк Л.К., Забела К.О. Спосіб одержання гідро-6.
фобного адсорбенту для видалення нафтопродуктів із водних середовищ. Патент 4919467/SU. Бюл.
№ 2. 25.07.1994.
Мальований М.С., Кріп І.М., Кириченко О.В. Очищення води від нафтопродуктів природними та моди-7.
фікованими глинистими сорбентами // Екологія довкілля та безпека життєдіяльності. — 2007. — №4. —
С. 61 – 65.
Задвернюк Г.П., Кадошніков В.М., Злобенко Б.П., Писанська І.Р., Федоренко Ю.Г. Глини Черкаського 8.
родовища як сорбенти нафтопродуктів // Зб. ст. IV Міжнар. наук.-практ. конф. «Екологічна безпека: про-
блеми і шляхи вирішення», Алушта, 8 – 12 вересня 2008 р. — Т.1. — С. 319 – 323.
Тарасова Г.И., Деревянкина Л.В., Деревянкин Н.С., Затула А.И. Очистка сточных вод от нефтепродуктов 9.
с помощью термолизной Веселовской глины // Зб. ст. ІІІ Міжнар. наук.-практ. конф. «Екологічна без-
пека: проблеми і шляхи вирішення», Алушта, 10 – 14 вересня 2007 р. — Т.1. — С. 424 – 426.
Емельянов В.А., Митропольський А.Ю., Наседкин Е.И., Пасынков А.А., Степаняк Ю.Д., Шнюкова Е.Е. 10.
Геоэкология Черноморского шельфа Украины. – К.: Академпериодика, 2004. – 295 с.
Овчаренко Ф.Д., Кириченко Н.Г., Островская А.Б., Довгий М.Г. Черкасское месторождение бентонитовых 11.
и палыгорскитовых глин. — К.: Наукова думка, 1996. – 124 с.
Фомин Г.С., Фомин А.Г Почва. Контроль качества и экологической безопасности по международным 12.
стандартам. Справочник. – М.: Протектор, 2001. — 304 с.
Handbook of Clay Science. Edited by F.Bergaya, B.K.G. Theng and G.Lagaly. — Elsevier Ltd., 2006. — 13.
V.1. — 1224 p.
Белик Ф.А. Исследование адсорбции углеводородов глинистыми минералами: Автореферат дис. канд. 14.
хим. наук, К.: ИКХХВ АН УССР, 1969. — 31 с.
Гольдберг В.М., Зверев В.П., Арбузов А.И., Казенков С.М., Ковалевский Ю.В. Техногенное загрязнение 15.
природных вод углеводородами и его экологические последствия. — М.: Наука, 2001. — 125 с.
Rosa S.M., Nudelmanb N.S. Multilayer sorption model for the interactions between crude oil and clay in Patagonian 16.
soils // Journal of Dispersion Science and Technology. — 2005. — V. 26, №1, P. 19 – 25.
114
Задвернюк Г.П. ПОГЛОЩЕНИЕ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ ГЛИНАМИ ЧЕР-
КАССКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
В статье освещены вопросы поглощения нефти и дизельного топлива глинами Черкас-
ского месторождения. Показано, что количество поглощенных углеводородов зависит от
толщины их пленки и природы сорбента. Установлено, что палыгорскитовые глины имеют
большую сорбционную емкость по отношению к нефти и нефтепродуктам, чем бентонито-
вые и гидрослюдистые. Определено, что глины поглощают большее количество нефти, чем
дизельного топлива.
Zadvernyuk H.P. ABSORPTION OF OIL AND PETROLEUM PRODUCTS BY CLAYS OF
CHERKASSY DEPOSIT
The article deals with questions absorption of oil and diesel oil by clays of Cherkassy deposit. It is
shown that amount of absorbed hydrocarbons depends on the thickness of the film and the nature of the
sorbent. It is found that the palygorskite clays have the higher sorption capacity for oil and oil products
than bentonite and hydromica. It is detected that the clays absorb more oil than diesel oil.
|