Ученые ПНИПУ доказали: эстеровые масла достаточно быстро биоразлагаются

Эксперимент по определению скорости разложения в почве эстеровых моторных масел, который доказал их хорошую биоразлагаемость, провели специалисты Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ), 24 сентября сообщила пресс-служба вуза. В год для использования в двигателях внутреннего сгорания продаются миллиарды литров моторных масел, изготавливаемых из нефтепродуктов. При этом, как сообщают экологи, должным образом не утилизируется до 40% отработанного масла. Автомобилисты часто выливают его на землю в гаражах, откуда оно с осадками попадает в ливневые стоки. Оттуда оно попадает в почву и грунтовые воды, оказывая вредное воздействие на окружающую среду. Так, всего 1 литр моторного масла, попавшего в водоем, разливается на его поверхности в тонкую пленку площадью в сотни квадратных метров. Она нарушает газообмен и убивает водную живность. Альтернативой традиционным углеводородным маслам могут стать эстеровые масла. Созданные из растительного сырья, они почти не уступают традиционным продуктам по характеристикам, но позволяют снизить пагубное воздействие моторных масел на природу. В настоящее время их широкому распространению мешают высокая стоимость производства и сомнения потребителей в их смазочных качествах. Это привело к тому, что данный продукт занимает всего 1–3% рынка моторных масел. Поэтому научные исследования эффективности «зеленых» эстеровых моторных масел особенно важны для улучшения экологической ситуации. Ученые Пермского Политеха экспериментально доказали что компоненты эстеровых масел — эфиры жирных кислот — под воздействием почвенных микроорганизмов разлагаются всего за 23 дня, что в 5–10 раз быстрее обычных моторных масел, на разложение которых уходят десятилетия. Результаты исследования ученые представили в статье «Изучение скорости биодеградации эфиров жирных кислот», опубликованной в сборнике международной конференции «Химия. Экология. Урбанистика» Том 4. Быстрый переход на электромобили мог бы частично решить проблему, но в настоящее время он невозможен из-за их высокой стоимости и существующих технологических ограничений (ресурс аккумуляторов, неразвитость сети быстрых зарядных станций). Однако и при отсутствии двигателя, которому требуется масло, электрокарам необходимы смазочные материалы для редукторов и систем охлаждения, которые также изготавливаются из нефтепродуктов. Это сохраняет актуальность проблемы утилизации масел. Альтернативные традиционным моторным эстеровые масла, создаваемые из растительного сырья, кроме своей безопасности для окружающей среды, имеют высочайшую термоокислительную стабильность для защиты деталей автомобиля в экстремальных условиях, а также высокие смазывающие способности, снижающие их износ. Вдобавок они хорошо удерживают образующиеся в ходе эксплуатации шламы, не давая им оседать в виде отложений и нагара. Для своего эксперимента ученые ПНИПУ использовали эфир этилолеат, являющийся химической основой эстеровых масел. Это вещество послужило упрощенной моделью для изучения биоразложения. Этилолеат получают путем химической реакции рапсового или подсолнечного масла с этиловым спиртом. Исследователи создали специальную установку, чтобы по строгому государственному стандарту оценить скорость биоразложения эфира. Приготовив питательную среду с природными микроорганизмами, они добавили туда образец этилолеата и продували воздухом. Важнейшей частью установки является система по улавливанию углекислого газа, выделяемого бактериями в процессе «поедания» масла. Доцент кафедры «Химия и биотехнология» ПНИПУ, кандидат технических наук Ирина Пермякова рассказала о результатах проведенного эксперимента: «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 часа микроорганизмы переработали 5,3% образца, выделив 17,05 ммоль CO₂. Скорость разложения этилолеата составила 7,3 ммоль CO₂/сутки». Использовав полученные данные, исследователи рассчитали ключевой экологический показатель — период полураспада, т. е. время, за которое половина исходного количества вещества разлагается под действием микроорганизмов. Период полураспада этилолеата составил около 23 суток, почти как у обычного растительного масла. Таким образом, чтобы самостоятельно справиться с половиной пролитого эстерового масла, природе понадобится три недели, что в 5–10 раз быстрее, чем с традиционным машинным маслом из нефтепродуктов. Согласно международной классификации, эфиры относятся к умеренно биоразлагаемым соединениям. Проведенное учеными Пермского Политеха исследование продемонстрировало, что переход на полностью биоразлагаемые машинные масла возможен и желателен. Он сведет к минимуму вред от аварий, разливов и утилизации отработанного масла, так как от этих биоразлагаемых продуктов почва и вода достаточно быстро очистятся сами. Кроме того, развитие производства и применения эстеровых масел снизит зависимость экономики от нефти и переведет ее на возобновляемое растительное сырье. glavno.smi.today