ВЛИЯНИЕ ПЛАЗМЕННОЙ ОБРАБОТКИ НА СОРБЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АЛЬТЕРНАТИВНОГО СОРБЦИОННОГО МАТЕРИАЛА ПО НЕФТИ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ПЛЕНОК УГЛЕВОДОРОДОВ С ВОДНОЙ ПОВЕРХНОСТИ
BFYPYR
DOI:
https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2026.02.031Ключевые слова:
кожура мандаринов, высокочастотная емкостная плазма пониженного давления, модификация, нефть, разлив на водной поверхности, ликвидацияАннотация
Исследована возможность использования нативной и модифицированной кожуры мандаринов в качестве альтернативных нефтесорбентов для удаления нефтяных пленок с водной поверхности. Определены некоторые физико-химические показатели нативной высушенной измельченной кожуры мандаринов и фракционный состав последней, используемой в дальнейших экспериментах. Вычислены значения максимального водопоглощения, а также максимальной нефтеемкости кожуры мандаринов по отношению к нефти девонского и карбонового отложений, определенные в статических и динамических условиях. Проведена обработка исследуемых альтернативных сорбционных материалов в потоке высокочастотной емкостной плазмы пониженного давления с варьированием мощности, подводимой к электродам плазмотрона. Приведены преимущества названного способа модификации перед другими методами. Определено, что обработка исследуемого сорбционного материала плазмой пониженного давления способствует некоторому увеличению значений максимальной нефтеемкости и снижению водопоглощения. Методами ИК-Фурье-спектроскопии и диэлектрической проницаемости показано увеличение гидрофобных характеристик корок мандарина за счет обработки плазмой пониженного давления в атмосфере метана, приводящее к увеличению количества метильных и метиленовых группировок на поверхности сорбционного материала. Проведены исследования по удалению нефтяных пленок с водной поверхности нативными и модифицированными образцами мандариновых корок. Показано, что обработка последних высокочастотной плазмой пониженного давления способствует увеличению эффективности удаления нефти с поверхности воды и снижению водопоглощения за счет гидрофобизации поверхности сорбционных материалов. Выявлено, что с увеличением мощности на электродах плазмотрона значения максимальной нефтеемкости и эффективности удаления пленок нефти с водной поверхности увеличиваются, а водопоглощение – уменьшается
Библиографические ссылки
Габдрахманов Т.Ф., Афанасьев И.А., Фролов Ю.А. Аварийные разливы нефти и особенности их ликвидации // Нефтегазовое дело. 2017. Т. 15. № 1. С. 231–235.
Cohen M.A. Water pollution from oil spills // Encyclopedia of Energy, Natural Resource, and Envi-ronmental Econo¬mics (Second Edition). 2025. Vol. 3. P. 89–96. DOI: 10.1016/B978-0-323-91013-2.00039-3.
Захматов В.Д., Онов В.А., Щербак Н.В. Лока-лизация и ликвидация аварийных разливов нефти и нефтепродуктов // Проблемы управления рисками в техносфере. 2019. № 2. С. 64–73.
Караев С., Шыхалиев К. Экологические про-блемы транспортировки нефти и нефтепродуктов и новые методы очистки водной поверхности от нефти и нефтепродуктов; Ганновер: ЕАЕН. 2014. С. 5–45.
Bhattacharjee S., Dutta T. An overview of oil pollution and oil-spilling incidents // Advances in Oil-Water Separation. 2022. P. 3–15. DOI: 10.1016/B978-0-323-89978-9.00014-8.
Anikiev V.V., Mishukov V.F., Moiseevsky G.N., Tkalin A.V. The effect of oil films on water evaporation and oxygen content in sea water // Geo Journal. 1988. Vol. 16. № 1. P. 19–24.
Đorđević M., Šabalja Đ., Mohović Đ., Brčić D. Optimisation methodology for skimmer device selection for removal of the marine oil pollution // Journal of Ma-rine Science and Engineering. 2022. Vol. 10. № 7. Arti-cle 925. P. 1–16. DOI: 10.3390/jmse10070925.
Balasubramani S., Raj G.A.S., Ragavan D.B., John J.J., Ramakrishnan T., Kumar S.D. Design and fabrication of oil skimmer and water waste collecting robot // AIP Conference Proceedings. 2025. Vol. 3204. № 1. Article 030014. DOI: 10.1063/5.0246711.
Adofo Y.K., Nyankson E., Agyei-Tuffour B. Dis-persants as an oil spill clean-up technique in the marine environment: A review // Heliyon. 2022. Vol. 8. № 8. Arti-cle e10153. P. 1–19. DOI: 10.1016/j.heliyon.2022.e10153.
Yang Y., Li J., Liang Y., Zheng D., Jing G., Liu Y., Guo M. Application of flocculant and coagulant in treatment of oily pollutants: a mini review // Petroleum Science and Techno¬logy. 2025. Vol. 43. № 9. P. 913–929. DOI: 10.1080/10916466.2024.2307412.
Dave D.A.E.G., Ghaly A.E. Remediation tech-nologies for marine oil spills: A critical review and com-parative analysis // American Journal of Environmental Sciences. 2011. Vol. 7. № 5. P. 423–440.
Sharma V., Ramish A., Sahu O. Oil spill recov-ery techniques in petroleum industry: A review on treat-ment process // Journal of Oil, Gas and Petrochemical Sciences. 2021. Vol. 3. № 1. P. 1–5. DOI: 10.30881/jogps.00029.
Ветрова А.А., Иванова А.А., Филонов А.Е., Забелин В.А., Гафаров А.Б., Нечаева И.А., Пунтус И.Ф., Боронин А.М. Биодеструкция нефти отдельны-ми штаммами и принципы составления микробных консорциумов для очистки окружающей среды от углеводородов нефти // Известия Тульского государ-ственного университета. Естественные науки. 2013. № 2–1. С. 241–257.
Gote M.G., Dhila H.H., Muley S.R. Advanced synthe¬tic and bio-based sorbents for oil spill clean-up: a review of novel trends // Nature Environment and Pol-lution Technology. 2023. Vol. 22. № 1. P. 39–61. DOI: 10.46488/NEPT.2023.v22i01.004.
Haridharan N., Sundar D., Kurrupasamy L., Anandan S., Liu C.H., Wu J.J. Oil spills adsorption and cleanup by polymeric materials: A review // Polymers for Advanced Technologies. 2022. Vol. 33. № 5. P. 1353–1384. DOI: 10.1002/pat.5636.
Chau M.Q., Truong T.T., Hoang A.T., Le T.H. Oil spill cleanup by raw cellulose-based absorbents: a green and sustainable approach // Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects. 2025. Vol. 47. № 1. P. 8269–8282. DOI: 10.1080/15567036.2021.1928798.
Hailan S.M., Krupa I., McKay G. Removal of oil spills from aqueous systems by polymer sorbents // International Journal of Environmental Science and Technology. 2025. Vol. 22. № 5. P. 3833–3854. DOI: 10.1007/s13762-024-05959-0.
Ouyang D., Lei X., Zheng H. Recent advances in biomass-based materials for oil spill cleanup // Na-nomaterials. 2023. Vol. 13. № 3. Article 620. P. 1–37. DOI: 10.3390/ nano13030620.
Olalekan A.A., Oluwatoyin A.O. Adsorption of crude oil spill from aqueous solution using agro-wastes as adsorbents // Journal of Scientific Research and Re-ports. 2021. Vol. 27. № 4. P. 27–52. DOI: 10.9734/JSRR/2021/V27I430376.
Wolok E., Barafi J., Joshi N., Girimonte R., Chakraborty S. Study of bio-materials for removal of the oil spill // Arabian Journal of Geosciences. 2020. Vol. 13. № 23. Article 1244. P. 1–11. DOI: 10.1007/s12517-020-06244-3.
Шайхиев И.Г., Шайхиева К.И., Свергузова С.В., Дебердеев Т.Р. Использование отходов от пе-реработки злаковых культур для удаления разливов углеводородов с водной поверхности. 1. Пшеничная и рисовая солома (обзор мировой литературы) // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2024. № 9. С. 11–22. DOI: 10.31044/1994-6260-2024-0-9-11-22.
Шайхиев И.Г., Шайхиева К.И., Свергузова С.В., Дебердеев Т.Р. Использование отходов от пе-реработки злаковых культур для удаления разливов углеводородов с водной поверхности 2. Ячменная и кукурузная солома (обзор мировой литературы) // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2024. № 10. С. 27–36. DOI: 10.31044/ 1994-6260-2024-0-10-27-36.
Шайхиев И.Г., Шайхиева К.И., Свергузова С.В., Дебердеев Т.Р. Использование отходов от пе-реработки злаковых культур для удаления разливов углеводородов с водной поверхности 3. Плодовые оболочки зерен пшеницы и риса (обзор мировой и отечественной литературы) // Все материалы. Эн-циклопедический справочник. 2025. № 2. С. 2–12. DOI: 10.31044/1994-6260-2025-0-2-2-12.
Шайхиев И.Г., Шайхиева К.И., Свергузова С.В., Дебердеев Т.Р. Использование отходов от пе-реработки злаковых культур для удаления разливов углеводородов с водной поверхности 4. Плодовые оболочки зерен ячменя, овса и гречихи (обзор ми-ровой и отечественной литературы) // Все материа-лы. Энциклопедический справочник. 2025. № 3. С. 8–17. DOI: 10.31044/1994-6260-2025-0-3-8-17.
Шайхиев И.Г., Бадртдинова Г.М., Чаптарова Е.А., Санатуллова З.Т., Резапова Н.В. Влияние кис-лотной модификации сердцевины початков кукуру-зы (Zea mays) на удаление пленок нефти с водной поверхности // Сетевое издание «Нефтегазовое де-ло». 2025. № 1. С. 1–20. DOI: 10.17122/ogbus-2025-1-6-25.
Шайхиев И.Г., Санатуллова З.Т., Шайхиева К.И., Замилова Д.А., Фадеева М.А. Альтернативный нефтесорбент для удаления разливов углеводоро-дов с водной поверхности // Проблемы сбора, под-готовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. 2023. № 6 (146). С. 146–158.
Шайхиев И.Г., Степанова С.В., Шайхиева К.И., Мавлетбаева А.И. Исследование отхода от пе-реработки сахарной свеклы в качестве сорбционно-го материала минеральных масел // Вестник техно-логического университета. 2015. Т. 18. № 17. С. 258–261.
Шайхиев И.Г., Степанова С.В., Шайхиева К.И., Мавлетбаева А.И. Исследование возможности использования жома сахарной свеклы в качестве сорбционного материала легких нефтепродуктов // Вестник технологического университета. 2015. Т. 18. № 13. С. 246–248.
Ferreira P.S., Scopel E., Pinto L.O., Rezende C.A. Hydrophobic and robust sugarcane bagasse-based biosorbents for oil spill cleanup: synergy of hydrother-mal treatment and cellulose nanofibril reinforcement // ACS Sustainable Resource Ma¬nagement. 2025. Vol. 2. № 5. P. 853–863. DOI: 10.1021/ acssusresmgt.5c00110.
Шайхиев И.Г., Хаматгалимова Д.Н., Деберде-ев Т.Р., Свергузова С.В. Кора деревьев – перспектив-ный сорбционный материал для извлечения угле-водородов из водных сред (обзор мировой и отече-ственной литературы) // Все материалы. Энциклопе-дический справочник. 2024. № 2. С. 10–20. DOI: 10.31044/1994-6260-2024-0-2-10-20.
Зарипова А.Р., Хаматгалимова Д.Н., Шайхи-ев И.Г. Исследование коры дуба черешчатого (Quercus robur) в качестве сорбционного материала для удаления плёнок нефти с водной поверхности // Вестник Поволжского государственного технологи-ческого университета. Серия: Лес. Экология. Приро-допользование. 2023. № 4 (60). С. 50–62. DOI: 10.25686/2306-2827.2023.4.50.
Stepanova S.V., Alekseeva A.A., Khafizova L.Y. Technological recommendations for the use of leaf litter based adsorption material to remove an oil slick from water bodies surface // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 791. № 1, Article 012076. P. 1–9. DOI: 10.1088/1757-899X/791/1/012076.
Svyatchenko A.V., Sverguzova S.V., Fomina E.V., Shaikhiev I.G. Using leaves and needles of trees as sorption materi-als for the extraction of oil and petroleum products from solid and water surfaces // Environmental and Construction Engineering: Reali-ty and the Future. Lecture Notes in Civil Engineering. 2021. Vol. 160. Р. 299–306. DOI: 10.1007/978-3-030-75182-1_40.
Шайхиев И.Г., Степанова С.В., Шайхиева К.И. Исследование хвои сосновых деревьев в качестве сорбционных материалов для удаления нефти и масел с водной поверхности // Вестник Казанского технологического университета. 2017. Т. 20. № 3. С. 183–186.
Мурашко Е.Э., Санатуллова З.Т., Шайхиев И.Г., Садыкова С.В. Влияние параметров обработки ВЧ плазмой пониженного давления на нефте- и во-допоглощение компонентов Larix sibirica // Вестник технологического университета. 2017. Т. 20. № 17. С. 121–126.
El-Din G.A., Amer A.A., Malsh G., Hussein M. Study on the use of banana peels for oil spill removal // Alexandria Engineering Journal. 2018. Vol. 57. № 3. P. 2061–2068. DOI: 10.1016/j.aej.2017.05.020.
Dawodu F.A., Abonyi C.J., Akpomie K.G. Feld-spar-banana peel composite adsorbent for efficient crude oil removal from solution // Applied Water Sci-ence. 2021. Vol. 11. № 1. Article 3. P. 1–10. DOI: 10.1007/s13201-020-01335-8.
El Gheriany I.A., El Saqa F.A., Amer A.A.E.R., Hussein M. Oil spill sorption capacity of raw and ther-mally modified orange peel waste // Alexandria Engi-neering Journal. 2020. Vol. 59. № 2. P. 925–932. DOI: 10.1016/j.aej.2020.03.024.
Abubakar A.M., Diriki H.D., Umdagas L.B., Muk-wana K.C., Bhutto A.A. Sigma XL optimisation of oil spill removal from water using orange peels bio-adsorbent // Malaysian Journal of Chemical Engineering and Tech-nology. 2024. Vol. 7. № 2. P. 131–158. DOI: 10.24191/mjcet.v7i2.1357.
Zou J., Liu X., Chai W., Zhang X., Li B., Wang Y., Ma Y. Sorption of oil from simulated seawater by fatty acid-modified pomelo peel // Desalination and Water Treatment. 2015. Vol. 56. № 4. P. 939–946. DOI: 10.1080/19443994.2014.941302.
Kumar H., Bhardwaj K., Sharma R., Nepo-vimova E., Kuča K., Dhanjal D.S., Verma R., Bhardwaj P., Sharma S., Kumar D. Fruit and vegetable peels: utiliza-tion of high value horticultural waste in novel industrial applications // Molecules. 2020. Vol. 25. Article 2812. P. 1–21. DOI: 10.3390/molecules2.
Gonzatto M., Santos J.S. Introductory chapter: world fruit crops production and research // Fruit Crops Science – Ecophysiological and Horticultural Perspec-tives. 2025. Chapter 1. P. 3–10. DOI: 10.5772/intechopen.10060.17.
ГОСТ 16190-70. Адсорбенты. Метод опреде-ления насыпной плотности. М. : Издательство стан-дартов, 1970. 7 с.
Каменщиков Ф.А. Удаление нефтепродуктов с водной поверхности и грунта / Ф.А. Каменщиков, Е.И. Богомольный. М. : Институт компьютерных ис-следований; Ижевск : Регулярная и хаотическая ди-намика, 2006. 525 с.
ГОСТ 12597-67. Адсорбенты. Метод опреде-ления массовой доли воды в активных углях и ката-лизаторах на их основе. М. : Издательство стандартов, 1989. 6 с.
ГОСТ 11022-95. Топливо твердое мине-ральное. Методы определения зольности. М. : Стан-дартинформ. 2006. 8 с.
Шайхиев И.Г., Низамов Р.Х., Абдуллин И.Ш., Фридланд С.В. Модификация альтернативного сор-бента плазменной обработкой для увеличения нефтеемкости и гидрофобности // Защита окружаю-щей среды в нефтегазовом комплексе. 2010. № 4. С. 24–27.
Шайхиев И.Г., Фазуллина З.Т., Абдуллин И.Ш., Гафаров И.Г. Влияние обработки ВЧ-плазмой пониженного давления на эффективность удаления отходом валяльно-войлочного производства с вод-ной поверхности масла ТП-22 // Вестник Казанского технологического университета. 2011. № 19. С. 42–48.
Шайхиев И.Г., Хасаншина Э.М., Абдуллин И.Ш., Степанова С.В. Влияние плазменной обработ-ки льняной костры на удаления розливов девонской нефти с водной поверхности и гидрофобные харак-теристики // Вестник Казанского технологического университета. 2011. № 8. С. 165‒171.
Rutscher A., Lofhagen D., Sigeneger F. [et al.]. Low tem-perature plasmas ‒ fundamentals, technologies and techniques. Weinheim : Wiley-VCH, Berlin, Germany, 2008. Vol. 1. 945 p.
Велихов Е.П. Физические явления в газо-разрядной плазме: Учебное руководство / Москва : Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1987. 159 с.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2026 Карина Ильдаровна Шайхиева, Земфира Талгатовна Санатуллова, Альберт Анасович Хубатхузин, Ринат Марсович Вахидов
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
.
Контент доступен под лицензией 
