Возможность использования естественных сорбентов для поглощения нефтепродуктов с водной поверхности

0

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА
Возможность использования естественных сорбентов для поглощения нефтепродуктов с водной поверхности 

Введение
 
 
В настоящее время нефть представляет собой один из наиболее широко распространенных и токсичных классов загрязнителей окружающей среды. Увеличение добычи нефти, её транспортировки и переработки усиливает опасность загрязнения окружающей среды. Примерно 5 % нефти попадает в моря, океаны и озера в результате процесса добычи и производства. На транспортные аварии (танкеры, нефтепроводы и пр.) приходится не менее 20 % подобных разливов. Остальная нефть попадает в воду в результате сотен и тысяч мелких аварий и утечек, которые зачастую не замечаются прессой, властями и правоохранительными органами: их причиной может быть, например, протекающий бензобак на катере или плохо работающие очистные сооружения. Большие массы нефти поступают в моря по рекам, с бытовыми и ливневыми стоками.
Нефтяные загрязнения окружающей среды во многом выделяются среди прочих. Во-первых, они очень заметны – невозможно не обратить внимания на радужные пленки на воде или на запах нефтепродуктов, что проявляется даже при их весьма незначительной концентрации. Во-вторых, наличие нефтепродуктов весьма неблагоприятно действует на биоту. Известно, например, что литр нефти лишает кислорода 40 тысяч литров воды, тонна нефти образует сплошную пленку на площади 12  водной поверхности – этим нарушается кислородный, углекислотный и другие виды газового обмена в поверхностных слоях воды, что пагубно воздействует на планктон, морскую флору и фауну. Содержание в воде нефтепродуктов выше 0,1 мг/л придает мясу рыб неустранимый ни при каких технологических обработках привкус и специфический запах нефти. Нефтепродукты в почве необратимо угнетают развитие растений при концентрации свыше 2 г на 1 кг почвы (порог фитотоксичности), происходят задержка или полное выпадение фенофаз в развитии растений, морфологические изменения растений, на 20 – 30 дней задерживается начало вегетации. В-третьих, масштабы нефтяных загрязнений неуклонно растут параллельно с ростом добычи и потребления нефти.
Настоящей экологической катастрофой стала одна из крупнейших аварий за последние годы – на нефтяной платформе в Мексиканском заливе. В России широко известны разливы нефти в Коми, в Башкирии, в бухте Новороссийска.
Однако, существует огромный набор технических решений и средств по предотвращению и ликвидации нефтяных разливов. Не последнее место среди этих средств занимают так называемые нефтяные сорбенты – материалы, способные впитывать в больших количествах нефтепродукты, препятствуя тем самым их миграции в окружающую среду. За рубежом сорбенты для этих целей давно и широко используются. Для России нефтяные сорбенты являются сравнительно новым продуктом.
В данной работе исследуется трутовик настоящий (Fomes Fomentarius) в качестве природного сорбента нефти и его экологическая эффективность в этом аспекте.
Целью исследования являлось изучение поглотительной способности нефтепродуктов природными сорбентами.
Также были поставлены следующие задачи:
1) ознакомиться с литературой по теме исследования;
2) выявить и проанализировать законамерности аккумуляции нефти и нефпродуктов в природном сорбенте;
3) провести статистическую обработку полученных результатов.

1 Обзор литературы
 
1.1 Нефтяное загрязнение водных экосистем
 
 
Нефть, продукты её переработки и газоконденсанты оказывают отрицательное воздействие на воздух, почву и воду. Предприятия топливно-энергетического комплекса России, в том числе – по добыче и переработке нефти, не смотря на снижение объемов производства, остаются крупнейшим в промышленности источником загрязнителей окружающей среды. На их долю приходится около 48 % выбросов вредных веществ в атмосферу, 27 % сброса загрязненных сточных вод, свыше 30 % твердых отходов и до 70 % общего объема парниковых газов [1].
Разливы при транспортировке и выгрузке составляют менее 35 % от всеобщих размеров и сбросов нефти на почву и в чистую воду окружающей среды. В городских районах разливы и выбросы нефти могут составить 10 % или немногим меньше [2].
В ряде случаев, экологические проблемы возникают при транспортировке нефти на нефтеперерабатывающих предприятиях. Нефть транспортируется по трубопроводам, подверженным коррозии, отложениям смол и парафинов внутри труб. Ежегодно происходит более 60 крупных аварий и около 20 тысяч случаев, сопровождающихся значительными разливами нефти, попаданием её в водоемы, гибелью людей, большими материальными потерями [3].
Сбросы нефти в воду быстро покрывают большие площади, при этом толщина загрязнения также бывает разной. Холодная погода и вода замедляют растекание нефти по поверхности, поэтому данное количество нефти покрывает большие участки летом, чем зимой. Толщина нефтяной пленки больше в тех местах, где она собирается вдоль береговой линии. Движение нефтяного разлива зависит от ветра, течения и приливов. Некоторые виды нефти опускаются (тонут) и движутся под толщей воды или вдоль поверхности в зависимости от течения и приливов.
Время нахождения нефти в воде обычно составляет менее шести месяцев, если разлив не произошел накануне или непосредственно зимой в северных широтах. Нефть может попасть в ледовую ловушку до наступления весны, когда начнет подвергаться воздействию воздуха, ветра, солнечных лучей и усиленному воздействию микробов, сопровождающихся повышением температуры воды. Время нахождения нефти в прибрежных отложениях, либо уже подверженных атмосферному влиянию в качестве водонефтяной эмульсии определяется характеристиками отложений и конфигурацией береговой линии. Период сохранения нефти в прибрежной окружающей среде варьируется от нескольких дней на скалах до более чем 10 лет в укрытых от приливов и отливов местах, в сырых участках [4].
Сырая нефть и продукты переработки начинают менять состав в зависимости от температуры воздуха, воды и света. Компоненты с низким молекулярным весом легко испаряются. Количество испарений колеблется от 10 %  – при разливах тяжелых типов нефти и нефтепродуктов и до 75 % – при разливах легких типов нефти и нефтепродуктов [5].
Нефть под влиянием солнечных лучей окисляется. Её тонкая пленка легче окисляется в воде, чем более толстый слой. Нефть с высоким содержанием металла или низким содержанием серы окисляется быстрее, чем нефть с низким содержанием металла или высоким содержанием серы.
Также отмечено, что распад нефти и нефтепродуктов в менее соленых водах протекает более активно. С увеличением активной реакции среды скорость разрушения нефтепродуктов возрастает. Так как диапазон изменений рН в море колеблется в пределах двух единиц, то эффект изменения периода полураспада нефти в море в зависимости от изменения рН в 25 раз меньше, чем от колебаний температуры, и в три раза меньше, чем от колебаний солености [6].
Колебания воды и течения смешивают нефть с водой в результате чего образуется эмульсии двух типов: прямые «нефть в воде» и обратные «вода в нефти». Прямые эмульсии, составленные каплями нефти диаметром до 0,5 мкм, менее устойчивы и особенно характерны для нефти, содержащей поверхностно-активные вещества. После удаления летучих и растворимых фракций остаточная нефть чаще образует вязкие обратные эмульсии, которые стабилизируются высокомолекулярными соединениями типа смол и асфальтенов и содержат 50 – 80 % воды («шоколадный мусс»). Под влиянием абиотических процессов вязкость «мусса» повышается и начинается его слипание в агрегаты – нефтяные комочки размерами от        1 мм до 10 см. Агрегаты представляют собой смесь высокомолекулярных углеводородов, смол и асфальтенов. Потери нефти на формирование агрегатов составляют    5 – 10 %. Высоковязкие структурированные образования – «шоколадный мусс» и нефтяные комочки – могут длительное время сохраняться на поверхности воды, переносится течениями, выбрасываться на берег и оседать на дно [7].
Сама нефть представляет собой жидкий природный раствор, состоящий из большого числа углеводородов разноообразного строения и высокомолекулярных смолисто-асфальтеновых веществ. В нем растворено некоторое количество воды, солей, микроэлементов. Главные элементы: углерод – 83 – 87 %, водород – 12 – 14 %, азот, сера, кислород – 1 – 2 %, реже 3 – 6 % за счет серы [8].
Состав нефти обычно определяется количественным содержанием углеводородов, которые делятся на парафины, циклопарафины, ароматические и нафтеноароматические углеводороды.
Сырая нефть содержит 25 % парафинов, их обнаруживают главным образом во фракциях с низкой температурой кипения (40 – 230 °С) [9]. Парафины химически наиболее устойчивы. Если число атомов углерода в молекуле не более четырех, то при атмосферном давлении алканы будут газообразными. При 5 – 16 атомах углерода это жидкости, а свыше – уже твердые вещества, парафины. Содержание парафинов в различных сырых нефтепродуктах колеблется в широких пределах. Некоторые нефтепродукты состоят главным образом из парафинов нормального строения, в то время как другие содержат лишь, следы этих соединений [9].
Циклопарафины, которые называют также нафтенами, составляют    30 – 60 % общего состава сырой нефти. Большинство из них являются моноциклическими. Однако во фракциях, кипящих при высоких температурах, обнаружены соединения, содержащие шесть и более колец. Наиболее часто можно обнаружить циклопентан и циклогексан.
Ароматические углеводороды по свойствам сильно отличаются от циклопарафинов. Они значительно беднее водородом, соотношение углерод/водород в аренах самое высокое, намного выше, чем в нефти в целом. Содержание водорода в нефтях колеблется в широких пределах, но в среднем может быть принято на уровне 10 – 12 %, тогда как содержание водорода в бензоле 7,7 %. Эти различия определяются характером связей. Бензол – простейший ароматический углеводород и его производные преобладают в легкокипящих нефтяных фракциях; в высококипящих фракциях содержатся полициклические ароматические углеводороды [9].
Ароматические углеводороды менее распространены в нефти. Чаще всего в ее состав входят углеводороды сложной структуры, включающей остатки парафиновых, циклопарафиновых и ароматических углеводородов [10].
Важным показателем качества нефти является фракционный состав. Он определяется при лабораторной перегонке, в процессе которой при постепенно повышающейся температуре из нефти отгоняют части - фракции, отличающиеся друг от друга пределами выкипания. Каждая из фракций характеризуется температурами начала и конца кипения.
При промышленной перегонке нефти используют не лабораторный метод постепенного испарения, а схемы с так называемым однократным испарением и дальнейшей ректификацией. Фракции, выкипающие до 350 °С, отбирают при давлении, несколько превышающем атмосферное; они носят название светлых дистиллятов (фракций). Обычно при атмосферной перегонке получают следующие фракции, название которым присвоено в зависимости от направления их дальнейшего использования:
1 начало кипения – 140 °С — бензиновая фракция;
2 140 – 180 °С – лигроиновая фракция (тяжелая нафта);
3 140 – 220 °С (180 – 240 °С) – керосиновая фракция
4 180 – 350 °С (220—350 °С, 240—350 °С) – дизельная фракция (легкий или атмосферный газойль, соляровый дистиллят) [11].
Остаток после отбора светлых дистиллятов (фракция, выкипающая выше 350 °С) называется мазутом [11].
Газовая фракция нефти. При переработке нефти образуются газы, которые по сути являются неразветвленными алканами: бутан, пропан, этан. Промышленное название данной фракции – нефтяной газ. Газовую фракцию нефти удаляют еще до первичной перегонки нефти или же выделяют из бензиновой фракции уже после перегонки. Нефтяной газ применяется в качестве горючего или же его сжижают для получения сжиженного газа, который затем используется в качестве сырья для получения этилена.
Бензиновая фракция нефти. Она представляет собой смесь углеводородов и используется для получения различных видов моторного топлива. Качество бензина определяется октановым числом. У хорошего топлива октановое число = 100, а у плохого – 0. Октановое число бензиновой фракции не превышает 60. В бензине преимущественно содержатся углеводороды С6  – С9.
Лигроиновая фракция нефти. Получается между бензиновой и керосиновой фракциями. Она практически полностью состоит из алканов. Большую часть лигроина подвергают риформингу, превращая его тем самым в бензин. Лигроин также используют в качестве сырья для получения других химических веществ.
Керосиновая фракция нефти. Фракция состоит из алифатических алканов, ароматических углеводородов и нафталинов. После очистки одна часть керосиновой фракции используется для получения углеводородов-парафинов, а другую часть превращают в бензин. Однако большая часть керосина применяется в качестве топлива для реактивных самолетов. Керосин содержит углеводороды С9 – С16.
Газойлевая фракция нефти. Данная фракция нефти имеет другое, более распространенное название – дизельное топливо. Из одной ее части получают нефтезаводской газ и бензин, однако по большому счету она применяется в качестве топлива для дизельных двигателей и промышленных печей [12].
Токсичность нефтяных углеводородов в основном зависит от содержания в них ароматических фракций, которые способны сохраняться в морской воде и в донных отложениях длительный период в силу своей стойкости к деградации. Алканы обладают не меньшей токсичностью, но деградация их происходит сравнительно быстрее. Кроме того, в присутствии нефтяных углеводородов токсичность других загрязняющих веществ, в частности металлов и хлорированных углеводородов, проявляется в большей степени. Наличие нефтяных углеводородов и масел в донных отложениях способствует интенсивному накоплению в них хлорированных углеводородов и металлов. С другой стороны, процесс перехода других загрязняющих веществ из донных отложений в воду в присутствии нефти замедляется [13].
В лабораторных и естественных условиях установлено, что при дноуглубительных работах часть нефтяных углеводородов переходит из донных отложений в водную толщу, в основном в виде частиц эмульсии или в растворенной форме. Их дальнейшая судьба во многом зависит от начального состояния при поступлении в воду. В воде нефтепродукты могут подвергаться одному из следующих процессов: ассимиляции морскими организмами, повторной седиментации, эмульгированию, образованию нефтяных агрегатов, окислению, растворению и испарению [14].
Еще одной особенностью нефтяных загрязнений является способность захватывать и концентрировать другие загрязнения, например, тяжелые металлы и пестициды. Когда нефть распределяется на большой площади, то сильно возрастет вероятность протекания различных реакций, так как вещества, растворимые в нефти, получают возможность участвовать в разнообразных химических процессах [13].
Например, в случае образования пленки концентрированние происходит на поверхности и возможно в самой пленке. Концентрированние металлов изменяет их токсичность и усложняет молекулярный перенос в пленке вследствие реакций между металлами и органическими соединениями. Эти процессы, протекающие в нефтяной пленке, могут также вызвать концентрированние в замкнутой биологической цепи питания с участием низших организмов. Таким образом, введение загрязнений в питательную среду моря ускорится [13].
Способность нефти растекаться по поверхности воды проявляется только в начальный период ее нахождения на воде.
Скорость растекания нефтепродуктов из легких фракций (бензина, керосина) ниже, чем нефтепродуктов, содержащих тяжелые фракции (мазут, масло), так как поверхностное натяжение на границе с водой первых выше, чем у содержащих тяжелые фракции. По той же причине нефтепродукты из легких фракций при том же их количестве растекаются по поверхности воды на меньшей площади [15].
Зона загрязнения распространяется на расстояние в несколько километров от места попадания нефтепродуктов в водную среду. С момента утечки нефти до начала работ по локализации и ликвидации нефтяного загрязнения распространение ее по водоему обычно уже завершается, т. е. зона загрязнения приобретает почти максимальные размеры и определенную форму. Распространение пролитой нефти в условиях водоема происходит в основном под воздействием течения, ветра и колебаний уровня воды и имеет свои особенности. Для реки, ввиду близости берегов и извилистости русла нефть сравнительно быстро достигает берега. Наличие заводей, мелководных участков, покрытых растительностью, создает благоприятные условия для скопления нефти. На открытых участках водоемов, где действие течения и ветра проявляется в полную силу, она не задерживается, ее неизбежно относит в застойные зоны, где нет течения, а действие ветра направленно в сторону берега или какой-либо преграды [16]. Здесь нефть под действием ветра концентрируется. В этих же местах скапливается и мусор, с которым она обычно перемешивается [16].
При изменении направления ветра или уровня воды, нефть из одних застойных зон может быть отнесена в другие, загрязняя новые участки водоема. Как правило, она располагается вдоль одного берега, заполняя все заводи. Зона загрязнения не всегда бывает непрерывной, нередко загрязненные участки чередуются с чистыми.
Для участков водоемов с быстрым течением характерна большая протяженность зоны загрязнения. Известны случаи; когда она достигала 50 – 130 км. При слабом течении или его отсутствии, например, в водохранилище, перемещение нефти обусловлено действием ветра, причем скорость ее составляет 3 – 4 % скорости ветра. Протяженность зоны загрязнения при этом меньше, чем на течении [17].
Плавучая нефтяная пленка может захватывать большие пространства. Установлено, что одна капля нефти образует на поверхности водоема пятно площадью примерно 0,25 , а одна тонна нефти покрывает площадь около 500 га поверхности водоема. Собрать нефть, разлитую по поверхности воды, весьма трудно, однако, существуют экологически чистые средства борьбы с этим бедствием [18].
 
 
1.2 Применение природных сорбирующих веществ нефти и нефтепродуктов
 
 
Существует несколько методов ликвидации разлива нефти и нефтепродуктов:
1 механический;
2 термический;
3 физико-химический;
4 биологический [19].
В данной работе рассматривается физико-химический метод с использованием сорбентов. Он эффективен в тех случаях, когда механический сбор нефти и нефтепродуктов невозможен, например, при малой толщине пленки или когда разлившиеся нефть представляет реальную угрозу наиболее экологически уязвимым районам. Сорбенты при взаимодействии с водной поверхностью начинают немедленно впитывать нефть и нефтепродукты. Максимальное насыщение достигается в период первых десяти секунд (если нефтепродукты имеют среднюю плотность), после чего образуются комья материала, насыщенного нефтью [20]. В настоящее время для очистки воды от нефтезагрязнений наиболее эффективно применяются природные углеродосодержащие сорбенты, такие как бурый уголь, кокосовая стружка, торф, мох, солома, бумага, шерсть, размолотая кукурузная лузга, рисовая шелуха, древесные отходы и т.п. Их применение экологично ввиду естественности происхождения и, во-вторых, пропитанные нефтепродуктами, они могут быть использованы в качестве топлива [20].
Сорбенты (от лат. sorbens, родительный падеж sorbentis –поглощающий), твёрдые тела или жидкости, избирательно поглощающие (сорбирующие) из окружающей среды газы, пары или растворённые вещества. В зависимости от характера сорбции различают абсорбенты –тела, образующие с поглощённым веществом твёрдый или жидкий раствор, адсорбенты - тела, поглощающие (сгущающие) вещество на своей (обычно сильно развитой) поверхности, и химические поглотители, которые связывают поглощаемое вещество, вступая с ним в химическое взаимодействие. Отдельную группу составляют ионообменные сорбенты (иониты), поглощающие из растворов ионы одного типа с выделением в раствор эквивалентного количества ионов другого типа [21].
Учитывая энергию связи сорбируемого вещества с поверхностью адсорбция может происходить за счет адгезии (прилипания без изменения химического состава сорбируемого вещества) или за счет хемосорбции при возникновении химических связей между сорбируемым веществом и сорбентом. Адгезия определяет также величину краевого угла смачивания, который совместно с коэффициентом поверхностного натяжения обусловливает удержание жидкой фазы в капиллярах пористых сорбентов. Отмечено, что по отношению к нефтяным сорбентам наиболее важным процессом является капиллярное удержание, обеспечивающее от 70 % до 90 % ёмкости сорбентов. Эту часть поглощенных нефтепродуктов можно, в принципе, извлечь механическими методами. Остальную часть прессами и центрифугами из сорбента извлечь не удастся и необходимо искать другие методы [22].
В качестве адсорбентов, успешно применяют твердые мелкозернистые материалы, которые имеют развитую пористую структуру, выраженную селективность и большую адсорбционную активность (ёмкость). Под активностью следует понимать количество адсорбтива, то есть поглощаемой единицей массы (поверхности) адсорбента. При этом следует помнить, что при производстве, адсорбенты должны быть не дорогими, механически прочными, не вступать в химические реакции с поглощаемыми веществами, и хорошо поддаваться многократной регенерации, не разрушая свою оболочку и не теряя своих сорбирующих показателей.
Активность и избирательность сорбирующих веществ зависит от природы и строения молекул адсорбента и адсорбтива. Активность зависит также от удельной поверхности (поверхности единицы массы) адсорбента и условий протекания процесса: она увеличивается с понижением температуры, повышением давления газов в системе и концентрации целевых компонентов в смеси [22].
Нефтеёмкость сорбентов
Ёмкость поглощения по нефти («нефтеёмкость») является одной из важнейших характеристик нефтяных сорбентов. Она может быть выражена различными способами – как отношение массы поглощенной нефти к массе сорбента, как соответствующее отношение объемов или как смешанное отношение. Очевидно, что любая пористая структура не может вместить объем жидкости, превосходящий объем пор. Даже если учесть некоторое набухание сорбента и возможность удержания определенного количества жидкости внешней поверхностью объемная нефтеёмкость даже самых высокопористых сорбентов близка к единице, то есть, если необходимо удалить кубометр нефтепродукта, то для этого в любом случае нужно не менее кубометра готового сорбента. В этом случае различие между разными сорбентами по ёмкости будет выражаться десятыми и сотыми долями. Поэтому предпочительнее выражать ёмкость через соотношение масс. Тогда, чем легче сорбент, тем больше это соотношение, которое может достигать нескольких десятков. К тому же слишком легкий сорбент легко слеживается и разлетается при малейшем ветре [23].
Ёмкость поглощения бывает статическая (максимальная) и динамическая (достигаемая в реальных условиях применения). Если первая определяется при погружении сорбента в чистый нефтепродукт, то вторая зависит от толщины пленки, наличия воды и массы других факторов и, обычно, значительно ниже. Практика показывает, что при удалении тонких пленок нефти на поверхности воды различия между сорбентами стираются и на первый план выдвигаются другие показатели – стоимость, плавучесть, удобство применения и утилизации.
Также емкость поглощения (по массе) весьма сильно зависит от вязкости нефтепродукта, поэтому ее чаще всего измеряют на сырой нефти, а не на бензине и дизельном топливе [23].
Утилизация сорбентов
При утилизации сорбентов следует учитывать следущее. Во-первых, многократное использование сорбента возможно только при поглощении относительно чистой фракции сорбентом с высокой упругостью. Обычно после двух-трех отжимов ёмкость сорбента значительно уменьшается, так как его поры забиваются грязью и тяжелыми фракциями, структура необратимо деформируется и снова приходится решать вопрос, что делать дальше. Во-вторых, часто рекомендуемое сжигание отработанного сорбента неприменимо к минеральным сорбентам и, с некоторыми исключениями, применимо к синтетическим, но только в специальных топках при высокой температуре, чтобы избежать образование токсичных продуктов неполного окисления длинных органических молекул. В-третьих, самый простой способ утилизации – вывезти сорбент на полигон ТБО – часто оказывается связанным с неожиданными трудностями. Особенно в больших городах. Почти ни одна организация, дорожащая лицензией на свою деятельность, не примет сорбент с нефтепродуктом, если у нее нет специальной технологии их захоронения. Особенно это относится к синтетическим сорбентам, которые, как правило, бионеразложимы и будут годами спокойно лежать рядом с полиэтиленовыми бутылками и пакетами [23 – 25]. Несколько проще утилизация сорбентов из природного органического сырья, их можно достаточно просто сжечь или подвергнуть ускоренному биоразложению при добавлении известных биопрепаратов.
Существует множество методов по обработке и последующей утилизации сорбентов, насыщенных углеводородами. Самый простой – механический отжим, впоследствии которого происходит отстой жидкой фазы (конечные продукты – вода и углеводороды) и образование твердого остатка. Этот твердый остаток либо сразу становится регениророванным сорбентом, либо проходит дальнейшую обработку различными методами   [23 – 25].
Метод экстракции, в результате которого происходит разделение жидкой фазы и образования экстрагента.
Метод термической возгонки с последующей конденсацией летучих соединений также происходит с разделением жидкой фазы и образованием твердого остатка (регенерированного сорбента).
Микробиологическая деструктуризация нефтепродуктов происходит с образованием твердого остатка, который можно добавлять в почвогрунт.
Сжигание считается одним из наиболее распространенных способов утилизации отработанных сорбентов, конечным продуктом которого является зола, используемая в качестве стройматериалов, и выделение теплоэнергии.
Еще одним способом утилизации сорбентов является их захоронение на специально оборудованных территориях.
На рынке присутствует достаточное количество сорбентов для сбора нефтепродуктов, мазута, дизтоплива, масла или жира, но не каждый из них может обеспечить требуемую безопасность, удобство применения и качество. Так, например, сорбент мазута, дизтоплива, масла не должен гореть сам по себе, понижая тем самым температуру воспламенения, поэтому применение сорбента на основе мха, опилок, синтепона, пенопласта, резины создает пожароопасную ситуацию. Сжигание возможно только сорбентов, которые, впитав в себя нефтепродукты, остались рассыпчатыми и не образовали сгустков. Такими свойствами сорбенты на основе полимерных, синтетических, угольных волокон, полипропилена, пенопласта не обладают. При нагревании они плавятся, забивают систему подачи сжигающей установки, образуют сгустки, что делает невозможным их утилизацию [23 – 25].
 
 
1.3 Виды современных природных сорбентов нефти
 
 
Существует огромное количество различных сорбентов нефти и нефтепродуктов. В мире производят (или заявляют о такой возможности) более 300 компаний, но на рынке наиболее известны несколько десятков наименований. Классифицировать сорбенты можно по самым различным признакам:
1) по назначению
- наносимые на поверхность для удаления поверхностных загрязнений воды и почвы;
- загружаемые в фильтры для удаления объемных загрязнений воды и воздуха;
2) по преимущественному способу утилизации
- вывоз на свалку для естественного разложения;
- использование в качестве добавок к асфальту и другим композициям;
- биоразложение;
- сжигание;
- отжим продукта;
- термическая отгонка сорбата;
- отмывка сорбата растворителями;
- регенерация;
3) по исходному сырью
- неорганические;
- органические;
4) по специальным свойствам
а) магнитные;
- набухающие;
- содержащие ПАВ – диспергаторы нефти;
- содержащие реагенты – сгустители нефти;
- содержащие бактериальные культуры для биоразложения углеводородов;
- иные (переменной плотности, ионообменные и т.п.);
б) дисперсные;
- формованные;
5) по характеру смачивания
- гидрофильные;
- безразличного смачивания;
- гидрофобные;
6) по пористой структуре
а) -непористые;
- крупнопористые;
- мезопористые;
- мелкопористые;
- гетеропористые;
б) с изотропной пористостью;
- с анизотропной пористостью;
7) по плавучести
- высокой плавучести (более 72 ч) [26];
- ограниченной плавучести (3 – 72 ч);
- не плавучие (до 3 ч).
На воде желательно использовать сорбенты плавучие, причем запас плавучести необходим для завершения всех операций по очистке поверхности и сбору отработанного сорбента. Плавучесть определяется, как правило, наличием в сорбенте закрытых пор с защемленным воздухом и необязательно соответствует гидрофобности, то есть водоотталкивающим свойствам сорбента. Даже самые по своей природе гидрофобные синтетические сорбенты вместе с нефтью впитывают и влагу, связанную с пленкой нефти силами межмолекулярного взаимодействия [26].
Также, в зависимости от типа наполнителя, все синтетические сорбирующие вещества делятся на три основные группы:
1 Нефтяные сорбенты (наилучшим образом подходят для сбора нефти в тех местах, где может быть вода). Они изготовлены из инертных синтетических волокон, преимущественно полипропиленовых и волокон полипропилена и полиэстера. Эта группа сорбентов имеет очень маленький вес, и не содержит пыли. Высокая емкость поглощения позволяет уменьшить количество отходов. Некоторые из сорбентов этой группы имеют антистатическое покрытие из полипропилена и упакованы в специальную антистатическую пленку.
2 Сорбенты технического ухода (для сбора масла и других промышленных жидкостей). Сорбенты этой группы изготовлены из инертных синтетических волокон, преимущественно волокон полипропилена и полиэстера. Они поставляются в различных форматах. Преимущества этой группы сорбентов состоит в том, что они значительно сокращают риск загрязнения готовой продукции, уменьшают риск повреждения дорогостоящего оборудования и значительно сокращают количество отходов. Однако, следует знать, что сорбенты технического ухода не должны применяться для поглощения агрессивных жидкостей.
3 Химические сорбирующие вещества (применяются для сбора разливов опасных жидкостей). Для изготовления химических сорбентов используются инертные, синтетические волокна (в основном волокна полипропилена). Эти сорбенты предлагаются в широком ассортименте различных форматов. Химические сорбенты являются идеальным решением при сборе разливов опасных жидкостей. Эти сорбенты изготавливаются в самых разных форматах, включая и наборы для быстрого реагирования при аварийных разливах. Они обеспечивают высокую емкость поглощения и могут применяться даже для сбора агрессивных кислот и щелочей. К числу преимуществ химических сорбентов можно отнести быструю и эффективную локализацию и удаление последствий разлива, многочисленность химикатов [27].
Сорбенты по исходному сырью.
Неорганические сорбенты производят из естественных (песок, глины) и искусственных неорганических материалов (перлит, керамзит, силикагель).
К неорганическим сорбентам относятся: диатомитовые породы (рыхлый диатомит – кизельгур), различные виды глин, песок , пемза, туфы, цеолиты, перлит и т. п. Соответственно диатомиты и глина являются большей частью товара на рынке сорбентов, так как имеют низкую стоимость и возможность производства в больших объёмах, а также широко используется песок, им засыпают небольшие участки разливов нефти и нефтепродуктов [28]. Однако, с экологической точки зрения качество неорганических сорбентов не вполне приемлемо, так как в силу своей низкой ёмкости (70 – 150 % по нефти) не удерживают бензин, дизельное топливо, керосин. При ликвидации последствий разливов нефтепродуктов в водной среде вместе с нефтью тонут и неорганические сорбенты, тем самым не решая проблемы очистки воды от загрязнения. Разумным выходом из этой ситуации является утилизация этих сорбентов путем выжигания и промывки водой с ПАВ или экстрагентами [29].
Сорбент на основе природного минерального сырья диатомита относится к сыпучим сорбционным материалам, применяемым для сбора нефти и нефтепродуктов с асфальта, бетона, песка и т.п. Представляет собой гранулы разного дисперсного состава, которые не меняют форму после впитывания масел, не пылят, не является абразивными. Это средство способно впитать в три-четыре раза больше нефтепродуктов и воды, чем собственный вес. Кроме того, утилизация загрязненного сорбента производится простым сжиганием, а остаток представляет собой золу, составляющую 5 % от общей массы.
Перлит используется при разливе нефти, мазута и других жидких углеводородов адсорбционным методом локализации разлива. При этом нефтепродукты из смеси легко выгорают. Оставшаяся сыпучая масса, состоящая из перлитового песка и коксового остатка, может использоваться в дальнейшем [30].
Силикагель образуется вследствие сгущения (концентрирования) коллоидных растворов, при котором коллоидные частицы сближаются, вступают во взаимодействие и образуют довольно устойчивые пространственные структуры – решетки. Высушенные гели имеют участки с не скомпенсированными полями и проявляют способность к адсорбции газов и паров, а также к набуханию при погружении в жидкость или ее пару – тем большую, чем эластичная сетка геля.
Аналогичные свойства имеют алюмогели, но их активность несколько ниже, чем силикагелей. Это вещества с мелкопористой структурой, ограниченно набухают в водных растворах.
Минеральные сорбенты имеют ряд недостатков. Они достаточно тяжёлые, сложны в перевозке и применении, действуют избирательно, сложны в утилизации, впитанный загрязнитель может вытекать обратно. Минеральные сорбенты относительно дёшевы, однако их применение требует значительных затрат, а утилизация крайне дорога [31]. В комплексе с впитанным загрязнителем могут образовывать пожароопасные или даже взрывоопасные смеси [31].
Органические сорбенты можно разделить на несколько групп: органоминеральные (сапропель, сланцы, нефтешламы), из каустобиолитов (торф, уголь, графит и т.п), из природного сырья растительного и животного происхождения и отходов их переработки (мох, листва, кора, опилки, солома, шелуха от переработки зерновых, макулатура) [32].
Для ликвидации нефтяных загрязнений они являются наиболее перспективным видом сорбентов. Наиболее частыми для применения являются модифицированный торф, макулатура, опилки, древесная щепа, шерсть, высушенные злаковые культуры. Одним из распространенных органических сорбентов является сорбент на основе мха сфагнума. Он представляет из себя мох сфагнум, гидрофобизированный и измельченный нехимическим способом. Этот вид сорбента не нарушает экологический баланс. Данное вещество, при отрицательной температуре, на воде и на твердой поверхности не теряет своих свойств, экологично и безопасно для окружающей среды, людей, животных до и после использования, сорбент полностью разлагается со временем и не требует сбора [33].
Сорбент на основе торфа предназначен для очистки почвы и водной поверхности от нефтяных разливов. После насыщения удаляется с почвы и поверхности воды любым доступным способом. Сорбционная емкость – 8 г нефти на 1 г сорбента, время насыщения нефтью – 5 – 10 минут, высокая плавучесть. Срок хранения неограничен.
Сорбент на основе сапропеля имеет мгновенную скорость сорбции, высокую гидрофобность, нефтеемкость – до 4 г/г, плавучесть – не менее  72 ч, водопоглощение – 1,6 г/г.
Кокосовый адсорбент нетоксичен, изготавливается из стружки скорлупы кокосового ореха.У материала хорошо развитая микропористая структура и высокая прочность, что позволяет ему эффективно абсорбировать и инкапсулировать (заключать в так называемые капсулы) нефть и нефтепродукты и все поглощаемые химические вещества при контакте. Практичен для ликвидации последствий техногенных экологи-ческих катастроф, таких как аварийные разливы нефти и нефтепродуктов, кислот и других химикатов. Сорбент эффективно применяется для ликви-дации разливов с поверхности земли и воды при любых погодных условиях. Массовая емкость поглощения нефтепродуктов – 4,6 – 9,5 кг/кг. Содержание влаги – не более 12 % [34].
Сорбент из канадского торфяного мха. Естественная капиллярная способность активированного торфа обеспечивает мощное впитывающее действие, которое абсорбирует и инкапсулирует поглощаемые вещества при контакте независимо от области и масштаба загрязнения. Поглотительная способность (200 л спрессованного вдвое продукта способны поглотить 200 л нефти) может варьироваться в зависимости от вязкости абсорбируемых углеводородов [35]. Предназначен для ликвидации нефти и нефтепродуктов, масел, мазута, красок, а также спиртов и эфиров, сольвентов и растворителей, тяжелых металлов, пестицидов, гербицидов и других, нерастворимых в воде веществ из почвы, с поверхности воды, с любой твердой поверхности в широком диапазоне температур при любой толщине пленки нефтепродукта. Отработанный материал можно перерабатывать в компост, или, для экономии площади полигонов с отходами, сжигать как топливо [35].
Среди синтетических сорбентов особое место занимают волокнистые сорбенты. Они обладают более высокой кинетикой сорбции за счет более высокой удельной поверхности и большей доступности функциональных групп. Кроме того, волокнистые сорбенты обладают большими показателями по регенеративной способности возможность повторного применения, что особенно актуально для промышленной сферы применения устранение последствий от аварийного разлива нефти, нефтепродуктов, иных агрессивных веществ.
Сорбенты лёгкие, но объёмные. Только ручное применение, причём пятно загрязнителя на воде необходимо предварительно ограждать бонами. Впитывают большие объёмы загрязнителя, но так же легко отдают его обратно при небольшом давлении, вследствии чего высоко загрязнение применяемой техники и транспортных средств. Декларируемое многократное применение (после отжима) на практике плохо осуществимо в связи с высоким при этом загрязнением техники и значительно сниженной возможностью впитывания. Очень сложно и дорого утилизируются, плохо хранятся после применения, поскольку загрязняют площади и не разлагаются. Высока опасность возгорания при хранении после применения.
Среди сорбирующих синтетических материалов различают:
1 Базовый сорбент. Сюда относится полипропиленовый абсорбент – нетканый материал, тончайшие нити которого соединяются между собой при помощи высокоскоростного потока горячего воздуха. Он, в первую очередь предназначен для абсорбирования всех химикатов на воде и земле.
2 Стеганый абсорбент. Это базовый тип сорбента, простеганный по-липропиленовой ниткой. Таким образом, он становится механически износостойким, при этом выдерживается уровень впитываемости.
3 Абсорбент, спаяныый ультразвуком. Это уже более износостойкие абсорбенты. Он изготовлен при помощи ультразвука, применяется, как правило, для абсорбирования химически опасных жидкостей на земле.
4 Износостойкий абсорбент. Полипропиленовый абсорбент так же производится при помощи ультразвука, но при этом он дополнительно перфорирован, что обеспечивает его сохранность от быстрого изнашивания и стирания. Применяется в тех местах, где большое скопление или движение людей [35].
Одним из наиболее эффективных сорбентов из последних отечественных разработок является пенополимер-суперадсорбент. Он представляет собой поропласт, получаемый методом формования вспененной отверждающейся композиции [36]. По сути, это застывшая пена, образующаяся из полимерной смолы с добавлением катализатора отверждения.Применяется для ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов, сорбционной очистки воды от нефтепродуктов и других мало-полярных жидкостей (углеводородов, спиртов, эфиров, жиров и т.п.), очистки промышленных стоков от неполярных и малополярных жидкостей [36].
Основными отличительными характеристиками, которые обеспечивают высокие адсорбционные показатели, являются: очень низкая объемная плотность (6 – 15 кг/ ), высокая пористость вещества (95 % открытых сквозных пор при общей пористости 98 – 99 %). В процессе лабораторных испытаний его были выявлены высокие показатели адсорбции нефтепродуктов: было достигнуто снижение их концентрации примерно в 600 раз. Это объясняется хорошим сродством поверхности к неполярным жидкостям.
Сорбент может впитать на 1 г до 100 г нефтепродуктов: самой нефти – 70 г, дизельного топлива – 80 г, бензина, керосина –                    100 г. Поверхность полимера хорошо смачивается малополярными жидкостями и плохо – водой, что позволяет селективно собирать нефтепродукты и малополярные жидкости с поверхности воды и не впитывать при этом воду. Селективность при сборе жидкостей – 90 – 95 % (5–10 % воды). Капиллярнопористая система данного сорбента позволяет значительно снизить испаряемость (улету-чивание) жидкостей, что имеет практическое значение при сборе и ликвидации разливов пожаро-, взрыво-, токсоопасных жидкостей. Поглощенная сорбентом жидкость давлением до 3 атм. может быть до 98 % отжата и утилизирована. Освобожденная от нефтепродукта масса полимера может быть сожжена, захоронена на полигоне бытовых отходов или биодеградирована при помощи штаммов нефтедеградирующих бактерий, которые разрушают не только нефтепродукт, но и сам сорбент, а полученная белковая масса может быть использована как удобрение.
Сорбент не выделяет в окружающую среду токсичных веществ и не оказывает вредного влияния на организм человека при непосредственном контакте [36].
 
 
1.4 Общая характеристика объекта исследования
 
 
Трутовик настоящий (Fomes Fomentarius) относится к семейству Трутовиковых и отделу базидиальных грибов. Входит в экологическую группу грибов – ксилотрофов. Ксилотрофы – грибы, произрастающие на древесине. Выделены в данную группу в рамках современной микологии по субстрату — древесине (живых или погибших деревьев). Данный субстрат для ксилотрофов может являться как единственно возможным (облигатным), так и дополнительным (факультативным) [37]. Ксилотрофы, использующие как субстрат отмершую древесину, относятся к сапротрофам, а растущие на живых деревьях — к паразитам.
Ксилотрофы, использующие как субстрат мертвую древесину, называются также сапрофитные ксилотрофы и заселяют сухостой, дупла, пни и сухобочины различных пород деревьев. Ксилотрофы-паразиты произрастают на живых деревьях. Отдельно в микологической литературе могут выделятся ксилотрофы, произрастающие на полуразложившейся древесине [37].
Вегетативное тело гриба (мицелий) развивается и функционирует в древесине живых или мертвых стволов, корпей, пней, а реже – в ветвях деревьев и кустарников.
Живой мицелий грибов содержит обычно более 90 % воды, которую теряет при высушивании. Плодовые тела, особенно с ди- и тримитической гифальной системой, несколько менее водянисты, но процент воды в них все же высок.
Рост грибов и выделение ими углекислоты зависят от давления кислорода в атмосфере и от температуры. При меньшем давлении кислорода чем 1,5 атм и температуре 17,5 °С гриб перестает расти и его обмен приобретает анаэробный характер. Нижняя граница аэробного дыхания зависит от температуры: при 29,5 °С обмен веществ уже меняется при давлении кислорода 1,5 атм. В условиях анаэробного дыхания выделение углекислоты прямо пропорционально давлению кислорода. В таких условиях изменяется весь обмен веществ гриба, весь набор его ферментов. Например, кориолус многоцветный (Coriolus versicolor) может выделять фосфатазу и мутазу и вызывать спиртовое брожение.
Целлюлозоразрушающие и лигнинразрушающие грибы потребляют целлюлозу или лигнин, благодаря чему древесина приобретает красновато-бурую или светлую окраску. Посветление древесины при разложении лигнинразрушающими грибами вызвано окислительными ферментами, которые выделяют грибы в древесину. Потемнение древесины, вызванное целлюлозоразрушающими грибами, зависит от веществ гумусового характера. Некоторые дереворазрушающие грибы выделяют также пигменты, окрашивающие древесину в иные тона. Подобным образом корневая губка в первой стадии разложения окрашивает древесину в оттенки фиолетового цвета. У дереворазрушающих грибов встречается и изменение окраски гиф. Та же корневая губка образует в трахеидах бесцветные гифы. В сердцевинных лучах гифы бурого цвета и вызывают буровато-фиолетовое окрашивание [38].
Распространенные по всей территории России ксилотрофы, произрастающие на живой древесине: Ложный трутовик (Phellinus igniarius), Корневая губка (Heterobasidion annosum), относящаяся к порядку Афиллофоровые, Опенок осенний (Armillariella mellea) из порядка Трихоломовые и другие виды. Опенок осенний произрастает и на мертвой древесине [39, 40]. Корневая губка произрастает на хвойных, изредка на лиственных породах, на корнях.
К древоразрушающим грибам-сапротрофам, произрастаюшим на мертвой древесине, относятся виды большого семейства трутовых грибов (Poriaceae) из отдела базидиомицетов. К ним относятся, в частности, Трутовик настоящий (Fomes fomentarius), Трутовик березовый (Piptoporus betulinus), Трутовик окаймленный (Fomitopsis pinicola), Дубовая губка (Daedalea quercina). Среди аскомицетов к грибам-ксилотрофам относится, например, Дальдиния концентрическая (Daldinia concentrica).
К грибам-сапротрофам, поселяющихся на полуразложившейся древесине, относятся, в основном, виды грибов из порядка Афиллофоровые: Стереум жестковолосистый (Stereum hirsutum), относящийся к семейству Стереовые (Stereaceae), Щелелистник обыкновенный (Schizophyllum commune) из семейства Шизофилловые (Schizophyllaceae), Рамария золотистая (Ramaria aurea) из семейства Рогатиковые (Clavariaceae). Из порядка Агари-ковые распространены произрастающие на разлагающейся древесине виды родов из семейства Строфариевые (Strophariaceae): Гифолома (Hypholoma), Чешуйчатка (Pholiota), Летний опенок (Kuehneromyces mutabilis), виды рода Вешенка (Pleurotus) из семейства Вешенковые (Pleurotaceae).
К распространенным в России гастеромицетам, живущим на полу-разложившейся древесине, относятся виды порядка Гнездовковые (Nidu-lariales): Круцибулюм гладкий (Crucibulum laeve), Бокальчик полосатый (Cyathus striatus), Бокальчик Олла (Сyathus olla), виды рода Нидулярия (Nidularia), Дождевик грушевидный (Lycoperdon pyriforme) из порядка Дождевиковые (Lycoperdales). Основная часть видов гетеробазидиомицетов также произрастает на полуразложившейся древесине [39, 40].
Механизм питания ксилотрофов.
Питание и метаболизм зависят от свойств субстрата или физиологического состояния хозяина.
Минеральное питание дереворазрушающих грибов определяется характером субстрата. Древесина растущего дерева относительно бедна золой, содержание которой колеблется в пределах 1 % массы сухого вещества. Вследствие этого требования трутовиков к минеральным элементам питания очень малы. В золе грибов обычно много оксида фосфора (до 40 – 50 %), содержание оксида калия достигает 20 – 30 %. Остальные элементы представлены единицами процентов или их дробями. Увеличение общей концентрации минеральных веществ в субстрате влияет на содержание золы в грибах, вызывает интенсивный рост и более мощную разрушительную деятельность [38].
Азот как важнейший элемент питания в органических соединениях более доступен для трутовых грибов, чем минеральный (в виде нитратов и солей аммония). С увеличением азота в древесине возрастают скорость роста грибов и интенсивность их деятельности [38]. Например, древесина, пропитанная однопроцентным раствором пептона, разлагается рядовым трутовиком (Соriolellus serialis) на 50 % и больше, чем контрольная. Рост и активность дереворазрушающих грибов в большой степени зависят от содержания азотных соединений в субстрате. Гифы проникают в древесину, прежде всего по сердцевинным лучам и в них же больше всего разрастаются, поскольку сердцевинные лучи содержат основную массу азотных соединений. Поглощение азота, связанного в неорганическом ионе, зависит от реакции субстрата и от характера амфолитических цитоплазматических белков, так как в среде более кислой, чем оптимальная, белки цитоплазмы некоторых грибов проявляются как катионы, в менее кислой – как анионы.
Основное значение в разложении древесины имеют экзоферменты, выделяемые грибом в древесину. Продукты ферментативного расщепления доступны грибам и являются для них источником питания и энергии. Эндоферменты не выделяются в субстрат. Оставаясь внутри живых клеток, они обеспечивают их внутренние метаболические процессы. В субстрат они попадают как продукты разложения самой грибной клетки.
Для трутовых грибов как разрушителей древесины наиболее важным экзоферментом следует признать целлюлозу. Все без исключения дереворазрушающие грибы обладают способностью разлагать целлюлозу, ибо этот фермент есть в клетках всех трутовиков.
Наивысшая активность большинства ферментов наблюдается у целлюлозоразрушающих грибов. У лигнинразрушающих грибов наряду с гидролитическими ферментами существуют также специфические ферменты – оксидазы. Из зтой группы ферментов наиболее распространены тирозиназа, встречающаяся у некоторых дереворазрушающих и напочвенных агариковых грибов, лакказа и особенно пероксидаза. Очень много пероксидазы выделяют грибы из рода феллинус (Phellinus), особенно ложный трутовик (P. igniarius). Грибная пероксидаза выделяется только вегетативным мицелием и не отмечена в плодовых телах.
Установлено, что проба на оксидазу может считаться надежным критерием при разделении грибов на целлюлозоразрушающие и лигнинразрушающие. Случаи нечеткого проявления реакции представляют исключение, причем наблюдаются не у трутовых грибов.
Деятельность экзоферментов играет основную роль не только в питании, но и в распространении трутовых грибов по субстрату. Проникновению в клетку гифы дереворазрушающего гриба предшествует растворение клеточной оболочки экзоферментами гриба. Отверстие, образующееся в оболочке древесной клетки, всегда несколько шире, чем диаметр гифы. Никогда мицелий трутовиков не распространяется в древесине, разрушая ее механическим давлением. Гифы могут проникать в клетки древесины, растворяя оболочку в любом месте. В зависимости от ферментативного комплекса трутовые грибы способны вызывать бурую деструктивную или белую коррозионную гниль [38, 41, 42].
Целлюлозоразрушающие грибы, не вырабатывающие оксидаз, содержат гидролизирующие клетчатку гликозидазы (целлюлаза, пектиназа, амилаза, ксилоназа) и вызывают деструктивную гниль. Древесина в начальной стадии разрушения изменяет окраску от красноватой до ржаво-красной и, наконец, становится темно-бурой от освобожденного лигнина, хрупкой, легко ломающейся и крошащейся, заметно теряет в объеме и массе. Часто в конечной стадии разрушения древесина растрескивается на крупные или мелкие призматические кусочки. В зависимости от оттенка разрушаемой древесины деструктивная гниль делится на группы красной и бурой. Из широко распространенных трутовиков деструктивную гниль вызывают заборный трутовик (Gloeophyllum sepiarium), белый домовый гриб (Coriolus vaporarius), рядовой трутовик (Coriolellus serialis), пахучий трутовик (Osmoporus odoratus) и др.
Лигнинразрушающие грибы, вырабатывающие оксидазы и окисляющие лигнин-модифицирующие ферменты (полифенолоксидазы), разлагают и целлюлозу, и лигнин. Иногда в начальной стадии разложения древесина может временно потемнеть, вообще же она светлоокрашенная, отчего и гниль носит название белой. Влияние различных видов лигнинразрутающих грибов на древесину неодинаково, отчего различается и внешний вид поражения. Иногда древесина белеет равномерно по всей пораженной части, иногда появляются только светлые полосы или ячейки, заполненные неразложившейся целлюлозой (ямчатая гниль). В конечной стадии гниения древесина становится мягкой, волокнистой, часто расслаивается параллельно годичным кольцам, иногда крошится, теряет в массе, но ее объем не уменьшается, поэтому призматического растрескивания не происходит. Ямчатую гниль часто называют также пестрой или куропатчатой.
Важной составной частью питания грибов, особенно патогенов живых деревьев, служат вещества витаминного характера и стимуляторы роста. Некоторые трутовики, например ложный осиновый, быстро отмирают после рубки ствола, несмотря на то, что химический состав древесины, ее физическое состояние и прочие условия сохраняются, но прекращается синтез этих веществ [38, 41, 42].
Размножение трутовых грибов.
Осуществляется преимущественно базидиоспорами. Конидиальная стадия (например, у Tyromyces sericeomollis, Abortiporus biennis) и образование хламидоспор (например, Laetiporus sulphureus, Inonotus heinrichii) наблюдаются чрезвычайно редко [43].
Базидиоспоры образуются на базидиях. Последние развиваются в гимениальном слое на плодовых телах. Для трутовых грибов наиболее характерны булавовидные базидии, реже встречаются мерулиусовидные (у видов с бесцветными гифами и маленькими аллантоидными спорами, род глеопорус – Gloeoporus) и сотовидные (у некоторых видов со щетинками в гимениальнои слое). Базидий и базидиоспоры по сравнению с другими элементами в строении плодовых тел наименее изменчивы, им придается большое значение в систематике [44].
Мицелий трутовых грибов развивается внутри субстрата, в древесине, тогда как плодовые тела всегда образуются на поверхности субстрата, что позволяет базидиоспорам распространяться токами воздуха [38].
Трутовик настоящий (Fomes Fomentarius)
Трутовик настоящий – гриб с сидячим многолетним плодовым телом, которое прикрепляется к стволу дерева верхом боковой части. Ножка отсутствует. Молодые плодовые тела округлые, по мере роста плодовое тело приобретает копытообразную форму с тупым закругленным краем. Плодовое тело обычно образует кольцевые зоны нарастания. Рост происходит вниз – самые молодые спороносящие участки плодового тела находятся на его нижней части. Плодовое тело растет в основном летом и в начале осени, достигает возраста 30 лет. Старое плодовое тело достигает размера до 40 см в ширину и 25 см в высоту. Форма и окраска плодового тела варьирует в зависимости от условий произрастания гриба. Поверхность шляпки имеет светло-серую или коричневую окраску, с возрастом становится темно-серой. Поверхность гименофора светло-кремовая, у старых экземпляров коричневая. Краевые зоны светло-коричневые и слегка опушенные. Поры присутсвуют в количестве 4 – 5 на миллиметр.Поверхность пор вогнутая, светло-коричневая. Плодовое тело имеет плотную кутикулу. На срезе мякоть плотная, рыжевато-коричневая, волокнистая. Споры цилиндрические, гладкие, размером 12 – 24 на 5 – 8 мкм, обильно образуются весной, в меньшей степени осенью [45,46].
Распространение
Трутовик настоящий имеет широкий ареал распространения. Этот гриб повсеместно распространен в лесах умеренных широт Европы, Азии и Северной Америки, а также в лесах Северной и Южной Африки [45, 46].
Местообитание
В северных областях ареала гриб обычно встречается на березе, в более южных районах часто растет на буке, а в Средиземноморье типичным хозяином является дуб. Отмечены также находки гриба на осине, ольхе, клене, тополе, иве и других лиственных деревьях. Считается, что трутовик настоящий наносит урон лесному и парковому хозяйству, так как он вызывает белую гниль – разрушение древесины, которое в конечном итоге приводит к гибели пораженного дерева. Но обычно гриб поражает уже поврежденные и ослабленные деревья через трещины в коре и обломанные ветки. После гибели дерева гриб продолжает рост на сухостое, пнях и валежнике до их полного разрушения, так что паразитический гриб становится сапрофитом и принимает участие в утилизации отмершей древесины в лесных сообществах [43].
Химический состав
Биологически активные вещества в составе трутовика настоящего активно изучается. Гриб содержит полисахариды (бета-глюканы) с противораковой и иммуномодулирующей активностью, сапонины, таннины, полифенолы, сесквитерпены [47]. Как и другие многолетние грибы, трутовик настоящий накапливает в составе плодового тела в высоких концентрациях металлы – калий, кальций, железо, медь, марганец, цинк, свинец, кадмий, германий. По этой причине собирать гриб следует вдали от автострад и районов промышленных загрязнений. Отмечено также высокое содержание в составе плодового тела фосфора, серы и йода.
Мицелий гриба при росте активно секретирует в окружающую среду антибиотики, а также разрушающие лигнин ферменты – лакказу и пероксидазу.
В плодовом теле содержится фоментариол – производное трополона. Фоментариол при обработке едким кали дает кроваво-красную окраску. Эту цветную реакцию используют как диагностический признак при определении вида гриба, чтобы отличить его от видов со сходной морфологией [47].
Фармакологическое действие
Полисахариды трутовика настоящего обладают иммуномодулирующими и противораковыми свойствами. Метанольный экстракт проявляет противовоспалительные свойства и уменьшает боли, сопряженные с повреждающими стимулами (воздействиями, превышающими нормальный порог восприятия). Водный экстракт гриба нормализует уровень глюкозы в крови и липидный обмен, а также снижает активность ферментов супероксиддисмутазы и каталазы, стимулирует тканевое дыхание.
Лакказы из трутовиков – ферменты с широкой субстратной специфичностью, катализирующие окисление фенольных соединений. Высокая стабильность этих ферментов, их способность работать в сравнительно мягких условиях (без использования экстремальных значений pH, высоких концентраций солей и т.д.) и устойчивость к ингибирующим факторам делает лакказы весьма перспективным инструментом биотехологии. В настоящее время разрабатываются методы культивирования мицелия трутовика и выделения ферментных препаратов лакказы.
Действующие вещества: агарициновая кислота, буриколовая кислота, полисахарид ланофил, d-глюкозамин; фумаровую, рициноловую, лимонную и яблочную, органические кислоты; 30 % смол (с возрастом содержание смол увеличивается до 65-70 %); жирное масло, фитостерин, глюкозу и маннит [47].
Применение
Исторически, по всей вероятности, трутовик начали использовать не как лечебный гриб, а как материал для изготовления трута – материала, который легко воспламеняется при попадании на него искры. Это применение отражено и в русском и в латинском названии гриба, которое имеет аналогичный смысл. Трут получали из внутренней волокнистой части гриба, вываривая растолченную массу в моче, а с развитием технологий - в селитре, а затем высушивая. Медленно тлеющий трут аборигены Северной Америки использовали не только для добычи огня, но и для его переноски на большие расстояния [48]. С изобретением кремневых ружей трут применяли как «усилитель» искры для воспламенения пороха. Этот же волокнистый материал, но непропитанный селитрой, в Европе служил материалом для выделки головных уборов.
В медицине трут со времен Гиппократа использовали как материал для кровоостанавливающих повязок. Европейские хирурги и дантисты использовали трут в этом качестве вплоть до XIX столетия.
В европейской народной медицине трут использовали как кровоостанавливающее средство.
В Индии отвар трутовика применяли как мочегонное, слабительное и тонизирующее нервную систему средство [48].
В Китае отваром трутовика лечили рак пищевода, желудка и матки [49].
В Сибири и на Хоккайдо трутовиком окуривали жилище в ритуальных целях, чтобы прогнать злых духов.
В современной европейской медицине трутовик не используется. В микологических справочниках гриб относят к несъедобным [50].
В России широко применяется в народной медицине. Считается, что трутовик способен выводить токсины и канцерогены из организма, обезвреживая эти яды. Способствует восстанавлению печени и выработке ферментов. Восстанавливает обмен веществ в организме, что способствует улучшению действия лекарств, в том числе и инсулина при расщеплении глюкозы в крови. Также трутовик применяют при дисбактериозе, диспепсии, гастрите, геморроях, раке желудка, пищевода, молочных желез и маточной карциномы [51].
Известно использование трутовиков в фармацевтике: «Микотон» (в составе лекарства трутовик настоящий, растущий на березе).
В Китае трутовик настоящий в сочетании с ганодермой и фоми-топсисом входит в состав сборов для лечения нервных заболеваний и нормализации состава крови.
В Японии и Корее экстракт трутовика настоящего в сочетании с лекарственными растениями применяют в составе функциональных напитков для профилактики раковых заболеваний и диабета.
В странах Юго-Восточной Азии разрушающие лигнин ферменты древесных грибов могут помочь в утилизации рисовой соломы в качестве корма для жвачных животных. Рисовая солома в необработанном виде имеет низкую пищевую ценность по причине высокого содержания лигнина и кремния, а также низкого содержания белка и витаминов. Существующие физико-химические методы переработки рисовой соломы нерентабельны и/или небезопасны для окружающей среды. Пока дело сдерживается высокой ценой ферментных препаратов, но с развитием биотехнологии биологические методы переработки рисовой соломы могут стать рентабельными. Есть интерес к использованию грибных ферментов и для биодеградации органических загрязнений, производства новых красителей и так далее [52].

2 Материалы и методы исследования
 
 
Районом исследования были участки низкогорных лесов разного состава в окресностях с. Ташла Тюльганского района Оренбургской области. Отсутствие в непосредственной близости от изучаемых лесов крупных промышленных предприятий и автомобильных дорог позволило считать уровень техногенной нагрузки в этих лесах минимальным, а сами леса условно неизмененными и экологически чистыми.
Сбор образцов производился в мелколиственных лесах Троицкого заказника. Преимущественно обследовались березняки разнотравные и разнотравно-снытевые, наиболее распространенные в регионе, черно-ольшанник крапивный, посадки березы разного возраста, посадки сосны разного возраста.
В качестве объекта исследований был выбран трутовик настоящий – Fomes fomentarius, космополитный вид, широко распространенный в лесах Южного Приуралья и отмеченный на всех родах лиственных древесных растений в регионе. Выбор этого вида в качестве объекта исследования определяется рядом аргументов: его экологическая пластичность, обуславливающая широкое распространение в регионе и в мире; наличие крупных многолетних плодовых тел, повышающих их учетный потенциал.
Трутовик настоящий встречается на валежной древесине, сухостойных и ослабденных вегетирующих деревьях широкого спектра лиственных древесных растений.
Он относится к трофической группе ксилотрофных (дереворазрушающих) базидиальных грибов, производящих деструкцию стойких лигниноцеллюлозных соединений за счет наличия комплекса специфических ферментов. По мнению ряда микологов, именно в плодовых телах ксилотрофных грибов накапливаются максимальные концентрации тяжелых металлов, солей и других различных примесей, поступающих как в результате освоения ими массы древесины, содержащей тяжелые металлы, так и в результате сорбции их плодовыми телами из окружающей водной и воздушной среды.
Сбор образцов производился в июне-сентябре 2012 г.
В качестве параметров исследований были выбраны следующие показатели:
- гидрофобность;
- способность избирательно поглощать вещества различной природы (в частности, нефти и нефтепродуктов);
Анализ образцов воды на содежание нефти и нефтепродуктов при использовании плодовых тел грибов в качестве сорбентов осуществляли c помощью хроматографического метода в лабораторных условиях. Исследования проводились в аккредитированной лаборатории ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Оренбургской области».
Хроматографический метод позволяет определить суммы неполярных и малополярных углеводородов (далее – нефтепродуктов) в питьевой, природных, сточных водах с концентрацией нефтепродуктов не менее 0,02 мг/ .
Метод основан на экстракционном извлечении нефтепродуктов из пробы воды экстрагентом, очистке экстракта от полярных соединений сорбентом, анализе полученного элюата на газовом хроматографе, суммировании площадей хроматографических пиков углеводородов в диапазоне времен удерживания равным и (или) более н-октана и расчете содержания нефтепродуктов в воде по установленной градуировочной зависимости.
Определению нефтепродуктов могут мешать животные и растительные жиры при их концентрации в анализируемой пробе воды более 150 мг/ , содержащиеся, как правило, в сточных водах предприятий пищевой промышленности, а также неполярные или малополярные галогенсодержащие углеводороды с температурой кипения выше 110 С ° при их содержании в воде более 20 % концентрации нефтепродуктов. Устранение мешающего влияния может быть проведено разбавлением исходной пробы и (или) разбавлением элюата и (или) повторным пропусканием элюата через сорбент. Содержание мешающих веществ может быть учтено определением их концентрации независимыми методами.
Метод является арбитражным по отношению к другим методам определения нефтепродуктов в водах и применим для целей сертификации.
Приготовление раствора нефтепродуктов типа А
Для приготовления 100 раствора нефтепродуктов типа А в предварительно взвешенную мерную колбу вместимостью 100  вносят (500 ± 50) мг дизельного топлива, затем колбу с навеской снова взвешивают. По разности масс вычисляют массу навески дизельного топлива. Объем в колбе доводят до метки ацетоном и тщательно перемешивают. Действительную концентрацию дизельного топлива в растворе , мг/ , вычисляют по формуле (1)
 


(1)
 
где – масса навески дизельного топлива, мг;
 – объем полученного раствора типа А, .
 
Раствор используют для приготовления растворов, предназначенных для градуировки хроматографа при определении фракций нефтепродуктов в диапазоне времен удерживания пиков н-алканов от С8 до С30.
Приготовление раствора нефтепродуктов типа Б
Для приготовления 100  раствора нефтепродуктов типа Б в мерную колбу вместимостью 100  аналогично вносят по (250 + 25) мг дизельного топлива и углеводородного масла. Объем в колбе доводят до метки ацетоном и тщательно перемешивают. Действительную концентрацию смеси дизельного топлива и минерального масла в растворе , мг/ , вычисляют по формуле (2)
 


(2)
 
где  – масса навески дизельного топлива, мг;
       – масса навески углеводородного масла, мг;
 – объем полученного раствора типа Б, .
 
Раствор используют для приготовления растворов, предназначенных для градуировки хроматографа при определении всех фракций нефтепродуктов.
Приготовленные растворы хранят не более 10 мес в плотно закрытой стеклянной емкости при температуре не выше 4 °С.
Приготовление рабочих растворов нефтепродуктов.
Приготовленные по формуле (1) или (2) растворы разбавляют ацетоном в 50 раз методом объемного разведения.
Разбавленные растворы хранят не более 6 мес в плотно закрытой стеклянной емкости при температуре не выше 4 °С.
Приготовление градуировочных растворов нефтепродуктов.
Для приготовления градуировочных растворов типа А или Б в емкости для отбора проб, наливают по 500  бидистиллированной воды и добавляют аликвоты растворов нефтепродуктов типа А или Б, приготовленных по формуле (1) или (2), и рабочих растворов нефтепродуктов. Полученные растворы интенсивно перемешивают 5 мин. Количество градуировочных растворов – не менее пяти.
Градуировочные растворы готовят непосредственно перед их применением.
В качестве холостой пробы используют 500  бидистиллированной воды без добавления растворов нефтепродуктов.
Для контроля чистоты используемых посуды, реактивов и материалов холостую пробу экстрагируют и хроматографируют. Если площадь хроматографических пиков, получаемых от элюата холостой пробы, в диапазоне времен выхода, соответствующих временам выхода нормальных углеводородов от С8 до С40, равна или превышает площадь хромато-графических пиков, соответствующих концентрации нефтепродуктов 0,02 мг/ , то проводят повторную подготовку посуды, реактивов, материалов или их замену.
В дальнейшем проводиласть статистическая обработка результатов общепринятыми методами с помощью пакета компьютерных программ анализа MicrosoftExcel.

3 Результаты исследований
 
 
Наше исследование проходило с 2011 по 2012 гг.
Для подготовки объекта исследования к эксперименту плодовые тела трутовых грибов высушивались в сухожаровом шкафу при температуре 96  в течении нескольких дней до воздушно-сухого состояния. Затем высушенные плодовые тела распиливались на сегменты различной толщины: 1 см, 1,5 см, 2 см. Сегменты различной толщины использововались для выявления наибольшей поглотительной способности нефти и нефтепродуктов плодовыми телами трутовых грибов, используемых в качестве сорбента.
В ходе эксперимента использовались 3 канистры, наполненные дистилированной водой с содержанием нефтепродуктов различных концентраций. В первой канистре содержание нефтепродуктов составляло 5 % , т.е. 312 мл нефтепродуктов на 5 л дис. воды. Во второй канистре – 10 %, т.е. 624 мл нефтепродуктов на 5 л дис. воды. В третьей канистре – 15 %, т.е. 936 мл нефтепродуктов на 5 л дис. воды.
В каждую канистру опускались сегменты плодовых тел толщиной 1 см, 1,5 см и 2 см.
Далее производился забор проб воды из каждой канистры на остаточное содержание нефтепродуктов. Забор проб происходил на 3, 7 и 10 сутки эксперимента.
На третьи сутки эксперимента было выявлено, что сегменты плодовых тел грибов толщиной 1 см впитали нефтепродукты по всей толщине сегмента и опустились на дно во всех трех канистрах. Следовательно, если использовать плодовые тела трутовых грибов в качестве сорбента нефтепродуктов, то толщина сегментов данного сорбента в 1 см не является эффективной, т.к. происходит быстрое насыщение нефтепродуктами при небольшом их поглощении.
По результам анализа проб воды, взятой на третьи сутки, получены следующие данные, представленные в таблице 1 и на рисунке 1.
 
Таблица 1 – Анализ проб воды, взятых на третьи сутки эксперимента, на содержание нефтепродуктов
 



Дис. вода с содержанием нефтепродуктов 5%
50500 мг/л
Дис. вода с содержанием нефтепродуктов 10%
109800 мг/л
Дис. вода с содержанием нефтепродуктов 15%
197000 мг/л
 
 
 
 
 
 

 
Рисунок 1 – Сравнительная диаграмма анализа проб воды, взятых на третьи сутки эксперимента, на содержание нефтепродуктов
 
На седьмые сутки наблюдалось опускание сегментов толщиной 1,5 см в толщу воды во второй (концентрация нефтепродуктов 10 %) и в третьей канистре (концентрация нефтепродуктов 15 %).Также было отмечено, что происходит постепенное раздение нефтяной пленки на фракции во всех трех канистрах.
Результаты анализа проб воды, взятой на седьмые сутки представлены в таблице 2 и на рисунке 2.
 
Таблица 2 – Анализ проб воды, взятых на седьмые сутки эксперимента, на содержание нефтепродуктов
 



Дис. вода с содержанием нефтепродуктов 5%
38100 мг/л
Дис. вода с содержанием нефтепродуктов 10%
78600 мг/л
Дис. вода с содержанием нефтепродуктов 15%
158000 мг/л
 
 
 
 
 
 
 
 

 
Рисунок 2 – Сравнительная диаграмма анализа проб воды, взятых на седьмые сутки эксперимента, на содержание нефтепродуктов
 
На десятые сутки эксперимента было выявлено, что плодовые тела грибов выделют вещества белковой природы, которые мы не смогли диагностировать. Исходя из фракционных свойств данный белковый мат обладает каталитической активностью, в результате нефтяная пленка разделилась на более легкие фракции.
Также сегменты плодового тела трутовика толщиной 1,5 см во всех трех канистрах опустились на дно. Сегменты толщиной 2 см в второй канистре (концентрация нефтепродуктов 10 %) погрузились в толщу воды, а в третьей канистре (концентрация нефтепродуктов 15 %) опустились на дно. В первой канистре все сегменты опустились на дно. Из этого следует, что насыщение нефтепродуктами данного сорбента происходит неодиноково и зависит от толщины нефтяного сорбента и толщины нефтяной пленки.
Результаты анализа проб воды, взятой на десятые сутки представлены в таблице 3.
 
Таблица 3 – Анализ проб воды,, взятых на десятые сутки эксперимента, на содержание нефтепродуктов
 



Дис. вода с содержанием нефтепродуктов 5%
26300 мг/л
Дис. вода с содержанием нефтепродуктов 10%
65400 мг/л
Дис. вода с содержанием нефтепродуктов 15%
148600мг/л
 
 

 
Рисунок 3 – Сравнительная диаграмма анализа проб воды, взятых на десятые сутки эксперимента, на содержание нефтепродуктов
 
Исходя из полученных данных следует, что концентрация нефтепродуктов в первой канистре (концентрация 5 %) на седьмые сутки сни-зилась на 10,79 %, во второй канистре (концентрация 10 %) – на 12,29 %, в третьей канистре (концентрация 15 %)– на 7,75 %.
Концентрация нефтепродуктов в первой канистре (концентрация    5 %) на десятые сутки снизилась еще на 10,27 %, во второй канистре (концентрация 10 %) – на 5,2 %, в третьей канистре – на 1,86 %.
Проанализировав результаты 10 дней эксперимента, выявлено, что содержание нефтепродуктов в первой канистре снизилось на 21,06 %, во второй – на 17,49 %, в третьей – 9,61 %. Учитывая, что концентрация нефтепродуктов в третьей канистре была самой высокой, следовательно, при одинаковом количестве сорбента во всех трех канистрах, в третьей канистре снижение процента концентрации нефтепродуктов будет минимальным, а в первой – максимальным. Что и подтверждено эксперементальным путем. Динамика измения концентрации нефтепродуктов во всех трех канистрах показана на рисунке 4.
 
 
 

 
Рисунок 4 – Сравнительная диаграмма результатов анализа проб воды на содержание нефтепродуктов
 
Сделав спектральный анализ нефтяных фракций, выделившиеся на десятые сутки эксперимента во всех трех ёмкостях, мы получили следующие результаты, представленные в таблицах и на рисунках ниже.
 
Таблица 4 – Результаты спектального анализа нефтяных фракций (первая фракция)
 









Вещества
Площадь пика
С3Н8-ДИП3
14252
i-C4H10-ДИП3
14968
n-C4H10-ДИП3
56173
i-C5H12-ДИП3
76857
n-C5H12-ДИП3
108876
2-Метилпентан
9539,9
2,2-Диметилбутан
109602
C6H14-ДИП3
1547783
 
 

 
Рисунок 5 – Результаты спектального анализа фракций (первая фракция)
 
 
Таблица 5 – Результаты спектрального анализа нефтяных фракций (вторая фракция)
 







Вещества
Площадь пика
С3Н8-ДИП3
2306,2
i-C4H10-ДИП3
2350,2
n-C4H10-ДИП3
9423,6
i-C5H12-ДИП3
12961
n-C5H12-ДИП3
18703
C6H14-ДИП3
69065
 
 

 
Рисунок 6 – Результаты спектрального анализа нефтяных фракций (вторая фракция)
 
Таблица 6 – Результаты спектрального анализа нефтяных фракций (третья фракция)
 







Вещества
Площадь пика
С3Н8-ДИП3
18168
i-C4H10-ДИП3
19268
n-C4H10-ДИП3
68827
i-C5H12-ДИП3
93483
n-C5H12-ДИП3
125860
C6H14-ДИП3
707090
 
 

 
Рисунок 7 – Результаты спектрального анализа нефтяных фракций
(третья фракция)
 
Пронализировав все полученные данные, можно прийти в выводу, что плодовое тело трутовика настоящего (Fomes Fomentarius), использованное в качестве нефтяного сорбента, весьма эффективно поглощает нефть и нефтепродукты. Также можно утверждать, что плодовое тело гриба обладает выраженной каталитической активностью, что привело к разложению нефтяной пленки на фракции. Необходимо учесть, что сорбент использовался в высушенном состоянии, но сохранил, при этом, свои ферментативные свойства.
Даже не проводя анализов проб воды, можно визуально заметить, что сегменты сорбента в последний день эксперимента увеличили свою массу в несколько раз, в результате чего, произошло опускание всех сегментов на дно канистр. Учитывая высокую гидрофобность данного сорбента, мы исключили увеличение его массы за счет поглощения воды.
Установлено, что наиболее эффективная толщина данного нефтяного сорбента – 1,5 см. Сорбент толщиной 1 см, быстро поглощает нефтепродукты и опускается на дно, что делает весьма проблемным его дальнейший сбор и утилизацию. Сорбент толщиной 2 см пропитывается лишь на половину, в следствие забивания пор плодового тела гриба нефтепродуктами.
Таким образом, использование трутовика настоящего в качестве природного сорбента нефти и нефтепродуктов можно, но остается необходимым проведение дальнейших исследований в данной области, в частности, изучение каталитических свойств трутовика настоящего.

Заключение
 
 
Вода является жизненоважным ресурсом для человека, оказывая огромное влияние на любую его деятельность. Поэтому необходимо, чтобы вода была надлежащего качества, как для индивидуального потребления, так и для промленного.
В последнее время очень часто возникает вопрос о чистоте и экологической безопасности водоемов, используемых при добыче и транспортировке полезных ископаемых, в частности, нефти и нефтепродуктов. Ежегодно в воды Мирового океана сбрасывается миллионы тонн кубаметров нефтеподуктов. Следовательно, проблема создания веществ, способных локализовать и обезвредить нефтепродукты в водной среде, при этом не нанести еще больший урон окружаещей среде, является наиболее актуальной.
Экологически чистыми, биоразлагающимися, доступными и весьма эффективными признаны на сегоднящний день нефтяные сорбенты органического происхождения.
В нашей работе в качестве нефтяного сорбента был использован трутовик настоящий (Fomes Fomentarius). Данный материал экологически чистый, прост в использовании, экономичный. Он обладает достаточной гидрофобностью и селективностью для использования его в роли нефтяного сорбента.
В ходе проведенной нами работы было установлено, что научной литературы по данной тематике недостаточно, так как данный материал находится в разработке и изучении, что и вызвало затруднения при формировании полного и обоснованного заключения об использовании трутовика настоящего в качестве сорбента.
При проведении опытно – экспериментальной части данной работы, можно сделать вывод, что полученных нами результатов недостаточно для того, чтобы рекомендовать использование трутовика настощего в качестве нефтяного сорбента, так как еще нет полных данных о ферментативной активности данного гриба. В нашем исследовании, проведенном в         2012 году, мы попытались проанализировать сорбционные качества трутовика настоящего (Fomes Fomentarius) для поглощения нефтепродуктов.
Нами была проведена статистическая обрабртка полученных данных и выявлены особенности сорбирующих свойств данного гриба.
Полученные результаты говорят о необходимости дальнейшего изучения аккумулятивных и ферментативных свойств природного сорбента на примере трутовика настоящего (Fomes Fomentarius).

Список использованных источников
 
 
1              Глазовская, М. А. Воссстановление нефтезагрязненных   почвенных   экосистем / М. А. Глазовская. – М. : Наука, 1988. – 256 с.
2              Радзевич, Н. Н. Охрана и преобразование природы / Н. Н. Радзевич, К. В. Пашканг. – М. : Просвещение, 2001. – 83 с.
3              Андресон, Р. К. Изучение факторов, влияющих на биоразложение нефти в почве / Р. К. Андресон, Л. А. Пропадущая. – М. : 1979. – 30 с.
4              Питерс, А. Разливы нефти и окружающая среда / А. Питерс // Экология. – 2006. – № 4. – 11 с.
5              Комягин, В. М. Экология и промышленность / В. М. Комягин. – М. : Наука, 2004. – 98 с.
6              Рябчиков, А. М. О загрязнении природной среды нефтью / А. М. Рябчиков. – М. : География, 1974. – 11-19 с.
7              Гриценко, А. И. Нефть и газ / Гриценко А. И., Г. С. Акопова, В. М. Максимов. – М. : Экология, 1997. – 598 с.
8              Велихов, Э. Х. Охрана окружающей среды на нефтегазо-добывающих объектах в современных условиях / Э. Х. Велихов. – М. : Нефтяное хозяйство, 1996. – 47 с.
9              Соколов, В. А. Химический состав нефти и природных газов в связи с их происхождением / В. А. Соколов, В. Н. Бестужев, Ю. Р. Тихо-молова. – М. : Химия, 1972. – 169 с.
10         Клар, Э. Полициклические углеводороды / Э. Клар. – М. : Химия, 1971. – 468 с.
11         Эрих, В. Н. Химия и технология нефти и газа / В. Н. Эрих, М. Г. Расина, М. Г. Рудин. – Ленинград : Химия, 1985. – 408 с.
12         Конь, М. Я. Нефтеперерабатывающая и нефтехимическая про-мышленность за рубежом / М. Я. Конь, Е. М. Зелькинд, В. Г. Шершун. – М. : Химия, 1986. – 184 с.
13         Серовская, Г. О. Канцерогенности нефти и нефтепродуктов / Г. О. Серовская. – М. : Наука, 1996. – 35-37 с.
14          Ровинский, Н. Я. Фоновый мониторинг полициклических арома-тических углеводородов / Н. Я. Ровинский, Т. А. Теплицкая, Т. А. Алексеева. – М. : Гидрометиоиздат, 1998. – 231 с.
15         Рамад, Ф. Основы прикладной экологии / Ф. Рамад. – Ленинград : Гидрометиоиздат, 1981. – 359 с.
16         Ревелль, П. Среда нашего обитания: в 4-х томах / П. Ревелль, Ч. Ревелль. – М. : Мир, 1995. – Т. 3 : Энергетические проблемы человечества. – 754 с.
17         Шлыгин, И. А. Исследование процессов при сбросе отходов в море / И. А. Шлыгин [и др.]. – Ленинград : Гидрометиоиздат, 1983. – 451 с.
18         Химия окружающей среды / Перевод с английского языка под редакцией А. Цыганкова. – М. : Химия, 1982. – 256 с.
19         Комарова, Л.Ф. Технология очистки промышленных и сточных вод: физико-химические, химические и биохимические методы очистки : учебное пособие / Л. Ф. Комарова. – Барнаул: Алтайский политехнический институт, 1983. – 40 с.
20         Аренс, В. Ж. Очистка окружающей среды от углеводородных загрязнений / В. Ж. Аренс, А. З. Саушин, О. М. Гридин, А. О. Гридин. – М. : Интербук, 1999. – 180 с.
21         Большая советская энциклопедия: в 30 т. / гл. ред. А. М. Прохоров. - 3-е изд. - М. : Советская энциклопедия, 1976. – Т. 24. – Кн. 1 : Собаки – Струна. – 608 с.
22         Аренс, В. Ж. Нефтяные загрязнения: как решить проблему / В. Ж. Аренс, О. М. Гридин, Л. А. Яншин // Экология и промышленность России. – 1999. – № 9. – 33-36 с.
23         Гридин, О. М. Как выбирать нефтяные сорбенты / О. М. Гридин // Экология и промышленность России. – 1999. – № 12. – 28-33 с.
24         Гвоздев, В. Д. Очистка производственных сточных вод и утили-зация осадков / В. Д. Гвоздев, Б. С. Ксенофонтов. – М. : Химия, 1988. –  312 с.
25         Жуков, А. И. Методы очистки производственных сточных вод / А. И. Жуков. – М. : Стройиздат, 1977. – 208 с.
26         Гридин, О. М. О нефтяных сорбентах / О. М. Гридин // Метал-лург. – 2000. – № 10. – 25-31 с.
27         Минаков, В. В. Новые технологии очистки от нефтяных загрязнений. / В. В. Минаков, С. М. Кривенко, Т. О. Никитина // Экология и промышленность России. – 2002. – № 5.  – 7-9 с.
28         Гридин, О. М. Использование гидрофобных органоминеральных сорбентов для ликвидации аварийных разливов нефти / О. М. Гридин, В. Ж. Аренс, А. О. Гридин // НК «Лукойл» по охране окружающей среды : тез. докл. на Междунар. конф. - М., 1995. – 7 с.
29         Гридин, О. М. Нефтяные разливы и спасительные сорбенты / О.М. Гридин // Нефть и бизнес. – 1996. – № 5. – 10-15 с.
30         Гридин, О.М. Проблемы ликвидации нефтяных разливов с использованием сорбентов / О. М. Гридин, В. Ж. Аренс, А. О. Гридин // Фундаментальные проблемы нефти и газа : тез. докл. всерос. научн. конф. - М. : РАЕН, Минтопэнерго, ГАНГ, 1996. – 10 с.
31         Аренс, В.Ж. Эффективные сорбенты для ликвидации нефтяных разливов / В. Ж. Аренс, О. М. Гридин // Экология и промышленность России. – 1997. – № 3. – 32-37 с.
32         Гридин, О.М. Семь раз отмерить. Рекламные иллюзии и реальные    перспективы применения нефтяных сорбентов / О. М. Гридин, В.Ж. Аренс, А. О. Гридин // Нефтегазовая вертикаль. – 2000. –    № 9. – 28-32 с.
33         Гладун, В. Д. Неорганические адсорбенты из техногенных отходов для очистки сточных вод промышленных предприятий / В. Д. Гладун, Н. Н. Андреева, Л. В. Акатьева, О. Г. Драгина // Экология и промышленность России. – 2000. – № 5. –17-20 с.
34         Исследование основных свойств нефтяных сорбентов и их срав-нительный анализ / Темирханов Б. А. // Актуальные проблемы современной науки : труды 5-й Международной конференции молодых ученных и студентов. – М., 2004.– Ч. 13 : Экология. – 127 с.
35         .Овсейчик, М. Г. Отведение и очистка маслонефтесодержащих сточных вод в больших городах / М. Г. Овсейчик, О. Я. Евсеева, Л. А. Евсеев // Проблемы больших городов. – 1986. – Вып. 29. – 28-32 с.
36         Желтов, М. Сорбенты в борьбе с нефтеразливами / М. Желтов // Акватерм. – 2012. - № 1 (65). – 98-101 с.
37         Бурова, Л. Г. Загадочный мир грибов / Л. Г. Бурова. – М. : Наука, 1991. – 97 с.
38         Жизнь растений: в 6-ти томах / под редакцией А. Л. Тахтаджяна. – М. : Просвещение,1974. – 760 с.
39         Сурков, В. А. Экологические группы грибов / В. А. Сурков, М. Е. Павлова. М. : Ликос, 2002. – 367 с.
40         Сафонов, М. А. Структура сообществ ксилотрофных грибов / М. А. Сафонов. – Екатеринбург : УрО РАН, 2003. – 269 с.
41         Мухин, В. А. Биота ксилотрофных базидиомицетов Западно-Сибирской равнины / В. А. Мухин. – Екатеринбург : Наука, 1993. – 230 с.
42         Чураков, Б. П. Тяжелые металлы в представителях различных эволюционных групп грибов. Микология и фитопаталогия / Б. П. Чураков, У. П. Зырьянова, С. В. Пантелеев. – М. : Гардарики, 2004. – 94 с.
43         Сафонов, М. А. Трутовые грибы (Polyporaceae s. lato) лесов Оренбургской области. Микология и фитопатология / М. А. Сафонов //Вестник Оренбургского государственного университета. – 1999. – Т.33. Вып.2 – 75-80 с.
44         Сафонова, Т. И. Трофическая структура микобиоты березняков Южного приуралья / И. Т. Сафонова // Вестник Оренбургского государственного университета. – 2011. - №16 (165). – 211-214 с.
45         Редуценты лесов Южного Приуралья: Материалы к микобиоте и этномофауне Оренбургской области / Отв. ред. М.А. Сафонов. – Ека-теринбург : УрО РАН, 2007. - 137 с.
46         Сафонов, М. А. Основы управления ресурсным потенциалом биоты ксилотрофных грибов / М.А. Сафонов. – Екатеринбург : Б.и., 2005. – 128 с.
47         Диксон, М. Ферменты / М. Диксон, Э. Уэбб. – М. :Мир, 1982. – 960 с.
48         Беккер, З. Э. Физиология грибов и их практическое исполь-зование / З. Э. Беккер. – М. : изд-во Моск. ун-та, 1963. – 269 с.
49         Шретер, А. И. Природное сырье китайской медицины / А. И. Шретер, Б. Г. Валентонов, Э. М. Наумова. – М. : ВЛАДОС, 2010. – 186 с.
50         Булах, Е. М. Грибы - источник жизненной силы / Е. М.Булах – Владивосток : Русский Остров, 2001. – 64 с.
51         Егошина, Т. Л. Недревесные растительные ресурсы России / Т. Л. Егошина. – М. : НИА – Природа, 2005. – 309 с.
52         Лекарственные растения и и их применение :изд. 5-тое, перераб. и доп. – Мн. : Наука и техника, 1974. – 592 с.

Приложение А
(обязательное)
 
Плодовое тело трутовика настоящего (Fomes Fomentarius)
 

 
Рисунок А.1

Приложение Б
(обязательное)
 
Сорбент в емкости с нефтепродуктами
 

 
Рисунок Б.1

Приложение В
(обязательное)
 
Разделение пленки нефти на фракции и выделение белкового мата
 

 
Рисунок В.1
 
Скачать дипломную работу:  У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера. КАК ТУТ СКАЧИВАТЬ

Категория: Дипломные работы / Дипломные работы по химии

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.