Rotar O.V. 1, Iskrizhitskaya D. V. 2, Iskrizhitskaya A. A. 3

1 Candidato em Ciências Químicas, Professor Associado, Universidade Politécnica de Tomsk de Pesquisa Nacional, 2 Aluno de mestrado, Universidade Politécnica de Tomsk de Pesquisa Nacional, 3 Especialista Chefe, Instituto de Pesquisa e Design de Petróleo e Gás de Tomsk

RECLAMAÇÃO BIOLÓGICA DE SOLOS CONTAMINADOS COM ÓLEO

anotação

Foi estudado o mecanismo de penetração e distribuição do óleo ao longo dos horizontes do solo e identificados os produtos da decomposição do óleo no solo. Foi determinada a eficácia dos trabalhos de recuperação com o produto biológico industrial “Microzim”.

Palavras-chave: óleo, preparação biológica "Microzyme", identificação

Rotar O.V. 1, Iskizhitskaya D.W. 2, Iskrizhitsky A.A. 3

1 PhD em Chemise professor associado Pesquisa Nacional Universidade Politécnica de Tomsk, 2 Graduação, Pesquisa Nacional Universidade Politécnica de Tomsk, 3 Especialista Sênior, Instituto de Pesquisa Científica e Design de Petróleo e Gás de Tomsk

BIOLÓGICOREVEGETAÇÃOOS TERRENOS PETROPOLUÍDOS

Abstrato

O objetivo deste trabalho é a pesquisa do mecanismo de penetração e distribuição do petróleo nos horizontes do solo; identificação dos produtos da decomposição do óleo no solo. Definição de eficiênciarevegetaçãotrabalha com utilização do produto biológico industrial “Microzim”.

Palavras-chave: óleo, produto biológico “Microzim”, Identificação

A extração, o transporte, o armazenamento e o refino de petróleo e produtos petrolíferos tornam-se muitas vezes fontes de poluição ambiental. A poluição por petróleo difere de muitos outros impactos antrópicos porque não produz uma carga gradual, mas, via de regra, uma carga “de salva” no meio ambiente, causando uma resposta rápida. A recuperação é a aceleração do processo de autopurificação, que utiliza as reservas naturais do ecossistema: climáticas, microbiológicas, paisagísticas e geoquímicas. A composição do óleo, a presença de sais acompanhantes e a concentração inicial de poluentes também desempenham um papel importante.

A fim de aumentar a taxa de remediação dos ecossistemas do solo e, como resultado, reduzir o impacto negativo dos mesmos, são utilizadas diversas tecnologias para restaurar solos contaminados com óleo. Assim, as tecnologias são classificadas em categorias in situ e ex situ.

As tecnologias ex situ são usadas para tratar solo contaminado que foi previamente removido da superfície de uma área designada de terreno. Este método permite o uso de técnicas de processamento complexas que podem ser eficazes e de ação rápida, mais seguras para as águas subterrâneas e para a vida animal e vegetal.

As tecnologias in situ apresentam vantagens devido à sua aplicação direta no local da contaminação. O resultado é um risco reduzido de exposição humana e ambiental a contaminantes durante a extração, transporte e remediação de locais de solo contaminados, resultando em economia de custos. Os métodos biológicos de recuperação incluem preparo agrícola, biorremediação, fitomelioração e decomposição natural de substâncias tóxicas no solo. O método de biorremediação baseia-se tanto no efeito estimulante dos microrganismos indígenas do solo quanto na ação da biomassa bacteriana pré-cultivada na forma de preparações biológicas.

O método mais eficaz de neutralização de produtos petrolíferos encontrados em águas residuais e no solo é a biotecnologia, que se baseia na oxidação de produtos petrolíferos por microrganismos capazes de utilizar produtos petrolíferos como fonte de energia. Os métodos tradicionais de recuperação, como escavar, queimar ou varrer e remover a camada contaminada, estão agora desactualizados e ineficazes. Quando o óleo é queimado, acumulam-se substâncias tóxicas e cancerígenas; durante a escavação - desaceleração dos processos de decomposição do óleo, formação de fluxos intra-solo de óleo e fluido de formação e contaminação das águas subterrâneas. Assim, os métodos mecânicos e físicos nem sempre podem garantir a remoção completa do petróleo e derivados do solo, e o processo de decomposição natural da poluição nos solos é extremamente longo.

A decomposição de petróleo e derivados no solo em condições naturais é um processo biogeoquímico, em que a importância principal e decisiva é a atividade funcional do complexo de microrganismos do solo que garantem a mineralização completa do petróleo e derivados em dióxido de carbono e água. Como os microrganismos oxidantes de hidrocarbonetos são componentes permanentes das biocenoses do solo, surgiu um desejo natural de usar a sua atividade catabólica para restaurar solos contaminados com óleo.

A recuperação biológica é a recuperação realizada após a limpeza mecânica dos terrenos do grosso do petróleo, com base na intensificação da degradação microbiológica dos hidrocarbonetos residuais.

Objetivo deste estudo consiste em estudar o mecanismo de penetração e distribuição do óleo e seus produtos de decomposição no solo, bem como determinar a eficácia da limpeza de terrenos contaminados com óleo utilizando o produto biológico “Microzim”.

As preparações biológicas são uma biomassa ativa de microrganismos que utilizam hidrocarbonetos de petróleo como fonte de energia e os transformam em matéria orgânica de sua própria biomassa. O estudo foi realizado em sistemas modelo que simulam a poluição do solo em vários graus. O objetivo do estudo foi realizar amostragem de solo para determinar a quantidade residual de óleo e identificar produtos de degradação.

Uma condição necessária para o experimento foi o cumprimento dos fatores inerentes às condições naturais. O afrouxamento de solos contaminados aumenta a difusão de oxigênio nos agregados do solo, reduz a concentração de hidrocarbonetos e promove a distribuição uniforme de componentes petrolíferos e derivados de petróleo no solo.

A identificação dos produtos de degradação foi determinada por cromatografia gás-líquido e espectroscopia ultravioleta.

Resultados principais

A temperatura ideal para a decomposição de petróleo e derivados no solo é de 20°-37°C. Regime hídrico favorável foi alcançado através da irrigação. A melhoria do regime hídrico leva a uma melhoria nas propriedades agroquímicas dos solos, afetando em particular a movimentação ativa de nutrientes, a atividade microbiológica e a atividade dos processos biológicos. Foi estabelecida uma grande heterogeneidade na distribuição dos componentes do petróleo, que depende das propriedades físicas e químicas de solos específicos, da qualidade e composição do óleo derramado.

Estudos têm demonstrado que a distribuição do óleo no solo ocorre de acordo com o perfil do horizonte. Dependendo da composição e estrutura do solo, de sua porosidade, permeabilidade à água e capacidade de umidade, o óleo, como uma mistura de compostos químicos, é distribuído em diferentes profundidades. As frações betuminosas foram registradas na profundidade de 7 cm, as frações resinosas - 12 cm, as frações leves -24 cm, os compostos solúveis em água foram encontrados na profundidade de 39 cm. O teor de óleo no solo diminui acentuadamente nos primeiros meses após a contaminação - em 40 - 50%. Posteriormente, esse declínio ocorre muito lentamente. A oxidação de hidrocarbonetos em CO 2 e H 2 O ocorre em etapas através da formação de vários produtos intermediários. Por cromatografia gás-líquido, foi estabelecido que tais produtos são compostos de oxigênio: álcoois, ácidos orgânicos, aldeídos.

Substâncias resinosas, compostos com átomos de enxofre e nitrogênio, obtidos a partir da transformação de matérias-primas de hidrocarbonetos, não migram e permanecem por muito tempo no solo.

A composição e proporção dos produtos metabólicos dependem da composição do óleo original e das condições do solo e climáticas. Na experiência de estudar os processos de destruição de hidrocarbonetos com preparações de microrganismos oxidantes de petróleo, a influência nesses processos das condições climáticas da região, que se caracterizam por invernos rigorosos e longos, verões curtos mas às vezes quentes e uma curta primavera- período de outono, foi levado em consideração. Portanto, para aproximar as condições estudadas das condições reais, foram utilizadas uma câmara climática, uma unidade de refrigeração e condições naturais. A droga foi adicionada a amostras de solo com teor de óleo residual de 20%. As amostras foram mantidas a uma temperatura de 18°-20°C por 10 dias e depois colocadas em freezer e mantidas a uma temperatura de -20°C para simular condições de inverno por 60 dias. Como as observações mostraram, depois que o medicamento permaneceu na câmara, a eficiência do seu trabalho diminuiu ligeiramente (8-11%). Assim, podemos concluir que é possível aplicar medicamentos no final do outono, que podem começar a fazer efeito na primavera, quando ocorrem condições favoráveis ​​​​para sua atividade vital.

Um ambiente ácido afeta negativamente o aparelho enzimático das células, e isso pode retardar os processos de decomposição dos produtos petrolíferos. A acidez do solo foi previamente determinada e corrigida adicionando-se ao solo a quantidade calculada de calcário.

Para estimular a microflora do solo na fase agrotécnica de recuperação, foram utilizados fertilizantes minerais complexos (nitroammofoska, nitrophoska) na dose de 100-120 kg de nitrogênio por 1 ha.

A preparação bacteriana utilizada foi “Microzyme”, que é um destruidor biológico de hidrocarbonetos de petróleo de nova geração, e é um produto biológico concentrado de cepas únicas de microrganismos oxidantes de hidrocarbonetos, um complexo de sais minerais e enzimas. No processo de vida, os microrganismos sintetizam ativamente suas próprias enzimas e surfactantes biológicos que aceleram a decomposição do poluente e facilitam sua assimilação microbiológica. Há uma decomposição bioquímica ativa de petróleo e derivados em CO 2, H 2 O e produtos ecologicamente corretos do metabolismo microbiano.

De acordo com o critério de consumo máximo de hidrocarbonetos, a eficiência de purificação é de 50% do óleo em até 14 dias após o primeiro tratamento do solo com produto biológico, até 85% no primeiro mês e até 98% em um mês após repetido tratamento. A taxa de decomposição biológica dos hidrocarbonetos em condições reais depende da regularidade e intensidade do acesso ao oxigênio. O consumo de 99% de hidrocarbonetos em condições reais é alcançado em um período de 2 meses em baixas e até 4 meses em altas concentrações do produto petrolífero. 24 horas após a aplicação do medicamento no solo, atinge-se um nível de atividade microbiológica, caracterizado pela liberação ativa de CO 2.

O tratamento do solo com um produto biológico ativa significativamente os processos de autopurificação do solo, restaura o regime de oxigênio do solo e intensifica a atividade das enzimas hidrolíticas e redox nos primeiros 10-14 dias (Tabela 1).

Tabela 1 - Eficiência do medicamento “Microzim” em amostras com diferentes níveis de contaminação inicial

	Nível de poluição, %	Tempo de exposição ao medicamento, dias
1	Curto
2	Média
3	Alto

Em locais experimentais com altos níveis de poluição, foram observadas diferenças nos resultados da biodegradação do óleo. A realização apenas de medidas agrotécnicas (moagem, aplicação de fertilizantes minerais) só é eficaz em áreas de derrames antigos ou em locais com baixo nível de poluição por hidrocarbonetos.

Tabela 2 - Eficiência das medidas de recuperação em área com alto nível de poluição

A realização apenas de medidas agrotécnicas tem o efeito de reduzir o nível de poluição em 15-20% durante uma temporada, apenas o medicamento "Microzim" - até 40%, e a recuperação complexa (medidas agrotécnicas e uso de produto biológico) ajuda limpe os solos em 60-80% dentro de uma temporada de trabalho. A eficácia das medidas de recuperação é apresentada na tabela. 2.

Assim, ocorre um ciclo biológico: a quebra dos hidrocarbonetos que poluem o solo pelos microrganismos, ou seja, a sua mineralização seguida de humificação.

Literatura

1. Vragov A.V., Knyazeva E.V., Nurtdinova L.A. NSU, ​​​​Novosibirsk, 2000. 67 p.

2. Bulatov A.I., Makarenko P.P., Shemetov V.Yu. Manual de um engenheiro ambiental da indústria de petróleo e gás sobre métodos de análise de poluentes ambientais: Em 3 horas. – M: Nedra-Business Center LLC, 1999.-Parte 2: Solo.- 634 p.

3. Rotar O.V., Iskrizhitsky A.A. Alguns aspectos da recuperação biológica.Suporte ambiental de campos de petróleo e gás. Academia Russa de Ciências de Novosibirsk: 2005.S. 83-96.

4. Smetanina V.I. Recuperação e melhoria de terras perturbadas. -M: Kolos, 2000. 96 p.

1.7 Medidas para remediação de solos contaminados com óleo

A recuperação de terras, dependendo do volume de perturbação no geossistema e da sua classificação, pode ser limitada a eventos locais ou projetos de grande escala para a restauração de componentes, propriedades e conexões quebradas na paisagem.

O complexo de obras de recuperação é um sistema complexo multicomponente de medidas inter-relacionadas, estruturado de acordo com o nível de tarefas a resolver e implementação tecnológica.

As seguintes etapas de recuperação são diferenciadas:

preparatório - trabalho de pré-projeto e projeto que contém conceito, diagrama, justificativa de investimento, vistorias de engenharia, etapas de projeto (projeto e documentação de trabalho);

técnico - a parte técnica e de engenharia do projeto que visa eliminar as consequências das atividades antrópicas, criando uma componente tecnogênica que garante a restauração e funcionamento do geossistema perturbado;

biológico - a parte final do projeto de recuperação, que inclui o sistema agrícola, paisagismo, construção florestal, purificação biológica do solo, medidas de agro-recuperação e fitorrecuperação destinadas a restaurar os processos de formação do solo e completar a formação de uma paisagem tecno-natural (cultural) .

A duração destas fases é convencionalmente definida como um período de recuperação, cuja data final é justificada pelo projecto com base em cálculos ambientais e económicos. O período de recuperação, dependendo do estado das terras perturbadas e do uso pretendido, pode durar de um a vários anos. No entanto, a recuperação não termina com a data de conclusão da construção; em terras fortemente perturbadas, é necessária uma gestão a longo prazo dos processos físicos, químicos e biológicos, utilizando sistemas de engenharia e ambientais. Grosso modo, este período pode ser determinado pelo momento da restauração dos componentes naturais, o que garantirá a estabilidade do geossistema e o seu funcionamento.

Na realização de exercícios militares, exploração geológica, prospecção, levantamento e outros trabalhos não relacionados com a aquisição de terrenos, os termos da recuperação são determinados de comum acordo com os proprietários, proprietários, utilizadores dos terrenos, arrendatários.

O processo de recuperação de terras contaminadas com petróleo inclui:

remoção de petróleo e derivados do solo;

recuperação de terras (fase técnica e biológica).

A recuperação de terrenos contaminados com petróleo e derivados é realizada em diversas etapas, cujo prazo deve ser indicado no projeto. O momento e as etapas da recuperação são planejados de acordo com o nível (grau) e o momento da contaminação (data do derramamento), as condições edafoclimáticas de uma determinada zona natural, as características paisagísticas e geoquímicas das terras contaminadas e o estado da biocenose. .

Existem dois níveis de poluição:

poluição moderada, que pode ser eliminada ativando processos de autopurificação por métodos técnicos (agrotécnicos) (fertilização, tratamento superficial e afrouxamento profundo, etc.);

poluição severa, que pode ser eliminada através da implementação de medidas especiais que promovam a criação de condições aeróbicas e a ativação de processos de oxidação de hidrocarbonetos.

As terras perturbadas devem ser recuperadas principalmente para terras aráveis ​​e outras terras agrícolas. Neste caso, a recuperação de terras deve incluir a obtenção da conclusão dos serviços agroquímicos e sanitário-epidemiológicos de que não há perigo de as plantas transportarem substâncias tóxicas para humanos e animais [GOST 17.5.3.04-83].

Se a recuperação de terras para fins agrícolas não for viável, são criadas plantações florestais para aumentar o fundo florestal, melhorar o ambiente ou proteger as terras da erosão; Se necessário, são criadas zonas recreativas e reservas.

Os requisitos para a recuperação de terrenos no sentido recreativo devem incluir: planeamento vertical do território com um número mínimo de trabalhos de escavação, preservação de relevos existentes ou formados em resultado de obras na fase técnica.

A topografia e a forma das áreas recuperadas devem garantir a sua utilização económica eficaz.

Os terrenos recultivados e o território adjacente após a conclusão de todo o conjunto de obras devem representar uma paisagem sustentável idealmente organizada e ecologicamente equilibrada.

Em caso de poluição moderada, basta realizar apenas a etapa técnica de recuperação antes da autolimpeza do solo.

Estágio técnico de recuperação

A fase técnica inclui a realização de trabalhos que criem as condições necessárias para a continuação da utilização das terras recuperadas para o fim a que se destinam ou para a execução de medidas de recuperação da fertilidade do solo (fase biológica). As medidas técnicas de recuperação são a aceleração dos processos de limpeza física do solo.

Na fase técnica, ocorrem intemperismo do óleo, evaporação e destruição parcial de frações leves, fotooxidação dos componentes do óleo na superfície do solo, restauração de comunidades microbiológicas, desenvolvimento de microrganismos oxidantes de óleo e restauração parcial da comunidade de animais do solo. Alguns dos componentes transformam-se em produtos sólidos, o que melhora o regime água-ar do solo. A aeração e a umidade do solo contribuem significativamente para a intensificação desses processos, reduzindo a concentração do óleo e sua dispersão mais uniforme.

Na realização da etapa técnica de recuperação de terrenos, dependendo da direção do terreno recuperado, deverão ser realizados os seguintes trabalhos principais:

nivelamento áspero e fino da superfície dos lixões, aterro de terras altas, canais de abastecimento de água e drenagem; nivelamento ou terraços de encostas; aterro e nivelamento de falhas de minas;

libertar a superfície recuperada de fragmentos rochosos de grande porte, estruturas industriais e resíduos de construção com seu posterior enterramento ou armazenamento organizado;

construção de estradas de acesso às áreas recuperadas, construção de entradas e estradas nas mesmas, tendo em conta a passagem de equipamentos agrícolas, florestais e outros;

instalação, se necessário, de drenagem, drenagem, rede de irrigação e construção de outras estruturas hidráulicas;

disposição do fundo e laterais das pedreiras, projeto de valas residuais, reforço de taludes;

eliminação ou utilização de barragens, diques, aterros, enchimento de lagos e canais artificiais, melhoria de leitos de rios;

criação e melhoria da estrutura da camada de recuperação, recuperação de rochas tóxicas e solos contaminados na impossibilidade de preenchê-los com uma camada de rochas potencialmente férteis;

criando, se necessário, uma camada de blindagem;

cobrir a superfície com camadas de solo potencialmente férteis e (ou) férteis;

organização anti-erosão do território.

O desenraizamento da vegetação lenhosa morta é realizado por desenraizadores-coletores. Antes de iniciar os trabalhos, a área do derramamento de óleo é dividida em currais de 10 a 15 m de largura, que devem ser direcionados de leste a oeste para que os poços de madeira fiquem localizados de norte a sul para melhorar as condições de secagem da madeira arrancada. A escolha dos padrões de movimento das unidades ao limpar áreas de árvores e arbustos contaminados com óleo é determinada pela natureza da área.

Na execução dos trabalhos de planejamento de lavra, o nivelamento final do terreno deverá ser realizado com máquinas com baixa pressão específica sobre o solo, a fim de reduzir a compactação excessiva da superfície da camada recuperada. Para realizar trabalhos em solos turfosos alagados, são utilizados tratores e veículos pantanosos. Durante a preparação adicional do local, deve-se realizar um afrouxamento profundo e sem aiveca do horizonte compactado para criar condições favoráveis ​​​​para o desenvolvimento dos sistemas radiculares das plantas.

Em solos argilosos pesados ​​​​(especialmente na floresta de taiga do sul e nas zonas de estepe florestal) para os quais o perigo de erosão eólica é baixo, é necessário realizar afrouxamentos, principalmente cultivo de aivecas até uma profundidade de 20 cm. forma de pousio durante a fase técnica de recuperação (terras aráveis ​​sem semeadura). Onde o afrouxamento pode levar à erosão, em áreas contaminadas com óleo o tratamento de superfície é realizado a uma profundidade de 8-10 cm, deixando faixas não tratadas de 2-3 m de largura ao longo das encostas ou direções dos ventos predominantes. Em áreas onde as rochas são propensas à erosão eólica, é necessário tomar medidas para evitar a deflação do solo. As técnicas para consolidar solos joeirados incluem:

aumentar a robustez do relevo através da construção de valas, cumes, poços que reduzam a energia do fluxo vento-areia e promovam o acúmulo de fluxo de areia transportado pelo vento;

instalação de barreiras mecânicas feitas de materiais locais (arbustos, arbustos anões, gramíneas), materiais poliméricos (filme de polietileno), blocos de cimento-areia;

reduzindo a susceptibilidade dos solos arenosos à explosão, alterando localmente a sua composição mecânica através da introdução de solos ou ligantes finamente dispersos (argilosos e argilosos).

O momento da fase técnica de recuperação é determinado pelas autoridades que cederam o terreno e autorizaram a realização de trabalhos relacionados com a perturbação do solo, com base nos materiais de projeto e planos de calendário relevantes. O tempo de conclusão da etapa técnica depende do tempo de contaminação, aproximadamente pode ser previsto na tabela.

tabela 1

Momento da etapa técnica de recuperação

Estágio biológico de recuperação

A fase biológica inclui um conjunto de medidas agrotécnicas e fitomeliorativas que visam melhorar as propriedades agrofísicas, agroquímicas, bioquímicas e outras do solo. A biorremediação é a otimização de fatores físico-químicos e biológicos para a purificação do solo.

A etapa biológica é realizada após a conclusão da etapa técnica e consiste no preparo do solo, aplicação de fertilizantes, produtos biológicos, seleção de ervas e misturas de gramíneas, semeadura, cuidados com as lavouras e tem como objetivo fixar a camada superficial do solo com o sistema radicular das plantas, criando um gramado fechado e evitando o desenvolvimento da erosão hídrica e eólica do solo em terras perturbadas.

A etapa biológica é realizada após a conclusão completa da etapa técnica de restauração da camada fértil do solo de acordo com GOST 17.5.3.06-85 e em combinação com métodos mecânicos. Na realização desta etapa de recuperação, devem ser levados em consideração os requisitos de recuperação de terrenos nas áreas de sua utilização.

Em áreas fortemente contaminadas com petróleo e derivados, podem ser introduzidas preparações biológicas que tenham permissão dos serviços governamentais para acelerar o processo de biodegradação de petróleo e derivados. Os medicamentos devem ser utilizados de acordo com as instruções de uso e de acordo com a tecnologia acordada com as autoridades locais da Agência Federal de Cadastro Imobiliário. Uma condição necessária para o sucesso do processamento de petróleo e derivados por bactérias oxidantes de petróleo é o valor da reação ativa (pH) do solo, que deve ser de pelo menos 6,5.

A aplicação das soluções de trabalho do produto biológico na superfície a ser tratada é realizada por meio de bomba e pulverizador. Isso garante um afrouxamento intensivo da camada de solo que está sendo limpa.

Na aplicação da suspensão de trabalho, são utilizados carros de bombeiros, motobombas, pulverizadores, sprinklers e máquinas em pequenas áreas contaminadas; em áreas maiores, são utilizadas unidades com grande volume de reservatório.

Ao realizar a biorremediação, é necessário levar em consideração que as substâncias orgânicas e microelementos contidos no óleo, com certa transformação e diminuição da concentração para 300 mg de óleo por 1 kg de solo, podem ser estimulantes de crescimento vegetal e componentes alimentares para a biocenose do solo.

A etapa biológica compreende duas etapas - semeadura experimental de gramíneas e fitomeliorativa com aplicação de fertilizantes minerais e semeadura de gramíneas perenes resistentes à poluição. Ao plantar plantas, evite plantar árvores coníferas, árvores, arbustos e gramíneas que produzam substâncias fibrosas ou sementes pubescentes.

O objetivo do teste de semeadura de gramíneas é avaliar a fitotoxicidade residual do solo, intensificar os processos de biodegradação de petróleo e derivados e melhorar as propriedades agrofísicas do solo, além de esclarecer o momento da transição para a fase final de recuperação.

Antes da semeadura experimental de leguminosas gramíneas, são realizadas aração (até a profundidade da contaminação), afrouxamento e gradagem. A semeadura e o cuidado das lavouras são realizados de acordo com os padrões e tecnologias adotadas no solo e na zona climática. As gramíneas semeadas devem ter a capacidade de criar rapidamente uma erva fechada e um gramado durável que seja resistente à lavagem e ao pastoreio, e que volte a crescer rapidamente após o corte. As sementes de gramíneas destinadas à semeadura devem atender aos requisitos da norma e ser, no mínimo, da classe II em termos de qualidades de semeadura.

As sementes de leguminosas devem ser escarificadas sempre que possível. Antes da semeadura, é aconselhável inocular as sementes das leguminosas e tratá-las com fertilizantes bacterianos (nitragina).

Os fertilizantes minerais endurecidos devem ser triturados e peneirados em uma peneira antes de serem aplicados no solo. No caso de aplicação de fertilizantes antes da semeadura, eles são misturados às sementes imediatamente antes da semeadura. O sulfato de amônio e o nitrato de amônio não podem ser misturados, dispersos ou incorporados ao solo ao mesmo tempo que a cal. É aconselhável aplicar fertilizantes superfosfato e potássio junto com cal.

Antes de realizar a biorrecuperação de terras perturbadas em solos ácidos, são realizadas primeiro medidas de recuperação, incluindo calagem do solo. As doses de calcário são estabelecidas de acordo com documentos de referência e regulamentares em vigor na zona solo-climática.

Dependendo da dose de calcário, determina-se a forma de sua incorporação ao solo. Na aplicação da cal é necessário distribuí-la uniformemente no campo, é preferível misturá-la com toda a camada arável do solo. Isto pode ser conseguido incorporando cal no cultivo.

Ao aplicar cal superficialmente, a dose deve ser reduzida para 1/2-1/5 da dose completa. Pequenas doses de calcário atuam no processo de normalização da acidez do solo de forma mais eficaz no primeiro ano após a aplicação.

Na segunda fase do estágio biológico, 1,5-2,5 anos após a contaminação, são semeadas gramíneas perenes. Começa se a semeadura experimental de gramíneas tiver brotado em pelo menos 75% da área. Antes da semeadura de gramíneas perenes, são realizadas gradagens, aplicação de fertilizantes minerais e cultivo do solo. A aplicação de fertilizantes é realizada com o objetivo de intensificar a atividade vital das comunidades microbianas do solo e aumentar a biomassa vegetal, o que, por sua vez, ajuda a potencializar os processos de restauração da fertilidade da terra.

Para controlar a restauração da terra e a qualidade da biomassa cultivada, as mesmas culturas são semeadas simultaneamente usando uma tecnologia semelhante numa área de controlo (não contaminada) numa área tampão entre a área contaminada com óleo e as terras utilizadas para fins económicos. Se o crescimento excessivo no local contaminado for de pelo menos 75% da área do terreno em comparação com o crescimento excessivo no local de controle, o trabalho de recuperação será considerado concluído e o local deverá ser transferido para o proprietário do terreno.

Não é recomendado usar a massa verde de gramíneas cultivadas para fins de alimentação após a conclusão da recuperação. É deixado na área recuperada e utilizado como fertilizante de adubo verde (após o processamento com esmaltes de disco, a massa verde é arada). A utilização de terras recuperadas como terras agrícolas só é possível após a conclusão dos serviços agroquímicos e sanitário-epidemiológicos de que não há perigo de as plantas transportarem substâncias tóxicas para humanos e animais [GOST 17.5.3.04-83].

A escolha das espécies de gramíneas é realizada com base nas condições edafoclimáticas locais e nas recomendações do sistema agrícola zonal das entidades constituintes da Federação Russa.

Ao recuperar terras contaminadas com petróleo, é necessário levar em consideração o efeito modificador do petróleo nas propriedades básicas do solo e na dinâmica da biodegradação natural do petróleo. O conjunto de medidas para limpar o solo da poluição por óleo inclui dois pontos: 1) ativação de processos físicos e químicos abióticos de degradação do óleo fresco; 2) estimulação da microflora oxidante de carboidratos do solo e fitomelioração. Além disso, as propriedades alteradas do solo contaminado sugerem a direção dos impactos necessários, e a natureza faseada do processo de degradação natural do petróleo no solo indica a sequência mais racional de medidas individuais.

Biorremediação de solos contaminados com óleo

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Comitê Interdistrital V.I.Vaver para Proteção da Natureza e Recursos Naturais, Nizhnevartovsk

Causas e consequências de derramamentos de óleo

Nas últimas três décadas, foram produzidas 2,5 mil milhões de toneladas de petróleo na região de Nizhnevartovsk.

De acordo com a abordagem adoptada na década de 60 para o desenvolvimento dos campos petrolíferos na Sibéria Ocidental, que pressupunha o seu desenvolvimento principalmente numa base rotativa e de desenvolvimento intensivo, o desenvolvimento dos campos petrolíferos foi efectuado a um custo mínimo, com expectativa de curto prazo. operação a prazo. Ao mesmo tempo, ninguém contava com a segurança ambiental das instalações em construção, e as tentativas dos projetistas e chefes dos departamentos de produção de petróleo e gás de aumentar a confiabilidade tecnológica dos dutos, tornando-os mais caros, foram frustradas pela expertise do Ministério da Indústria Petrolífera.

As primeiras rupturas de oleodutos em campo, acompanhadas de derramamentos de volumes significativos de petróleo, não tardaram a chegar, e devido ao aumento acelerado do corte de água petrolífera, após 5-6 anos de operação, rupturas massivas de coletores de petróleo tubos de rede começaram.

Parte do óleo derramado em locais acessíveis foi bombeado; os derramamentos de óleo nas imediações das instalações de produção foram simplesmente cobertos com areia. A maioria dos derramamentos permaneceu abandonada ou queimada. E cada caso de queima de óleo derramado foi acompanhado pela liberação na atmosfera de uma quantidade significativa de fuligem contendo substâncias cancerígenas como o 2,4-benzo(a)pireno. Frações leves de petróleo, incluindo hidrocarbonetos aromáticos cancerígenos, que evaporam da superfície dos derramamentos no verão, poluem intensamente o ar atmosférico. As emissões de fuligem provenientes da queima de petróleo e a evaporação de hidrocarbonetos em derrames poluem o ar não só no território dos campos petrolíferos, mas também contribuem significativamente para a poluição atmosférica em áreas povoadas.

O óleo residual, permanecendo no local do derramamento, infiltra-se constantemente nas águas do solo e cria uma ameaça de poluição por óleo dos aquíferos subterrâneos, que são a fonte de abastecimento de água para áreas povoadas da região de Nizhnevartovsk. Sinais de poluição de aquíferos por óleo já foram observados no território do campo de Samotlor. Migrando gradualmente, a poluição por óleo se espalha por áreas que às vezes excedem significativamente a área de poluição primária.

Uma parte significativa do óleo derramado com enchentes e tempestades flui para os cursos d'água, poluindo a água com derivados de petróleo. De acordo com a inspeção especial de controle ambiental estadual de Nizhnevartovsk, o conteúdo de produtos petrolíferos nas águas dos rios Ob e Vakh em 1996 variou de 1,7 a 2,3 MPC. O óleo que entra nos corpos d'água, perdendo suas frações leves devido ao intemperismo, vai para o fundo, onde, em condições de deficiência de oxigênio, permanece por muito tempo, sofrendo uma biodegradação extremamente lenta. Assim, o óleo afundado e enterrado em aterros de solo torna-se uma fonte constante de poluição das águas subterrâneas e superficiais.

A toxicidade geral do óleo é geralmente baixa. Ao mesmo tempo, os componentes individuais do petróleo e seus produtos de biodegradação, principalmente compostos poliaromáticos e policíclicos, são caracterizados por mutagenicidade, propriedades carcinogênicas e teratogenicidade. E as consequências do seu impacto nos organismos vivos, incluindo os humanos, podem manifestar-se depois de muitos anos e nas gerações subsequentes. As manifestações deste efeito são muito diversas e podem expressar-se na diminuição da imunidade, no desenvolvimento de alergias e cancro, no aumento da incidência de deformidades congénitas, etc. O maior perigo neste caso são os distúrbios genéticos.

Plantas verdes, fungos e microrganismos que se desenvolvem em solos e sedimentos de fundo de corpos d'água, contendo até vestígios de óleo, acumulam e concentram metais pesados, radionuclídeos, substâncias cancerígenas e venenos genéticos em seus tecidos e os transmitem ao longo da cadeia alimentar para organismos superiores com consequências correspondentes.

Assim, a poluição dos ambientes naturais por hidrocarbonetos representa uma ameaça a longo prazo para a saúde da população da região. E não é por acaso que os residentes de Nizhnevartovsk, de acordo com o sistema estatal “Ambiente-Saúde”, registaram um excesso de 2 a 3 vezes a incidência média russa de neoplasias malignas. Em geral, o estado de saúde da população de Nizhnevartovsk é avaliado como crítico.

Escala do desastre

Desde o início dos anos noventa, um grande trabalho começou para eliminar a contaminação das terras por óleo. No entanto, o aumento da área de terrenos inundados com óleo devido ao aumento do índice de acidentes de tubulações superou e ultrapassa a área de terrenos pelo menos parcialmente recuperados. No início de 1997, o fundo acumulado de terras contaminadas com petróleo, de acordo com dados de relatórios claramente subestimados das empresas produtoras de petróleo, ascendia a 2.314 hectares.

Hoje, os derramamentos de petróleo nos campos petrolíferos da Sibéria Ocidental tornaram-se um desastre. Dos 20,2 mil km de dutos internos construídos na região de Nizhnevartovsk, 3,4 mil km (16,6%) estão quase totalmente desgastados e requerem substituição imediata. Devido à falta de fundos nas empresas para a reconstrução de oleodutos, o stock de tubos desgastados está a aumentar, o que conduz inevitavelmente a um aumento progressivo do número de acidentes e, consequentemente, a um aumento anual da área de terra inundada de petróleo.

De acordo com relatórios de empresas produtoras de petróleo, somente em 1996, 1.543 acidentes em oleodutos internos foram registrados na região de Nizhnevartovsk, resultando no derramamento de 424,3 toneladas de petróleo e 607,0 toneladas de água de formação altamente mineralizada. Ao mesmo tempo, 42,43 hectares de terras foram contaminadas com petróleo.

Segundo estimativas mínimas de especialistas, somente em caso de acidentes ocorridos em 1996 na região, a área de terreno contaminado com óleo deveria ser de no mínimo 300 hectares, e o volume de óleo derramado no relevo deveria ser de 30 mil toneladas, das quais tecnicamente não mais que 18-25 mil toneladas.De acordo com empresas florestais, como resultado de apenas dois acidentes em 1996, 6,2 hectares de florestas foram contaminados com óleo e águas de formação altamente mineralizadas.

Nestas condições, eliminar as consequências de numerosos acidentes e recuperar o vasto fundo acumulado e constantemente emergente de terras contaminadas por petróleo torna-se uma tarefa prioritária.

Metas e possibilidades reais de recuperação

Na prática comum, recuperação significa restaurar a fertilidade original de terras anteriormente perturbadas. Este é o objetivo final de qualquer trabalho de recuperação.

A recuperação de terras contaminadas com petróleo e produtos petrolíferos pesados ​​envolve a redução do seu conteúdo no solo e na água para concentrações biologicamente seguras. No entanto, a magnitude destas concentrações ainda não foi estabelecida devido à composição química complexa e variável do petróleo e é pouco provável que seja estabelecida de forma inequívoca. Os óleos de diferentes campos e até mesmo de diferentes camadas do mesmo campo diferem significativamente na composição química. E como o principal perigo é representado pelas substâncias cancerígenas e mutagénicas contidas no petróleo em concentrações variáveis ​​e muito pequenas, que praticamente não afectam a produtividade das primeiras gerações de plantas verdes, pelas quais normalmente se avalia a fertilidade dos solos, a tarefa de estabelecer um nível biologicamente seguro de poluição por petróleo é extremamente difícil.

O crescimento e a reprodução de muitos tipos de plantas verdes são possíveis com um teor de óleo no solo de até vários por cento (dependendo do tipo de solo). E para algumas plantas tolerantes ao petróleo, como a taboa, o petróleo é um promotor de crescimento, como visto em alguns antigos derrames de petróleo. Mas o acúmulo de mutagênicos e cancerígenos nas plantas torna-as perigosas para formas de vida superiores.

Portanto, torna-se óbvio que o crescimento de plantas verdes não pode servir como um verdadeiro critério para a reabilitação de terras contaminadas por óleo e apenas indica uma diminuição da concentração de óleo no solo abaixo dos limites de fitotoxicidade, que são diferentes para diferentes espécies de plantas e tipos de solo.

No caso da contaminação de terrenos por hidrocarbonetos, devemos compreender claramente que alcançar rapidamente o verdadeiro objectivo da recuperação - garantir a segurança biológica dos terrenos contaminados e da biomassa que neles se desenvolve - dentro de um prazo aceitável para os trabalhadores da produção só é possível com a remoção completa de solo contaminado do local do derramamento e substituindo-o por solo fértil limpo.

Em condições reais de produção, o objetivo real da realização de trabalhos de recuperação é apenas reduzir o teor de petróleo e derivados no solo a um limite condicional, no qual seja possível o desenvolvimento, crescimento e reprodução de plantas verdes, e alcançar um cobertura geral do projeto do terreno “recuperado” com plantas próximas da original (ver Tabela ).

Alcançar esse objetivo é perfeitamente possível em 1 a 5 anos. Na verdade, este é apenas o estágio inicial da recuperação, durante o qual é possível uma maior autopurificação do solo a um nível biologicamente seguro com a participação de plantas verdes e da microflora do solo. E isso não levará anos, mas décadas.

É por isso que, mesmo depois de a fertilidade das terras recuperadas ter sido restaurada, estas não devem ser utilizadas para o cultivo de plantas alimentares e forrageiras. Nessas terras você não pode cortar feno ou pastar gado, não pode colher cogumelos e frutas vermelhas. Você também não deve pescar em águas poluídas por óleo. O único critério para remover essas restrições podem ser os resultados de estudos físico-químicos e toxicológicos especiais do solo, das plantas que nele crescem e dos habitantes dos reservatórios recuperados contaminados com petróleo.

Infelizmente, quase todos os documentos regulamentares atuais que regulam os trabalhos de recuperação e aceitação de terras recuperadas não levam em consideração o perigo de acumulação de produtos tóxicos de oxidação e biodegradação do óleo derramado no solo e da biomassa que nele se reproduz. De acordo com a prática moderna de trabalhos de recuperação, os solos e resíduos de perfuração com o teor de produtos petrolíferos indicados na tabela são considerados suficientemente seguros. E, embora os requisitos dos documentos regulamentares mais rigorosos prevejam a proibição do uso de terras recuperadas após poluição por óleo para coleta de frutas silvestres, cogumelos, feno, cultivo de alimentos e ração animal até que a concentração de substâncias perigosas seja reduzida abaixo do MPC nível, na prática esta disposição nunca é implementada por ninguém.

Como recuperar terras contaminadas com petróleo

Trabalho preparatório. Nas primeiras etapas da resposta ao derramamento de óleo, a principal tarefa é localizar a área contaminada para evitar a propagação da mancha de óleo e coletar a maior quantidade possível de óleo derramado. Estas obras devem ser realizadas imediatamente após o acidente. E quanto mais minuciosamente forem realizados, mais favorável será o prognóstico para os resultados da recuperação.

Como a maioria dos derramamentos de petróleo e derivados na prática mundial ocorreu durante acidentes com navios petroleiros, os métodos para localizar e coletar óleo derramado em superfícies de água foram mais completamente desenvolvidos.

Para localizar derramamentos de óleo na superfície da água, são utilizados vários tipos de barreiras produzidas por muitas empresas estrangeiras. Infelizmente, a lista de barreiras produzidas na Rússia limita-se a barreiras de tecido de borracha "Uzh" de instalação rápida e barreiras do tipo "Anaconda". Algumas pequenas empresas produzem barreiras simples, mas confiáveis ​​​​da série “BN” e outras.Ao instalar as barreiras, deve-se organizar imediatamente o bombeamento do óleo que se acumula na frente da barreira, evitando seu acúmulo em quantidades significativas.

Por ser mais fácil bombear o óleo derramado da superfície da água, as valas de drenagem (coleta de óleo) são instaladas em terrenos secos, em áreas localizadas de terreno, direcionadas para depressões naturais ou especialmente abertas (fossas de captação), parcialmente preenchidas com água. Dispositivos são instalados nessas depressões para bombear o óleo que nelas se acumula.

Para aumentar a integralidade da limpeza do terreno, após o bombeamento do volume principal do óleo derramado, é aconselhável utilizar o método de lavagem do solo do óleo residual com jatos d'água, conduzindo o óleo derramado para uma vala de drenagem ou diretamente para as depressões em o alívio. A eficiência da lavagem aumenta significativamente quando surfactantes (surfactantes) decompostos pela microflora do solo são adicionados à água em concentrações de 0,02-0,5%. É especialmente útil usar uma técnica de limpeza com surfactante para limpar o óleo de grama ou arbustos.

Para coletar o óleo da superfície da água em reservatórios, depressões de relevo e em poços de coleta, são utilizados dispositivos flutuantes de sucção de entrada de óleo - skimmers, skimmers de tambor e disco, produzidos em série, principalmente por empresas estrangeiras. Para coletar o óleo da superfície da água, é promissor o uso de skimmers-acumuladores dinâmicos da série “ND”, operando em modo automático e garantindo que não haja vazamento de óleo sob as barreiras. Atualmente, esses skimmers de óleo são fabricados em exemplares únicos pela TTC Sibirneft LLP (Nizhnevartovsk).

Várias empresas nacionais e estrangeiras desenvolveram e oferecem aos consumidores tapetes absorventes para coletar óleo da superfície da água e do solo. Os melhores exemplos dessas esteiras podem absorver até 40 kg de óleo por 1 m2 e, depois de espremer o óleo coletado, podem ser reutilizados de 12 a 15 vezes. É racional usá-los para coletar pequenas manchas de óleo derramado e para “limpar o acabamento” do óleo após bombear a maior parte usando outros métodos. Neste caso, é alcançada a máxima integridade possível da coleta de óleo. Na Rússia, essas esteiras com capacidade de absorção de até 15 kg de óleo por 1 kg de esteira (com densidade de cerca de 1 kg/m2) são oferecidas pela Ecoservice (Tomsk) e pela Echtech (Tomsk).

Algumas empresas oferecem sorventes em pó e granulados de vários tipos que absorvem o óleo derramado. Mas os dispositivos mecânicos para coletar e descartar sorventes saturados de óleo ainda não foram criados e produzidos em escala industrial, e seu uso em massa em extensos derramamentos característicos dos campos da Sibéria Ocidental não é promissor.

A recuperação funciona. Após a coleta do óleo derramado, parte dele permanece sorvida no solo e nos restos vegetais. Ele sofre erosão parcial e, por longos períodos, torna-se parcial ou totalmente betuminado, cobrindo o solo com uma crosta densa. O óleo derramado na superfície dos reservatórios acaba no fundo do reservatório após um ano devido à sorção de partículas sólidas, bem como ao aumento da densidade.

A primeira etapa da recuperação de terras contaminadas com óleo é a limpeza de solos e solos de petróleo e derivados.

Uma descrição bastante detalhada dos métodos e técnicas recomendados para limpeza e reciclagem de solos e resíduos contendo óleo é fornecida no relatório do grupo de trabalho da associação internacional de empresas petrolíferas e empresas da indústria petrolífera "Fórum E&P". Para eliminar a contaminação do terreno por óleo, recomenda-se a remoção completa do solo contaminado seguida de sua limpeza. Para a purificação, recomenda-se a extração do óleo com CO 2 líquido ou solventes orgânicos e, na presença de condições favoráveis, a decomposição bioquímica dos hidrocarbonetos do petróleo pela microflora do solo. Os métodos bioquímicos para limpar o solo coletado em derramamentos incluem irrigação de campo, compostagem ou simplesmente espalhar resíduos contendo óleo no solo seguido de autopurificação.

O mais simples dos métodos listados é espalhar os resíduos contaminados sobre o solo em uma camada fina, seguida de aração periódica para mistura e aeração. A decomposição dos hidrocarbonetos ocorre sob a influência da microflora natural do solo. Para intensificar a decomposição e prevenir a lixiviação e migração de contaminantes, água e substâncias auxiliares - fertilizantes, sorventes, etc. podem ser adicionadas ao solo misturadas com resíduos. Em uma área, o espalhamento é feito uma única vez para evitar o acúmulo de matéria orgânica e metais pesados ​​no solo. Este método é recomendado para a remoção de fluidos de perfuração gastos contendo baixos níveis de hidrocarbonetos e sais.

O desenho dos campos de irrigação difere do método anterior apenas porque na mesma área o espalhamento com posterior aração é realizado repetidamente. Em tempos de seca, a rega é realizada.

As áreas para expansão e construção de campos de irrigação são selecionadas de forma a excluir a possibilidade de propagação da contaminação para além dos limites da área designada para esse fim.

A compostagem de resíduos oleosos pode ser utilizada onde existem concentrações relativamente elevadas de hidrocarbonetos e outras substâncias biodegradáveis. Para aumentar a porosidade, os resíduos a serem destruídos são misturados com enchimento - lascas de madeira, palha, etc. - e depois misturados com solo contendo microorganismos. Podem ser adicionados à mistura resíduos agrícolas para aumentar a capacidade de retenção de água, bem como fertilizantes minerais e microelementos. A mistura é colocada em bandejas ou paletes com fundo de malha ou em pilhas de até 1 m de altura, misturadas e umedecidas periodicamente. Usando este método, o teor de hidrocarbonetos do composto pode ser reduzido de 10% para uma fração de 1% em 4-8 semanas.

Para a purificação preliminar de grandes quantidades de solo coletado e lamas oleosas do óleo, vários tipos de dispositivos centrífugos são amplamente utilizados, que permitem separar o óleo comercial do solo e lamas e atingir um teor de óleo residual nos solos não superior a 8%.

Infelizmente, dada a escala dos derrames de petróleo na Sibéria Ocidental, estes métodos são, na maioria dos casos, praticamente inaplicáveis ​​devido ao elevado custo do trabalho ou são aplicáveis ​​em quantidades muito limitadas. Contudo, tais métodos podem ser úteis na limpeza de fossas de lamas contaminadas com óleo e pequenas áreas com elevada intensidade de poluição.

Limpeza microbiológica de terrenos. Quando áreas significativas de terra e corpos d'água estão contaminadas, o método mais aceitável de limpeza de terra e água é o método amplamente utilizado na prática mundial e doméstica, usando a decomposição microbiológica do óleo no local do derramamento com subsequente crescimento excessivo da terra limpa ou semeadura de gramíneas perenes.

Este método é bastante simples de implementar e consiste na realização de uma série de medidas agrotécnicas em terras contaminadas com o objetivo de ativar microrganismos oxidantes de óleo do solo que têm a capacidade de utilizar hidrocarbonetos de petróleo como única fonte de nutrição, oxidando-os em CO 2 e água. A oxidação primária do óleo em ácidos orgânicos, álcoois, cetonas e aldeídos é assegurada precisamente por microrganismos oxidantes de hidrocarbonetos, que são descritos de forma bastante completa na revisão. Nas etapas subsequentes de destruição dos produtos da oxidação primária do petróleo, outros grupos fisiológicos de microrganismos do solo, protozoários e algas, que geralmente vivem no solo e em corpos d'água, também estão envolvidos no processo. Considerando a composição complexa dos óleos e a capacidade desigual de diferentes grupos de microrganismos oxidantes de hidrocarbonetos para assimilar vários componentes do óleo, é necessário garantir que o óleo seja exposto a uma comunidade possivelmente mais complexa de microrganismos.

Felizmente, todos os microrganismos necessários estão presentes nas comunidades microbianas que se desenvolveram nos solos e nas águas superficiais em áreas de campos petrolíferos. Estas comunidades são especialmente activas em áreas que estão constantemente, mas não fortemente, poluídas com produtos petrolíferos, e em derrames de petróleo antigos, mas não particularmente massivos. Examinamos mais de 20 áreas contaminadas com petróleo no campo de Samotlor. Comunidades multiespécies muito ativas de microrganismos oxidantes de óleo foram encontradas em todos os locais.

As únicas exceções podem ser áreas que nunca foram previamente contaminadas com petróleo e produtos petrolíferos. Mas mesmo nestes casos, foram encontradas até 103 células/g de bactérias oxidantes de hidrocarbonetos em amostras de solo e água. É verdade que sua composição de espécies não era diversa e era representada principalmente por representantes do gênero Pseudomonas. Conseqüentemente, sua atividade revelou-se relativamente baixa. No entanto, mesmo neste caso, quando são criadas condições favoráveis, desenvolvem-se microbiocenoses muito ativas ao longo do tempo. Assim, na esmagadora maioria dos casos característicos dos campos petrolíferos da Sibéria Ocidental, os microrganismos necessários para a rápida destruição do petróleo derramado já estão contidos no solo e nos corpos d'água. O seu número pode ser baixo, mas como resultado das medidas de recuperação realizadas - aplicação de fertilizantes, etc. - em poucos dias aumenta de células individuais por grama de solo ou água para valores da ordem de 10 12 - 10 15 células/g. E só em alguns casos, nas condições do curto verão siberiano, para acelerar o processo de limpeza do solo do óleo, se justifica a introdução de preparações bacterianas baseadas em culturas de cepas altamente ativas de microrganismos oxidantes de hidrocarbonetos produzidos por uma série de empresas em áreas recuperadas.

Entre os nacionais, as preparações mais conhecidas são “Putidoil” à base da bactéria Pseudomonas putida isolada de solos contaminados com óleo do campo de Samotlor, “Devoroil” à base da levedura Candida, “Bioprin”, bem como preparações do Grupo “Biodestrutor”: “Líder” baseado em Rhodococcus sp. S-1213 e "Valentis" à base de Acinetobacter valentis, recomendados para purificação de solo e água de óleo, parafinas C 8 -C 40, óleo diesel, refinados, óleos, hidrocarbonetos aromáticos (fenol, benzeno, tolueno), combustível de caldeira. Nos últimos anos, tem aumentado a gama de preparações microbiológicas aprovadas para uso pela Vigilância Sanitária e Epidemiológica do Estado e colocadas à venda.

Uma direção muito promissora é o desenvolvimento de preparações microbianas de microrganismos oxidantes de hidrocarbonetos imobilizados em substratos sólidos capazes de absorver óleo.

Se for necessário eliminar rapidamente a contaminação por óleo de áreas limitadas de terra, é aconselhável usar preparações enzimáticas que não contenham células vivas, mas retenham fragmentos intactos dos sistemas enzimáticos de microrganismos oxidantes de hidrocarbonetos que destroem rapidamente os hidrocarbonetos petrolíferos. Via de regra, essas preparações contêm numerosos aditivos - vitaminas, microelementos, etc., que estimulam o desenvolvimento acelerado da microflora do solo, que destrói os produtos da oxidação primária dos derivados de petróleo por meio de aditivos enzimáticos. Como exemplos de tais medicamentos, o medicamento nacional “Belvitamil”, proposto pela NPF “MITEK” (Ufa), à base de lodo ativado de produção bioquímica, contendo sistemas enzimáticos de levedura Candida, vitaminas e microelementos necessários para acelerar o desenvolvimento da microflora indígena, pode ser mencionado. Preparações domésticas contendo sistemas enzimáticos de bactérias oxidantes de hidrocarbonetos imobilizadas na superfície de um sorvente sólido foram desenvolvidas, mas ainda não encontraram uso generalizado. Infelizmente, esses medicamentos são muito caros.

Em qualquer caso, ao utilizar comunidades microbianas indígenas ou ao introduzir preparações microbianas, é necessário criar no ambiente limpo condições ideais para o desenvolvimento e funcionamento ativo da microflora oxidante de hidrocarbonetos:

• fornecimento de oxigênio à zona de atividade microbiana;
• a presença no ambiente limpo de minerais solúveis em água de fácil digestão, principalmente potássio, nitrogênio e fósforo;
• manter a acidez e a umidade do ambiente limpo dentro de limites que garantam a atividade vital dos microrganismos e a atividade suficiente dos sistemas enzimáticos.

Os principais esforços na realização de trabalhos de recuperação devem visar garantir estas condições. E, via de regra, basta realizar as práticas agrícolas habituais, medidas agroquímicas e agrotécnicas.

Na escolha de formas específicas de fertilizantes nitrogenados minerais, deve-se levar em consideração que os microrganismos contidos nas preparações da série “Biodestructor”, quando adicionado nitrogênio nitrato, reduzem drasticamente a atividade oxidante de hidrocarbonetos. Considerando que os microrganismos dos gêneros Acinetobacter e Rhodococcus estão amplamente representados nas comunidades microbianas naturais e desempenham um papel significativo nos processos de purificação do solo a partir de produtos petrolíferos em condições naturais, a questão do uso de formas nitráticas de fertilizantes nitrogenados deve ser abordada com cautela. É aconselhável dar preferência às formas de fertilizantes minerais sem nitrato.

As dosagens reais de fertilizantes (em termos de K, P e N), por nós recomendadas para aplicação em áreas recuperadas durante o seu processamento inicial, são: nitrogênio de 14 a 35 kg/ha, potássio de 11 a 27 kg/ha e fósforo de 5 a 12 kg/ha para cada 5 cm de profundidade de aração do solo. Ao aplicar fertilizantes em depressões cheias de água, celeiros e lagos poluídos por óleo, para cada 1000 m 3 de água é aconselhável adicionar pelo menos 28 kg de nitrogênio, 22 kg de potássio e 10 kg de fósforo. Essas dosagens proporcionam concentrações de K, N e P na solução do solo 5 vezes menores que as utilizadas no preparo de meios nutrientes minerais para isolamento e acúmulo de bactérias oxidantes de hidrocarbonetos (HCB). Mas, dado que altas taxas de desenvolvimento de URD são garantidas mesmo com uma diluição dez vezes maior do meio nutriente, o uso de tais dosagens é bastante justificado. Como mostra nossa prática, os melhores resultados são alcançados quando se aplica a quantidade calculada de fertilizantes minerais em doses fracionadas, em 2 a 3 doses em intervalos de 3 a 7 dias. Na primeira aplicação, a dose de fertilizante deve ser de 10 a 20% da quantidade calculada. Isto consegue uma adaptação suave da microflora nativa do solo a um aumento no conteúdo de substâncias minerais assimiláveis ​​no meio ambiente.

Os valores de pH do solo e da água ideais para o desenvolvimento de microrganismos oxidantes de hidrocarbonetos estão na faixa de 6,5-7,5. Em condições reais, os microrganismos oxidantes de óleo desenvolvem-se bem e retêm atividade suficiente quando o pH do ambiente cai para 5,0. Alguns tipos de microrganismos oxidantes de óleo (por exemplo, levedura) são resistentes a quedas de pH para 3,5 e abaixo. Mas a velocidade e a abrangência do uso de hidrocarbonetos petrolíferos pela microflora são drasticamente reduzidas.

Durante a oxidação microbiológica do óleo em condições de deficiência de oxigênio, ocorre acúmulo de ácidos orgânicos, acompanhado por diminuição do pH.

O controle preliminar da acidez do solo e da água é necessário em cada local sujeito a recuperação. Quando o pH da água do solo ou do solo está abaixo de 5,0 - 5,5, é recomendado adicionar desoxidantes - calcário ou farinha de dolomita, ou giz. As taxas de aplicação de desoxidantes são tomadas de acordo com as práticas agrícolas normais. Uma overdose de materiais carbonatados não leva a consequências indesejáveis. E o excesso de agente desoxidante no momento da aplicação é consumido à medida que o óleo se decompõe e se formam ácidos carboxílicos, evitando a posterior acidificação do solo. Os sais de cálcio resultantes dos ácidos carboxílicos são absorvidos pelos microrganismos do solo mais facilmente do que os ácidos livres. Deve-se também levar em consideração que em caso de contaminação superficial de solos alagados com óleo, zeólita, dolomita e farinha de calcário absorvem bem o óleo derramado e ao mesmo tempo desempenham o papel de coletores em cuja superfície os microrganismos se desenvolvem mais intensamente.

Uma condição absolutamente necessária para garantir o processo de purificação microbiológica de solos e águas de petróleo e derivados é a aeração de zonas de atividade ativa de microrganismos por qualquer método disponível.

Em condições naturais, a zona onde ocorrem os processos de biodegradação acelerada do petróleo é limitada à camada superficial do solo acessível à penetração de oxigênio e águas superficiais arejadas. A presença de camadas contínuas de óleo na superfície do solo e da água limita muito a zona de aeração e quanto maior a espessura da camada, maior a viscosidade e o grau de intemperismo do óleo derramado na superfície da área contaminada. Se houver camadas contínuas ou uma crosta de óleo na superfície com mais de 2-3 mm de espessura, ela é destruída a uma velocidade mais ou menos perceptível apenas na camada superficial e somente quando é umedecida periodicamente pela precipitação. É por isso que a coleta preliminar de óleo da superfície do derramamento pode se tornar um fator decisivo na determinação da eficácia de todo o complexo de obras de recuperação. E se o óleo derramado penetrar no solo, medidas adicionais devem ser tomadas para garantir a aeração de toda a sua espessura.

O método mais comum de arejar solo contaminado com óleo é soltá-lo por meio de fresagem ou aração até a profundidade total de penetração do óleo. Neste caso, o efeito de redução da concentração de óleo no solo é conseguido através da mistura de solo contaminado com óleo com solo não contaminado ou menos contaminado das camadas subjacentes.

Em caso de contaminação da superfície com óleo de solos alagados ou da superfície da água de pântanos, depressões, pequenos lagos pantanosos, etc., para acelerar a destruição do óleo, pode-se utilizar o método de irrigação da superfície da área recuperada com água aerada. Neste caso, na periferia do local no sentido da drenagem natural, seleciona-se uma depressão no solo ou cava-se com uma escavadeira uma pequena cova, com 1,5-2 m de profundidade, inundada com água subterrânea. Se necessário, ranhuras coletoras rasas (sulcos) são instaladas para garantir o fluxo de água e óleo da superfície do local para esta reentrância. No local são instalados sprinklers de água de jardim com bico ou jato, usados ​​​​para regar gramados de parques. Os aspersores são posicionados de forma que todo o território da área recuperada seja irrigado com água e são conectados por um sistema de mangueiras flexíveis de material resistente a óleo a uma bomba d'água que retira água da escavação. Um sistema assim concebido garante a irrigação contínua ou periódica de toda a superfície da área com água gaseificada, o que acelera significativamente a oxidação microbiológica do óleo. Neste caso, os fertilizantes minerais não podem ser distribuídos por toda a área, mas sim colocados nesta depressão, o que simplifica muito o trabalho e garante uma distribuição uniforme dos fertilizantes.

Uma densa camada de óleo desgastado pode ser destruída na véspera dos trabalhos de recuperação pelas esteiras dos veículos pantanosos ou (após o congelamento do solo) pelas esteiras de um trator pesado. Em pequenas áreas, as crostas de óleo podem ser destruídas manualmente, usando tratores manuais ou ferramentas manuais - ancinhos, enxadas, etc.

Em pequenos reservatórios fechados cobertos por uma camada de óleo, a aeração da água pode ser garantida com a instalação no reservatório de aeradores flutuantes do tipo AP-24, fabricados pela empresa New Technologies (Nizhnevartovsk), que são misturadores de turbina de pequeno porte com sistema elétrico acionamento, montado em flutuadores, garantindo a captação do ar atmosférico e sua intensa dispersão na água do reservatório.

Nos casos em que é detectado óleo em sedimentos de fundo, além da aeração forçada da água, recomenda-se afrouxar periodicamente os sedimentos de fundo do reservatório arrastando repetidamente ao longo do fundo do reservatório por meio de cordas de grades dentadas convencionais.

Fitorrecultivo. Após a redução do teor de derivados de petróleo no solo das áreas recuperadas para valores que proporcionem a possibilidade de crescimento e reprodução das plantas verdes mais resistentes ao petróleo, inicia-se a fitorremediação de terras contaminadas.

Em condições naturais, após a coleta preliminar do óleo derramado com baixo grau de contaminação residual do solo, a colonização espontânea de espécies de plantas pioneiras e mais resistentes à poluição por óleo inicia-se ao final do primeiro ano de recuperação, mesmo sem afrouxamento preliminar do solo. Com um grau médio de poluição, a área fica coberta de gramíneas, geralmente dentro de 3 a 7 anos. E todo o processo de autopurificação do solo com a restauração das comunidades vegetais naturais continua por 80-100 anos.

Para agilizar o processo de desenvolvimento da grama e, consequentemente, entrega da área recuperada ao cliente, recorrem à semeadura de grama. Em áreas altamente contaminadas, com a vegetação completamente morta no momento em que os trabalhos de recuperação começam, a semeadura de gramíneas em 3 a 5 anos reduz o tempo que leva para as áreas serem povoadas por plantas verdes.

É claro que a composição de espécies das misturas de gramíneas será muito diferente da composição de espécies da vegetação nas áreas vizinhas. Mas no futuro, à medida que o solo se autopurifica, a mistura de erva será substituída por uma comunidade de plantas características de uma determinada paisagem. No entanto, este processo é demorado e nem sempre possível, uma vez que as alterações na estrutura e composição do solo que ocorrem durante a recuperação de solos fortemente contaminados podem ser irreversíveis.

Para a fitorremediação de terras contaminadas por óleo, são utilizadas as sementes mais disponíveis de gramíneas anuais e perenes, preferencialmente cereais, que possuem sistema radicular desenvolvido e maior resistência à poluição do solo por óleo. Neste caso, deve-se preferir sementes de gramíneas que sejam características dos ecossistemas locais de pântano e floresta-pântano e que estejam bem adaptadas ao solo e às condições climáticas locais. A escolha de sementes para plantas específicas depende das características paisagísticas da terra a ser recuperada. Normalmente, são usadas misturas de sementes contendo pelo menos 3 tipos de ervas. Em áreas secas, a mistura de sementes deve incluir trevo rasteiro e, em pântanos inundados, taboa de folhas largas. As sementes dessas gramíneas (exceto taboa e junco de Langsdorff) são produzidas por diversas fazendas de sementes. Você mesmo terá que colher sementes de taboa. É verdade que nas condições dos complexos florestais-pântanos da Sibéria Ocidental isso não é um problema.

Deve-se notar que muitas vezes há casos em que, mesmo após a eliminação mais completa da poluição por óleo, a restauração da cobertura de grama no local é impossível devido à salinização do terreno pelo derramamento de água de reservatório altamente mineralizada junto com o óleo (geralmente o sódio tipo cloreto com mineralização total de 13 - 25 g/l). Quando o teor de cloreto no solo é superior a 0,2%, observa-se uma pronunciada inibição do crescimento da maioria das gramíneas. Em 0,3-0,35%, a cobertura de grama projetada geral é reduzida em 1,5-2 vezes. Quando o teor de cloreto na solução do solo aumenta para 1% ou mais, o desenvolvimento da maioria dos tipos de gramíneas é impossível. Nesses casos, a área deve ser recuperada e lavada repetidamente com água corrente até que a concentração de sais no solo diminua. Um exemplo de tecnologia para dessalinização dessas terras é apresentado. Medidas especiais para recuperação de terras e dessalinização devem ser realizadas somente após a eliminação da contaminação por óleo do local.

Após a semeadura, devem ser realizadas observações de longo prazo do crescimento da grama no local. Ao atingir uma cobertura de projeto geral padrão estável (dentro de um ano) do local, sua recuperação é considerada completa e o local pode ser apresentado para entrega. A autolimpeza adicional do solo no local ocorrerá espontaneamente por muitos anos. Ao mesmo tempo, a área recuperada deve ser marcada com sinalização e sinalização que proíba a colheita de frutas silvestres, cogumelos, a produção de feno e o cultivo de alimentos e rações para animais. A remoção dessas restrições só é possível após a realização de estudos especiais que comprovem a segurança ambiental dos solos e da vegetação do local, que é o alcance do objetivo final de recuperação de terras contaminadas por óleo.

Conclusão

Recentemente, trabalhos em grande escala foram realizados no território dos campos de petróleo para eliminar derramamentos de petróleo e recuperar terras contaminadas com petróleo. Só na região de Nizhnevartovsk, 251,2 hectares de terras contaminadas foram recuperados em 1995 e 366 hectares de terras contaminadas em 1996. No entanto, o ritmo e a qualidade da recuperação são claramente insuficientes.

Conforme demonstrado por pesquisas de terras recuperadas nas regiões de Nefteyugansk e Nizhnevartovsk, realizadas por ordem dos Comitês Interdistritais de Nizhnevartovsk e do Distrito de Khanty-Mansiysk para Proteção Ambiental por especialistas da Estação Experimental Florestal de Tyumen, a qualidade da recuperação de terras é insatisfatória.

A principal razão para esta situação é a baixa disciplina tecnológica e numerosos erros, bem como simplificações deliberadas da tecnologia dos trabalhos de recuperação.

O erro mais sério e perigoso cometido durante a recuperação de terras é o preenchimento do óleo derramado com solo importado - areia ou turfa. Ao mesmo tempo, o óleo derramado é retirado do processo de oxidação microbiológica, e o local “recuperado” dessa forma torna-se uma fonte de poluição constante do solo e das águas subterrâneas por muitas décadas.

O segundo erro grave mais importante é o uso de preparações bacterianas sem cultivo agrícola da terra. Preparações de bactérias oxidantes de hidrocarbonetos com fertilizantes minerais pulverizadas sobre a superfície de áreas contaminadas com contaminação superficial relativamente fraca, na verdade, limpam o óleo da superfície do solo e promovem o autocrescimento das áreas tratadas com gramíneas. No entanto, o óleo que penetra profundamente no solo permanece não decomposto. E com um claro efeito cosmético nos primeiros meses após a “recuperação”, após 1-2 anos, devido à hidrofobização da camada fértil do solo pela migração do óleo para a superfície, a vegetação inicialmente desenvolvida morre total ou parcialmente. E o site, de fato, continua não reclamado, apesar dos custos incorridos. Tais métodos de “recuperação” são proibidos pelo Comitê de Proteção Ambiental de Nizhnevartovsk.

O equívoco mais comum, refletido na prática de recuperação de terras contaminadas com óleo, é a crença de que, uma vez aplicadas, mesmo grandes doses de fertilizantes minerais proporcionam alta atividade da microflora oxidante de óleo durante todo o período de trabalho de recuperação.

Um erro significativo também é avaliar a eficácia dos trabalhos de recuperação pela intensidade do crescimento da grama durante o primeiro ano, uma vez que deixar quantidades significativas de óleo nas camadas subterrâneas do solo em profundidades de 15-50 cm levará inevitavelmente à morte de vegetação (exceto taboa e algumas outras gramíneas) ao longo de 1-2 anos. E a contaminação do solo e das águas subterrâneas por componentes petrolíferos continuará. Assim, nenhum dos objetivos das obras de recuperação será alcançado com evidente bem-estar externo no momento da conclusão da obra.

Em conclusão, importa referir que existe uma necessidade urgente de criar um local experimental no território da região de Nizhnevartovsk para testar os equipamentos e a tecnologia dos trabalhos de recuperação propostos para implementação. Somente tecnologias comprovadas podem ser recomendadas para trabalhos de recuperação de terras em larga escala em campos petrolíferos.

A implementação desta ideia melhorará significativamente a situação com a recuperação de terras contaminadas com petróleo nas condições climáticas, geográficas e paisagísticas específicas dos campos de petróleo na Sibéria Ocidental.

Literatura

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3. V.I.Vaver. Sobre os problemas de avaliação de danos ambientais durante acidentes com oleodutos em campos petrolíferos // Materiais da reunião distrital

Matveeva Elena Aleksandrovna, aluna do 11º ano "B" classe MBOU "Escola Secundária No. 7"

Atualmente, uma das tecnologias mais promissoras para a limpeza de solos contaminados com óleo é a introdução no solo de vários complexos de microrganismos caracterizados por uma maior capacidade de biodestruir certos componentes de hidrocarbonetos de petróleo e derivados. Em condições naturais, a biotransformação do petróleo e dos derivados é realizada sob a influência de um complexo de vários grupos de organismos.

Propósito do estudo: Consideração de métodos e métodos para neutralizar substratos contaminados com óleo.

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Etapa regional da Olimpíada de Toda a Rússia para crianças em idade escolar em ecologia

Recuperação

terras contaminadas com petróleo

Aluno 11 classe "B" MBOU "Escola Secundária No. 7"

Supervisores científicos: Somkova Galina Mikhailovna

(professor de biologia na MBOU “Escola Secundária No. 7”),

Matveev Alexander Yuryevich

(Diretor Adjunto de Produção

LLC "Risco Industrial Ltd")

Kogalym, 2014

Introdução………………………………………………………………………………...3

Capítulo 1. Revisão da literatura…………………………………………………….4

1. O petróleo como fator de poluição do solo no Okrug Autônomo de Khanty-Mansiysk - Ugra…………………….…..4
2. Causas e consequências de derramamentos de óleo………………………………...5
3. Métodos de recuperação. Recuperação de solo e corpos d'água usando

sorventes biodegradáveis………………………………………………...8

Capítulo 2. Objetos e métodos de pesquisa…………………………………………..11

2.1 Características dos objetos de pesquisa……………………………………11

2.2 Metodologia de pesquisa……………………………………………………...11

Capítulo 3. Resultados de nossa própria pesquisa e sua discussão……………..14

3.1 Influência dos microrganismos medicamentosos nas mudanças na concentração do óleo……………………………………………………..…………...14

3.2 Dinâmica da biodegradação do óleo…………………………………………………….15

Conclusão………………………………………………………………………….17

Referências……………………………………………………………………………………18

Introdução

A relevância da pesquisa.O petróleo é um dos principais factores de desenvolvimento económico global no século XXI e continua a ser o recurso energético mais importante no futuro próximo. A poluição por petróleo, tanto em escala como em toxicidade, representa um perigo planetário. O petróleo e seus derivados causam envenenamento, morte de organismos e degradação do solo. A autopurificação natural de objetos naturais da poluição por petróleo é um processo longo, especialmente nas condições da Sibéria, onde as condições de baixas temperaturas persistem por muito tempo. Portanto, o problema da recuperação de solos contaminados com óleo é de excepcional relevância.

Hipótese. Atualmente, uma das tecnologias mais promissoras para a limpeza de solos contaminados com óleo é a introdução no solo de vários complexos de microrganismos caracterizados por uma maior capacidade de biodestruir certos componentes de hidrocarbonetos de petróleo e derivados. Em condições naturais, a biotransformação do petróleo e dos derivados é realizada sob a influência de um complexo de vários grupos de organismos.

Propósito do estudo:Consideração de métodos e métodos para neutralizar substratos contaminados com óleo.

Objeto de estudo:Solo contaminado com óleo.

Assunto de estudo:Remediação microbiológica da poluição por óleo

Objetivos de pesquisa:

1. Avaliar o impacto do trabalho de recuperação na poluição por petróleo.
2. Explore possíveis métodos de recuperação.
3. Ao longo de um mês, observe e anote o andamento dos trabalhos de recuperação.

A novidade do trabalho. É determinado pelo conhecimento insuficiente deste problema.

Significado prático.A eliminação de derrames de petróleo no século XXI é uma prioridade, pelo que qualquer investigação sobre este tema tem um significado prático significativo.

Capítulo 1. Revisão da literatura

1. Petróleo como fator de poluição do solo no Okrug Autônomo de Khanty-Mansiysk - Yugra

A indústria de produção de petróleo e gás é um dos setores mais perigosos para o ambiente da economia nacional. É caracterizada pela elevada capacidade terrestre, forte capacidade poluente e elevado risco de incêndio e explosão das instalações industriais (Vasiliev, 1998; Vershinin, 2005). No território do Okrug Khanty-Mansiysk, a indústria petrolífera se desenvolve principalmente nas terras do fundo florestal estatal e, portanto, a silvicultura sente principalmente as consequências de suas atividades (Chizhkov, 1998). Além disso, os ecossistemas pantanosos sofrem significativamente (Zubaidulin, 1998).

Os principais poluentes gerados durante a produção e refino de petróleo são os hidrocarbonetos (48%) e o monóxido de carbono (44%). O petróleo contém cerca de 30 metais, entre os quais as concentrações máximas são vanádio e níquel. Ao contrário de muitos impactos antropogénicos, a poluição por petróleo tem um impacto complexo no ambiente e provoca a sua rápida reacção negativa. Derramamentos crônicos de petróleo, produtos petrolíferos e águas de formação salgada realizados por poços de produção juntamente com petróleo e gás levam a uma diminuição na produtividade da terra e à degradação da paisagem (Chernykh 2003, Solntseva 1988).

Após um derramamento, via de regra, a camada organomineral do solo é primeiro contaminada com óleo, mas após 2 a 3 anos os hidrocarbonetos são encontrados a uma profundidade de 140 a 160 cm. Nas terras aráveis, a profundidade de penetração é maior do que nos prados. Nas paisagens de floresta-tundra da Sibéria Ocidental, o óleo é absorvido pela camada orgânica do solo e, especialmente, pela turfa e pelo solo poroso. Barreiras - telas (solos pesados ​​e horizontes gley) impedem que o óleo penetre mais profundamente, mas ao longo dessas telas o óleo pode migrar no plano horizontal. O óleo não penetra profundamente no solo saturado de água, sendo absorvido pela camada orgânica de musgos e grama. Resinas e asfaltenos geralmente ficam retidos na camada superior, e frações leves de óleo podem penetrar nas águas subterrâneas, mas mais frequentemente evaporam ou se decompõem durante o ano (Oborin, 1998).

O óleo que entra no solo altera significativamente suas características físicas, pois possui propriedades hidrofóbicas pronunciadas que são transferidas para as partículas do solo. O óleo envolve as unidades estruturais do solo com uma película, interrompendo a troca de água e a transferência de compostos ativos (Gabbasova, 2002). Entre as consequências mais pronunciadas da poluição do solo por petróleo está a tendência à acidificação. Logo após um derramamento de óleo, o solo fica sem nutrientes minerais, especialmente nitrogênio. Devido à deterioração do regime hídrico e da aeração, como regra, o conteúdo de nitrogênio amoniacal primeiro aumenta acentuadamente e diminui para pequenas quantidades de nitrogênio nitrato. Muitos pesquisadores associam a deterioração no fornecimento de elementos de nutrição mineral ao solo à inibição da atividade enzimática do solo, em particular da fosfohidrólise (Andreeva, 2005)

Mesmo com uma pequena concentração de óleo no solo (0,4%), a atividade enzimática principalmente do ciclo do nitrogênio é inibida; as enzimas mais estáveis ​​são aquelas que transformam substâncias de natureza cíclica (húmus, hidrocarbonetos). Doses baixas de óleo estimulam e doses altas inibem a atividade das oxiredutases, polifenóis com restauração da atividade a longo prazo (Alekhine, 1998).

Os componentes mais tóxicos do petróleo são os hidrocarbonetos aromáticos policíclicos, e existem 1–4% deles no petróleo. O benzonireno é especialmente perigoso (Oborin, 1998).

Uma vez no solo, o óleo se decompõe mal, especialmente em baixas temperaturas. Foi demonstrado que as frações de óleo cimentam o solo, obstruem os poros e impedem a penetração de oxigênio e água no solo (Aliev, 1977).

Assim, a contaminação do solo com petróleo e derivados altera as propriedades morfológicas, físicas, físico-químicas e microbiológicas dos solos.

1. Causas e consequências de derramamentos de óleo

Um derramamento de óleo pode ocorrer tanto durante sua produção, transporte e armazenamento, quanto durante seu processamento e utilização em processos tecnológicos. Além disso, as causas da poluição por óleo são frequentemente o desgaste físico do equipamento ou os seus danos mecânicos. As posições de liderança no número de derramamentos emergenciais de petróleo e produtos petrolíferos são ocupadas pelos oleodutos principais e de produtos no campo. A grande maioria das emergências aqui está associada à corrosão de equipamentos, construção e instalação de baixa qualidade, e apenas uma pequena parte se deve a defeitos de fabricação e erros operacionais.

Khanty-Mansi Autonomous Okrug - Yugra ocupa o primeiro lugar na Federação Russa não apenas na produção de petróleo, mas também no número de acidentes em oleodutos. Uma análise de dados oficiais sobre taxas de acidentes no sistema de coleta de óleo no Okrug Autônomo de Khanty-Mansi durante 14 anos mostra que ocorrem em média 1.600 a 2.000 acidentes por ano (Vershinin Yu.A., Zubaidulin A.A.)

De acordo com dados estatísticos fornecidos por Rosprirodnadzor para o Khanty-Mansi Autonomous Okrug - Ugra em um relatório de 2012-2013, a situação com a contaminação de terras no distrito e sua recuperação é a seguinte:

Nome do indicador	Total, ha	Deles
		ao desenvolver depósitos minerais (incluindo minerais comuns)	devido a vazamento durante o trânsito de petróleo, gás, produtos petrolíferos
Disponibilidade de terrenos perturbados em 01/01/12 - total	71794,2	31999,8	402,5
incluindo malhado	3174,2	2185,9	19,4
Durante o ano de referência de 2012, a terra foi perturbada - total	15256,8	2217,5	50,5
Exausto da área total de terras perturbadas	16964,8	15872,6
Terra recuperada - total	14193,4	2955,2	52,9
Disponibilidade de terrenos perturbados a partir de 01.01. 13 - total	72857,5	31262,2	400,1
incluindo malhado	2048,4	1282,0	19,7

A legislação ambiental da Federação Russa exige a localização e eliminação de derramamentos de petróleo e derivados no menor tempo possível, bem como trazer o conteúdo residual de hidrocarbonetos no meio ambiente a um nível aceitável. Devem ser realizados trabalhos para recuperar terras que perderam total ou parcialmente produtividade como resultado do derramamento de óleo. Os terrenos recultivados, territórios adjacentes e reservatórios de água, após a conclusão de todo o conjunto de obras, devem representar uma paisagem sustentável idealmente organizada e ecologicamente equilibrada. De acordo com o Decreto do Governo da Federação Russa “Sobre Medidas Urgentes para Prevenir e Eliminar Derramamentos de Emergência de Petróleo e Produtos Petrolíferos”, cada empresa deve desenvolver um plano para a prevenção e resposta a derramamentos de emergência de petróleo e produtos petrolíferos (OSRP). No entanto, na prática, a maioria das empresas não só não desenvolve OSRPs, como também não possui os meios técnicos e materiais disponíveis para eliminar derrames de emergência de petróleo e produtos petrolíferos.

As consequências ambientais dos derrames de petróleo são difíceis de prever, uma vez que é impossível ter em conta todas as consequências da poluição por petróleo que perturba os processos e relações naturais. Os derramamentos de óleo alteram significativamente as condições de vida de todas as espécies de organismos vivos em seu território.

O petróleo e seus derivados perturbam o estado da cobertura do solo e deformam a estrutura das biocenoses. Microrganismos e bactérias invertebrados do solo que foram intoxicados por frações leves de óleo não são capazes de desempenhar com eficiência as funções mais importantes que lhes são atribuídas pela natureza.

Se ocorrer um derrame de petróleo numa massa de água doce, a população local pode ter dificuldades com a água potável, uma vez que se torna mais difícil para os serviços públicos purificar a água que entra no abastecimento de água.

O efeito a longo prazo de tais catástrofes provocadas pelo homem é difícil de avaliar. Entre os cientistas existem dois pontos de vista opostos. Um grupo acredita que os derrames de petróleo podem ter um impacto negativo no ecossistema durante muitos anos e décadas, o outro é da opinião que as consequências dos derrames são bastante graves, no entanto, os ecossistemas afectados conseguem recuperar num período relativamente curto de tempo. tempo (http://www.saveplanet.su/ )

1. Métodos de recuperação. Recuperação de solo e corpos d'água usando sorventes biodegradáveis

No Okrug Autônomo Khanty-Mansi - Yugra, a base para a recuperação de terras contaminadas com óleo é o método de limpeza do local do derramamento, que se baseia na capacidade das biogeocenoses terrestres de autopurificar os solos (devido à evaporação, lixiviação , destruição do petróleo sob a influência do oxigênio atmosférico, radiação solar, biodegradação) e a subsequente restauração de suas características biocenóticas (Vershinin Yu.A.)

A essência dos trabalhos de recuperação realizados é acelerar os processos de autopurificação natural dos solos, maximizar a mobilização dos recursos internos das biogeocenoses para restaurar as suas funções originais através de um conjunto de diversas medidas agrotécnicas e agroquímicas (Zubaidulin A.A.) .

A restauração de terras contaminadas com petróleo é atualmente um dos objetos de recuperação complexos e ao mesmo tempo pouco estudados. Em todas as atividades relacionadas com a eliminação das consequências da poluição e a restauração de terras perturbadas, é necessário partir do princípio fundamental: não causar mais danos ao ecossistema do que os já causados ​​pela poluição (Pikovsky, 1985).

Quando os hidrocarbonetos fósseis entram no ambiente, em particular o petróleo e os seus produtos, não só destroem a flora e a fauna, mas também causam danos directos à saúde humana. A situação é agravada pelo facto de a solução para esta questão (como, aliás, para a maioria dos outros problemas ambientais) ter sido adiada por muitos anos. A este respeito, parece-nos relevante levantar a questão da redução do risco de acidentes nas empresas que refinam petróleo e envolvidas no transporte e distribuição de produtos petrolíferos (Tereshchenko, 2004).

Entre os métodos para eliminar a contaminação dos solos por óleo, destacam-se os seguintes grupos de métodos:

1. Mecânico: represamento de poluição, bombeamento de óleo em recipientes com bombas e coletores de vácuo. O problema da limpeza quando o óleo penetra no solo não pode ser resolvido com a substituição do solo. Remoção do solo para aterro para decomposição natural (Tereshchenko, 2004).
2. Fisico quimica:

• Queima (uma medida de emergência em caso de ameaça de vazamento de petróleo nas fontes de água). Dependendo do tipo de óleo e derivado, de 1/2 a 2/3 do derramamento é destruído dessa forma, o restante penetra no solo. Durante a combustão, devido à temperatura insuficientemente elevada, produtos de sublimação e oxidação incompleta do óleo entram na atmosfera. Após a queima, a terra deve ser levada para um aterro (a chamada “terra queimada”);
• Prevenção de incêndio. É utilizado para derramamentos em oficinas, áreas residenciais e rodovias, onde o fogo é mais perigoso que a contaminação do solo; neste caso, o derramamento é isolado por cima com espumas de combate a incêndio ou coberto com sorventes (Tereshchenko, 2004);
• Lavagem de solo. É realizada em lavagem de tambores com utilização de tensoativos, as águas da lavagem são depositadas em tanques ou recipientes impermeabilizados, onde são posteriormente separadas e limpas;
• Drenagem do solo. Uma espécie de lavagem de solo no local por meio de sistemas de drenagem; pode ser combinado com métodos biológicos utilizando bactérias degradadoras de óleo;
• Extração de solvente. Geralmente realizada em lavagem de tambores com solventes voláteis, seguida de destilação de seus resíduos com vapor;
• Sorção. Os sorventes cobrem derrames de petróleo numa superfície relativamente dura (asfalto, betão, solo compactado) para absorver o petróleo e reduzir o risco de incêndio (Tereshchenko, 2004);
• Dessorção térmica (craqueamento). É utilizado com equipamentos adequados, mas permite obter produtos úteis até frações de óleo combustível;
• Encapsulamento químico. Um novo método que consiste na conversão de hidrocarbonetos em uma forma estacionária não tóxica (Tereshchenko, 2004).

1. Biológico:

• Fitomelioração. Eliminação de resíduos de óleo por meio da semeadura de gramíneas resistentes ao óleo (trevo rasteiro, azeda, ciperácea), que ativam a microflora do solo; é a etapa final de remediação de solos contaminados (Tereshchenko, 2002);
• Biorremediação. Aplicação de bactérias degradadoras de óleo; é necessário arar a cultura no solo e fertilizar periodicamente com soluções fertilizantes; restrições quanto à profundidade do preparo do solo, temperatura do solo; o processo leva de 2 a 3 temporadas (Tereshchenko, 2002).

Atualmente, a recuperação de terras contaminadas com petróleo é realizada, via de regra, sem justificativa científica suficiente. Ao queimar óleo, preencher áreas contaminadas com solo, retirar solo contaminado para lixões, ou seja, Ao limpar derrames de petróleo nos solos, a consequência pode muitas vezes ser a destruição irreversível da camada fértil do solo. Tais métodos de recuperação são completamente inaceitáveis. Os métodos mecânicos e físicos não podem garantir a remoção completa do petróleo e derivados do solo, e o processo de sua decomposição natural nos solos é extremamente longo, portanto, atualmente, os métodos biológicos são os mais aceitáveis ​​(Tereshchenko, 2004).

Capítulo 2. Objetos e métodos de pesquisa.

2.1 Características dos objetos de pesquisa

Os estudos foram realizados em experimentos modelo e em condições de laboratório em dezembro de 2013. Os objetos de estudo nos experimentos modelo foram solo arenoso contaminado com óleo. Para remediação microbiológica foi utilizado o produto biológico “Lenoil”.

O produto biológico "Lenoil" foi desenvolvido no Instituto de Biologia do Centro Científico de Ufa da Academia Russa de Ciências com base nos resultados de trabalhos de laboratório e de campo na recuperação de terras contaminadas com óleo. O produto biológico "Lenoil" consiste em células microbianas com atividade oxidante de hidrocarbonetos e concentração de pelo menos 10 8 células por grama de medicamento.

A droga, com atividade altamente pronunciada contra hidrocarbonetos e derivados de petróleo, converte-os em compostos ambientalmente neutros e ajuda a acelerar a remediação de locais contaminados. Os objetos de aplicação podem ser solos e águas contaminadas com petróleo e derivados.

Como o produto biológico não foi projetado para uso no inverno, foi mantida uma temperatura constante de 20ºC no laboratório. sobre.

2.2 Metodologia de pesquisa

Para os trabalhos de pesquisa foram utilizados dois vasos com solo arenoso contaminado com óleo: o diretamente estudado (purificação microbiológica) e o controle (purificação natural). Em cada um pré-misturamos 75 cm 3 (1087,5 g) areia de 25 cm 3 (212,5 g) de óleo. Ou seja, o peso da mistura areia-óleo em cada vaso foi de 1300,0 g.

Preparação de uma suspensão de trabalho a partir do produto biológico seco "Lenoil".

• Dissolver 20 gramas de produto biológico em 5 litros de água;
• Adicione 2 cm à mistura diluída 3 combustível diesel (necessário aos microrganismos para nutrição);
• Deixe a massa resultante por 24 horas, mexendo e agitando ocasionalmente.

As embarcações com solo foram monitoradas durante um mês. Comparamos a concentração de óleo no solo, a cor da areia, o teor de óleo e o peso das embarcações. Determinamos a concentração de óleo pesando ambos os navios e nos guiamos pela seguinte metodologia:

1. Conhecemos o peso total de cada recipiente com a mistura areia-óleo - 1300,0 g. Desprezamos o peso da preparação Lenoil acabada adicionada à amostra de teste (≈10,0 g), classificando-o como um erro.
2. Durante o experimento, o peso da areia nas embarcações não pôde diminuir, pois a areia não é suscetível ao ataque microbiano ou à evaporação - ou seja, Consideramos o peso da areia uma constante.
3. A única coisa que poderia diminuir em nossa mistura foi o peso do óleo, que era de 212,5 g em ambos os recipientes, que, em um caso, diminuiu devido à degradação natural, e no segundo, devido à decomposição do óleo por microrganismos em água , que então evaporou na atmosfera circundante, e o gás também escapou para a atmosfera.

Capítulo 3. Resultados da própria pesquisa e sua discussão.

1. A influência dos microrganismos de produtos biológicos na mudança

concentração de óleo

Ao longo dos 30 dias de experimento, a concentração de óleo mudou tanto no controle quanto nos recipientes utilizados pelos microrganismos.Estudos demonstraram que o produto biológico " Lenóil" , contendo uma associação de microrganismos (Bacillius brevis e Arthrobacter sp.) é capaz de se adaptar a altas doses de óleo e utilizar efetivamente o substrato.

Resultados da pesagem do navio:

Período	Peso navio de controle	% concentração de óleo	Peso da embarcação que está sendo examinada	% concentração de óleo
Início da experiência	1300,0	100%	1300,0	100%
1ª semana	1287,3		1283,0
2ª semana	1278,8		1268,1
3ª semana	1272,4		1240,5
4ª semana	1268,1		1215,0

Grau de biodegradação do óleo:

3.2 Dinâmica da biodegradação do óleo

Durante os 30 dias de experimento (4 semanas), monitoramos a dinâmica da biodegradação do óleo nos recipientes controle e utilizado. As observações mostraram que com a ajuda de um produto biológico contendo microrganismos, esse processo ocorre muito mais rápido.

Ao longo de todo o experimento, o progresso no recipiente com o produto biológico foi visível a olho nu e também confirmado pelos resultados da pesagem.

Primeira semana:

Segunda semana:

Terceira semana:

Quarta semana:

Conclusão

Com base na nossa investigação sobre a remediação de solos contaminados com óleo, tiramos as seguintes conclusões:

1. O processo de biodegradação natural do petróleo é muito lento;
2. Produtos biológicos contendo microrganismos com carbonoatividade oxidante de leidrogênio, acelera significativamente o processo de biodegradação do óleo. Em particular, o produto biológico "Lenoil"capaz de se adaptar a altas doses de óleo e utilizar efetivamente o substrato;
3. Com a ajuda de um produto biológico, o teor de óleo no solo é reduzido significativamente, mas não desaparece completamente. Para uma restauração completa é necessário muito mais tempo do que poderíamos permitir durante o experimento, sendo também necessária a realização de fitorremediação;
4. Em condições naturais, quanto maior for o derrame, mais tempo e dinheiro será necessário para a recuperação.

Bibliografia

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A poluição do solo e da água por óleo, que se tornou cada vez mais comum nos últimos anos, causa grandes danos ao meio ambiente. Uma das medidas ambientais mais importantes destinadas a restaurar a fertilidade das terras contaminadas com petróleo é a recuperação. O uso de tecnologias biológicas de sorção à base de esfagno nos últimos anos tem dado excelentes resultados.

Causas da poluição por óleo

Um derramamento de óleo pode ocorrer tanto durante sua produção, transporte e armazenamento, quanto durante seu processamento e utilização em processos tecnológicos. Além disso, as causas da poluição por óleo são frequentemente o desgaste físico do equipamento ou os seus danos mecânicos. As posições de liderança no número de derramamentos emergenciais de petróleo e produtos petrolíferos são ocupadas pelos oleodutos principais e de produtos no campo. A grande maioria das emergências aqui está associada à corrosão de equipamentos e trabalhos de construção e instalação de baixa qualidade, apenas uma pequena parte se deve a defeitos de fabricação e erros operacionais.

A legislação ambiental da Federação Russa exige que os derramamentos de petróleo e produtos petrolíferos sejam localizados e eliminados o mais rápido possível e que o conteúdo residual de hidrocarbonetos no meio ambiente seja levado a um nível aceitável. Devem ser realizados trabalhos para recuperar terras que perderam total ou parcialmente produtividade como resultado do derramamento de óleo. As terras recultivadas e territórios adjacentes e reservatórios de água após a conclusão de todo o complexo de obras devem representar uma paisagem sustentável idealmente organizada e ecologicamente equilibrada. De acordo com o Decreto do Governo da Federação Russa “Sobre Medidas Urgentes para Prevenir e Eliminar Derramamentos de Emergência de Petróleo e Produtos Petrolíferos”, cada empresa deve desenvolver um plano para a prevenção e resposta a derramamentos de emergência de petróleo e produtos petrolíferos (OSRP). No entanto, na prática, a maioria das empresas não só não desenvolveu um OSRP, como também não dispõe dos meios técnicos e materiais disponíveis para eliminar um derrame de emergência de petróleo e produtos petrolíferos.

Métodos para localizar e eliminar derramamentos de óleo de emergência

Os métodos mecânicos de localização e eliminação de derramamentos emergenciais de óleo permitem coletar a maior parte dos hidrocarbonetos derramados da superfície do solo e da água por meio de mecanismos e dispositivos especializados. Ao mesmo tempo, uma parte impressionante dos hidrocarbonetos é absorvida pelo solo, não sendo possível coletá-los por métodos mecânicos. Com o desenvolvimento da ciência e da tecnologia, métodos físico-químicos e biológicos passaram a ser utilizados juntamente com métodos mecânicos para eliminação de derramamentos de óleo. Os métodos físico-químicos para eliminar a poluição por óleo baseiam-se no uso de materiais de sorção que têm a capacidade de absorver óleo. Esses materiais podem ser divididos em adsorventes e absorventes dependendo do mecanismo de absorção do óleo. Por sua vez, cada um desses materiais difere em sua origem, dispersão, capacidade de óleo, flutuabilidade, capacidade de umidade e outros indicadores.

Hoje, são utilizados sorventes inorgânicos e orgânicos de origem natural e sintética. Muitos sorventes são universais porque são capazes de absorver uma ampla gama de produtos petrolíferos. Recentemente, na escolha de meios para eliminar derramamentos de emergência e suas consequências, tem-se dado cada vez mais preferência a sorventes que possam não apenas absorver bem petróleo e derivados, mas também decompô-los em substâncias simples e seguras - dióxido de carbono e água. Nesse caso, o processo de biodegradação dos derivados de petróleo é realizado naturalmente com o auxílio de microrganismos. Para acelerar a biodegradação dos derivados de petróleo, juntamente com os sorventes, podem ser utilizados produtos biológicos, que contêm colônias de diversos microrganismos que biodestroem os produtos petrolíferos.

Arroz. 1. Dinâmica de diminuição do teor de hidrocarbonetos em solo contaminado com óleo em relação ao teor inicial após 2 semanas

Recuperação de solo e corpos d'água usando sorventes biodegradáveis

Um derramamento de óleo pode destruir a flora e a fauna e causar mutação em microrganismos que vivem no solo e na água. A restauração da vegetação em solos contaminados com óleo é retardada ou não é de todo possível.

A recuperação de terras contaminadas por petróleo é uma tarefa primordial para eliminar as consequências de um derramamento de petróleo e derivados. 95,9% da quantidade total de terras contaminadas com óleo requerem trabalhos de recuperação. Todos os anos, a área de terras perturbadas que necessitam de recuperação aumenta em 10 mil hectares por ano.
Vale a pena recordar um exemplo recente: em 25 de abril de 2012, devido a uma exploração ilegal de um oleoduto pertencente à fábrica de Pribaikalye de Rosrezerva, mais de 300 toneladas de produtos petrolíferos foram parar no Angara. No momento, o vazamento foi eliminado, mas a concentração de poluição, conforme relatado por Rosprirodnadzor, excede a norma em 20 a 120 vezes, dependendo da distância da fonte de poluição.

Boas taxas de recuperação de áreas contaminadas com óleo são alcançadas através do uso de um absorvente à base de turfa de musgo esfagno modificado. A essência da modificação é que durante o tratamento em alta temperatura a turfa muda suas propriedades de hidrofílica para hidrofóbica e oleofílica. O componente húmico funciona como catalisador da atividade da biocenose nativa, aumentando significativamente esta atividade e acelerando sua interação com os hidrocarbonetos. Após a decomposição biológica do hidrocarboneto, a cápsula de turfa passa para um estado hidrofílico e começa a absorver água, como em condições naturais normais, tornando-se um componente útil tanto do solo como da água.

Para confirmar a eficácia da utilização de um absorvente à base de turfa de musgo esfagno modificado na superfície da água, foram realizados testes com base em um dos laboratórios de análise ambiental. Durante estes testes, foram determinados os principais indicadores deste absorvente: densidade aparente, capacidade de óleo, flutuabilidade; A capacidade de sorção do absorvente de óleo na superfície da água foi testada. Além disso, foi feita uma avaliação do grau de purificação da superfície da água do óleo pelo absorvente. Medições baseadas no método fluorimétrico mostraram que o teor residual médio de óleo dissolvido em água após a utilização do sorvente para coleta de óleo derramado, obtido a partir de três medições, foi de 0,086 mg/l (0,094; 0,073; 0,091). Isto corresponde totalmente à concentração máxima permitida na água de objetos de uso econômico, potável e cultural: o teor máximo de óleo é de 0,3 mg/l, óleo com alto teor de enxofre - 0,1*.

Especialistas do Departamento de Ecologia Industrial da Universidade Estatal Russa de Petróleo e Gás. I. M. Gubkin sob a liderança do chefe. O departamento do Professor S.V. Meshcheryakov estudou detalhadamente o efeito do absorvente de turfa na limpeza do solo da poluição por óleo. Um experimento realizado no laboratório do departamento durante sete meses mostrou que o uso de um absorvente à base de turfa de musgo esfagno modificado durante a recuperação de solos contaminados com óleo leva a uma redução significativa no teor de hidrocarbonetos no solo, uma diminuição em indicadores de toxicidade para valores de fundo e uma redução quase completa da inibição do crescimento das plantas. Isto significa que a utilização de um absorvente à base de turfa de musgo esfagno modificado normaliza a situação ambiental no local de resposta ao derrame de petróleo num curto espaço de tempo.

Duas semanas após o início do experimento, em duas amostras utilizando sorvente na proporção óleo/absorvente de 1:1 e 4:1 com adição de fertilizante granular complexo, o teor de hidrocarbonetos diminuiu 73% e 67%, respectivamente, e após 6 meses - em 94,3% e 94%, respectivamente (fig. 1). Nas restantes amostras durante um período semelhante de duas semanas, este valor foi de 15-47%, e a redução adicional na quantidade de hidrocarbonetos em amostras sem absorvente abrandou. De acordo com as normas do Okrug Autônomo Khanty-Mansi, amostras que utilizam sorvente nas proporções com óleo de 1:1 e 1:4 permitem que terrenos com tais indicadores sejam aceitos para circulação. Para avaliar a recuperação de terras do ponto de vista biológico, foram realizados vários estudos adicionais sobre o efeito de um sorvente à base de turfa de musgo esfagno modificado no processo de recuperação de terras.

Arroz. 2. Efeito de um absorvente no contexto da poluição por óleo na toxicidade do solo em dinâmica (objeto de teste - ciliados Paramecium Caudatum)

*1. Decreto do Governo da Federação Russa nº 613 de 21.08.00 “Sobre medidas urgentes para prevenir e eliminar derramamentos emergenciais de petróleo e derivados” (conforme alterado em 15.04.02 nº 240).
2. Despacho do Ministério dos Recursos Naturais n.º 144 de 2003 “Sobre a melhoria dos trabalhos no domínio do combate aos derrames de petróleo”.
3. Relatório sobre os resultados de um estudo realizado pelo Departamento de Ecologia Industrial da FHTE Universidade Estatal Russa de Petróleo e Gás. I. M. Gubkina “Estudo da influência do absorvente de turfa na limpeza do solo da poluição por óleo.” - M., 2008.
4. GN 2.1.5.1315-03 “Sobre a concentração máxima permitida de substâncias químicas em corpos d’água para uso doméstico, potável e cultural” datada de 04/03/98 (conforme alterada em 15/06/03).

Estudo de toxicidade do solo

Nas fases iniciais da experiência, a toxicidade do solo atingiu um nível elevado. Após 3 meses, em todas as amostras onde foi utilizado o sorvente de musgo esfagno modificado, o nível de toxicidade aproximou-se de zero (Fig. 2).

Atividade de microbiocenose do solo

A inibição da microbiocenose do solo foi observada ao longo do experimento em todas as amostras. A exceção é a amostra onde a dose de absorvente é máxima (proporção com óleo 1:1). Amostras em que a proporção proporcional de óleo e absorvente foi de 4:1, 2:1 e 4:1 com o uso de fertilizante podem ser consideradas seguras na fase final do experimento, onde a inibição excede ligeiramente o valor permitido de 30 % (Fig. 3).

Arroz. 3. A influência do absorvente no contexto da poluição por óleo na atividade da microbiocenose do solo na dinâmica

Indicadores fitocenóticos

O estudo dos indicadores fitocenóticos das plantas cerealíferas revelou a toxicidade do solo de todas as amostras experimentais. A toxicidade do solo é menos pronunciada em amostras que utilizam um absorvente. Todas as plantas participantes do experimento (trigo, aveia, rabanete e capim de encosta) apresentaram supressão pronunciada do sistema radicular devido à toxicidade do solo. As sementes de trigo revelaram-se as mais sensíveis à poluição por óleo. As partes aéreas das plantas também estão deprimidas. À medida que a quantidade de absorvente no solo contaminado aumentou (proporção proporcional ao óleo 2:1 e 1:1), a inibição diminuiu ligeiramente. O melhor desempenho (Fig. 4) de acordo com os resultados de estudos abrangentes foi observado em duas amostras: a primeira - com uma dose moderada de absorvente à base de turfa de musgo esfagno modificado (proporção de óleo 4:1) no contexto de fertilizante; o segundo - com a dose máxima do mesmo absorvente (proporção com óleo 1:1). Como resultado dos estudos biológicos realizados, foi revelado que, apesar da diminuição do nível de hidrocarbonetos em solos contaminados com óleo sem o uso de absorvente, a plena atividade vital das plantas não é garantida.

Arroz. 4. Indicadores fitocenóticos de grama para encostas (duração do cultivo - 30 dias)

Para determinar a eficácia da recuperação de terras utilizando um absorvente, foram realizados estudos sobre a possibilidade de biodegradação da poluição por óleo e cascalhos de perfuração. Os resultados mostraram que a quantidade de derivados de petróleo nos protótipos diminuiu 78%. Posteriormente, o nível de produtos petrolíferos nas amostras de teste continuou a diminuir e após 100 dias aproximou-se das concentrações máximas permitidas (ver tabela).

Mesa 1. Avaliação do conteúdo de resíduos de perfuração antes e depois do uso de absorvente

* ODKNP (concentração permitida separadamente de produtos petrolíferos em um único sujeito da Federação) = 1000 mg/kg.

Altas taxas de purificação de terras e corpos d'água contaminados por óleo usando um sorvente à base de turfa de musgo esfagno modificado serviram de base para introduzi-lo no procedimento padrão para a recuperação de solos e corpos d'água de petróleo/produtos petrolíferos e cascalhos de perfuração próximos ao maiores empresas. Um exemplo é o uso de um absorvente em terras contaminadas com óleo de uma das empresas do Okrug Autônomo Khanty-Mansi (ver foto). Antes de usar o absorvente, o teor de óleo no solo era de 28%. 45 dias após a adição do sorvente, o teor de derivados de petróleo diminuiu 20% e atingiu 5,8%, o que é inferior à concentração máxima permitida para o Okrug Autônomo de Khanty-Mansi (6%).

A recuperação de terras pode ser considerada completa após a criação de grama espessa e estável, enquanto a concentração de derivados residuais de petróleo com valores de coeficiente de oxidação de óleo superiores a 90% não deve exceder uma média para o local de 8,0% em solos orgânicos e 1,5 % em solos minerais e mistos.

A consideração de todo o experimento na dinâmica de desenvolvimento permite concluir que a recuperação de solos contaminados com óleo ocorre de forma mais rápida e eficiente com o uso de sorventes biodegradáveis. Além disso, os sorventes biodegradáveis ​​têm um efeito positivo no desenvolvimento de plantas em terras contaminadas com óleo. O sorvente à base de turfa de musgo esfagno modificado provou ser especialmente bom.

O sorvente ajuda a normalizar a situação ambiental no local de um derramamento de óleo de emergência, tanto no solo quanto na água. Basta espalhar no local do derramamento de óleo e deixar por um tempo. Acelera os processos de recuperação de terrenos e reservatórios contaminados com petróleo, limpando o solo dos resíduos de perfuração, a sua utilização justifica-se não só do ponto de vista económico, mas também ambiental, o que é confirmado por experiências.

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