Избавление от слизи

Jan 20, 2024

За последнее десятилетие свалки по всей территории США боролись с липким полимероподобным веществом, называемым «черная слизь» или «флюббер», которое может засорять жизненно важное оборудование и нарушать операции по сбору фильтрата и газа.

Аномалия, в основном обнаруженная на более влажных свалках или участках, принимающих осадок с очистных сооружений, сбила с толку ученых, пытающихся выяснить, что такое черное твердое вещество и откуда оно берется.

На выставке WasteExpo этого года, которая пройдет 1-4 мая в Новом Орлеане, участники сессии «Управление фильтратом: обновленная информация о «флаббере» и «черной слизи» обсуждают загрязняющий материал, его происхождение, инструменты для предотвращения и устранения, а также обновления. о текущих исследованиях.

Крейг Бенсон, участник дискуссии и почетный профессор гражданского, экологического и геологического проектирования Университета Висконсина, сказал, что впервые столкнулся с черной слизью около 10 лет назад, работая на влажной свалке на юго-востоке.

Предприятие, куда поступало много жалоб на неприятный запах, изо всех сил старалось снизить уровень сточных вод из-за часто засоряющихся труб. «Мы не могли поддерживать работу труб; насосы постоянно забивались этой черной липкой жидкостью», - сказал он. «По сути, [твердые тела] восстанавливались через день».

Бенсон продолжал обнаруживать присутствие черной слизи и в других местах, что побудило его продолжить исследование этого явления.

«Мы будем видеть это все больше и больше, присутствие этого черного, липкого, липкого материала, отличного от исторически черной биологической материи, с которой мы все знакомы», — сказал он. «Это был другой материал. Это была не просто биопленка, это был другой материал».

Что это такое?

Чтобы найти решение проблемы, Бенсон сказал, что сначала ему необходимо понять, как вещество перемещается по свалкам и как оно попадает в системы сбора фильтрата.

Используя примерно 30 образцов, взятых со свалок твердых бытовых отходов в США, Гуаме и Пуэрто-Рико, исследование Бенсона показало, что, независимо от местоположения свалки или состава материала, большинство образцов имеют одинаковые физические характеристики — эластичный, эластичный материал с сильным запахом. , что, вероятно, можно отнести к сульфидным соединениям, прикрепленным к «липкому веществу».

Для дальнейшей идентификации вещества Бенсон использовал инфракрасную спектроскопию с преобразованием Фурье (FTIR), чтобы изучить химическую связь и химическую структуру образцов черной слизи. При использовании FTIR ультра-инфракрасный луч направляется в образец, где некоторые длины волн поглощаются, а другие нет. Датчик измеряет то, что отражается, создавая таким образом «отпечаток пальца» о составе материала.

Глядя на образцы черной слизи с 17 различных свалок США, Бенсон сказал, что все они «по сути имели одинаковый FTIR-спектр и… один и тот же тип связи».

Он также заметил, что эти связи аналогичны полимерам на основе акрилата, которые, как он отметил, повсеместно распространены в современном мире.

В дополнение к FTIR Бенсон использовал термогравиметрический анализ (TGA) для изучения состава черной слизи. «Мы провели очень простой… ТГА, термогравиметрический анализ, [где] я беру образец, помещаю его в печь, повышаю температуру и измеряю массу по мере ее нагревания. По сути, я сжигаю частей этого образца с течением времени».

По словам Бенсона, в ходе этого процесса он обнаружил ключевое различие, которое заставило его поверить в то, что образцы могут быть коммерческим полимером.

«[Вес] образца [был] уменьшался с течением времени… так что это, по сути, вода, которая извлекается, а затем она просто резко падает. И затем она продолжает уменьшаться еще больше», — сказал Бенсон, описывая график анализа ТГА. «Это падение находится в диапазоне разложения полимера; это синтетический полимер. Это не природный материал».

По словам Бенсона, в большинстве коммерческих полимеров, таких как полиакрилат, должна быть возможность «взять этот гидратированный, клейкий материал, высушить его и сделать твердым, а затем я могу повторно смочить его, и он должен реформироваться, как и раньше».