 |
Ученые Пермского Политеха доказали биоразлагаемость эстеровых моторных масел
Ежегодно в мире продаются миллиарды литров моторных масел. По оценкам экологов, до 40% всего отработанного смазочного материала не утилизируется должным образом. Это означает, что он попадает в окружающую среду: выливается на землю в гаражах, сливается в ливневые стоки, в почву и грунтовые воды. Одной из перспективных альтернатив для снижения такого пагубного воздействия являются эстеровые масла, созданные из растительного сырья. Они почти не уступают традиционным продуктам по характеристикам, но их утилизация не так вредит природе. Широкому распространению мешают высокая стоимость производства и недоверие потребителей, что делает практические исследования их эффективности особенно важными для улучшения экологической ситуации. Ученые Пермского Политеха провели эксперимент и выявили скорость разложения эстеровых масел в почве. Это позволило экспериментально доказать, что перспективные компоненты «зеленого» продукта — эфиры жирных кислот — разлагаются природными микроорганизмами всего за 23 дня. Это в 5-10 раз быстрее обычных моторных масел, которые загрязняют окружающую среду на десятилетия.
Статья опубликована в сборнике международной конференции «Химия. Экология. Урбанистика». Исследование проведено в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030».
Современный мир и транспорт практически полностью зависят от нефти. В различных отраслях промышленности углеводороды широко применяются для производства топлива, моторного масла, асфальта, парафина, смазочных материалов и других продуктов. Это приводит к быстрому истощению природных запасов нефти. Кроме того, каждый год в мире происходят разливы, отравляющие почву и воду на годы вперед.
Яркий пример – разлив отработанного моторного масла. Единицы автомобилистов прибегают к переработке, поэтому зачастую водители просто выбрасывают его на свалки вместе с бытовым мусором или сливают на землю. Через ливневые стоки оно попадает в водоемы, где всего 1 литр образует тонкую пленку площадью в сотни квадратных метров, нарушая газообмен и убивая водную живность.
Полный и мгновенный переход на автомобили, работающие от электричества, мог бы частично решить проблему, но на данный момент из-за стоимости и технологических ограничений (ресурсы для аккумуляторов, неразвитость сети быстрых зарядных станций), он невозможен. При этом даже несмотря на отсутствие двигателя, куда заливается масло, электрокары тоже нуждаются в специализированных смазочных материалах для редукторов и систем охлаждения. Они также делаются из нефтепродуктов, и проблема их утилизации никуда не исчезнет.
Из-за очевидной экологической угрозы как никогда остро стоит задача найти безопасную и возобновляемую альтернативу. Перспективным решением считаются эстеровые масла, созданные не из нефти, а из растительного сырья. Однако они сталкиваются с недоверием автомобилистов из-за высокой цены и недостаточной изученности. Сегодня этот продукт занимает всего 1-3% рынка моторных масел. Сложный процесс производства делает их дороже традиционной «синтетики», а водители не видят очевидных преимуществ, чтобы переплачивать. Поэтому практические исследования, доказывающие их эффективность, критически важны для улучшения российской экологии.
Помимо своей безопасности для окружающей среды они обладают высочайшей термоокислительной стабильностью для защиты деталей автомобиля в экстремальных условиях и смазывающими способностями, снижающими их износ. Также они отлично удерживают образующиеся в ходе эксплуатации шламы, не позволяя им оседать в виде отложений и нагара.
С точки зрения сохранности природы ключевой аргумент в пользу «зеленых» смазок — их способность быстро и безопасно разлагаться в земле в случае утечки. Ученые ПНИПУ провели эксперимент на конкретном соединении эфира – химической основы эстеровых масел. Это вещество, которое служит упрощенной моделью для изучения биоразложения. Его получают из рапсового или подсолнечного масла путем химической реакции с этиловым спиртом.
Для исследования ученые создали специальную установку по строгому государственному стандарту, чтобы качественно оценить скорость биоразложения эфира. В питательную среду с природными микроорганизмами добавили образец эфира и продували воздух. Самая важная часть установки — система, которая улавливала углекислый газ (CO₂), выделяемый бактериями в процессе «поедания» масла.
– Измерение объема, выделенного CO₂, позволило определить, какая часть масла на текущий момент уже переработана.Так, результаты показали, что процесс биодеградации продвигается не быстро, но очень активно. За 57,5 часов микроорганизмы переработали 5,3% образца, выделив 17,05 ммоль CO₂. Скорость разложения этилолеата составила 7,3 ммоль CO₂/сутки, – комментирует Ирина Пермякова, доцент кафедры «Химия и биотехнология» ПНИПУ, кандидат технических наук.
На основе этих данных был рассчитан ключевой экологический показатель — период полураспада, то есть время, за которое половина исходного количества вещества разлагается под действием микроорганизмов. Для этилолеата он составил около 23 суток, что примерно соответствует разложению обычного растительного масла. Это значит, что всего за три недели природа самостоятельно справится с половиной такого пролитого вещества, что в 5-10 раз быстрее, чем после воздействия нефтепродуктов. По международной классификации, это относит эфиры к умеренно биоразлагаемым соединениям: они не исчезают за день, но и не отравляют экосистему годами, как нефтяные масла.
Исследование ученых ПНИПУ наглядно демонстрирует возможность создания полностью биоразлагаемых машинных масел. Это минимизирует вред от аварий, разливов или простой утилизации отработанного масла, поскольку от таких продуктов почва и вода смогут очиститься сами.
Кроме того, развитие эстеровых масел снижает зависимость от нефти и переводит экономику на возобновляемое растительное сырье. В перспективе результаты этой работы могут лечь в основу стандартов для новых, «зеленых» видов масел, что станет важным шагом к гармонии между технологиями и природой.
Контактное лицо: Слюсарь Полина Алексеевна (написать письмо автору)
Компания: ПНИПУ (все новости этой организации)
Добавлен: 23:19, 24.09.2025
Количество просмотров: 26
Страна: Россия
| Ученые Пермского Политеха с помощью ультразвука удешевили очистку воздуха на 20%, ПНИПУ, 14:46, 30.09.2025, Россия |
34 |
| Ученые Пермского Политеха усовершенствовали технологию создания углеродного поглотителя, который одновременно улавливает из воздуха два этих токсичных газа. Они впервые применили ультразвук для его изготовления, что позволило повысить эффективность процесса получения и качество готового продукта. Его себестоимость при этом снизилась на 20%. |
|
| Ученые Пермского Политеха развеяли 7 мифов о дислексии, ПНИПУ, 22:51, 24.09.2025, Россия |
25 |
| По данным Международной ассоциации дислексии, около 17–23% населения Земли имеют симптомы этого нарушения. Ученые ПНИПУ объяснили, из-за чего оно возникает, как влияет на интеллект и почему не является заболеванием, как связано с СДВГ и почему не стоит специально упрощать программу обучения для таких детей. |
|
| Эксперт ПНИПУ рассказала, что делать при встрече с дикими животными в лесу, ПНИПУ, 20:52, 21.09.2025, Россия |
363 |
| Осенний сезон пробуждает у многих людей азарт тихой «охоты», но в лесу даже опытный собиратель сам рискует превратиться в «добычу». В сентябре особенно опасно столкнуться с дикими лосями. Ученая Пермского Политеха рассказала, как обезопасить себя и своих близких от непредвиденных встреч с обитателями дикой природы. |
|
| Ученые Пермского Политеха рассказали, какие масла полезны для питания, а какие опасны, ПНИПУ, 20:49, 21.09.2025, Россия |
373 |
| Готовка на подсолнечном масле и употребление изделий, содержащих пальмовое, приводят ко множеству проблем со здоровьем. Ученые ПНИПУ рассказали, как рафинируют масло, в чем польза оливкового для диабетиков, а кокосового – для больных Альцгеймером и зачем употреблять масло грецкого ореха на грудном вскармливании. |
|
|
|
