5.4. Биоциды

Назначение – предотвратить биоповреждение топлив, кото рое осуществляется двумя путями. Во-первых, ферменты кле ток микробов оказывают каталитическое действие на окисле­ние углеводородов кислородом воздуха (аэробный механизм) или кислородом, высвобождающимся при восстановлении сульфатов сульфатредуцирующими бактериями (анаэробный механизм). Процессу способствует диспергирующее действие некоторых продуктов жизнедеятельности бактерий. Во-вторых, продукты жизнедеятельности микроорганизмов засоряют топ­лива, ухудшая их прокачиваемость и увеличивая коррозионную агрессивность. Биоциды в автомобильных топливах применя­ются крайне редко, хотя в литературе содержатся сведения о случаях серьезных биоповреждений. Однажды в Европе даже пришлось уничтожить целый резервуар дизельного топлива, настолько испорченного, что его качество нельзя было восста­новить.

Для интенсивного развития микроорганизмов требуется теплый и влажный климат, которым Россия не отличается. Тем не менее систематические исследования в этом направлении проводились в ГАНГ им. И.М.Губкина (Т.П.Вишнякова, И.Д.Власова и др.). Присадка Фогуцид допущена к примене­нию в дизельных топливах.

Принцип действия биоцидов заключается в уничтожении микроорганизмов – бактерий и грибов, развивающихся в топ­ливах. Фактически это клеточные яды. Возможно применение присадок, просто замедляющих рост микроорганизмов. Их на­зывают биостатиками.

Показатель эффективности биоцидов – прирост сухой био­массы в топливе с присадкой в условиях испытания. Следует иметь в виду, что по отношению к различным грибам и бакте­риям (всего их в топливах обнаружено несколько десятков ты­сяч) токсичность биоцидов различна. Чаще всего оценивают эффективность присадок, используя для изготовления опытных образцов наиболее распространенные бактерии, например Cladosporium resinae или Micobacterium lacticolum. Согласно методике, разработанной в ГАНГ и МГУ (ГОСТ 9.023-74 “Топлива нефтяные. Метод лабораторных испытаний биостойкости топлив, защищаемых противомикробными при­садками”)* [93], образец топлива, содержащего воду в соотно­шении (5-ь7):1, засевают специально приготовленной культу­рой, образцы выдерживают в течение нескольких суток при 28- 30 °С в статических условиях или на лабораторной качалке, а затем фильтруют через мембранный фильтр с диаметром пор не более 0,5 мкм. Топливо устойчиво к данному виду микроор­ганизмов, если прироста биомассы нет. При приросте биомас­сы менее 0,7 г/л топливо считается умеренно пораженным, а при более 0,7 г/л – интенсивно пораженным. Может быть рассчитан процент подавления роста бактерий. Для этого состояние испытуемых образцов оценивают по пяти­балльной системе, количество баллов по всем образцам сумми­руют и вычисляют данный показатель, принимая контрольный образец (топливо без присадки) за 100%.

В настоящее время в России используется метод JP-385/88 (Сэйболт), по которому после выдержки образца в специаль­ной питательной среде в течение трех суток при 25 °С подсчи­тывают количество колоний микроорганизмов на поверхности фильтра. Согласно принятой градации, если количество коло- ниеобразующих единиц (К) составляет менее 500, топливо счи­тается слабозагрязненным и может храниться долгое время. При К, равном 500-10000, загрязнение считается умеренным и топливо может храниться не более трех месяцев. При К > > 10000 топливо заражено. В этом случае рекомендуется слить подтоварную воду, выдержать образец 2-3 недели и снова про­верить на загрязненность. Если К не снизится, требуется вво­дить присадку.

Ассортимент биоцидных присадок включает в себя две основные: водорастворимую присадку Фогуцид и топливо- растворимую АИД-9-12.

Фогуцид (Покровский завод биопрепаратов) – единственная присадка этого назначения, допущенная в России к примене­нию в дизельных топливах. Согласно ТУ 10-09-41-90, норми­руются следующие показатели качества присадки:

Fogucid

АИД-9-12 разработана в ГАНГ совместно с ЦИАМ (Т.П.Вишнякова, И.Д.Власова). В ее основе лежат производные имидазолинов. В концентрации от 0,005% в топливе Т-6 при­садка обеспечивает полную защиту от микроорганизмов [94]. Рекомендуемая концентрация для использования в дизельных топливах – 0,03%. Недостатком АИД-9-12 является то, что при хранении в содержащем ее топливе уже через три недели на­блюдается образование осадка. Однако в композиции с метил- целлозольвом осадок не образуется. При этом оптимальные концентрации АИД-9-6 и метилцеллозольва в топливе составля­ют соответственно (2 + 4) • 10~3 и (11 -е- 13) • 10~2%, что, вероятно, определяется условиями синергизма между компонентами.

Некоторыми биоцидными свойствами обладают антиводо- кристаллизационные добавки – И и И-М. Однако эти свойства становятся заметными при концентрации более 0,5%, при ко­торой присадки влияют только на рост биомассы, но не уничтожают

Tablica 9

уже существующие бактерии (фунгистатическое дей­ствие). Для бактерицидного действия требуются концентрации около 5%.

Кроме того, биоцидную активность проявляют тетраэтил- свинец (ТЭС), барийсодержащие антидымные присадки и эфи- ры борной кислоты – антинагарные присадки к этилирован­ным автомобильным бензинам.

Дополнительные свойства. Биоциды на основе имидазолинов повышают защитные свойства и окислительную стабильность топлив, но не препятствуют уплотнению активных компонен­тов, приводящему к образованию смол и окрашиванию топли­ва. Об этом можно судить по данным табл. 9, где показано влияние присадки АИД-9-6 на результаты окисления топлива Т-6 в течение 5 и при 150 °С в сравнении с ионолом.