zldmЗаводская лаборатория. Диагностика материаловIndustrial laboratory. Diagnostics of materials1028-68612588-0187ООО «Издательство «ТЕСТ-ЗЛ»10.26896/1028-6861-2022-88-9-16-22zldm-1744Research ArticleАНАЛИЗ ВЕЩЕСТВАSUBSTANCES ANALYSISВлияние солености воды на эффективность диспергентов нефтиThe effect of water salinity on the effectiveness of oil dispersantsОсиповК.OssipovK.

Константин Осипов

141700, Московская область, г. Долгопрудный, Институтский переулок, д. 9

Konstantin Ossipov

9, Institutskii per., Dolgoprudny, Moscow obl., 141700

osipov.kb@stratasolutions.ruМокочунинаТ. В.MokochuninaT. V.

Татьяна Владимировна Мокочунина

141700, Московская область, г. Долгопрудный, Институтский переулок, д. 9

Tatiana V. Mokochunina

9, Institutskii per., Dolgoprudny, Moscow obl., 141700

ПанюковаД. И.PanyukovaD. I.

Дарья Игоревна Панюкова

141700, Московская область, г. Долгопрудный, Институтский переулок, д. 9

Daria I. Panyukova

9, Institutskii per., Dolgoprudny, Moscow obl., 141700

ТрухинаМ. В.TrukhinaM. V.

Мария Васильевна Трухина

141700, Московская область, г. Долгопрудный, Институтский переулок, д. 9

Maria V. Trukhina

9, Institutskii per., Dolgoprudny, Moscow obl., 141700

МарютинаТ. А.MaryutinaT. A.

Татьяна Анатольевна Марютина

141700, Московская область, г. Долгопрудный, Институтский переулок, д. 9

119334, Москва ул. Косыгина, д. 19

Tatiana A. Maryutina

9, Institutskii per., Dolgoprudny, Moscow obl., 141700

ООО «Страта Солюшенс»РоссияLLC Strata SolutionsRussian FederationООО «Страта Солюшенс»; Институт геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского Российской академии наукРоссияLLC Strata SolutionsRussian Federation2022210920228891622Copyright © Осипов К., Мокочунина Т.В., Панюкова Д.И., Трухина М.В., Марютина Т.А., 20222022Осипов К., Мокочунина Т.В., Панюкова Д.И., Трухина М.В., Марютина Т.А.Ossipov K., Mokochunina T.V., Panyukova D.I., Trukhina M.V., Maryutina T.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.zldm.ru/jour/article/view/1744

Проведена сравнительная оценка эффективности применения ряда промышленно выпускаемых диспергентов (Finasol OSR 52 (Франция), Slickgone NS и Slickgone EW (Великобритания)) для ликвидации разливов трех образцов сырой нефти, добываемых на территории Российской Федерации и отличающихся по физико-химическим свойствам (особо легкая, тяжелая и битуминозная), в водах различной солености. Для оценки использовали адаптированный вариант стандартной лабораторной методики ASTM F2059-17 «Standard Test Method for Laboratory Oil Spill Dispersant Effectiveness Using the Swirling Flask» (так называемый SFT-тест). Низкоэнергетическая методика выбрана для установления условно нижних границ эффективности применения диспергентов. Сравнительные испытания эффективности диспергентов были осуществлены при максимальном разрешенном на территории Российской Федерации в соответствии со СТО 318.4.02–2005 «Правила применения диспергентов для ликвидации разливов нефти» отношении диспергент – нефть, равном 1:10, температуре воды плюс 20 °C и ее солености, равной 0, 5, 10, 20 и 35 ‰. Выявлено, что исследуемые диспергенты малоэффективны для рассеивания тестируемых образцов нефти при солености воды, равной 35 ‰. Показана общая тенденция увеличения эффективности диспергентов при уменьшении солености воды. Установлено, что все рассматриваемые препараты непригодны для применения во всем изучаемом интервале солености в случае разлива битуминозной нефти с высоким содержанием асфальтенов и полярных соединений. Для всех диспергентов определены границы их использования в зависимости от солености воды. В качестве порогового принято значение эффективности, равное 45 %, законодательно утвержденное в США и Мексике. Доказано, что вследствие неуниверсальности действия диспергентов перед их применением необходимо проведение предварительной экспериментальной проверки их эффективности с использованием образца разлитой нефти в климатических и гидрохимических условиях, соответствующих потенциальному району применения.

A comparative evaluation of the effectiveness of the industrially produced oil spill dispersants (Finasol OSR 52 (France), Slickgone NS and Slickgone EW (United Kingdom)) was carried out. The effectiveness of dispersants was assessed using three samples of domestic crude oil with different physical and chemical properties (extra light, heavy, and bituminous oil) in water samples of various salinity. An adapted version of ASTM F2059–17 «Standard Test Method for Laboratory Oil Spill Dispersant Effectiveness Using the Swirling Flask» (the so-called SFT test) was used for evaluation. The low-energy technique was chosen to determine conditionally lower limits of the dispersant effectiveness. Comparative tests were carried out at the highest dispersant-to-oil ratio 1:10 allowed in the Russian Federation (according to STO 318.4.02–2005 «Rules of dispersant application for oil spill response»), water temperature 20°C and water salinity 0, 5, 10, 20, and 35‰. It is shown that the dispersants are poorly effective in dispersing the considered oil samples at water salinity 35‰. A general trend of increasing the dispersant effectiveness with a decrease in water salinity is demonstrated. It is shown that all tested dispersants are not suitable for application in the studied range of water salinity in the event of spill of the bituminous oil with a high content of asphaltenes and polar compounds. For all dispersants, the limits of their application are determined depending on the salinity of water. The effectiveness value equal to 45 % legally approved in the USA and Mexico was taken as a threshold value. The revealed lack of the dispersant versality necessitates preliminary experimental testing using a sample of spilled oil under climatic and hydrochemical conditions corresponding to the potential area of their application.

диспергентсырая нефтьсоленость водыэффективностьлабораторная методикаdispersantcrude oilwater salinityeffectivenesslaboratory procedureReferencesBonvicini S., Bernardini G., Scarponi G. E., et al. A methodology for Response Gap Analysis in offshore oil spill emergency management / Mar. Pollut. Bull. 2022. Vol. 174. 113272. DOI: 10.1016/j.marpolbul.2021.113272Bonvicini S., Bernardini G., Scarponi G. E., et al. A methodology for Response Gap Analysis in offshore oil spill emergency management / Mar. Pollut. Bull. 2022. Vol. 174. 113272. DOI: 10.1016/j.marpolbul.2021.113272Barker C. H., Kourafalou V. H., Beegle-Krause C. J., et al. Progress in operational modeling in support of oil spill response / J. Mar. Sci. Eng. 2020. Vol. 8. N 9. P. 1 – 55. DOI: 10.3390/jmse8090668Barker C. H., Kourafalou V. H., Beegle-Krause C. J., et al. Progress in operational modeling in support of oil spill response / J. Mar. Sci. Eng. 2020. Vol. 8. N 9. P. 1 – 55. DOI: 10.3390/jmse8090668Etkin D. S., Nedwed T. J. Effectiveness of mechanical recovery for large offshore oil spills / Mar. Pollut. Bull. 2021. Vol. 163. 111848. DOI: 10.1016/j.marpolbul.2020.111848Etkin D. S., Nedwed T. J. Effectiveness of mechanical recovery for large offshore oil spills / Mar. Pollut. Bull. 2021. Vol. 163. 111848. DOI: 10.1016/j.marpolbul.2020.111848Ананченко Б. А., Литвинец С. Г., Мартинсон Е. А. и др. Лабораторные методы оценки эффективности диспергентов, применяемых в различных странах при ликвидации разливов нефти в морских условиях / Теоретическая и прикладная экология. 2021. № 1. С. 40 – 52. DOI: 10.25750/1995-4301-2021-1-040-052Ananchenko B. A., Litvinets S. G., Martinson E. A., et al. Laboratory methods for assessing the effectiveness of dispersants used in various countries for oil spill response in offshore conditions / Teor. Prikl. Ecol. 2021. N 1. P. 40 – 52 [in Russian]. DOI: 10.25750/1995-4301-2021-1-040-052Nazar M., Shah M. U. H., Ahmad A., et al. Ionic Liquid and Tween-80 Mixture as an Effective Dispersant for Oil Spills: Toxicity, Biodegradability, and Optimization / ACS Omega. 2022. Vol. 7. P. 15751 – 15759. DOI: 10.1021/acsomega.2c00752Nazar M., Shah M. U. H., Ahmad A., et al. Ionic Liquid and Tween-80 Mixture as an Effective Dispersant for Oil Spills: Toxicity, Biodegradability, and Optimization / ACS Omega. 2022. Vol. 7. P. 15751 – 15759. DOI: 10.1021/acsomega.2c00752Farahani M. D., Zheng Y. The Formulation, Development and Application of Oil Dispersants / J. Mar. Sci. Eng. 2022. Vol. 10. N 3. P. 1 – 19. DOI: 10.3390/jmse10030425Farahani M. D., Zheng Y. The Formulation, Development and Application of Oil Dispersants / J. Mar. Sci. Eng. 2022. Vol. 10. N 3. P. 1 – 19. DOI: 10.3390/jmse10030425Kandeel E. M., El-Din M. R. N., Badr E. E., et al. Synthesis and Evaluation of New Anionic Gemini Dispersants as Oil Dispersants to Treat Crude Oil Spill Pollution / J. Surfactants Deterg. 2020. Vol. 23. N 4. P. 753 – 770. DOI: 10.1002/jsde.12386Kandeel E. M., El-Din M. R. N., Badr E. E., et al. Synthesis and Evaluation of New Anionic Gemini Dispersants as Oil Dispersants to Treat Crude Oil Spill Pollution / J. Surfactants Deterg. 2020. Vol. 23. N 4. P. 753 – 770. DOI: 10.1002/jsde.12386Aeppli C., Mitchell D. A., Keyes P., et al. Oil Irradiation Experiments Document Changes in Oil Properties, Molecular Composition, and Dispersant Effectiveness Associated with Oil Photo-Oxidation / Environ. Sci. Technol. 2022. Vol. 56. N 12. P. 7789 – 7799. DOI: 10.1021/acs.est.1c06149Aeppli C., Mitchell D. A., Keyes P., et al. Oil Irradiation Experiments Document Changes in Oil Properties, Molecular Composition, and Dispersant Effectiveness Associated with Oil Photo-Oxidation / Environ. Sci. Technol. 2022. Vol. 56. N 12. P. 7789 – 7799. DOI: 10.1021/acs.est.1c06149Литвинец С. Г., Мартинсон Е. А., Кузнецов С. М. и др. Сравнительная оценка эффективности твердых и жидких диспергентов в условиях моделирования разливов нефти и нефтепродуктов / Теоретическая и прикладная экология. 2022. № 1. С. 115 – 123. DOI: 10.25750/1995-4301-2022-1-115-123Litvinets S. G., Martinson E. A., Kuznetsov S. M., et al. Comparative evaluation of the efficiency if solid and liquid dispersants in simulation of oil and oil product spills / Teor. Prikl. Écol. 2022. N 1. P. 115 – 123 [in Russian]. DOI: 10.25750/1995-4301-2022-1-115-123Grechishcheva N., Kuchierskaya A., Semenov A., et al. Evaluation of the dispersants effectiveness using the baffled flask test / J. Environ. Eng. Landscape Manage. 2022. Vol. 30. N 1. P. 106 – 113. DOI: 10.3846/jeelm.2022.16317Grechishcheva N., Kuchierskaya A., Semenov A., et al. Evaluation of the dispersants effectiveness using the baffled flask test / J. Environ. Eng. Landscape Manage. 2022. Vol. 30. N 1. P. 106 – 113. DOI: 10.3846/jeelm.2022.16317Сальников А. В., Цхадая Н. Д. Определение эффективности диспергентов для ликвидации аварийных разливов нефти в морях арктического региона / Нефтяное хозяйство. 2018. № 4. С. 104 – 107. DOI: 10.24887/0028-2448-2018-4-104-107Salnikov A. V., Tskhadaya N. D. Determining the effectiveness of dispersants for the elimination of oil spills in the Arctic seas / Neft. Khoz. 2018. N 4. P. 104 – 107 [in Russian]. DOI: 10.24887/0028-2448-2018-4-104-107Осипов К., Мокочунина Т. В., Панюкова Д. И. и др. Сравнение стандартных методик определения эффективности диспергентов нефти в лабораторных условиях: их преимущества и недостатки / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2021. Т. 87. № 1. С. 23 – 29. DOI: 10.26896/1028-6861-2021-87-1-23-29Osipov K., Mokochunina T. V., Panyukova D. I., et al. A comparison of standard test methods for determining the laboratory effectiveness of oil spill dispersants: their benefits and drawbacks / Zavod. Lab. Diagn. Mater. 2021. Vol. 87. N 1. P. 23 – 29 [in Russian]. DOI: 10.26896/1028-6861-2021-87-1-23-29Осипов К., Панюкова Д. И., Мокочунина Т. В. и др. Влияние солевого состава воды на результаты определения эффективности диспергентов нефти в лабораторных условиях / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2021. Т. 87. № 9. С. 5 – 11. DOI: 10.26896/1028-6861-2021-87-9-5-11Ossipov K., Panyukova D. I., Mokochunina T. V., et al. Effect of water salt composition on oil spill dispersant efficiency determined in laboratory conditions / Zavod. Lab. Diagn. Mater. 2021. Vol. 87. N 9 [in Russian]. DOI: 10.26896/1028-6861-2021-87-9-5-11National Research Council. Oil spill dispersants: Efficacy and Effects. — Washington, DC: The National Academies Press, 2005. — 396 p.National Research Council. Oil spill dispersants: Efficacy and Effects. — Washington, DC: The National Academies Press, 2005. — 396 p.Merlin F., Zhu Z., Yang M., et al. Dispersants as marine oil spill treating agents: a review on mesoscale tests and field trials / Environ. Syst. Res. 2021. Vol. 10. Article 37. DOI: 10.1186/s40068-021-00241-5Merlin F., Zhu Z., Yang M., et al. Dispersants as marine oil spill treating agents: a review on mesoscale tests and field trials / Environ. Syst. Res. 2021. Vol. 10. Article 37. DOI: 10.1186/s40068-021-00241-5Fu H., Li H., Bao M., et al. Mesoscale evaluation of oil submerging and floating processes during marine oil spill response: Effects of dispersant on submerging stability and the associated mechanism / J. Hazard. Mater. 2022. Vol. 436. 129153. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2022.129153Fu H., Li H., Bao M., et al. Mesoscale evaluation of oil submerging and floating processes during marine oil spill response: Effects of dispersant on submerging stability and the associated mechanism / J. Hazard. Mater. 2022. Vol. 436. 129153. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2022.129153Jørgensen K. S., Kreutzer A., Lehtonen K. K., et al. The EU Horizon 2020 project GRACE: integrated oil spill response actions and environmental effects / Environ. Sci. Eur. 2019. Vol. 31. DOI: 10.1186/s12302-019-0227-8Jørgensen K. S., Kreutzer A., Lehtonen K. K., et al. The EU Horizon 2020 project GRACE: integrated oil spill response actions and environmental effects / Environ. Sci. Eur. 2019. Vol. 31. DOI: 10.1186/s12302-019-0227-8

The authors declare that there are no conflicts of interest present.