ОЦЕНКА ДЕТОКСИЦИРУЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ОРГАНОМИНЕРАЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ НА ОСНОВЕ ГУМИНОВЫХ КИСЛОТ И Al30-ПИЛЛАРНОГО МОНТМОРИЛЛОНИТА ПО ОТНОШЕНИЮ К НЕФТИ В ВОДЕ
Аннотация
Исследована детоксицирующая способность гуминово-глинистых комплексов, полученных путем сорбции гуминовых кислот двух видов торфов на исходной и модифицированной формах монтмориллонита, по отношению к нефти в воде. Обнаруженные различия в величинах параметров адсорбции гуминовых кислот на глинистых минералах обусловлены структурными особенностями гуминовых кислот, а также текстурными свойствами форм монтмориллонита. Благодаря слоисто-столбчатой структуре и наличию щелевидных мезо- и микропор, Al30-пилларный монтмориллонит является более эффективной матрицей для получения гуминово-глинистых комплексов: предельная адсорбция достигает 73 мг/г. Гуминовые кислоты, иммобилизованные на минеральной поверхности, действуют на экотоксикант как природный сорбент и замедляют миграцию углеводородов нефти. Гуминово-глинистые комплексы не оказывают ингибирующего действия на рост тест-объекта - ряску малую. Детоксикация нефти в воде с помощью гуминово-глинистого комплекса на основе Al30-пилларного монтмориллонита выше, чем гуминово-глинистого комплекса на основе исходного монтмориллонита. Значение коэффициента детоксикации у гуминово-глинистого комплекса на основе Al30-пилларного монтмориллонита достигает 80%; при этом токсический эффект нефти в воде снижается с 65% до 13%. Полученные гуминово-глинистые комплексы действуют как стабилизаторы эмульсии нефть – вода. Они способны самопроизвольно сорбироваться на границе раздела нефть – вода с образованием структурно-механического барьера вокруг капель нефти, которые переводят нефть в водную толщу с дальнейшим интенсивным разложением микроорганизмами-нефтедеструкторами благодаря большой поверхности контакта. Нефть не высвобождается из минеральных «капсул» и не образует поверхностную пленку, что позволяет применять гуминово-глинистые комплексы в процессе очистки in situ.
Для цитирования:
Дмитриева Е.Д., Горячева А.А., Овчинников Н.Л., Бутман М.Ф. Оценка детоксицирующей способности органоминеральных комплексов на основе гуминовых кислот и Al30-пилларного монтмориллонита по отношению к нефти в воде. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2023. Т. 66. Вып. 4. С. 117-123. DOI: 10.6060/ivkkt.20236604.6753.
Литература
Grechishcheva N.Yu., Shchukina V.D., Kholodov V.A., Lazareva E.V., Parfenova A.M, Meshcheryakov S.V, Perminova I.V. Assessment of the possibility of humicclay complexes to stabilize the oil emulsion in water. Zashchita Okruzh. Sredy Neftegaz. Komplekse. 2014. N 9. P. 51-55 (in Russian).
Dmitrieva E.D., Grinevich V.I, Gertsen M.M. Degradation of oil and petroleum products by biocompositions based on humic acids of peats and oil degrading microorganisms. Ros. Khim. Zh. 2022. V. LXVI. N 1. P. 42-56 (in Russian). DOI: 10.6060/rcj.2022661.7.
Grechishcheva N.Y., Fekhretdinova D.R., Murygina V.P., Gaydamaka S.N. Evaluation of the effectiveness of humic substances use as washing agents of oil contaminated soils. Zashchita Okruzh. Sredy Neftegaz. Kom-plekse. 2019. N 6 (291). P. 22-26 (in Russian). DOI: 10.33285/2411-7013-2019-6(291)-22-26.
Vignati E., Piazza R., Lockhart T.P. Pickering emulsions: Interfacial tension, colloidal layer morphology, and trappedparticle motion. Langmuir. 2003. V. 19. N 17. P. 6650-6656. DOI:10.1021/la034264l.
Gertsen M.M., Dmitrieva E.D. Binding capacity of humic substances of peats in the relation to petroleum products in the presence of microorganisms of the genus Rho-dococcus in aqueous media. Teor. Prikl. Ekol. 2021. N 2. P. 142-148 (in Russian). DOI: 10.25750/1995-4301-2021-2-142-148.
Gercen M.M., Dmitrieva E.D. The ability of humic acids to stabilize emulsions of oil and petroleum products. Vest. TvGU. Ser. Khim. 2020. V. 41. N 3. P. 103-111 (in Russian). DOI: 10.26456/vtchem2020.3.11.
Grechishcheva N.Yu., Kholodov V.A., Parfenova A.M., Kotelev M.S., Perminova I.V. Investigation of the stabi-lizing and dispersing ability of humicclay complexes in relation to oil tanning-knowledge of aquatic environ-ments. Tr. RGU Nefti Gaza imeni I.M. Gubkina. 2017. N 1 (286). P. 133-145 (in Russian).
Grechishcheva N.Yu., Kholodov V.A., Vahrushkina I.A., Meshcheryakov S.V., Perminova I.V. The use of model organomineral complexes based on kaolinite hu-mic acids to study the processes of PAH sorption of aquatic and soil media. Zashch. Okruzh. Sredy Neftegaz. Komplekse. 2012. N 5. P. 21-25 (in Russian).
Grechishcheva N.Yu., Perminova I.V., Kholodov V.A., Meshcheryakov S.V. Stabilization of oil emulsions in water by highly dispersed particles: the role of oil in self-purification processes and prospects for practical applica-tion. Ros. Khim. Zhurn. 2015. V. 59. N 4. P. 34-50 (in Russian).
Kumar P., Jasta R.V., Bhat G.T. Effect of OH/A1 ratio of pillaring solution on the texture and surface acidity of aluminium pillared clays. Indian J. Chem. 1997. V. 36A. P. 667-671.
Butman M.F., Ovchinnikov N.L., Karasev N.S., Kapinos A.N., Belozerov A.G., Kochkina N.E. Adsorption of Anion and Cation Dyes onto Pillared Montmorillonite. Prot. Met. Phys. Chem. 2017. V. 53. N 4. P. 632-638. DOI: 10.1134/S2070205117020083.
Butman M.F., Belozerov A.G., Karasev N.S., Kochkina N.E., Khodov I.A., Ovchinnikov N.L. Structural and tex-tural properties of pillared montmorillonite at intercalation of large Al- and Al/Ce-polyhydroxocomplexes. Nano-technol. Russia. 2015. V. 10. N 9-10. P. 706-712. DOI: 10.1134/S1995078015050031.
Butman M.F., Karasev N.S., Ovchinnikov N.L., Vinogradov A.V. Al30-pillared montmorillonite with enhanced textural properties due to preliminary mechanical treatment. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2019. V. 62. N 12. P. 45-50 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20196212.5935.
Nasedkin V.V. Dash-Salakhli bentonite deposit (formation and prospects of development). М.: GEOS. 2008. 85 p. (in Russian).
Dmitrieva E.D., Syundyukova K.V., Leont'eva M.M., Glebov N.N. The effect of the PH of the medium on the bonding of heavy metal ions with humic substances and hematomelanic acids peat. Uch. Zap. KFU. Ser. Estestv. Nauki. 2017. V. 159. Book 4. P. 575-588 (in Russian).
Butman M.F., Ovchinnikov N.L., Arbuznikov V.V., Agafonov A.V., Nuralyev B. Synthesis of Al2O3-pillared montmorillonite by intercalation of «giant» aluminum polycations. Pisma Mater. 2013. V. 3. N 4. P. 284-287 (in Russian). DOI: 10.22226/2410-3535-2013-4-284-287.
Karimova V.T., Dmitrieva E.D., Syundyukova K.V. Sorption of humic substances of black-headed lowland peat on montmorillonite-containing glinds. Agrokhimiya. 2020. N 1. P. 9-17 (in Russian). DOI: 10.31857/S0002188120010032.
Dmitrieva E.D., Leont'eva M.M., Osina K.V. Physico-chemical properties of humic substances of peat of the Tula region. Vest. TvGU. Ser. Khim. 2019. V. 35. N 1. P. 134-146 (in Russian). DOI: 10.17223/24135542/7/1.
Perminova I.V., Hatfield K., Hertkorn N. Use of humic substances to remediate polluted environments: from theory to practice. Dordrecht: Springer. 2005. 506 p. DOI: 10.1007/1-4020-3252-8.
Saleem Kaid M., Perminova I.V., Grechishcheva N.Yu., Meshcheryakov S.V. Study of the detoxifying ability of humic preparations in relation to oil pollution of soils. Zashchita Okruzh. Sredy Neftegaz. Komplekse. 2004. N 1. P. 34-37.
