На базе Института экологических проблем Севера Федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики Уральского отделения РАН создана лаборатория болотных экосистем. Ее сотрудники занимаются исследованиями полезных свойств торфа, например, состава и содержания биологически активных соединений, принципиально важных для фармакологических производств. 

Перспективным с точки зрения экономики и экологии направлением является создание высокоэффективных торфяных нефтесорбентов для ликвидации последствий добычи и транспортировки нефти и продуктов её переработки.

- Торф – один из самых перспективных ресурсов нашего региона, – отмечает заведующая лабораторией болотных экосистем ФИЦКИА УрО РАН Светлана Селянина. – Верховой торф имеет очень высокий потенциал для получения Светлана Селянинасорбционных материалов, включая нефтесорбенты. Являясь продуктом природного происхождения, он не даёт экологической нагрузки на окружающую среду. Это особенно важно в условиях низкой устойчивости приарктических биогеоценозов к антропогенному воздействию и слабой способности к самовосстановлению.

Верховой торф Европейского Севера России имеет низкую степень разложения, рыхлую ячеистую и высокопористую структуру, что позитивно отражается на его сорбционных свойствах.

Архангельские химики исследовали в Приморском районе серию образцов верхового торфа мохового типа, отобранных на различных глубинах залегания (от 0 м до 2,15 м) на территории грядово-мочажинного комплекса Иласского болотного массива, типичного для Прибеломорской провинции. Были исследованы структурная организация торфа, влажность, зольность образцов, групповой химический состав, насыпная плотность, проведена оценка водопоглощения и нефтеемкости.

Установлено, что в условиях Севера верховой торф мохового типа отличается низкой степенью разложения – сохраняет клеточное строение растительных остатков. При этом он имеет достаточно однородную структуру с высокими показателями пористости капиллярной системы и сорбционной ёмкости.

Экспериментальные данные показали: максимальной нефтеемкостью (порядка 10 г/г) обладает верхний слой торфяной залежи, представленный неразложившимся сфагновым мхом. Выявленная корреляция сорбционной способности со структурными особенностями торфа позволяет разработать методы его модификации, обеспечивающие повышение нефтеемкости.

На сорбционные свойства торфа наряду с капиллярно-пористой структурой могут оказывать влияние групповой состав и химическая природа компонентов. Так, совместно с белорусскими коллегами архангельские учёные установили, что  удаление отдельных групп органического вещества (битумов, гуминовых веществ) может способствовать как увеличению, так и снижению сорбционных свойств.

В исследовании отмечается, что эффективность сорбции определяется как степенью биодеградации растительных остатков и особенностями извлечения компонентов из торфа, так и свойствами самих сорбируемых компонентов. Важным параметром для нефтепродуктов является длина углеводородной цепи, обусловливающая подвижность молекул и степень стерических затруднений при движении как внутрь порового пространства (при сорбции), так и наружу (при десорбции). Эти особенности важны для разработки способов направленной модификации торфа при получении сорбентов с заданными свойствами.

Ученые ФИЦКИА УрО РАН отмечают, что щелочная обработка торфа способствует увеличению его сорбционной способности. При этом наиболее эффективно происходит связывание полученным нефтесорбентом средних и тяжелых малоподвижных фракций нефти – таких как керосин, дизельное топливо и мазут.

— Мы установили, что щелочная обработка такого торфа в два раза увеличивает его нефтеемкость к средним фракциям нефти. По-видимому, это связано с освобождением дополнительных пор в ходе удаления компонентов гуминовой природы, – комментирует Светлана Селянина.

По ее словам, для создания нефтесорбентов может быть рекомендовано использование верхового торфа мохового типа из верхних горизонтов, имеющих степень разложения не более 10-15 процентов.

Также не исключено, что насыщенный нефтепродуктами торф может стать эффективным топливом. Впрочем, этот вопрос должен стать темой отдельного исследования. 

Пресс-служба ФИЦКИА УрО РАН