Захист навколишнього середовища шляхом усунення розливів нафти за допомогою адсорбентів на основі графена
Розливи нафти в результаті транспортування палива та бурових робіт мають великий вплив на навколишнє середовище, а також величезні втрати енергетичних ресурсів. Важливо вжити відповідних заходів щодо захисту навколишнього середовища шляхом видобутку розливу нафти.
Загалом, процес утилізації та очищення розливу нафти є складним і залежить від різних факторів, таких як властивості розлитої нафти (включаючи тип, морфологію, протяжність, кількість та товщину плями нафти), а також місце розливу та погодні умови.
Методи лікування розливу нафти
Нижче наведено загальноприйняті методи лікування нафтових розливів:
Механічна обробка
Механічні пристрої, такі як скиммери та штанги, можуть відокремлювати масляну пляму від води, щоб запобігти забрудненню певних регіонів. Тому ці пристрої служать основним засобом дії для очищення розливів нафти у воді. Ефективність цієї техніки, однак, базується на різних факторах, таких як технічні особливості скімерів та стріл, властивості олії та погодні умови.
Спалення на місці
Цей фізичний метод є ефективним у часі фізичним методом, який зазвичай використовується для видалення масляних плям на воді товщиною щонайменше одного міліметра. Він підходить для використання в арктичних водах, солончаках і заболочених місцях.
Однак для регіонів через берегові лінії, вітряні райони та вузькі судна цей метод не рекомендується. Основними обмеженнями цієї техніки є забруднення атмосферного повітря від спалювання нафти, а також неможливість відновлення ресурсу.
Фізичний /Хімічні/біологічні методи
Ці методи, які часто використовуються як вторинний засіб дії, застосовуються тоді, коли спалювання та знежирення масла не є ефективними або рекомендованими. Хімічні речовини, що використовуються для очищення розливів нафти, класифікуються на чотири типи: руйнувачі емульсії, інгібітори (запобігає утворенню емульсії між водою та маслом, зберігаючи початковий об'єм олії), тверді речовини (гель масляного шару для посилення утримання та відновлення нафти), потокаючі речовини адсорбуючи масло, а потім опускаючись до водяного шару), і диспергатори (розбиваючи поверхневий шар нафти на краплі).
Однак токсичність та/або стійкість більшості використовуваних хімічних речовин може спричинити серйозні екологічні проблеми. В останні роки біоремедіація ґрунтових розливів нафти та води стала практичним підходом до очищення розливів нафти.
Біоремедіація включає біозбільшення (введення мікроорганізмів, що розкладають масло) та біостимуляцію (додавання додаткових поживних речовин для допомоги існуючому мікроорганізму, що деградує масло).
Дослідження показали, що біоремедіація має численні переваги для багатьох розливів нафти, такі як низька вартість та відсутність токсичності. Однак спосіб також має ряд недоліків, включаючи необхідність у відповідних фізичних та хімічних властивостях масла, води або грунту та навколишнього середовища, а також тривалий час дії.
Адсорбуючі матеріали
Вони вважаються вторинним фізико-хімічним засобом для очищення розливів нафти. Їх можна використовувати як форму сховища, схожу на стріли, або можна використовувати для невеликих нафтових басейнів, які неможливо легко відновити за допомогою інших методів. Масло-адсорбуючі матеріали можна класифікувати за складовими речовинами (неорганічні мінеральні продукти, синтетичні продукти та органічні рослинні продукти), вибірковістю (лише олійні або універсальні сорбенти) та формою (основна маса, прокладки, рулони, подушки, штанги, швабри та спеціальні продукти).
Хоча успіх абсорбентів визначається насамперед виходячи з їх гідрофобності та олеофільності, інші важливі фактори включають утримання нафти з часом, відновлення нафти з абсорбентів, кількість поглиненої олії на одиницю ваги абсорбенту, багаторазове використання, біологічна здатність, плавучість, доступність, вартість, міцність і довговічність абсорбуючого матеріалу. Мінеральні продукти, такі як перліт, діоксид кремнію, цеоліти тощо, можуть поглинати олію в 4-20 разів більше їх маси.
Ці продукти недорогі і легко доступні у великих кількостях, але не використовуються на поверхні води. Органічні рослинні продукти, такі як бавовняне волокно, деревне волокно, кукурудзяна качан, солома тощо, є біологічно розкладаються та дешевшими за синтетичні абсорбенти. Однак органічні продукти демонструють низьку гідрофобність, відносно низьку здатність до поглинання олії та погані характеристики плавучості. Крім того, більшість органічних абсорбентів є пухкими частинками, такими як тирса, які важко зібрати з води.