Розробка біовуглецевого сорбенту з відходів кукурудзи збільшеної деструктивної активності відносно нафти

Анотація

Об’єктом дослідження є створений біоактивний сорбент на основі біовугілля з кукурудзяних відходів для очищення забруднених нафтою природних середовищ. Обґрунтовано доцільність використання біовугілля з качанів кукурудзи як матриці – носія мікроорганізмів-деструкторів нафтових вуглеводнів у виробництві біосорбенту. Біовугілля відповідає вимогам до нафтових сорбентів – екологічності, нафтоємності (6–8 г нафти на 1 г сорбенту), технологічності та біосумісності. Пориста структура та хімічна природа поверхні частково визначають поглинаючу здатність матеріалу, але домінуючим фактором є взаємодія гідрофобної поверхні з нафтовими вуглеводнями. Універсальний окислювач нафти – мікробний комплекс, виділений із забруднених нафтою природних об’єктів, у поєднанні з вуглецевим носієм здатний нейтралізувати забруднення нафтою різного типу та концентрації. Встановлено, що мікроорганізми-деструктори нафти, іммобілізовані на поверхні сорбенту, здатні розкладати майже всі нафтові вуглеводні. Мікроорганізми, іммобілізовані на вуглецевому матеріалі, мають великий потенціал руйнівної дії. Під час іммобілізації життєздатність мікробних клітин зберігається, а ефект від їх використання значно збільшується. Застосування біоактивного вуглецевого сорбенту на основі біовугілля та іммобілізованих природних мікроорганізмів-деструкторів нафти широкого спектру дії дозволяє локалізувати забруднення нафтою та нейтралізувати його шляхом біодеградації. Встановлено оптимальні параметри отримання олеофільної сорбційної матриці на основі біовугілля з кукурудзяних відходів та вирощування мікробної біомаси з високою руйнівною активністю для нафтових вуглеводнів. Оптимальна температура піролізу 300–350 ° С, час піролізу 25–30 хвилин. В цьому випадку нафтоємність отриманого біовугілля досягає максимальних значень (6–8 г_нафти/г_{сорбенту}). Достатня кількість іммобілізованих мікроорганізмів – деструкторів нафти 120–200·10⁴ клітин для активного розкладання  нафти, локалізованої на поверхні сорбенту. Досліджено експлуатаційні характеристики отриманих біоактивних сорбентів, технологічні особливості та способи їх використання при очищенні навколишнього середовища від забруднення нафтою. Біосорбент не вимагає видалення з місць використання та утилізації. Очищення ґрунтів, забруднених нафтою та нафтопродуктами, має специфічні особливості та вимагає використання агротехнічних захолів (розпушування, зволоження). Проведені дослідження показали зміну концентрації нафтового забруднення в ґрунті від 40 % до 1–5 % в процесі біодеградації через 3 місяці при позитивних температурах.