Zeven keer meten
Reclame-illusies en reële vooruitzichten voor het gebruik van olieabsorptiemiddelen
Van jaar tot jaar neemt wereldwijd het aantal en de omvang toe van milieu-incidenten die verband houden met het lekken van olie en olieproducten, die onze planeet steeds meer vervuilen. Een van de effectieve manieren om olielekkages te voorkomen en te elimineren is het deskundige gebruik van olieabsorptiemiddelen. De Russische markt van sorbents staat nog in de kinderschoenen en deze omstandigheid wordt vaak gebruikt door gewetenloze bedrijven die gemakkelijk producten aan de koper verkopen die verre van optimaal zijn voor hun omstandigheden. Voor de juiste keuze van sorbents is het noodzakelijk om hun eigenschappen, praktische mogelijkheden en gebruiksmethoden te begrijpen. Een alternatief voor aankopen is de mogelijkheid om onze eigen productie van sorbents te organiseren.
Parallel met de groei van de productie en het verbruik van het “zwarte goud” neemt ook de omvang van de olievervuiling uit verschillende bronnen gestaag toe (zie “Bronnen van milieuvervuiling door olieproducten”).
“Bronnen van milieuvervuiling door olieproducten
In Rusland zijn olielekkages in Komi, Basjkirië en de baai van Novorossiysk algemeen bekend. Al vele jaren stromen olieproducten van het grondgebied van het oorlogvoerende Tsjetsjenië via Dagestan naar de Kaspische Zee. Wanneer olieproducten op het water terechtkomen, ontneemt een liter olie 40 duizend liter zuurstof aan het water, een ton olie vervuilt 12 km2 van het wateroppervlak. Het gehalte aan olieproducten in het water boven 0,1 mg/l geeft visvlees een onuitwisbare smaak en een specifieke oliegeur bij elke technologische verwerking. Olieproducten in de bodem remmen onomkeerbaar de ontwikkeling van planten bij een concentratie van meer dan 2 g per 1 kg grond (fytotoxiciteitsdrempel), er is een vertraging of volledig verlies van fenofasen in de ontwikkeling van planten, morfologische veranderingen in planten, het begin van de vegetatie wordt met 20-30 dagen vertraagd. Dit alles benadrukt de urgentie van de bestrijding van olievervuiling.
De omvang van het probleem vraagt om een reeks technische oplossingen en middelen om olielekkages te voorkomen en te elimineren. Niet in de laatste plaats zijn er de zogenaamde olieabsorptiemiddelen – materialen die grote hoeveelheden olieproducten kunnen absorberen en zo de migratie ervan in het milieu voorkomen. In het buitenland worden ze al lange tijd op grote schaal gebruikt. Voor Rusland zijn olieabsorptiemiddelen een relatief nieuw product, dus de informatie erover is uiterst beperkt en in de regel uitsluitend van reclamedoeleinden. Helaas is niet alleen populaire, maar ook speciale technische literatuur over olieabsorptiemiddelen vrijwel afwezig. Op dit moment produceren meer dan 300 bedrijven in de wereld verschillende sorbents (of claimen tenminste deze mogelijkheid), maar de meest bekende op de markt zijn enkele tientallen items.
Waar te beginnen?
Voordat u een beslissing neemt over de aanschaf en het gebruik van sorbents, moet u een aantal vragen beantwoorden. De eerste is of ze in deze situatie nodig zijn? Vaak wordt van sorbents verwacht dat ze absoluut alle problemen bij het schoonmaken van het milieu oplossen, maar dit is verre van het geval. Sorbents zijn ontworpen voor vrij fijne zuiveringsstappen, maar ook voor gevallen waarin andere middelen om verschillende redenen niet toepasbaar zijn. Als je bijvoorbeeld een plas hebt met een olieproduct van een halve meter dik, dan kun je daar natuurlijk het sorbent in gieten, maar je kunt net zo goed het geld dat je aan het sorbent hebt uitgegeven daar in gieten. Het is gemakkelijker om deze laag weg te pompen met een conventionele pomp of vacuümcollector. Lagen olieproducten op water met een dikte van meer dan 1 mm worden effectief verwijderd door zelfklevende olieskimmers – skimmers van verschillende ontwerpen.
Voorbehandeling van het volume afvalwater kan succesvol worden uitgevoerd door slib, hydrodynamische scheiding, flotatie. Het heeft geen zin om het sorptiemiddel onmiddellijk op de met olie doordrenkte grond te gieten. De grond zelf heeft een aantal sorptie-eigenschappen, dus deze zal het geabsorbeerde product niet “afstaan” aan een ander sorptiemiddel zonder speciale maatregelen. Dit is meestal een wasbeurt met behulp van oppervlakteactieve stoffen (oppervlakteactieve stoffen).
Wat te doen?
Als je ervan overtuigd bent dat het probleem niet kan worden opgelost met de middelen die je tot je beschikking hebt en dat het noodzakelijk is om een sorptiemiddel aan te schaffen, beantwoord dan eerst de tweede vraag – wat te doen met het sorptiemiddel nadat de lekkage is verholpen, dat wil zeggen, hoe het af te voeren? Veel fabrikanten zwijgen over de verwijdering van het gebruikte sorbens of beloven op verschillende manieren veelvuldig gebruik en eenvoudige verwijdering. De praktijk wijst uit dat alles niet zo eenvoudig is.
Ten eerste is herhaald gebruik van het sorptiemiddel alleen mogelijk als een relatief zuivere fractie wordt geabsorbeerd door een sorptiemiddel met een hoge elasticiteit. Meestal neemt de capaciteit van de sorptievloeistof na twee of drie omwentelingen aanzienlijk af, omdat de poriën verstopt raken met vuil en zware fracties, de structuur onomkeerbaar vervormd raakt en opnieuw de vraag moet worden gesteld wat er nu moet gebeuren. Ten tweede is de vaak aanbevolen verbranding van de gebruikte sorbent niet van toepassing op minerale sorbents en, met veel voorbehoud, wel op synthetische, maar alleen in speciale ovens bij hoge temperaturen om de vorming van giftige producten te voorkomen. Ten derde blijkt de eenvoudigste verwijderingsmethode – de sorbent naar een stortplaats brengen of aan stratenmakers geven – vaak gepaard te gaan met onverwachte moeilijkheden, vooral in grote steden. Bijna geen van de stortplaatsen, die waarde hechten aan hun vergunning voor hun activiteiten, zal een sorbent met een olieproduct accepteren als ze geen speciale technologie hebben voor de verwijdering ervan. Dit geldt vooral voor synthetische sorbents, die in de regel niet biologisch afbreekbaar zijn en jarenlang stil naast plastic flessen en zakken zullen liggen – de plagen van de moderne stortplaatsen. Wegenbouwers en dakdekkers zullen je “geoliede” mengsel ook niet altijd zonder testen aannemen. Ze hebben hun eigen beproefde technologie en ze zullen alleen met nieuwe additieven willen werken, en additieven die onregelmatig worden geleverd, zelfs voor geld, alleen met veel moeite. Het gebruik van sorbenten uit natuurlijke organische grondstoffen is iets eenvoudiger; ze kunnen worden verbrand of versneld biologisch worden afgebroken door toevoeging van bekende commerciële biologische preparaten.
Nadat je een aanvaardbare verwijderingsmethode hebt gekozen, kun je het sorbens zelf kiezen. Het belangrijkste criterium in dit geval moet de verhouding “prijs/olie-intensiteit” zijn, en bij de prijs van het sorbens moeten de kosten van levering, opslag, gebruik, verwijdering en de al genoemde verwijdering worden opgeteld. Laat je niet meteen meeslepen door de cijfers van de gigantische olie-intensiteit. Er zijn hier enkele bijzonderheden.
Over de subtiliteiten van reclame
De olieabsorptiecapaciteit (oliecapaciteit) is ongetwijfeld een van de belangrijkste kenmerken van olieabsorptiemiddelen. Het kan op verschillende manieren worden uitgedrukt – als de verhouding van de massa geabsorbeerde olie tot de massa van het sorptiemiddel, als de overeenkomstige verhouding van volumes of als een mengverhouding. Het is duidelijk dat een poreuze structuur geen volume vloeistof kan bevatten dat groter is dan het volume van de poriën. Zelfs als we rekening houden met enige zwelling van het sorptiemiddel en de mogelijkheid om een bepaalde hoeveelheid vloeistof vast te houden aan het buitenoppervlak, ligt de volumetrische oliecapaciteit van de meest zeer poreuze sorptiemiddelen dicht bij eenheid, dat wil zeggen, als je een kubieke meter olieproduct moet verwijderen, dan heb je in ieder geval een kubieke meter van het afgewerkte sorptiemiddel nodig.
Maar als volumetrische eigenschappen worden gebruikt, wordt het verschil in capaciteit tussen sorbents uitgedrukt in tienden en honderdsten, wat onrendabel is voor reclame. Daarom geven alle fabrikanten er zonder uitzondering de voorkeur aan om de capaciteit uit te drukken in termen van massaverhouding. Hoe lichter het sorbens, hoe groter deze verhouding, die kan oplopen tot enkele tientallen. Deze cijfers verbazen de verbeelding van een potentiële koper en hij realiseert zich niet meteen dat kubieke meters, en niet tonnen, belangrijk zijn voor het transporteren en opslaan van zo’n licht product. Bovendien is het sorptiemiddel te licht en koekt het gemakkelijk aan en vliegt het weg bij de minste wind.
De volgende reclametruc is dat de absorptiecapaciteit statisch (maximaal) en dynamisch (in reële omstandigheden) is. Als de eerste wordt bepaald door het sorptiemiddel onder te dompelen in een zuiver olieproduct, dan hangt de tweede af van de filmdikte, de aanwezigheid van water en een heleboel andere factoren en is meestal veel lager. Natuurlijk geeft de advertentie de statische absorptiecapaciteit aan. De praktijk wijst uit dat wanneer dunne oliefilms van het wateroppervlak worden verwijderd, de reclameverschillen tussen sorbents zeer merkbaar verdwijnen en andere indicatoren op de voorgrond treden – kosten, drijfvermogen, gebruiksgemak en verwijdering.
Een andere marketingtruc is gebaseerd op het feit dat het absorptievermogen (in massa) erg afhankelijk is van de viscositeit van het olieproduct. Daarom wordt het absorptievermogen meestal gemeten bij ruwe olie en niet bij benzine en diesel. Fabrikanten hebben natuurlijk gegevens over de absorptie van verschillende producten, maar er wordt er maar één gebruikt voor reclame, natuurlijk het maximum. Voor een grotere overtuigingskracht wordt soms een lijst met “buitenlandse” sorbentia gegeven – zogenaamd analogen die niet moeilijk te selecteren zijn uit bestaande, vooral omdat we nog geen naslagwerken over sorbentia publiceren en de consument volledig op de reclame moet vertrouwen.
Op het water
Na de selectie van een aantal sorbents die qua capaciteit en gebruik het meest acceptabel zijn, moeten de voorwaarden voor het geplande gebruik worden gespecificeerd. Gewetenloze bedrijven die snel van olievlekken op het water af willen en tegelijkertijd niet geïnteresseerd zijn in de toestand van de bodem, gebruiken de goedkoopste minerale sorbents (ongeveer 70% van de olieabsorptiematerialen die wereldwijd worden gebruikt, zijn gedroogde, zeer poreuze klei). Dergelijke sorbentia zinken snel met de geabsorbeerde olie en verbergen de verontreiniging voor een tijdje, maar beetje bij beetje komt de olie weer boven (al in kleinere volumes). Het blijft bij dergelijke smerige trucs om een snelle ontmoeting met de milieu-inspecteur te wensen. Zonder angst kunnen deze sorbents met laag drijfvermogen worden gebruikt voor olielekkages op een harde ondergrond – op asfalt, in een industriële werkplaats, enz.
Op water is het noodzakelijk om drijvende sorptiemiddelen te gebruiken en de reserve aan drijfvermogen moet voldoende zijn om alle handelingen voor het reinigen van het oppervlak en het verzamelen van gebruikt sorptiemiddel te voltooien. Drijfvermogen wordt in de regel bepaald door de aanwezigheid van gesloten poriën met ingesloten lucht in het sorptiemiddel en komt niet noodzakelijk overeen met hydrofobiciteit, d.w.z. de waterafstotende eigenschappen van het sorptiemiddel. Zelfs de meest hydrofobe synthetische sorbentia absorberen samen met olie ook vocht dat geassocieerd is met de oliefilm door intermoleculaire interactiekrachten.
Speciale krachten
Naast het belangrijkste voordeel van het snel en selectief absorberen en lang vasthouden van aardolieproducten, kunnen sommige soorten sorbentia speciale eigenschappen hebben die nuttig zijn voor het oplossen van een aantal praktische problemen. Biosorbentia bevatten bijvoorbeeld geïmmobiliseerde microbiologische culturen, waardoor de afbraak van aardolieproducten tot hun eenvoudigste verbindingen veel sneller verloopt dan in de natuur. Er moet rekening mee worden gehouden dat bij temperaturen onder +50 °C de reproductie van micro-organismen praktisch stopt, dus biosorbentia zijn niet toepasbaar in winterse omstandigheden zonder speciale verwarming. Bovendien vereisen de meeste gebruikte biologische producten de extra introductie van andere voedingsstoffen dan koolwaterstoffen in het systeem – voornamelijk stikstof, fosfor en kalium. Biologische producten werken langzaam, dus je moet niet verwachten dat alle verontreinigingen onmiddellijk op magische wijze verdwijnen. Biologische afbraak lost echter praktisch het probleem op van het recyclen van sorbents, wat het gebruik ervan aanzienlijk vereenvoudigt.
Sorbenten met magnetische eigenschappen zijn handig voor gebruik op moeilijk bereikbare plaatsen, omdat ze gemakkelijk uit het water worden verwijderd door magnetische vallen op permanente magneten of elektromagneten. Sorbenten die oppervlakteactieve stoffen bevatten zijn effectief in het verwijderen van zeer dunne lagen olieproducten. Sommige sorbents kunnen olieverharders bevatten, wat het verzamelen van verontreinigingen vereenvoudigt (opgemerkt moet worden dat een aantal verharders zeer giftig zijn). De familie van sorbents met speciale eigenschappen breidt zich snel uit, maar elke nieuwe kwaliteit vereist in de regel extra kosten en verhoogt de prijs van het product.
Aanvullende aanbevelingen
Voor het praktische gebruik van sorbents is het vaak belangrijk in welke vorm ze worden aangeboden – gedispergeerd (poeders, kruimels, korrels) of gevormd (opgerold materiaal, matten, servetten, booms). Voorgevormde sorbents zijn gemakkelijker aan te brengen op het oppervlak en op te ruimen, maar moeilijker te verwijderen (ze zijn meestal synthetisch). Bovendien is het moeilijk om vooraf de dikte van het sorptiedoek te kiezen, wat overeenkomt met een onbekende dikte van de oliefilm. Daarom is de efficiëntie van het gebruik van gegoten sorbentia laag. Gedispergeerde sorbentia kan in de gewenste hoeveelheid op het oppervlak worden aangebracht, maar dit moet worden betaald met moeilijkheden bij het sproeien en verzamelen en met de onvermijdelijke winddrift vooraf (voor gebruik op water kunnen speciale schema’s worden gebruikt om gedispergeerde sorbentia onder water in te brengen).
Het gebruik van elk sorbens vereist een bepaald minimum aan hulpapparatuur. Voor opgerolde sorbentia zijn dit trommels en perswalsen, voor verspreide sorbentia pneumatische, mechanische of hydraulische sproeiers, verschillende vormen van netten en vangnetten, en containers voor het opslaan van het verzamelde conglomeraat. In principe kunnen dergelijke apparaten in elk bedrijf worden gemaakt, maar dit moet van tevoren gebeuren zodat de sorbentia niet langzaam bederven in het magazijn. Dergelijke apparatuur wordt niet in massa geproduceerd en veel bedrijven met ervaring in het gebruik van sorbents kunnen advies geven over de fabricage ervan.
Verschillende sorbentia vereisen verschillende opslagomstandigheden – verzegeld of niet verzegeld, in hoge of lage stapels, en de brandgevaarklassen van sorbentia zijn ook verschillend. Daarom is het noodzakelijk om aanbevelingen van de fabrikant te eisen, niet alleen over het gebruik, maar ook over de opslag van sorbents.
Zonder de integriteit van de sorbentfabrikant en de nauwkeurigheid van de advertentie in twijfel te trekken, is het toch niet overbodig om de eenvoudigste tests uit te voeren door proefcharges van twee of drie verschillende sorbents aan te schaffen. Bovendien kunnen de omstandigheden van massaproductie sterk verschillen van de experimentele omstandigheden (waarop de advertentie is gebaseerd), waardoor aanzienlijke afwijkingen van de goedgekeurde specificaties mogelijk zijn. Testen zullen onthullen waar de advertentie over zweeg.
Is het echt zo moeilijk?
Die vraag kan natuurlijk bij de lezer opkomen bij het lezen van dit artikel. Nee, alles is niet zo ingewikkeld als het op het eerste gezicht lijkt, maar om te voorkomen dat de verleiding van de reclame wordt vervangen door teleurstelling die zich verspreidt van het “schuldige” monster tot de hele glorieuze stam van olieabsorptiemiddelen, is het noodzakelijk om hun mogelijkheden duidelijk te begrijpen. De markt voor sorbents is net in opkomst, sommige merken zullen voet aan de grond krijgen in de markt, sommige zullen na verloop van tijd vergeten worden.
Maar olierivieren en -stromen wachten niet, ze moeten nu worden gestopt en met wat voorhanden is. Meer precies, onder de voeten, want in elke regio van ons uitgestrekte land is er een bijna onuitputtelijke basis voor de productie van een grote verscheidenheid aan sorbents en de ontwikkelaars beschikken over een reeks uiteenlopende, vaak unieke productietechnologieën. Het is heel goed mogelijk dat het zelfs niet nodig is om een sorptiemiddel dat zo licht is als pluis honderden kilometers te vervoeren naar je eigen “met olie vervuilde” reservoir. Soms is het makkelijker om je eigen sorbent te maken van je eigen grondstoffen, problemen met milieuactivisten op te lossen en zelfs je buren te helpen tegen goddelijke tarieven.
Eigen productie
De auteurs van het artikel hebben ook iets te delen en bieden de lezer de mogelijkheid om de doeltreffendheid van de bovenstaande stappen bij het kiezen van het optimale sorbens voor specifieke omstandigheden in de praktijk te controleren. Een aantal organisaties onder auspiciën van de Russische Academie voor Natuurwetenschappen hebben een betaalbare en efficiënte technologie ontwikkeld voor de productie van een familie hydrofobe olie-sorbentia uit verschillende grondstoffen. In 1997 ontving ze een erediploma van het International Ecological Symposium in Las Vegas (VS). Het belangrijkste voordeel van de technologie is de veelzijdigheid, waardoor de meest uiteenlopende grondstoffen en afvalstoffen kunnen worden gebruikt voor de productie van sorbentia. Bovendien maakt de ontwikkelde technologie het mogelijk om sorbents te produceren met een verscheidenheid aan eigenschappen, waaronder unieke (bijvoorbeeld magnetische en biologische sorbents).
De sorbents die met deze technologie zijn geproduceerd, hebben met succes een groot aantal tests in verschillende regio’s doorstaan, waaronder in de winter bij luchttemperaturen tot -320C, werden gebruikt bij het elimineren van ongelukken op de Belaya-rivier en op het Moskou-Volgakanaal, en worden door veel bedrijven in Moskou en de Kirov-regio gebruikt als regulier hulpmiddel. Aangezien de technologie reagentieloos is en alleen energie vereist, kan de productie in korte tijd in elk gebied worden georganiseerd, waardoor de consument niet alleen met succes zijn milieuproblemen kan oplossen door goedkoop sorbents te verkrijgen, maar ook naburige bedrijven winstgevend kan helpen.
We zijn ervan overtuigd dat binnenlandse olieabsorptiemiddelen een grote toekomst hebben en dat hun wijdverspreid gebruik nog steeds wordt beperkt door zowel het gebrek aan voldoende volledige en betrouwbare informatie als door een zekere onvolkomenheid van het regelgevend kader. Als milieuactivisten, net als brandweerlieden, alle bedrijven zouden verplichten om een minimumset gecertificeerde milieubescherming tegen olielekkages te hebben, waarvan de aanwezigheid gemakkelijk kan worden gecontroleerd, dan zouden onze landen en rivieren veel schoner worden en zouden sorbentia veel van de goederen waarvoor vanaf het scherm wordt geadverteerd, in populariteit inhalen. Tegelijkertijd kan en moet de set sorbentia zo divers mogelijk zijn, zoals een set medicijnen in de geneeskunde. Het is aan jou om de juiste keuze te maken, om de apotheek niet uit te schelden door een laxeermiddel te nemen voor hoofdpijn.
