Rotar O.V. 1, Iskrižitska D. V. 2, Iskrižitski A. A. 3

1 kandidat kemijskih znanosti, izredni profesor, Nacionalna raziskovalna Tomska politehnična univerza, 2 magistrski študent, Nacionalna raziskovalna Tomska politehnična univerza, 3 glavni specialist, Tomsk raziskovalni in oblikovalski inštitut za nafto in plin

BIOLOŠKA REKLAMACIJA Z NAFTAMI ONESNAŽENIH TLAN

opomba

Proučevali smo mehanizem prodiranja in porazdelitve nafte po talnih horizontih ter identificirali produkte razgradnje nafte v tleh. Ugotovljena je bila učinkovitost melioracijskih del z uporabo industrijskega biološkega proizvoda "Microzim".

Ključne besede: olje, biološki pripravek "Microzyme", identifikacija

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

1 doktorat iz kemije, izredni profesor Nacionalne raziskovalne politehnične univerze Tomsk, 2 dodiplomski študent Nacionalne raziskovalne politehnične univerze Tomsk, 3 višji specialist, Znanstveno-raziskovalni in oblikovalski inštitut za nafto in plin Tomsk

BIOLOŠKIREVEGETACIJAPETROONESNAŽENA TLA

Povzetek

Namen tega dela je raziskovanje mehanizma prodiranja in porazdelitve nafte na horizonte tal; prepoznavanje produktov razgradnje nafte v tleh. Opredelitev učinkovitostirevegetacijadeluje z uporabo industrijskega biološkega proizvoda "Microzim".

Ključne besede: olje, biološki proizvod “Microzim”, Identifikacija

Pridobivanje, transport, skladiščenje in rafiniranje nafte in naftnih derivatov zelo pogosto postanejo viri onesnaževanja okolja. Onesnaževanje z nafto se od mnogih drugih antropogenih vplivov razlikuje po tem, da ne povzroča postopne, ampak praviloma "odbojne" obremenitve okolja, ki povzroči hiter odziv. Melioracija je pospeševanje samoočiščevalnega procesa, ki izkorišča naravne rezerve ekosistema: podnebne, mikrobiološke, krajinske in geokemične. Pomembno vlogo ima tudi sestava olja, prisotnost spremljajočih soli in začetna koncentracija onesnaževal.

Da bi povečali stopnjo sanacije talnih ekosistemov in posledično zmanjšali njihov negativni vpliv, se uporabljajo različne tehnologije za obnovo z nafto onesnaženih tal. Tako so tehnologije razvrščene v kategorije in situ in ex situ.

Tehnologije ex situ se uporabljajo za obdelavo onesnažene zemlje, ki je bila predhodno odstranjena s površine določenega območja zemlje. Ta metoda omogoča uporabo zapletenih tehnik obdelave, ki so lahko učinkovite in hitro delujoče ter varnejše za podtalnico, živali in rastline.

In situ tehnologije imajo prednosti zaradi neposredne uporabe na mestu kontaminacije. Rezultat je zmanjšano tveganje izpostavljenosti ljudi in okolja onesnaževalcem med pridobivanjem, transportom in sanacijo onesnaženih zemljišč, kar ima za posledico prihranek pri stroških. Biološke metode melioracije vključujejo kmetijsko obdelavo tal, bioremediacijo, fitomelioracijo in naravno razgradnjo toksičnih snovi v tleh. Metoda bioremediacije temelji tako na stimulativnem učinku avtohtonih talnih mikroorganizmov kot tudi na delovanju predkultivirane bakterijske biomase v obliki bioloških pripravkov.

Najučinkovitejša metoda nevtralizacije naftnih derivatov v odpadnih vodah in zemlji je biotehnologija, ki temelji na oksidaciji naftnih derivatov s pomočjo mikroorganizmov, ki so sposobni naftne derivate uporabljati kot vir energije. Tradicionalne metode melioracije, kot so kopanje, sežiganje ali grabljenje ter odstranjevanje onesnažene plasti, so danes zastarele in neučinkovite. Pri zgorevanju nafte se kopičijo strupene in rakotvorne snovi; med izkopavanjem - upočasnitev procesov razgradnje nafte, nastajanje intrasoilnih tokov nafte in formacijske tekočine ter onesnaženje podzemne vode. Tako mehanske in fizikalne metode ne morejo vedno zagotoviti popolne odstranitve nafte in naftnih derivatov iz tal, proces naravne razgradnje onesnaženja v tleh pa je izjemno dolg.

Razgradnja nafte in naftnih derivatov v tleh v naravnih razmerah je biogeokemični proces, pri katerem je glavni in odločilni pomen funkcionalna aktivnost kompleksa talnih mikroorganizmov, ki zagotavljajo popolno mineralizacijo nafte in naftnih derivatov v ogljikov dioksid in vodo. Ker so mikroorganizmi, ki oksidirajo ogljikovodike, stalne sestavine talnih biocenoz, se je pojavila naravna želja, da bi njihovo katabolično aktivnost uporabili za obnovo z nafto onesnaženih tal.

Biološka predelava je predelava, ki se izvaja po mehanskem čiščenju zemljišča iz večine nafte, ki temelji na intenziviranju mikrobiološke razgradnje ostankov ogljikovodikov.

Namen te študije obsega proučevanje mehanizma prodiranja in porazdelitve nafte in njenih produktov razgradnje v tleh ter ugotavljanje učinkovitosti čiščenja z nafto onesnaženih zemljišč z biološkim proizvodom "Microzim".

Biološki pripravki so aktivna biomasa mikroorganizmov, ki kot vir energije uporabljajo ogljikovodike nafte in jih pretvarjajo v organsko snov lastne biomase. Študija je bila izvedena na modelnih sistemih, ki simulirajo onesnaženost tal različnih stopenj. Cilj raziskave je bil vzorčenje tal za določitev preostale količine olja in identifikacijo produktov razgradnje.

Nujen pogoj za poskus je bila skladnost z dejavniki, ki so značilni za naravne razmere. Rahljanje onesnaženih tal poveča difuzijo kisika v talne agregate, zmanjša koncentracijo ogljikovodikov in spodbuja enakomerno porazdelitev sestavin nafte in naftnih derivatov v tleh.

Identifikacija produktov razgradnje je bila določena s plinsko-tekočinsko kromatografijo in ultravijolično spektroskopijo.

Glavni rezultati

Optimalna temperatura za razgradnjo nafte in naftnih derivatov v tleh je 20°-37°C. Ugoden vodni režim smo dosegli z namakanjem. Izboljšanje vodnega režima vodi do izboljšanja agrokemičnih lastnosti tal, predvsem vpliva na aktivno gibanje hranil, mikrobiološko aktivnost in aktivnost bioloških procesov. Ugotovljena je velika heterogenost v porazdelitvi komponent nafte, ki je odvisna od fizikalnih in kemijskih lastnosti posameznih tal, kakovosti in sestave razlite nafte.

Študije so pokazale, da se porazdelitev nafte v tleh odvija glede na profil horizonta. Glede na sestavo in strukturo tal, njihovo poroznost, vodoprepustnost in vlago se olje kot mešanica kemičnih spojin razporedi v različne globine. Bitumenske frakcije so bile zabeležene na globini 7 cm, smolnate frakcije - 12 cm, lahke frakcije -24 cm, vodotopne spojine so bile najdene na globini 39 cm Vsebnost olja v tleh se v prvih mesecih po kontaminaciji močno zmanjša. - za 40-50 %. Kasneje se ta upad pojavi zelo počasi. Oksidacija ogljikovodikov v CO 2 in H 2 O poteka v stopnjah s tvorbo številnih vmesnih produktov. S plinsko-tekočinsko kromatografijo je bilo ugotovljeno, da so takšni produkti kisikove spojine: alkoholi, organske kisline, aldehidi.

Smolnate snovi, spojine z atomi žvepla in dušika, pridobljene kot posledica pretvorbe ogljikovodikovih surovin, se ne selijo in ostanejo v tleh dolgo časa.

Sestava in razmerje presnovnih produktov sta odvisna od sestave izvornega olja ter talnih in podnebnih razmer. V izkušnjah s preučevanjem procesov uničenja ogljikovodikov s pripravki mikroorganizmov, ki oksidirajo olje, je bil vpliv na te procese podnebnih razmer v regiji, za katere so značilne ostre in dolge zime, kratka, a včasih vroča poletja in kratka pomlad. jesensko obdobje, je bilo upoštevano. Zato smo za približanje proučevanih pogojev dejanskim razmeram uporabili klimatsko komoro, hladilno enoto in naravne pogoje. Zdravilo je bilo dodano vzorcem tal z vsebnostjo ostankov olja 20%. Vzorce smo hranili pri temperaturi 18°-20°C 10 dni, nato pa jih dali v zamrzovalnik in hranili pri temperaturi -20°C za simulacijo zimskih razmer 60 dni. Kot so pokazala opazovanja, se je po tem, ko je zdravilo ostalo v komori, učinkovitost njegovega dela nekoliko zmanjšala (8-11%). Tako lahko sklepamo, da je pozno jeseni mogoče aplicirati zdravila, ki lahko začnejo delovati spomladi, ko nastopijo ugodni pogoji za njihovo življenjsko aktivnost.

Kislo okolje negativno vpliva na encimski aparat celic, kar lahko upočasni procese razgradnje naftnih derivatov. Kislost tal smo predhodno določili in korigirali z dodajanjem izračunane količine apna v tla.

Za spodbujanje mikroflore tal na agrotehnični stopnji melioracije so bila uporabljena kompleksna mineralna gnojila (nitroamofoska, nitrofoska) v odmerku 100-120 kg dušika na 1 ha.

Uporabljen je bil bakterijski pripravek »Microzyme«, ki je biološki destruktor naftnih ogljikovodikov nove generacije in je koncentriran biološki proizvod edinstvenih sevov mikroorganizmov, ki oksidirajo ogljikovodike, kompleksa mineralnih soli in encimov. V procesu življenja mikroorganizmi aktivno sintetizirajo lastne encime in biološke površinsko aktivne snovi, ki pospešujejo razgradnjo onesnaževala in olajšajo njegovo mikrobiološko asimilacijo. Poteka aktivna biokemična razgradnja nafte in naftnih derivatov na CO 2, H 2 O in okolju prijazne produkte mikrobnega metabolizma.

Po kriteriju maksimalne porabe ogljikovodikov je učinkovitost čiščenja olja 50% v 14 dneh po prvi obdelavi tal z biološkim pripravkom, do 85% v prvem mesecu in do 98% v enem mesecu po ponovni obdelavi. Hitrost biološke razgradnje ogljikovodikov v realnih pogojih je odvisna od pravilnosti in intenzivnosti dostopa kisika. Poraba 99 % ogljikovodikov v realnih razmerah je dosežena v obdobju 2 mesecev pri nizkih in do 4 mesecih pri visokih koncentracijah naftnega derivata. 24 ur po nanosu zdravila v tla je dosežena raven mikrobiološke aktivnosti, za katero je značilno aktivno sproščanje CO 2.

Obdelava tal z biološkim pripravkom bistveno aktivira procese samočiščenja tal, obnovi kisikov režim tal in poveča aktivnost hidrolitskih in redoks encimov v prvih 10-14 dneh (tabela 1).

Tabela 1 - Učinkovitost zdravila "Microzim" v vzorcih z različnimi stopnjami začetne kontaminacije

	Stopnja onesnaženosti, %	Čas izpostavljenosti zdravilu, dnevi
1	Kratek
2	Povprečje
3	visoko

Na poskusnih lokacijah z visoko stopnjo onesnaženosti so bile opažene razlike v rezultatih biorazgradnje olja. Izvajanje samo agrotehničnih ukrepov (mletje, vnos mineralnih gnojil) je učinkovito le na območjih starih razlitij ali na mestih z nizko stopnjo onesnaženosti z nafto.

Tabela 2 - Učinkovitost melioracijskih ukrepov na območju z visoko stopnjo onesnaženosti

Izvajanje samo agrotehničnih ukrepov vpliva na zmanjšanje onesnaženosti za 15-20% v eni sezoni, samo zdravilo "Microzim" - do 40%, in kompleksna melioracija (agrotehnični ukrepi in uporaba bioloških pripravkov) pomaga. očistite tla za 60-80% v eni sezoni dela. Učinkovitost melioracijskih ukrepov je predstavljena v tabeli. 2.

Tako pride do biološkega cikla: razgradnja ogljikovodikov, ki onesnažujejo tla z mikroorganizmi, to je njihova mineralizacija, ki ji sledi humifikacija.

Literatura

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

2. Bulatov A.I., Makarenko P.P., Shemetov V.Yu. Priročnik okoljskega inženirja v naftni in plinski industriji o metodah za analizo okoljskih onesnaževal: V 3 urah. – M: Nedra-Poslovni center LLC, 1999.-2.del: Tla.- 634 str.

3. Rotar O.V., Iskrižitski A.A. Nekateri vidiki biološke predelave Okoljska podpora naftnim in plinskim poljem. RAS SB Novosibirsk: 2005.Str. 83-96.

4. Smetanin V.I. Rekultivacija in izboljšanje prizadetih zemljišč. -M: Kolos, 2000. 96 str.

1.7 Ukrepi za sanacijo z nafto onesnaženih tal

Melioracije, odvisno od obsega motenj v geosistemu in njihovega ranga, so lahko omejene na lokalne dogodke ali obsežne projekte obnove sestavin, lastnosti in pretrganih povezav v krajini.

Kompleks melioracijskih del je kompleksen večkomponentni sistem medsebojno povezanih ukrepov, strukturiran glede na raven nalog, ki jih je treba rešiti, in tehnološko izvedbo.

Ločimo naslednje faze reklamacije:

pripravljalna - predprojektna in projektantska dela, ki vsebujejo zasnovo, shemo, utemeljitev investicije, inženirske raziskave, faze projektiranja (projektna in delovna dokumentacija);

tehnični - inženirski in tehnični del projekta, namenjen odpravljanju posledic antropogenih dejavnosti, ustvarjanju tehnogene komponente, ki zagotavlja obnovo in delovanje motenega geosistema;

biološki - zaključni del projekta melioracije, ki vključuje sistem kmetovanja, urejanje krajine, gozdarsko gradnjo, biološko čiščenje tal, agromelioracijske in fitorelioracijske ukrepe, namenjene obnovitvi procesov nastajanja tal in dokončanju oblikovanja tehnonaravne (kulturne) krajine. .

Trajanje teh faz je konvencionalno opredeljeno kot reklamacijsko obdobje, katerega končni datum je utemeljen s projektom na podlagi okoljskih in ekonomskih izračunov. Obdobje sanacije, odvisno od stanja prizadetih zemljišč in njihove namenske rabe, lahko traja od enega do več let. Vendar se rekultivacija ne konča z datumom zaključka gradnje, na močno prizadetih zemljiščih je potrebno dolgoročno obvladovanje fizikalnih, kemičnih in bioloških procesov z inženirskimi in okoljskimi sistemi. V grobem lahko to obdobje določimo s časom obnove naravnih komponent, ki bodo zagotovile stabilnost geosistema in njegovo delovanje.

Pri izvajanju vojaških vaj, geološkega raziskovanja, iskanja, raziskovanja in drugih del, ki niso povezana s pridobivanjem zemljišč, se pogoji rekultivacije določijo v dogovoru z lastniki zemljišč, lastniki zemljišč, uporabniki zemljišč, najemniki.

Postopek rekultivacije zemljišč, onesnaženih z nafto, vključuje:

odstranjevanje nafte in naftnih derivatov iz tal;

melioracija (tehnična in biološka faza).

Rekultivacija zemljišč, onesnaženih z nafto in naftnimi derivati, se izvaja v več fazah, katerih čas mora biti naveden v projektu. Čas in stopnje sanacije se načrtujejo glede na stopnjo (stopnjo) in čas onesnaženja (datum izlitja), talne in podnebne razmere določene naravne cone, krajinske in geokemične značilnosti onesnaženih zemljišč ter stanje biocenoze. .

Obstajata dve stopnji onesnaženosti:

zmerno onesnaženje, ki ga je mogoče odpraviti z aktiviranjem samoočiščevalnih procesov s tehničnimi (agrotehničnimi) metodami (gnojenje, površinska obdelava in globoko rahljanje itd.);

močno onesnaženje, ki ga je mogoče odpraviti z izvajanjem posebnih ukrepov, ki spodbujajo ustvarjanje aerobnih pogojev in aktiviranje procesov oksidacije ogljikovodikov.

Porušena zemljišča je treba povrniti predvsem za njive in druga kmetijska zemljišča. V tem primeru mora melioracija vključevati pridobitev zaključka agrokemičnih in sanitarno-epidemioloških služb, da ni nevarnosti, da bi rastline odnesle strupene snovi za ljudi in živali [GOST 17.5.3.04-83].

Če melioracija zemljišč za kmetijske namene ni izvedljiva, se ustvarijo gozdni nasadi, da se poveča gozdni sklad, izboljša okolje ali zaščiti zemljišče pred erozijo; Po potrebi se ustvarijo rekreacijske cone in rezervati.

Zahteve za melioracijo v rekreacijski smeri bi morale vključevati: vertikalno načrtovanje ozemlja z minimalno količino izkopavanj, ohranjanje obstoječih ali oblikovanih kot rezultat dela zemljišč v tehnični fazi.

Topografija in oblika predelanih območij morata zagotavljati njihovo učinkovito gospodarsko rabo.

Rekultivirana zemljišča in sosednje ozemlje po zaključku celotnega kompleksa del morajo predstavljati optimalno urejeno in ekološko uravnoteženo trajnostno krajino.

V primeru zmerne onesnaženosti zadostuje, da se v pričakovanju samočiščenja tal izvede samo tehnična faza rekultivacije.

Tehnična faza reklamacije

Tehnična stopnja vključuje izvedbo del, ki ustvarjajo potrebne pogoje za nadaljnjo uporabo predelanih zemljišč za predvideni namen ali za izvajanje ukrepov za obnovitev rodovitnosti tal (biološka stopnja). Ukrepi tehnične melioracije so pospešitev procesov fizičnega čiščenja tal.

Na tehnični stopnji pride do preperevanja olja, izhlapevanja in delnega uničenja lahkih frakcij, fotooksidacije komponent olja na površini tal, obnove mikrobioloških združb, razvoja mikroorganizmov, ki oksidirajo nafto, in delne obnove združbe talnih živali. Nekatere sestavine se spremenijo v trdne produkte, kar izboljša vodno-zračni režim tal. Prezračevanje in vlažnost tal pomembno prispevata k intenziviranju teh procesov, zmanjšata koncentracijo olja in njegovo bolj enakomerno razpršitev.

Pri izvedbi tehnične faze melioracije je treba glede na smer predelanega zemljišča opraviti naslednja glavna dela:

groba in fina izravnava površine odlagališč, zasipavanje višinskih, vodovodnih in odvodnih kanalov; izravnavanje ali terasiranje pobočij; zasipavanje in izravnavanje rudniških udrtin;

osvoboditev predelane površine velikih kamnitih drobcev, industrijskih objektov in gradbenih odpadkov z njihovim naknadnim zakopom ali organiziranim skladiščenjem;

izgradnja dostopnih cest do melioriranih območij, izgradnja vpadnic in cest na njih ob upoštevanju prehoda kmetijske, gozdarske in druge opreme;

namestitev, če je potrebno, drenažnega, drenažnega, namakalnega omrežja in gradnja drugih hidravličnih objektov;

ureditev dna in bokov kamnolomov, načrtovanje preostalih jarkov, utrjevanje pobočij;

odprava ali uporaba jezov, nasipov, nasipov, polnjenje umetnih jezer in kanalov, izboljšanje rečnih strug;

ustvarjanje in izboljšanje strukture melioracijske plasti, rekultivacija strupenih kamnin in onesnaženih tal, če jih ni mogoče zapolniti s plastjo potencialno rodovitnih kamnin;

ustvarjanje, če je potrebno, zaščitne plasti;

pokrivanje površine s potencialno rodovitnimi in (ali) rodovitnimi plastmi zemlje;

protierozijsko organizacijo ozemlja.

Rušenje odmrle lesne vegetacije izvajajo ruvalci-nabiralci. Pred začetkom del je območje razlitja olja razdeljeno na ograje širine 10-15 m, ki morajo biti usmerjene od vzhoda proti zahodu, tako da so leseni gredi nameščeni od severa proti jugu, da se izboljšajo pogoji sušenja izkoreninjenega lesa. Izbira vzorcev gibanja za enote pri čiščenju območij z nafto onesnaženih dreves in grmovnic je odvisna od narave območja.

Pri izvajanju rudarskih načrtovalskih del je treba končno izravnavo zemljišča izvesti s stroji z nizkim specifičnim pritiskom na tla, da se zmanjša prekomerna zbitost površine predelane plasti. Za izvajanje del na prepojenih šotnih tleh se uporabljajo buldožerji in močvirna vozila. Med nadaljnjo pripravo rastišča je treba izvesti globoko rahljanje stisnjenega horizonta, ki ne vključuje desk, da se ustvarijo ugodni pogoji za razvoj koreninskega sistema rastlin.

Na težkih ilovnatih tleh (zlasti v gozdu južne tajge in gozdno-stepskih območjih), za katere je nevarnost vetrne erozije majhna, je treba izvesti rahljanje, predvsem obdelavo z desko do globine 20 cm.Ta območja ostanejo v oblika prahe v tehnični fazi melioracije (njive brez setve). Kjer lahko rahljanje povzroči erozijo, se na območjih, onesnaženih z nafto, izvede površinska obdelava do globine 8-10 cm, pri čemer ostanejo neobdelani pasovi širine 2-3 m čez pobočja ali smeri prevladujočih vetrov. Na območjih, kjer so kamnine nagnjene k vetrni eroziji, je treba sprejeti ukrepe za preprečevanje deflacije tal. Tehnike za utrjevanje prevejanih tal vključujejo:

povečanje razgibanosti reliefa z gradnjo jarkov, grebenov, jaškov, ki zmanjšujejo energijo vetrno-peščenega toka in spodbujajo akumulacijo vetrno-peščenega toka;

namestitev mehanskih ovir iz lokalnih materialov (grmičevje, pritlikave grmovnice, trave), polimernih materialov (polietilenska folija), cementno-peščenih blokov;

zmanjšanje občutljivosti peščenih tal na izpihovanje z lokalnim spreminjanjem njihove mehanske sestave z vnosom fino razpršenih (ilovnatih in ilovnatih) tal ali veziv.

Čas tehnične faze rekultivacije določijo organi, ki so zagotovili zemljišče in izdali dovoljenje za izvedbo del, povezanih z motnjami tal, na podlagi ustreznih projektnih gradiv in koledarskih načrtov. Čas zaključka tehnične faze je odvisen od časa kontaminacije, približno pa ga lahko predvidimo iz tabele.

Tabela 1

Časovni razpored tehnične faze reklamacije

Biološka stopnja melioracije

Biološka faza vključuje niz agrotehničnih in fitomeliorativnih ukrepov, katerih cilj je izboljšanje agrofizikalnih, agrokemičnih, biokemičnih in drugih lastnosti tal. Bioremediacija je optimizacija fizikalno-kemijskih in bioloških dejavnikov za čiščenje tal.

Biološka faza se izvede po zaključku tehnične faze in je sestavljena iz priprave tal, vnosa gnojil, bioloških pripravkov, izbire zelišč in travnih mešanic, setve, nege posevkov in je namenjena fiksiranju površinske plasti zemlje s koreninskim sistemom. rastlin, ustvarjanje sklenjenega travnatega sestoja in preprečevanje razvoja vodne in vetrne erozije tal na prizadetih zemljiščih.

Biološka faza se izvede po popolnem zaključku tehnične faze obnove rodovitne plasti tal v skladu z GOST 17.5.3.06-85 in v kombinaciji z mehanskimi metodami. Pri izvajanju te stopnje rekultivacije je treba upoštevati zahteve za melioracijo na območjih njihove uporabe.

Na območjih, ki so močno onesnažena z nafto in naftnimi derivati, se lahko za pospešitev biorazgradnje nafte in naftnih derivatov uvedejo biološki pripravki, ki imajo dovoljenje državnih služb. Zdravila je treba uporabljati v skladu z navodili za njihovo uporabo in po tehnologiji, dogovorjeni z lokalnimi organi Zvezne agencije za kataster nepremičnin. Nujen pogoj za uspešno predelavo nafte in naftnih derivatov z bakterijami, ki oksidirajo olje, je vrednost aktivne reakcije (pH) tal, ki mora biti najmanj 6,5.

Nanos delovnih raztopin biološkega pripravka na površino, ki jo tretiramo, se izvaja s črpalko in razpršilcem. To zagotavlja intenzivno rahljanje plasti zemlje, ki jo čistimo.

Pri nanašanju delovne suspenzije se na manjših onesnaženih območjih uporabljajo gasilska vozila, motorne črpalke, škropilnice, brizgalne naprave in stroji, na večjih površinah pa naprave z veliko prostornino rezervoarja.

Pri izvajanju bioremediacije je treba upoštevati, da so organske snovi in ​​mikroelementi, ki jih vsebuje olje, z določeno transformacijo in zmanjšanjem koncentracije na 300 mg olja na 1 kg zemlje lahko stimulansi rasti rastlin in sestavine hrane. za biocenozo tal.

Biološka faza obsega dve fazi - poskusno setev trav in fitomeliorativ z vnosom mineralnih gnojil ter setev trajnih trav, odpornih na onesnaženje. Pri sajenju rastlin se izogibajte sajenju iglavcev, dreves, grmovnic in trav, ki proizvajajo vlaknate snovi ali puberteta semena.

Namen testne setve trav je oceniti rezidualno fitotoksičnost tal, intenzivirati procese biorazgradnje nafte in naftnih derivatov in izboljšati agrofizikalne lastnosti tal ter razjasniti čas prehoda v končno fazo melioracije.

Pred poskusno setvijo travnih metuljnic se izvede oranje (do globine onesnaženosti), rahljanje in diskanje. Setev in skrb za pridelke se izvajata v skladu s standardi in tehnologijami, sprejetimi v talnem in podnebnem območju. Sejane trave morajo imeti sposobnost hitrega ustvarjanja sklenjene trave in trajne ruše, ki je odporna na izpiranje in pašo ter se po košnji hitro razraste. Semena trav, namenjena za setev, morajo ustrezati zahtevam standarda in biti po setvenih kakovostih najmanj II.

Semena stročnic je treba, kadar koli je to mogoče, luščiti. Pred setvijo je priporočljivo semena stročnic inokulirati in tretirati z bakterijskimi gnojili (nitragin).

Popečena mineralna gnojila je treba pred vnosom v tla zdrobiti in presejati skozi sito. V primeru predsetvenega vnosa gnojil jih zmešamo s semeni neposredno pred setvijo. Amonijevega sulfata in amonijevega nitrata ni mogoče mešati, razpršiti ali vključiti v zemljo hkrati z apnom. Priporočljivo je uporabiti superfosfatna in kalijeva gnojila skupaj z apnom.

Pred izvedbo biorekultivacije prizadetih zemljišč na kislih tleh se najprej izvedejo melioracijski ukrepi, vključno z apnenjem tal. Odmerki apna so določeni v skladu z referenčnimi in regulativnimi dokumenti, ki veljajo v talno-podnebnem območju.

Glede na odmerek apna se določi način njegovega vnosa v tla. Pri nanašanju apna ga je treba enakomerno razporediti po njivi, bolje je, da ga zmešamo s celotno obdelovalno plastjo zemlje. To je mogoče doseči z vključitvijo apna med gojenje.

Pri površinskem nanašanju apna je treba odmerek zmanjšati na 1/2-1/5 celotnega odmerka. Majhni odmerki apna učinkoviteje delujejo na proces normalizacije kislosti tal v prvem letu po nanosu.

Na drugi stopnji biološke faze, 1,5-2,5 let po kontaminaciji, sejejo trajne trave. Prične se, če je poskusna setev trav vzklila na vsaj 75 % površine. Pred setvijo trajnih trav se izvede brananje, vnos mineralnih gnojil in obdelava tal. Uporaba gnojil se izvaja z namenom intenziviranja vitalne aktivnosti mikrobnih združb v tleh in povečanja rastlinske biomase, kar posledično prispeva k izboljšanju procesov obnavljanja rodovitnosti tal.

Za kontrolo obnavljanja zemljišč in kakovosti pridelane biomase se iste poljščine istočasno posejejo po podobni tehnologiji na kontrolnem (nekontaminiranem) območju na varovalnem območju med območjem, onesnaženim z nafto, in zemljišči, ki se uporabljajo v gospodarske namene. Če je zaraščanje na onesnaženem mestu najmanj 75 % površine zemljišča v primerjavi z zaraščenjem na kontrolnem mestu, se šteje, da so sanacijska dela opravljena in se nahajališče prenese na lastnika zemljišča.

Zelene mase gojenih trav po končani melioraciji ni priporočljivo uporabljati za krmo. Pustimo ga na predelani površini in uporabimo kot gnojilo za zeleno gnojilo (zeleno maso po obdelavi s ploščatimi glazurami zaorjemo). Uporaba predelanih zemljišč kot kmetijskih zemljišč je možna šele po prejemu zaključka agrokemičnih in sanitarno-epidemioloških služb, da ni nevarnosti, da rastline odnašajo strupene snovi za ljudi in živali [GOST 17.5.3.04-83].

Izbira vrst trave se izvaja na podlagi lokalnih talnih in podnebnih razmer ter priporočil conskega sistema kmetovanja sestavnih subjektov Ruske federacije.

Pri rekultivaciji z nafto onesnaženih zemljišč je treba upoštevati modifikacijski učinek nafte na osnovne lastnosti tal in dinamiko naravne biorazgradnje nafte. Nabor ukrepov za čiščenje tal pred onesnaženjem z nafto vključuje dve točki: 1) aktiviranje abiotskih fizikalno-kemijskih procesov razgradnje sveže nafte; 2) stimulacija mikroflore, ki oksidira ogljikove hidrate v tleh, in fitomelioracija. Poleg tega spremenjene lastnosti onesnaženih tal nakazujejo smer potrebnih vplivov, stopenjstvo procesa naravne razgradnje nafte v tleh pa nakazuje najbolj racionalno zaporedje posameznih ukrepov.

Bioremediacija z nafto onesnaženih tal

Osnove ekologije

Talni viri so eden najnujnejših predpogojev za zagotavljanje življenja na Zemlji. Prst kot element biosfere je zasnovana tako, da zagotavlja biokemično okolje za človeka, živali in rastline...

Čiščenje tal pred onesnaženjem z nafto z uporabo mikroorganizmov, ki oksidirajo ogljikovodike

Rekultivacija zaprtih odlagališč je niz del, namenjenih obnovitvi produktivnosti in ekonomske vrednosti obnovljenih območij ter izboljšanju okolja. Poleg poligonov...

Rekultivacija zaprtih odlagališč trdnih odpadkov

Nemogoče je doseči popolno obnovitev produktivnosti in gospodarske vrednosti ozemlja zaprtega odlagališča z racionalnimi tehničnimi in ekonomskimi sredstvi, zato je treba govoriti o smereh za sanacijo ...

Rekultivacija zaprtih odlagališč trdnih odpadkov

Rekultivacija odlagališča poteka v dveh fazah: 1. tehnična 2. biološka Tehnična faza rekultivacije obsega študije stanja telesa odlagališča in njegovega vpliva na naravno okolje...

Rekultivacija zaprtih odlagališč trdnih odpadkov

Rekultivacija zaprtih odlagališč trdnih odpadkov

Tehnološka shema za sanacijo zaprtih odlagališč brez predelave odlagališčne zemlje je prikazana na sl. 1. Po tej shemi se pobočja izravnajo (1) z buldožerjem (2) ...

Rekultivacija zaprtih odlagališč trdnih odpadkov

Po zaključku tehnične faze se lokacija prenese v biološko fazo rekultivacije zaprtih odlagališč. Biološka faza rekultivacije traja 4 leta in obsega naslednja dela: izbor sortimenta trajnih trav...

Onesnaževanje z nafto se od mnogih drugih antropogenih vplivov razlikuje po tem, da ne povzroča postopne, ampak praviloma »odbojne« obremenitve okolja, ki povzroči hiter odziv ...

Metode sanacije z nafto onesnaženih tal in tal s poudarkom na bioremediacijskih pristopih

Melioracija zemljišč je sklop ukrepov, katerih cilj je obnoviti produktivnost in gospodarsko vrednost prizadetih in onesnaženih zemljišč...

Metode sanacije z nafto onesnaženih tal in tal s poudarkom na bioremediacijskih pristopih

Obstoječe mehanske, termične in fizikalno-kemijske metode čiščenja tal pred onesnaženostjo z nafto so drage in učinkovite le pri določeni stopnji onesnaženosti (običajno vsaj 1 % olja v tleh)...

Tehnologija varstva in reprodukcije naravnih virov

Melioracija zemljišč je sklop del za obnovitev produktivnosti zemljišč in izboljšanje okoljskih razmer. Do motenj v zemlji pride med razvojem nahajališč mineralov, geološkim raziskovanjem...

Tehnologija za sanacijo onesnaženih zemljišč naftnega kompleksa okrožja Oktyabrsky

Nabor ukrepov za čiščenje tal pred onesnaženjem z nafto vključuje dve točki: prva je aktivacija abiotskih fizikalno-kemijskih procesov razgradnje sveže nafte; drugi je stimulacija mikroflore tal, ki oksidira ogljikove hidrate in ...

Okoljski problemi Kuzbassa

Problem melioracije tehnogenih zemljišč in njihovega vračanja v sekundarno gospodarsko rabo je postal pomembna gospodarska naloga. Zlasti v Kuzbassu, kjer je površina prizadetih območij presegla 70 tisoč hektarjev ...

Medokrožni odbor V.I.Vaverja za varstvo narave in naravne vire, Nizhnevartovsk

Vzroki in posledice razlitja nafte

V zadnjih treh desetletjih so v Nižnevartovski regiji proizvedli 2,5 milijarde ton nafte.

V skladu s pristopom, sprejetim v šestdesetih letih prejšnjega stoletja k razvoju naftnih polj v Zahodni Sibiriji, ki je predvideval njihov razvoj predvsem na rotacijski osnovi in ​​intenziven razvoj, je razvoj naftnih polj potekal z minimalnimi stroški, s pričakovanjem kratkega terminsko delovanje. Hkrati nihče ni računal na okoljsko varnost objektov v gradnji, poskuse projektantov in vodij oddelkov za proizvodnjo nafte in plina, da bi povečali tehnološko zanesljivost cevovodov s podražitvijo, pa je preprečilo strokovno znanje ministrstva. naftne industrije.

Prvi razpoki naftovodov na polju, ki so jih spremljala razlitja znatnih količin nafte, niso dolgo čakali, zaradi pospešenega povečevanja vodnatosti nafte pa so se po 5-6 letih obratovanja pojavile množične razpoke zbiralnikov nafte. začele so se omrežne cevi.

Del nafte, ki se je razlila na dostopnih mestih, smo izčrpali, razlitje nafte v neposredni bližini proizvodnih objektov pa smo preprosto zasuli s peskom. Večina razlitja je ostala zapuščenih ali pogorela. In vsak primer gorenja razlite nafte je spremljal izpust znatne količine saj, ki vsebujejo rakotvorne snovi, kot je 2,4-benzo(a)piren, v ozračje. Lahke frakcije nafte, vključno z rakotvornimi aromatičnimi ogljikovodiki, ki poleti izhlapevajo s površine razlitja, močno onesnažujejo atmosferski zrak. Emisije saj pri zgorevanju nafte in ogljikovodiki, ki izhlapevajo pri razlitju, onesnažujejo zrak ne le na območju naftnih polj, temveč pomembno prispevajo tudi k onesnaženosti zraka v naseljenih območjih.

Ostanki nafte, ki ostanejo na mestu razlitja, nenehno pronicajo v tla in ustvarjajo nevarnost onesnaženja z nafto podzemnih vodonosnikov, ki so vir oskrbe z vodo naseljenih območij regije Nizhnevartovsk. Na ozemlju polja Samotlor so že opazili znake onesnaženja vodonosnikov z nafto. S postopnim selitvijo se onesnaženje z oljem širi na območja, ki včasih znatno presegajo območje primarnega onesnaženja.

Precejšen del razlite nafte se s poplavnimi in meteornimi vodami odvali v vodotoke in onesnažuje vodo z naftnimi derivati. Po podatkih Nizhnevartovske posebne inšpekcije državnega okoljskega nadzora je vsebnost naftnih derivatov v vodah rek Ob in Vakh leta 1996 znašala od 1,7 do 2,3 MPC. Olje, ki pride v vodna telesa in izgubi svoje lahke frakcije zaradi vremenskih vplivov, gre na dno, kjer v pogojih pomanjkanja kisika ostane dolgo časa in se zelo počasi biološko razgradi. Tako potopljena in zakopana nafta v zemeljskih nasipih postane stalen vir onesnaževanja podtalnice in površinskih vodnih teles.

Skupna toksičnost olja je na splošno nizka. Hkrati so za posamezne sestavine olja in njegove biorazgradne produkte, predvsem poliaromatske in policiklične spojine, značilne mutagenost, rakotvornost in teratogenost. In posledice njihovega vpliva na žive organizme, vključno s človekom, se lahko pokažejo po mnogih letih in v naslednjih generacijah. Manifestacije tega učinka so zelo raznolike in se lahko izrazijo v zmanjšanju imunosti, razvoju alergij in raka, povečanju incidence prirojenih deformacij itd. Največja nevarnost v tem primeru so genetske motnje.

Zelene rastline, glive in mikroorganizmi, ki se razvijejo v tleh in sedimentih vodnih teles, ki vsebujejo tudi sledi nafte, kopičijo in koncentrirajo težke kovine, radionuklide, rakotvorne snovi in ​​genetske strupe v svojih tkivih ter jih prenašajo po prehranjevalni verigi do višjih organizmov z ustrezne posledice.

Tako onesnaženje naravnega okolja z nafto dolgoročno ogroža zdravje prebivalcev regije. In ni naključje, da so prebivalci Nižnevartovska po podatkih državnega sistema "Okolje-zdravje" zabeležili presežek povprečne ruske incidence malignih novotvorb za 2-3 krat. Na splošno je zdravstveno stanje prebivalcev Nižnevartovska ocenjeno kot kritično.

Obseg katastrofe

Od začetka devetdesetih let so se začela obsežna dela za odpravo onesnaženosti zemlje z nafto. Vendar pa je povečanje površine zemljišč, poplavljenih z nafto, zaradi naraščajoče stopnje nesreč cevi preseglo in presega površino vsaj delno obnovljenih zemljišč. V začetku leta 1997 je akumulirani sklad zemljišč, onesnaženih z nafto, glede na očitno podcenjene podatke poročanja podjetij za proizvodnjo nafte znašal 2.314 hektarjev.

Danes so razlitja nafte na naftnih poljih Zahodne Sibirije postala katastrofa. Od 20,2 tisoč km notranjih cevovodov, zgrajenih v regiji Nizhnevartovsk, je 3,4 tisoč km (16,6%) skoraj popolnoma izrabljenih in jih je treba takoj zamenjati. Zaradi pomanjkanja sredstev v podjetjih za obnovo cevovodov se zaloge dotrajanih cevi povečujejo, kar neizogibno vodi v postopno povečanje števila nesreč in s tem v letno povečanje površine dežela, preplavljena z nafto.

Po poročilih podjetij za proizvodnjo nafte je bilo samo leta 1996 v regiji Nizhnevartovsk registriranih 1543 nesreč na cevovodih na terenu, zaradi česar se je razlilo 424,3 ton nafte in 607,0 ton visoko mineralizirane formacijske vode. Ob tem je bilo z nafto onesnaženih 42,43 hektarjev površin.

Po minimalnih strokovnih ocenah naj bi samo v primeru nesreč leta 1996 v regiji površina zemljišča, onesnažena z nafto, znašala najmanj 300 hektarjev, količina razlite nafte na reliefu pa 30 tisoč ton, od tega tehnično ne več kot 18-25 tisoč ton Po podatkih gozdarskih podjetij je bilo zaradi samo dveh nesreč leta 1996 6,2 hektarja gozdov onesnaženih z nafto in visoko mineralizirano formacijsko vodo.

V teh razmerah postane prednostna naloga odpravljanje posledic številnih nesreč in rekultivacija obsežnega nakopičenega in nenehno nastajajočega sklada z nafto onesnaženih zemljišč.

Cilji in realne možnosti reklamacije

V običajni praksi melioracija pomeni povrnitev prvotne rodovitnosti predhodno prizadetih zemljišč. To je končni cilj vsakega melioracijskega dela.

Rekultivacija zemljišč, onesnaženih z nafto in težkimi naftnimi derivati, vključuje zmanjšanje njihove vsebnosti v tleh in vodi na biološko varne koncentracije. Vendar velikost teh koncentracij zaradi kompleksne in spremenljive kemične sestave nafte še ni bila ugotovljena in je malo verjetno, da bo nedvoumno ugotovljena. Olja iz različnih nahajališč in celo različnih plasti istega polja se bistveno razlikujejo po kemični sestavi. In ker glavno nevarnost predstavljajo rakotvorne in mutagene snovi, ki jih olje vsebuje v spremenljivih in zelo majhnih koncentracijah, ki praktično ne vplivajo na produktivnost prvih generacij zelenih rastlin, po katerih se običajno ocenjuje rodovitnost zemlje, je naloga vzpostavitve biološko varna raven onesnaženja z nafto je izjemno težka.

Rast in razmnoževanje številnih vrst zelenih rastlin je možno z vsebnostjo olja v tleh do nekaj odstotkov (odvisno od vrste tal). In za nekatere rastline, ki so odporne na olje, kot je mačji rep, je olje pospeševalec rasti, kot je razvidno iz nekaterih starih razlitij nafte. Toda zaradi kopičenja mutagenih in rakotvornih snovi v rastlinah so te rastline nevarne za višje oblike življenja.

Zato postane očitno, da rast zelenih rastlin ne more služiti kot pravo merilo za sanacijo z nafto onesnaženih zemljišč in kaže le na zmanjšanje koncentracije olja v tleh pod mejami fitotoksičnosti, ki so različne za različne vrste rastlin in vrste tal.

V primeru onesnaženosti zemlje z nafto moramo jasno razumeti, da je hitro doseganje pravega cilja rekultivacije - zagotovitev biološke varnosti onesnažene zemlje in biomase, ki se na njej razvija - v časovnem okviru, sprejemljivem za proizvodne delavce, možno le s popolno odstranitvijo onesnažene zemlje z mesta razlitja in jo nadomestiti s čisto rodovitno zemljo.

V realnih proizvodnih razmerah je dejanski cilj izvajanja melioracijskih del le znižanje vsebnosti nafte in naftnih derivatov v tleh na pogojno mejo, pri kateri je možen razvoj, rast in razmnoževanje zelenih rastlin ter doseganje splošna zasnova pokritosti »melioriranih« zemljišč z rastlinami, ki je blizu prvotnemu (glej tabelo).

Ta cilj je povsem mogoče doseči v 1-5 letih. Pravzaprav je to le začetna faza melioracije, med katero je možno nadaljnje samočiščenje tal do biološko varne ravni s sodelovanjem zelenih rastlin in talne mikroflore. In to ne bo trajalo leta, ampak desetletja.

Zato se meliorirana zemljišča tudi po obnovitvi rodovitnosti ne smejo uporabljati za gojenje živilskih in krmnih rastlin. Na teh zemljiščih ne morete kositi sena in pasti živine, ne morete nabirati gob in jagodičja. Prav tako ne smete loviti v vodah, onesnaženih z nafto. Edino merilo za odpravo teh omejitev so lahko rezultati posebnih fizikalno-kemijskih in toksikoloških študij tal, rastlin, ki rastejo na njih, in prebivalcev predelanih z nafto onesnaženih rezervoarjev.

Na žalost skoraj vsi trenutni regulativni dokumenti, ki urejajo melioracijska dela in sprejemanje predelanih zemljišč, ne upoštevajo nevarnosti kopičenja strupenih produktov oksidacije in biorazgradnje razlite nafte v tleh in biomasi, ki se v njej razmnožuje. Skladno s sodobno prakso melioracijskih del velja, da so zemljine in odpadki od vrtin z vsebnostjo naftnih derivatov, navedenimi v tabeli, dovolj varni. In čeprav zahteve najstrožjih regulativnih dokumentov določajo prepoved uporabe zemljišč, predelanih po onesnaženju z nafto, za nabiranje jagod, gob, košnjo sena, gojenje hrane in živalske krme, dokler se koncentracija nevarnih snovi ne zmanjša pod MPC, ravni, v praksi te določbe nikoli nihče ne izvaja.

Kako povrniti zemljo, onesnaženo z nafto

Pripravljalna dela. V prvih fazah reševanja razlitja nafte je glavna naloga lokalizacija onesnaženega območja, da se prepreči širjenje oljnega madeža in zbere največja možna količina razlite nafte. Ta dela je treba izvesti takoj po nesreči. In bolj temeljito se izvajajo, ugodnejša je napoved za rezultate melioracije.

Ker se večina razlitij nafte in naftnih derivatov v svetovni praksi zgodi ob nesrečah naftnih tankerjev, so metode za lokalizacijo in zbiranje razlite nafte na vodnih površinah najbolj razvite.

Za lokalizacijo razlitja nafte na vodni površini se uporabljajo različne vrste rok, ki jih proizvajajo številna tuja podjetja. Na žalost je seznam rok, proizvedenih v Rusiji, omejen na hitro nameščene gumijasto-tkaninske ovire "Uzh" in roke tipa "Anaconda". Nekatera mala podjetja proizvajajo preproste, a zanesljive roke serije "BN" in druge.Pri nameščanju rok morate takoj organizirati črpanje olja, ki se nabira pred roko, in preprečiti njegovo kopičenje v znatnih količinah.

Ker je razlito olje najlažje izčrpati s površine vode, so na suhem v omejenih območjih zemljišča nameščeni drenažni (zbiralni) jarki, usmerjeni proti naravnim ali posebej odprtim depresijam (lovilnim jamam), delno napolnjenim z vodo. V te vdolbine so nameščene naprave za črpanje olja, ki se nabira v njih.

Da bi povečali popolnost čiščenja zemljišč, je po izčrpavanju glavne količine razlite nafte priporočljivo uporabiti metodo izpiranja tal iz ostankov nafte s curki vode, pri čemer se razlita nafta odpelje v drenažni jarek ali neposredno v depresije v olajšanje. Učinkovitost pranja se znatno poveča, če vodi dodamo površinsko aktivne snovi (površinsko aktivne snovi), ki jih razgradi mikroflora tal, v koncentracijah 0,02-0,5%. Še posebej koristno je uporabiti tehniko čiščenja s površinsko aktivnim sredstvom za čiščenje trave ali grmovja pred oljem.

Za zbiranje nafte s površine vode v rezervoarjih, reliefnih depresijah in v lovnih jamah se uporabljajo plavajoče sesalne naprave za dovod olja - skimerji, bobnasti in diskasti skimmerji za olje, ki jih serijsko proizvajajo predvsem tuja podjetja. Za zbiranje nafte s površine vode je obetavna uporaba dinamičnih skimmerjev-akumulatorjev nafte serije "ND", ki delujejo v avtomatskem načinu in zagotavljajo, da ni puščanja nafte pod rokami. Trenutno te posnemalnik olja v posameznih izvodih proizvaja TTC Sibirneft LLP (Nižnevartovsk).

Številna domača in tuja podjetja so razvila in ponujajo potrošnikom vpojne preproge za zbiranje olja s površine vode in zemlje. Najboljši primerki takšnih zastirk lahko absorbirajo do 40 kg olja na 1 m2 in po iztiskanju zbranega olja iz njih se lahko ponovno uporabijo 12-15 krat. Smiselno jih je uporabiti za zbiranje manjših madežev razlite nafte in za »končno čiščenje« nafte po izčrpanju večje količine z drugimi metodami. V tem primeru je dosežena največja možna popolnost zbiranja olja. V Rusiji takšne preproge z absorpcijsko sposobnostjo do 15 kg olja na 1 kg preproge (z gostoto približno 1 kg/m2) ponujata Ecoservice (Tomsk) in Echtech (Tomsk).

Nekatera podjetja ponujajo praškaste in zrnate sorbente različnih vrst, ki absorbirajo razlito olje. Toda mehanske naprave za zbiranje in recikliranje z oljem nasičenih sorbentov še niso bile ustvarjene in proizvedene v industrijskem obsegu, zato je njihova množična uporaba pri obsežnih razlitjih, značilnih za polja Zahodne Sibirije, neobetavna.

Melioracijska dela. Po zbiranju razlite nafte del le-te ostane sorbiran na tleh in rastlinskih ostankih. Delno erodira, v daljšem obdobju pa se delno ali v celoti bituminizira, tako da se tla prekrijejo z gosto skorjo. Nafta, ki se razlije na površino rezervoarjev, po enem letu konča na dnu rezervoarja zaradi sorpcije na trdne delce, pa tudi zaradi povečanja gostote.

Prva faza sanacije zemljišč, onesnaženih z nafto, je čiščenje tal in tal pred nafto in naftnimi derivati.

Dokaj podroben opis priporočenih metod in tehnik za čiščenje in recikliranje zemljin in odpadkov, ki vsebujejo olje, je podan v poročilu delovne skupine mednarodnega združenja naftnih družb in podjetij naftne industrije "E&P Forum". Za odpravo onesnaženosti zemlje z oljem je priporočljivo popolnoma odstraniti onesnaženo zemljo, nato pa jo očistiti. Za čiščenje se priporoča ekstrakcija olja s tekočim CO 2 ali organskimi topili, ob ugodnih pogojih pa biokemijska razgradnja ogljikovodikov olja s pomočjo talne mikroflore. Biokemične metode čiščenja tal, zbranih iz razlitja, vključujejo namakanje polja, kompostiranje ali preprosto širjenje odpadkov, ki vsebujejo olje, po tleh, ki mu sledi samočiščenje.

Najenostavnejša od naštetih metod je raztresenje onesnaženih odpadkov po tleh v tanki plasti, čemur sledi periodično oranje za mešanje in prezračevanje. Razgradnja ogljikovodikov poteka pod vplivom naravne mikroflore tal. Za pospešitev razgradnje in preprečevanje izpiranja in migracije kontaminantov lahko zemlji, pomešani z odpadki, dodamo vodo in pomožne snovi - gnojila, sorbente itd. Na enem območju trošenje izvedemo enkrat, da preprečimo kopičenje organskih snovi in ​​težkih kovin v tleh. Ta metoda se priporoča za odstranjevanje izrabljenih vrtalnih tekočin, ki vsebujejo malo ogljikovodikov in soli.

Zasnova namakalnih polj se od prejšnje metode razlikuje le po tem, da se na istem območju večkrat izvaja trošenje z naknadnim oranjem. V suhem času se izvaja zalivanje.

Območja za širjenje in gradnjo namakalnih polj so izbrana tako, da je izključena možnost širjenja onesnaženja izven meja za to določenega območja.

Kompostiranje zaoljenih odpadkov se lahko uporablja tam, kjer so relativno visoke koncentracije ogljikovodikov in drugih biološko razgradljivih snovi. Za povečanje poroznosti se odpadki, ki jih je treba uničiti, pomešajo s polnilom – sekanci, slama ipd., nato pa se pomešajo z zemljo, ki vsebuje mikroorganizme. Mešanici lahko dodamo kmetijske odpadke, da povečamo sposobnost zadrževanja vode, pa tudi mineralna gnojila in mikroelemente. Mešanico naložimo na pladnje ali palete z mrežastim dnom ali v kupe do višine 1 m, občasno premešamo in navlažimo. S to metodo lahko vsebnost ogljikovodikov v kompostu zmanjšamo z 10 % na delček odstotka v 4-8 tednih.

Za predhodno čiščenje velikih količin zbrane zemlje in oljne gošče iz nafte se široko uporabljajo različne vrste centrifugalnih naprav, ki omogočajo ločevanje komercialnega olja iz zemlje in blata ter doseganje vsebnosti ostanka olja v tleh največ 8 %.

Na žalost so glede na obseg razlitja nafte v Zahodni Sibiriji te metode zaradi visokih stroškov dela v večini primerov praktično neuporabne ali pa se uporabljajo v zelo omejenih količinah. Vendar so takšne metode lahko uporabne pri čiščenju z oljem onesnaženih blatnih jam in majhnih območij z visoko intenzivnostjo onesnaženja.

Mikrobiološko čiščenje zemlje. Kadar so onesnažena pomembna območja kopnega in vodnih teles, je najbolj sprejemljiva metoda čiščenja zemlje in vode metoda, ki se pogosto uporablja v svetovni in domači praksi, z uporabo mikrobiološke razgradnje nafte na mestu izlitja, ki ji sledi samozaraščanje nafte. očiščeno zemljišče ali setev trajnih trav.

Ta metoda je zelo enostavna za izvedbo in je sestavljena iz izvajanja številnih agrotehničnih ukrepov na onesnaženih zemljiščih, katerih cilj je aktiviranje mikroorganizmov, ki oksidirajo olje v tleh in imajo sposobnost, da kot edini vir prehrane uporabljajo ogljikovodike nafte, ki jih na koncu oksidirajo v CO 2 in vodo. Primarno oksidacijo olja v organske kisline, alkohole, ketone in aldehide zagotavljajo ravno mikroorganizmi, ki oksidirajo ogljikovodike, ki so v pregledu precej podrobno opisani. Na naslednjih stopnjah uničenja produktov primarne oksidacije nafte so v proces vključene tudi druge fiziološke skupine talnih mikroorganizmov, protozojev in alg, ki običajno živijo v tleh in vodnih telesih. Glede na kompleksno sestavo olj in neenako sposobnost različnih skupin mikroorganizmov, ki oksidirajo ogljikovodike, da asimilirajo različne sestavine olja, je treba zagotoviti, da je olje izpostavljeno morebitni kompleksnejši skupnosti mikroorganizmov.

Na srečo so vsi potrebni mikroorganizmi prisotni v mikrobnih združbah, ki so se razvile v tleh in površinskih vodah na območjih naftnih polj. Te skupnosti so še posebej dejavne na območjih, ki so stalno, vendar ne močno onesnažena z naftnimi derivati, in v starih, a ne posebej obsežnih razlitjih nafte. Na Samotlorskem polju smo pregledali več kot 20 območij, onesnaženih z nafto. Na vseh lokacijah so bile najdene zelo aktivne večvrstne skupnosti mikroorganizmov, ki oksidirajo olje.

Izjema so lahko le območja, ki še nikoli niso bila onesnažena z nafto in naftnimi derivati. Toda tudi v teh primerih so v vzorcih zemlje in vode našli do 103 celice/g bakterij, ki oksidirajo ogljikovodike. Res je, da njihova vrstna sestava ni bila raznolika in so jo predstavljali predvsem predstavniki rodu Pseudomonas. V skladu s tem se je izkazalo, da je njihova aktivnost relativno nizka. Toda tudi v tem primeru, ko se ustvarijo ugodni pogoji, se sčasoma razvijejo zelo aktivne mikrobiocenoze. Tako so v veliki večini primerov, značilnih za naftna polja Zahodne Sibirije, mikroorganizmi, potrebni za hitro uničenje razlite nafte, že v tleh in vodnih telesih. Njihovo število je lahko majhno, vendar zaradi izvedenih melioracijskih ukrepov - vnosa gnojil itd. - v nekaj dneh se poveča od posamezne celice na gram zemlje ali vode do vrednosti reda 10 12 - 10 15 celic/g. In le v nekaterih primerih, v razmerah kratkega sibirskega poletja, da bi pospešili proces čiščenja tal pred nafto, je upravičeno uvesti bakterijske pripravke na osnovi kultur zelo aktivnih sevov mikroorganizmov, ki oksidirajo ogljikovodike, ki jih proizvajajo številna podjetja na predelana območja.

Med domačimi so najbolj znani pripravki "Putidoil" na osnovi bakterije Pseudomonas putida, izolirane iz z nafto onesnaženih tal Samotlorskega polja, "Devoroil" na osnovi kvasovke Candida, "Bioprin", pa tudi pripravki Skupina “Biodestructor”: “Leader” na osnovi Rhodococcus sp. S-1213 in "Valentis" na osnovi Acinetobacter valentis, priporočljivo za čiščenje tal in vode iz nafte, parafinov C 8 -C 40, dizelskega goriva, rafinatov, olj, aromatskih ogljikovodikov (fenol, benzen, toluen), kotlovskega goriva. V zadnjih letih se je obseg mikrobioloških pripravkov, odobrenih za uporabo s strani državnega sanitarnega in epidemiološkega nadzornega organa, ki so v prodaji, povečal.

Zelo obetavna smer je razvoj mikrobnih pripravkov mikroorganizmov, ki oksidirajo ogljikovodike, imobiliziranih na trdnih substratih, ki so sposobni absorbirati olje.

Če je treba hitro odpraviti onesnaženje omejenih površin z oljem, je priporočljivo uporabiti encimske pripravke, ki ne vsebujejo živih celic, vendar ohranijo nedotaknjene fragmente encimskih sistemov mikroorganizmov, ki oksidirajo ogljikovodike, ki hitro uničijo ogljikovodike nafte. Ti pripravki praviloma vsebujejo številne dodatke - vitamine, mikroelemente itd., ki spodbujajo pospešen razvoj talne mikroflore, ki z encimskimi dodatki uničuje produkte primarne oksidacije naftnih derivatov. Kot primeri takšnih zdravil so domače zdravilo "Belvitamil", ki ga je predlagal NPF "MITEK" (Ufa), na osnovi aktivnega blata biokemične proizvodnje, ki vsebuje encimske sisteme kvasovk Candida, vitamine in mikroelemente, potrebne za pospešitev razvoja avtohtone mikroflore, lahko omenimo. Razviti so bili domači pripravki, ki vsebujejo encimske sisteme bakterij, ki oksidirajo ogljikovodike, imobilizirane na površini trdnega sorbenta, vendar še niso našli široke uporabe. Na žalost so ta zdravila zelo draga.

Vsekakor pa je pri uporabi avtohtonih mikrobnih združb ali pri vnosu mikrobnih pripravkov treba v očiščenem okolju ustvariti optimalne pogoje za razvoj in aktivno delovanje ogljikovodikoksidirajoče mikroflore:

• oskrba s kisikom v območju mikrobne aktivnosti;
• prisotnost v očiščenem okolju lahko prebavljivih vodotopnih mineralov, predvsem kalija, dušika in fosforja;
• vzdrževanje kislosti in vlažnosti očiščenega okolja v mejah, ki zagotavljajo vitalno aktivnost mikroorganizmov in zadostno aktivnost encimskih sistemov.

Glavna prizadevanja pri izvajanju melioracijskih del morajo biti usmerjena v zagotavljanje teh pogojev. In praviloma je dovolj, da izvajamo običajne kmetijske prakse, agrokemične in agrotehnične ukrepe.

Pri izbiri posebnih oblik mineralnih dušikovih gnojil je treba upoštevati, da mikroorganizmi, ki jih vsebujejo pripravki serije "Biodestructor", ob dodajanju nitratnega dušika močno zmanjšajo aktivnost oksidacije ogljikovodikov. Glede na to, da so mikroorganizmi rodov Acinetobacter in Rhodococcus široko zastopani v naravnih mikrobnih skupnostih in igrajo pomembno vlogo v procesih čiščenja tal pred naftnimi derivati ​​v naravnih razmerah, je treba k vprašanju uporabe nitratnih oblik dušikovih gnojil pristopiti previdno. Priporočljivo je dati prednost nenitratnim oblikam mineralnih gnojil.

Dejanski odmerki gnojil (glede na K, P in N), ki jih priporočamo za uporabo na melioriranih površinah med njihovo začetno obdelavo, so: dušik od 14 do 35 kg/ha, kalij od 11 do 27 kg/ha in fosfor od 5 do 12 kg/ha na vsakih 5 cm globine oranja tal. Pri gnojenju z vodo napolnjenimi depresijami, skednji in jezeri, onesnaženimi z nafto, je priporočljivo na vsakih 1000 m 3 vode dodati vsaj 28 kg dušika, 22 kg kalija in 10 kg fosforja. Ti odmerki zagotavljajo koncentracije K, N in P v raztopini tal 5-krat nižje od tistih, ki se uporabljajo pri pripravi mineralnih hranilnih gojišč za izolacijo in akumulacijo bakterij, ki oksidirajo ogljikovodike (HCB). Toda ob upoštevanju, da so visoke stopnje razvoja URD zagotovljene tudi z desetkratnim redčenjem hranilnih medijev, je uporaba takšnih odmerkov povsem upravičena. Kot kaže naša praksa, so najboljši rezultati doseženi pri uporabi izračunane količine mineralnih gnojil v delnih odmerkih, v 2-3 odmerkih v intervalih 3-7 dni. Pri prvem vnosu mora biti odmerek gnojila 10-20% izračunane količine. S tem dosežemo blago prilagoditev avtohtone talne mikroflore na povečanje vsebnosti asimiliranih mineralnih snovi v okolju.

Vrednosti pH tal in vode, ki so optimalne za razvoj mikroorganizmov, ki oksidirajo ogljikovodike, so v območju 6,5-7,5. V realnih pogojih se mikroorganizmi, ki oksidirajo olje, dobro razvijajo in ohranijo zadostno aktivnost, ko se pH okolja zniža na 5,0. Nekatere vrste mikroorganizmov, ki oksidirajo olje (na primer kvas), so odporne na znižanje pH na 3,5 in manj. Toda hitrost in popolnost uporabe ogljikovodikov olja s strani mikroflore se močno zmanjšata.

Pri mikrobiološki oksidaciji olja v pogojih pomanjkanja kisika pride do kopičenja organskih kislin, ki ga spremlja znižanje pH.

Na vsaki lokaciji, ki je predmet melioracije, je potrebna predhodna kontrola kislosti tal in vode. Kadar je pH talne vode ali prsti pod 5,0 - 5,5, je priporočljivo dodati deoksidante - apnenčasto ali dolomitno moko ali kredo. Odmerki dezoksidantov so vzeti v skladu z običajnimi kmetijskimi praksami. Preveliko odmerjanje karbonatnih materialov ne vodi do neželenih posledic. Presežek deoksidirajočega sredstva v času nanosa se porabi, ko olje razpade in nastanejo karboksilne kisline, ki preprečujejo naknadno zakisanost tal. Nastale kalcijeve soli karboksilnih kislin talni mikroorganizmi lažje absorbirajo kot proste kisline. Upoštevati je treba tudi, da v primeru površinske kontaminacije razmočenih tal z nafto zeolit, dolomit in apnenčasta moka dobro absorbirajo razlito nafto in imajo hkrati vlogo zbiralnikov, na površini katerih se mikroorganizmi intenzivneje razvijajo.

Absolutno potreben pogoj za zagotovitev procesa mikrobiološkega čiščenja tal in vode iz nafte in naftnih derivatov je prezračevanje območij aktivne aktivnosti mikroorganizmov s katero koli razpoložljivo metodo.

V naravnih razmerah je cona, v kateri potekajo procesi pospešene biorazgradnje olja, omejena na površinsko plast tal, ki je dostopna za prodiranje kisika in prezračevane površinske vode. Prisotnost neprekinjenih plasti nafte na površini tal in vode močno omejuje območje prezračevanja in večja je debelina plasti, viskoznost in stopnja preperevanja razlitega olja na površini onesnaženega območja. Če so na površini neprekinjene plasti ali skorja olja, debelejša od 2-3 mm, se uniči z bolj ali manj opazno hitrostjo le v površinski plasti in le, če jo občasno navlažijo padavine. Zato lahko predhodno zbiranje nafte s površine razlitja postane odločilen dejavnik, ki določa učinkovitost celotnega kompleksa sanacijskih del. In če razlito olje prodre v tla, je treba sprejeti dodatne ukrepe za zagotovitev prezračevanja celotne debeline.

Najpogostejša metoda prezračevanja z nafto onesnaženih tal je zrahljanje z frezanjem ali oranjem do celotne globine prodiranja olja. V tem primeru se učinek zmanjšanja koncentracije olja v zemlji doseže z mešanjem z nafto onesnažene zemlje z neonesnaženo ali manj onesnaženo zemljo iz spodnjih plasti.

V primeru površinske kontaminacije z oljem prepojenih tal ali vodne površine močvirij, kotanj, manjših močvirnih jezer itd., Za pospešitev uničenja nafte se lahko uporabi metoda namakanja površine predelanega območja z gazirano vodo. V tem primeru se na obrobju mesta v smeri naravne drenaže izbere depresija v tleh ali se z bagerjem izkoplje majhna jama, globoka 1,5-2 m, poplavljena s podzemno vodo. Če je potrebno, so nameščeni plitvi zbiralni utori (brazde), ki zagotavljajo pretok vode in olja s površine mesta v to vdolbino. Na mestu so nameščeni vrtni razpršilniki s šobo ali curkom, ki se uporabljajo za zalivanje parkovnih trat. Razpršilniki so nameščeni tako, da je celotno območje melioriranega območja namakano z vodo, in so s sistemom gibljivih cevi iz materiala, odpornega na olje, povezani z vodno črpalko, ki črpa vodo iz izkopa. Tako zasnovan sistem zagotavlja neprekinjeno ali občasno namakanje celotne površine površine s sorovano vodo, kar bistveno pospeši mikrobiološko oksidacijo olja. V tem primeru mineralnih gnojil ni mogoče razporediti po celotnem območju, ampak jih položiti v to depresijo, kar močno poenostavi delo in zagotavlja enakomerno porazdelitev gnojil.

Gosto plast preperelega olja lahko na predvečer melioracijskih del uničijo gosenice močvirskih vozil ali (po zmrzovanju tal) gosenice težkega traktorja. Na majhnih območjih lahko oljne skorje uničite ročno, s pomočjo hodnih traktorjev ali ročnega orodja - grablje, motike itd.

V majhnih zaprtih rezervoarjih, prekritih s plastjo olja, lahko prezračevanje vode zagotovite tako, da v rezervoar namestite plavajoče aeratorje tipa AP-24 proizvajalca New Technologies (Nizhnevartovsk), ki so majhni turbinski mešalniki z električnim pogon, nameščen na plovce, ki zagotavlja zajemanje atmosferskega zraka in njegovo intenzivno disperzijo v vodi rezervoarja.

V primerih, ko je olje odkrito v pridnenih sedimentih, je poleg prisilnega prezračevanja vode priporočljivo občasno rahljanje dna sedimentov v rezervoarju z večkratnim vlečenjem po dnu rezervoarja z vrvmi običajnih zobatih bran.

Fitorekultivacija. Po znižanju vsebnosti naftnih derivatov v tleh na melioriranih območjih na vrednosti, ki zagotavljajo možnost rasti in razmnoževanja na olje najbolj odpornih zelenih rastlin, se začne fitoremediacija onesnaženih zemljišč.

V naravnih razmerah se po predhodnem zbiranju razlite nafte z nizko stopnjo ostankov onesnaženosti tal začne spontana kolonizacija pionirskih rastlinskih vrst, ki so najbolj odporne na onesnaženje z nafto, do konca prvega leta rekultivacije, tudi brez predhodnega rahljanja tal. prst. Ob povprečni stopnji onesnaženosti se območje zaraste s travo običajno v 3-7 letih. In celoten proces samočiščenja tal z obnovo naravnih rastlinskih združb traja 80-100 let.

Da bi pospešili proces razvoja trave in s tem dostavo predelane površine stranki, se zatečejo k setvi trave. Na močno onesnaženih območjih, kjer je vegetacija do začetka melioracijskih del popolnoma odmrla, s setvijo trav za 3 do 5 let skrajšamo čas, da se površine poselijo z zelenimi rastlinami.

Seveda se bo vrstna sestava travnih mešanic močno razlikovala od vrstne sestave vegetacije na sosednjih območjih. Toda v prihodnosti, ko se bodo tla samoočistila, bo travno mešanico nadomestila združba rastlin, značilnih za določeno krajino. Vendar je ta proces dolgotrajen in ni vedno mogoč, saj so lahko spremembe v strukturi in sestavi tal, ki nastanejo pri melioraciji močno onesnaženih tal, nepopravljive.

Za fitoremediacijo z nafto onesnaženih zemljišč se uporabljajo najbolj dostopna semena enoletnih in trajnih trav, po možnosti žit, ki imajo razvit koreninski sistem in povečano odpornost proti onesnaženju tal z nafto. V tem primeru je treba dati prednost semenom trav, ki so značilne za lokalne močvirne in gozdno-močvirne ekosisteme in so dobro prilagojene lokalnim talnim in podnebnim razmeram. Izbira semen za določene rastline je odvisna od krajinskih značilnosti zemljišča, ki se meliorira. Običajno se uporabljajo mešanice semen, ki vsebujejo vsaj 3 vrste zelišč. V sušnih območjih mora semenska mešanica vsebovati plazečo deteljo, v poplavnih močvirjih pa širokolistno rogoznico. Semena teh trav (razen rogoznice in Langsdorffove trstike) pridelujejo številne semenske farme. Sami boste morali nabrati semena mačjega repa. Res je, da v razmerah gozdno-močvirnih kompleksov Zahodne Sibirije to ni problem.

Treba je opozoriti, da so pogosti primeri, ko tudi po najbolj popolni odpravi onesnaženosti z nafto obnovitev travnatega pokrova na lokaciji ni mogoča zaradi zasoljevanja zemlje zaradi izlitja visoko mineralizirane rezervoarske vode skupaj z nafto (običajno natrijevim kloridni tip s skupno mineralizacijo 13 - 25 g/l) . Pri vsebnosti kloridov v tleh nad 0,2 % opazimo izrazito zaviranje rasti večine trav. Pri 0,3-0,35 % se celotna projekcijska travnato pokritost zmanjša za 1,5-2-krat. Ko se vsebnost klorida v raztopini tal poveča na 1% ali več, je razvoj večine vrst trav onemogočen. V takšnih primerih je treba območje obdelati in večkrat sprati s tekočo vodo, dokler se koncentracija soli v tleh ne zmanjša. Primer tehnologije za razsoljevanje takih zemljišč je podan v. Posebne ukrepe za melioracijo in razsoljevanje je treba izvesti šele po odpravi onesnaženosti lokacije z oljem.

Po setvi je treba na mestu izvajati dolgoročna opazovanja rasti trave. Ko je dosežena stabilna (v enem letu) standardna pokritost splošne zasnove mesta, se njegova reklamacija šteje za dokončano in spletno mesto se lahko predloži za dostavo. Nadaljnje samočiščenje tal na mestu se bo več let dogajalo spontano. Obenem mora biti predelano območje označeno s tablami in tablami, ki prepovedujejo nabiranje jagod, gob, košnjo sena ter pridelavo hrane in krme. Odstranitev teh omejitev je možna le po izvedbi posebnih študij, ki potrjujejo okoljsko varnost tal in vegetacije na lokaciji, kar je doseganje končnega cilja predelave zemljišč, onesnaženih z nafto.

Zaključek

V zadnjem času so bila na območju naftnih polj opravljena obsežna dela za odpravo razlitja nafte in predelavo zemljišč, onesnaženih z nafto. Samo v regiji Nizhnevartovsk je bilo leta 1995 predelanih 251,2 hektarja onesnaženih zemljišč, leta 1996 pa 366 hektarjev onesnaženih zemljišč. Hitrost in kakovost rekultivacije pa očitno nista zadostni.

Kot je razvidno iz raziskav predelanih zemljišč v regijah Nefteyugansk in Nizhnevartovsk, ki so jih po naročilu Nižnevartovskega medokrožnega in Hanti-Mansijskega okrožnega odbora za varstvo okolja izvedli strokovnjaki iz Tjumenske gozdarske eksperimentalne postaje, je kakovost melioracije nezadovoljiva.

Glavni razlog za takšno stanje je nizka tehnološka disciplina in številne napake, pa tudi namerne poenostavitve tehnologije reklamacijskih del.

Najresnejša in najnevarnejša napaka pri melioraciji je zasipavanje razlite nafte z uvoženo zemljo - peskom ali šoto. Hkrati se razlito olje izloči iz procesa mikrobiološke oksidacije, tako »očiščeno« mesto pa postane vir nenehnega onesnaževanja tal in podtalnice za več desetletij.

Druga najpomembnejša resna napaka je uporaba bakterijskih pripravkov brez kmetijske obdelave zemlje. Pripravki bakterij, ki oksidirajo ogljikovodike, z mineralnimi gnojili, razpršenimi po površini onesnaženih območij z razmeroma šibko površinsko kontaminacijo, dejansko očistijo površino tal pred nafto in spodbujajo samozaraščanje tretiranih površin s travami. Vendar olje, ki prodre globoko v zemljo, ostane nerazgrajeno. In z jasnim kozmetičnim učinkom v prvih mesecih po "melioraciji", po 1-2 letih, zaradi hidrofobizacije rodovitne plasti tal z oljem, ki migrira na površino, prvotno razvita vegetacija popolnoma ali delno odmre. In spletno mesto dejansko ostaja neprevzeto, kljub nastalim stroškom. Odbor za varstvo okolja Nizhnevartovsk prepoveduje takšne metode "reklamacije".

Najpogostejša napačna predstava, ki se odraža v praksi rekultivacije zemljišč, onesnaženih z nafto, je prepričanje, da enkratna uporaba tudi velikih odmerkov mineralnih gnojil zagotavlja visoko aktivnost mikroflore, ki oksidira nafto, v celotnem obdobju melioracijskih del.

Pomembna napaka je tudi ocena učinkovitosti melioracijskih del glede na intenzivnost rasti trave na njih v prvem letu, saj bo puščanje znatnih količin olja v podzemnih plasteh tal na globini 15-50 cm neizogibno povzročilo smrt vegetacije (razen mačjega repa in nekaterih drugih trav) skozi 1-2 leti. Kontaminacija tal in podzemne vode s komponentami nafte se bo nadaljevala. Nobeden od ciljev melioracijskih del torej ne bo dosežen z očitnim zunanjim blagostanjem ob zaključku del.

Na koncu je treba opozoriti, da je na ozemlju regije Nizhnevartovsk nujno treba ustvariti poskusno mesto za testiranje opreme in tehnologije melioracijskih del, predlaganih za izvedbo. Za obsežna melioracijska dela na naftnih poljih je mogoče priporočiti le preverjene tehnologije.

Izvedba te ideje bo bistveno izboljšala stanje pri sanaciji z nafto onesnaženih zemljišč v posebnih podnebno-geografskih in krajinskih razmerah naftnih polj v Zahodni Sibiriji.

Literatura

1. Stanje okolja in naravnih virov v regiji Nizhnevartovsk // Letnik 1996 / Ed. V.I.Vavera. Nižnevartovsk, 1997. Izd. 1.
2. Trenutno stanje ozemlja na območju delovanja PA "Nizhnevartovskneftegaz": Poročilo o delu / L. V. Mikhailova et al. Tyumen, 1993.
3. V.I.Vaver. O problemih ocenjevanja okoljske škode med nesrečami na naftovodih // Gradivo okrožnega srečanja

Matveeva Elena Aleksandrovna, učenka 11. "B" razreda MBOU "Srednja šola št. 7"

Trenutno je ena najbolj obetavnih tehnologij za čiščenje tal, onesnaženih z nafto, vnos različnih kompleksov mikroorganizmov v tla, za katere je značilna povečana sposobnost biodestrukcije nekaterih ogljikovodikov komponent nafte in naftnih derivatov. V naravnih razmerah se biotransformacija nafte in naftnih derivatov izvaja pod vplivom kompleksa različnih skupin organizmov.

Namen študije: Upoštevanje metod in metod za nevtralizacijo substratov, onesnaženih z oljem.

Prenesi:

Predogled:

Regionalna faza vseruske olimpijade za šolarje iz ekologije

Reklamacija

zemljišča, onesnažena z nafto

Študent 11 "B" razreda MBOU "Srednja šola št. 7"

Znanstveni nadzorniki: Somkova Galina Mikhailovna

(učitelj biologije na MBOU "Srednja šola št. 7"),

Matvejev Aleksander Jurijevič

(namestnik direktorja za proizvodnjo

LLC "Industrial Risk Ltd")

Kogalym, 2014

Uvod………………………………………………………………………………………...3

Poglavje 1. Pregled literature……………………………………………………….4

1. Nafta kot dejavnik onesnaževanja tal v avtonomnem okrožju Khanty-Mansiysk - Ugra………………….…..4
2. Vzroki in posledice razlitja nafte………………………………...5
3. Metode reklamacije. Uporaba tal in vodnih teles

biorazgradljivi sorbenti…………………………………………………...8

Poglavje 2. Predmeti in metode raziskovanja………………………………………..11

2.1 Značilnosti raziskovalnih predmetov………………………………………11

2.2 Raziskovalna metodologija……………………………………………………...11

Poglavje 3. Rezultati lastnih raziskav in njihova razprava……………..14

3.1 Vpliv zdravilnih mikroorganizmov na spremembe koncentracije olja………………………………………………………..…………...14

3.2 Dinamika biorazgradnje olja……………………………………………………….15

Zaključek…………………………………………………………………………………….17

Literatura……………………………………………………………………………………18

Uvod

Relevantnost raziskav.Nafta je eden glavnih dejavnikov svetovnega gospodarskega razvoja v 21. stoletju in ostaja najpomembnejši energetski vir tudi v bližnji prihodnosti. Onesnaženje z nafto, tako po obsegu kot strupenosti, predstavlja planetarno nevarnost. Nafta in naftni derivati ​​povzročajo zastrupitve, odmiranje organizmov in degradacijo tal. Naravno samočiščenje naravnih objektov pred onesnaženjem z nafto je dolgotrajen proces, zlasti v razmerah Sibirije, kjer nizke temperature trajajo dolgo časa. Zato je problem rekultivacije z nafto onesnaženih tal izjemnega pomena.

Hipoteza. Trenutno je ena najbolj obetavnih tehnologij za čiščenje tal, onesnaženih z nafto, vnos različnih kompleksov mikroorganizmov v tla, za katere je značilna povečana sposobnost biodestrukcije nekaterih ogljikovodikov komponent nafte in naftnih derivatov. V naravnih razmerah se biotransformacija nafte in naftnih derivatov izvaja pod vplivom kompleksa različnih skupin organizmov.

Namen študije:Upoštevanje metod in metod za nevtralizacijo substratov, onesnaženih z oljem.

Predmet študija:Tla, onesnažena z nafto.

Predmet študija:Mikrobiološka sanacija naftnih onesnaženj

Raziskovalni cilji:

1. Ocenite vpliv rekultivacijskih del na onesnaženje z nafto.
2. Raziščite možne metode predelave.
3. V enem mesecu opazujte in beležite napredek pri obnovitvenih delih.

Novost dela. Določa ga nezadostno poznavanje tega problema.

Praktični pomen.Odprava razlitja nafte v 21. stoletju je prednostna naloga, zato ima vsaka raziskava na to temo velik praktični pomen.

Poglavje 1. Pregled literature

1. Nafta kot dejavnik onesnaževanja tal v avtonomnem okrožju Khanty-Mansiysk - Yugra

Industrija proizvodnje nafte in plina je eden najbolj okolju nevarnih sektorjev nacionalnega gospodarstva. Zanj je značilna visoka nosilnost zemlje, močna onesnaževalna sposobnost in visoka požarna in eksplozijska nevarnost industrijskih objektov (Vasiliev, 1998; Vershinin, 2005). Na ozemlju Hanti-Mansijskega okrožja se naftna industrija razvija predvsem na zemljiščih državnega gozdnega sklada, zato gozdarstvo čuti predvsem posledice svojih dejavnosti (Čižkov, 1998). Poleg tega močno trpijo močvirni ekosistemi (Zubaidulin, 1998).

Glavna onesnaževala, ki nastanejo med proizvodnjo in rafiniranjem nafte, so ogljikovodiki (48 %) in ogljikov monoksid (44 %). Nafta vsebuje približno 30 kovin, med katerimi sta v največji koncentraciji vanadij in nikelj. Za razliko od mnogih antropogenih vplivov ima onesnaženje z nafto kompleksen vpliv na okolje in povzroča njegovo hitro negativno reakcijo. Kronična razlitja nafte, naftnih proizvodov in slane formacijske vode, ki jih izvajajo proizvodne vrtine skupaj z nafto in plinom, povzročajo zmanjšanje produktivnosti tal in degradacijo krajine (Chernykh 2003, Solntseva 1988).

Po razlitju je praviloma organomineralna plast prsti najprej onesnažena z nafto, po 2-3 letih pa se ogljikovodiki nahajajo na globini 140-160 cm, na njivah je globina prodiranja večja kot na travnikih. V gozdno-tundrski pokrajini Zahodne Sibirije nafto absorbira organska plast prsti, zlasti šota in porozna tla. Pregrade - zasloni (težka prst in glejni horizonti) preprečujejo prodiranje nafte globlje, vendar se ob teh zaslonih nafta lahko seli v vodoravni ravnini. Olje ne prodre globoko v zemljo, nasičeno z vodo, saj se absorbira v organski sloj mahov in trave. Smole in asfalteni se običajno zadržujejo v zgornji plasti, lahke frakcije nafte pa lahko prodrejo v podtalnico, pogosteje pa izhlapijo ali razpadejo tekom leta (Oborin, 1998).

Olje, ki vstopi v zemljo, bistveno spremeni njene fizikalne lastnosti, saj ima izrazite hidrofobne lastnosti, ki se prenašajo na delce zemlje. Olje ovije strukturne enote tal s filmom, ki moti izmenjavo vode in prenos aktivnih spojin (Gabbasova, 2002). Med najizrazitejšimi posledicami onesnaženosti tal z nafto je nagnjenost k zakisanosti. Kmalu po razlitju nafte v tleh zmanjka mineralnih hranil, zlasti dušika. Zaradi poslabšanja vodnega režima in prezračevanja se praviloma vsebnost amonijevega dušika najprej močno poveča in zmanjša na sledove nitratnega dušika. Mnogi raziskovalci povezujejo poslabšanje oskrbe tal z elementi mineralne prehrane z zaviranjem encimske aktivnosti tal, zlasti fosfohidrolize (Andreeva, 2005).

Tudi pri majhni koncentraciji olja v tleh (0,4%) je encimska aktivnost predvsem dušikovega cikla zavrta; najbolj stabilni encimi so tisti, ki pretvarjajo snovi ciklične narave (humus, ogljikovodiki). Majhni odmerki olja spodbujajo, visoki odmerki pa zavirajo aktivnost oksireduktaz, polifenoloksidov z dolgoročno obnovitvijo aktivnosti (Alekhine, 1998).

Najbolj strupene sestavine nafte so policiklični aromatski ogljikovodiki, ki jih je v olju 1–4 %. Posebej nevaren je benzoniren (Oborin, 1998).

Ko pride v zemljo, se olje slabo razgradi, zlasti pri nizkih temperaturah. Dokazano je, da oljne frakcije cementirajo tla, mašijo pore in preprečujejo prodiranje kisika in vode v tla (Aliev, 1977).

Tako onesnaženje tal z nafto in naftnimi derivati ​​spremeni morfološke, fizikalne, fizikalno-kemijske in mikrobiološke lastnosti tal.

1. Vzroki in posledice razlitja nafte

Do razlitja nafte lahko pride tako med njeno proizvodnjo, transportom in skladiščenjem kot med predelavo in uporabo v tehnoloških procesih. Poleg tega so vzroki za onesnaženje z nafto pogosto fizična obraba opreme ali njene mehanske poškodbe. Vodilne položaje po številu nujnih razlitij nafte in naftnih derivatov zasedajo glavni produktovodi in produktovodi na terenu. Velika večina izrednih dogodkov pri nas je povezana s korozijo opreme, nekvalitetnimi gradbenimi in inštalacijskimi deli, le majhen del pa je posledica proizvodnih napak in napak pri delovanju.

Avtonomno okrožje Khanty-Mansi - Yugra je na prvem mestu v Ruski federaciji ne le po proizvodnji nafte, ampak tudi po številu nesreč na cevovodih. Analiza uradnih podatkov o stopnjah nesreč v sistemu zbiranja nafte v avtonomnem okrožju Khanty-Mansi za 14 let kaže, da se v povprečju zgodi od 1600 do 2000 nesreč na leto (Vershinin Yu.A., Zubaidulin A.A.)

Po statističnih podatkih Rosprirodnadzorja za avtonomno okrožje Khanty-Mansi - Ugra v poročilu za 2012 - 2013 je stanje z onesnaženostjo tal v okrožju in njegovo rekultivacijo videti takole:

Ime indikatorja	Skupaj, ha	Izmed njih
		pri razvoju nahajališč mineralov (vključno s skupnimi minerali)	zaradi puščanja med tranzitom nafte, plina, naftnih derivatov
Razpoložljivost prizadetih zemljišč na dan 01.01.12 - skupaj	71794,2	31999,8	402,5
vključno z obdelanim	3174,2	2185,9	19,4
V poročevalskem letu 2012 je bilo poseženih zemljišč - skupaj	15256,8	2217,5	50,5
Izčrpana s skupne površine motenih zemljišč	16964,8	15872,6
Meliorirana zemljišča - skupaj	14193,4	2955,2	52,9
Razpoložljivost prizadetih zemljišč na dan 01.01. 13 - skupaj	72857,5	31262,2	400,1
vključno z obdelanim	2048,4	1282,0	19,7

Okoljska zakonodaja Ruske federacije zahteva lokalizacijo in odpravo razlitja nafte in naftnih derivatov v najkrajšem možnem času ter spraviti vsebnost ostankov ogljikovodikov v okolje na sprejemljivo raven. Izvesti je treba dela za povrnitev zemljišč, ki so popolnoma ali delno izgubila produktivnost zaradi razlitja nafte. Rekultivirana zemljišča, sosednja ozemlja in vodni rezervoarji morajo po zaključku celotnega kompleksa del predstavljati optimalno urejeno in ekološko uravnoteženo trajnostno krajino. V skladu z odlokom vlade Ruske federacije "O nujnih ukrepih za preprečevanje in odpravo izrednih razlitij nafte in naftnih derivatov" mora vsako podjetje razviti načrt za preprečevanje in ukrepanje ob izrednih razlitjih nafte in naftnih derivatov (OSRP). Vendar pa v praksi večina podjetij ne samo, da ne razvije OSRP, ampak tudi nima na voljo tehničnih sredstev in materialov za odpravo nujnih razlitij nafte in naftnih derivatov.

Okoljske posledice razlitja nafte je težko predvideti, saj je nemogoče upoštevati vse posledice onesnaženja z nafto, ki moti naravne procese in odnose. Razlitja nafte bistveno spremenijo življenjske pogoje vseh vrst živih organizmov na njenem ozemlju.

Nafta in naftni derivati ​​motijo ​​stanje pokrovov tal in deformirajo strukturo biocenoz. Nevretenčarski talni mikroorganizmi in bakterije, ki so bili zastrupljeni z lahkimi frakcijami nafte, ne morejo učinkovito opravljati svojih najpomembnejših nalog, ki jim jih je naložila narava.

Če pride do razlitja nafte v sladkovodnem telesu, lahko lokalno prebivalstvo naleti na težave s pitno vodo, saj postane komunalnim službam težje očistiti vodo, ki vstopa v vodovod.

Dolgoročni učinek takih nesreč, ki jih povzroči človek, je težko oceniti. Med znanstveniki obstajata dve nasprotujoči si stališči. Ena skupina meni, da lahko razlitja nafte negativno vplivajo na ekosistem več let in desetletij, druga meni, da so posledice razlitja precej resne, vendar pa se prizadeti ekosistemi lahko obnovijo v relativno kratkem času. čas (http://www.saveplanet.su/ )

1. Metode reklamacije. Obnova tal in vodnih teles z biorazgradljivimi sorbenti

V avtonomnem okrožju Khanty-Mansi - Yugra je osnova za rekultivacijo zemljišč, onesnaženih z nafto, metoda čiščenja mesta razlitja, ki temelji na sposobnosti kopenskih biogeocenoz za samočiščenje tal (zaradi izhlapevanja, izpiranja). , uničenje nafte pod vplivom atmosferskega kisika, sončnega sevanja, biorazgradnja) in poznejša obnova njihovih biocenotičnih značilnosti (Vershinin Yu.A.)

Bistvo melioracijskih del, ki se izvajajo, je pospešiti procese naravnega samočiščenja tal, čim bolj povečati mobilizacijo notranjih virov biogeocenoz za obnovitev njihovih prvotnih funkcij z nizom različnih agrotehničnih in agrokemičnih ukrepov (Zubaidulin A.A.) .

Obnova z nafto onesnaženih zemljišč je trenutno eden od zapletenih in hkrati malo raziskanih melioracijskih objektov. Pri vseh dejavnostih, povezanih z odpravo posledic onesnaženja in obnovo prizadetih zemljišč, je treba izhajati iz glavnega načela: ne povzročiti večje škode ekosistemu od tiste, ki jo je povzročilo onesnaženje (Pikovsky, 1985).

Ko fosilni ogljikovodiki pridejo v okolje, zlasti nafta in njeni proizvodi, ne uničujejo le flore in favne, ampak povzročajo tudi neposredno škodo zdravju ljudi. Situacijo otežuje dejstvo, da se rešitev tega vprašanja (kot tudi večine drugih okoljskih problemov) odlaga že vrsto let. V zvezi s tem se nam zdi pomembno izpostaviti vprašanje zmanjšanja tveganja nesreč v podjetjih, ki rafinirajo nafto in so vključena v prevoz in distribucijo naftnih derivatov (Tereshchenko, 2004).

Med metodami za odpravo onesnaženosti tal z oljem ločimo naslednje skupine metod:

1. Strojni: zasipavanje onesnaženja, prečrpavanje nafte v posode s črpalkami in vakuumskimi zbiralniki. Problema čiščenja, ko olje pronica v zemljo, ni mogoče rešiti z zamenjavo zemlje. Odvoz prsti na odlagališče za naravno razgradnjo (Tereshchenko, 2004).
2. Fizikalno-kemijski:

• Kurjenje (nujni ukrep v primeru nevarnosti preboja nafte v vodne vire). Odvisno od vrste nafte in naftnih derivatov se na ta način uniči od 1/2 do 2/3 razlitja, ostalo pronica v zemljo. Med zgorevanjem zaradi nezadostne visoke temperature v ozračje vstopajo produkti sublimacije in nepopolne oksidacije olja. Zemljo je treba po sežigu odpeljati na deponijo (t. i. »žgana zemlja«);
• Preprečevanje požarov. Uporablja se za razlitja v delavnicah, stanovanjskih območjih in na avtocestah, kjer je požar nevarnejši od onesnaženja tal; v tem primeru je razlitje izolirano od zgoraj s penami za gašenje ali prekrito s sorbenti (Tereshchenko, 2004);
• Pranje tal. Izvaja se v pralnih bobnih s površinsko aktivnimi snovmi, pralne vode se usedajo v nepremočljivih bazenih ali posodah, kjer se nato ločijo in očistijo;
• Drenaža tal. Vrsta pranja tal na kraju samem z uporabo drenažnih sistemov; lahko se kombinira z biološkimi metodami z uporabo bakterij, ki razgrajujejo olje;
• Ekstrakcija s topilom. Običajno se izvaja v pralnih bobnih s hlapljivimi topili, čemur sledi destilacija njihovih ostankov s paro;
• sorpcija. Sorbenti prekrijejo razlitje nafte na razmeroma trdi površini (asfalt, beton, zbita tla), da absorbirajo olje in zmanjšajo nevarnost požara (Tereshchenko, 2004);
• Toplotna desorpcija (krekiranje). Uporablja se z ustrezno opremo, vendar vam omogoča pridobivanje uporabnih izdelkov do frakcij kurilnega olja;
• Kemična inkapsulacija. Nova metoda, ki vključuje pretvorbo ogljikovodikov v stacionarno nestrupeno obliko (Tereshchenko, 2004).

1. Biološki:

• Fitomelioracija. Odstranjevanje oljnih ostankov s setvijo na olje odpornih trav (plazeča detelja, kislica, šaš), ki aktivirajo talno mikrofloro; je zadnja faza sanacije onesnaženih tal (Tereshchenko, 2002);
• Bioremediacija. Uporaba bakterij, ki razgrajujejo olje; posevek je treba orati v zemljo in občasno gnojiti z raztopinami gnojil; omejitve glede globine obdelave tal, temperature tal; proces traja 2-3 sezone (Tereshchenko, 2002).

Trenutno se sanacija zemljišč, onesnaženih z nafto, praviloma izvaja brez zadostne znanstvene utemeljitve. Pri kurjenju nafte, zasipavanju onesnaženih območij z zemljo, odvozu onesnažene zemlje na odlagališča, t.j. Pri čiščenju razlitja nafte na tleh je pogosto lahko posledica nepopravljivo uničenje rodovitne plasti prsti. Takšni načini predelave so popolnoma nesprejemljivi. Mehanske in fizikalne metode ne morejo zagotoviti popolne odstranitve nafte in naftnih derivatov iz tal, proces njihove naravne razgradnje v tleh pa je izjemno dolg, zato so trenutno najbolj sprejemljive biološke metode (Tereshchenko, 2004).

Poglavje 2. Predmeti in metode raziskovanja.

2.1 Značilnosti raziskovalnih objektov

Študije so bile izvedene v modelnih poskusih in laboratorijskih pogojih decembra 2013. Predmet proučevanja v modelnih poskusih je bila peščena prst, onesnažena z nafto. Za mikrobiološko sanacijo smo uporabili biološki pripravek Lenoil.

Biološki proizvod "Lenoil" je bil razvit na Inštitutu za biologijo Znanstvenega centra Ufa Ruske akademije znanosti na podlagi rezultatov laboratorijskega in terenskega dela na predelavi z nafto onesnaženih zemljišč. Biološki proizvod "Lenoil" je sestavljen iz mikrobnih celic z aktivnostjo oksidacije ogljikovodikov in koncentracijo najmanj 10 8 celic na gram zdravila.

Zdravilo, ki ima izrazito aktivnost proti naftnim ogljikovodikom in naftnim derivatom, jih pretvori v okolju nevtralne spojine in pomaga pospešiti sanacijo onesnaženih območij. Predmet uporabe so lahko tla in vode, onesnažene z nafto in naftnimi derivati.

Ker biološki pripravek ni namenjen uporabi v zimskem času, smo v laboratoriju vzdrževali konstantno temperaturo 20 °C. o S.

2.2 Raziskovalna metodologija

Za raziskovalno delo smo uporabili dve posodi z z nafto onesnaženo peščeno zemljo: neposredno proučevano (mikrobiološko čiščenje) in kontrolno (naravno čiščenje). V vsako smo predhodno vmešali 75 cm 3 (1087,5 g) pesek od 25 cm 3 (212,5 g) olja. To pomeni, da je bila teža mešanice peska in olja v vsaki posodi 1300,0 g.

Priprava delovne suspenzije iz suhega biološkega proizvoda "Lenoil".

• 20 gramov biološkega pripravka raztopite v 5 litrih vode;
• Razredčeni mešanici dodajte 2 cm 3 dizelsko gorivo (potrebujejo mikroorganizmi za prehrano);
• Dobljeno maso pustite 24 ur, občasno premešajte in pretresite.

Posode z zemljo smo spremljali mesec dni. Primerjali smo koncentracijo olja v zemlji, barvo peska, vsebnost olja in težo posod. Koncentracijo olja smo določili s tehtanjem obeh posod, pri čemer smo se ravnali po naslednji metodologiji:

1. Poznamo skupno težo vsake posode z mešanico peska in olja - 1300,0 g. Težo končnega pripravka Lenoil, dodanega testnemu vzorcu, smo zanemarili (≈10,0 g) in jo označili za napako.
2. Med poskusom se teža peska v posodah ni mogla zmanjšati, ker pesek ni dovzeten za napad mikrobov ali izhlapevanje – tj. Težo peska smo smatrali za konstanto.
3. Edino, kar se je v naši mešanici lahko zmanjšalo, je bila teža olja, ki je v obeh posodah znašala 212,5 g, ki se je v enem primeru zmanjšala zaradi naravne razgradnje, v drugem pa zaradi razgradnje olja s strani mikroorganizmov v vodo. , ki je nato izhlapel v okoliško ozračje, v ozračje pa je ušel tudi plin.

Poglavje 3. Rezultati lastnih raziskav in njihova razprava.

1. Vpliv mikroorganizmov biološkega pripravka na spremembo

koncentracija olja

V 30 dneh poskusa se je koncentracija olja spreminjala tako v kontroli kot v posodah, ki so jih uporabljali mikroorganizmi.Študije so pokazale, da biološki izdelek " Lenoil" , ki vsebuje združbo mikroorganizmov (Bacillius brevis in Arthrobacter sp.), se je sposobna prilagoditi visokim odmerkom olja in učinkovito izrabiti substrat.

Rezultati tehtanja posode:

Pika	Utež krmilno posodo	% koncentracije olja	Teža plovila, ki se pregleduje	% koncentracije olja
Začetek izkušenj	1300,0	100%	1300,0	100%
1. teden	1287,3		1283,0
2. teden	1278,8		1268,1
3. teden	1272,4		1240,5
4. teden	1268,1		1215,0

Stopnja biorazgradljivosti olja:

3.2 Dinamika biorazgradnje olja

V 30 dneh poskusa (4 tedne) smo spremljali dinamiko biorazgradnje olja v kontrolnih in uporabljenih posodah. Opazovanja so pokazala, da s pomočjo biološkega proizvoda, ki vsebuje mikroorganizme, ta proces poteka veliko hitreje.

Skozi celoten poskus je bilo napredovanje v posodi z biološkim proizvodom vidno s prostim očesom, potrjeno pa je bilo tudi z rezultati tehtanja.

Prvi teden:

Drugi teden:

Tretji teden:

Četrti teden:

Zaključek

Na podlagi naših raziskav o sanaciji z nafto onesnaženih tal sklepamo naslednje:

1. Proces naravne biorazgradnje olja je zelo počasen;
2. Biološki proizvodi, ki vsebujejo mikroorganizme z ogljikomvodikovo oksidacijsko aktivnost, znatno pospešijo proces biorazgradnje olja. Zlasti biološki izdelek "Lenoil"sposobnost prilagajanja velikim odmerkom olja in učinkovito izkoriščanje substrata;
3. S pomočjo biološkega pripravka se vsebnost olja v tleh bistveno zmanjša, vendar ne izgine popolnoma. Za popolno obnovo je potrebnih veliko več časa, kot bi si ga lahko privoščili med poskusom, potrebno pa je izvesti tudi fitoremediacije;
4. V naravnih razmerah, večje kot je razlitje, več časa in denarja bo trajalo za sanacijo.

Bibliografija

1. Aljehin V.G. Biološka aktivnost in mikrobiološka sanacija tal, onesnaženih z naftnimi derivati ​​// Biološki viri in upravljanje okolja: zbornik znanstvenih člankov. - težava 2. / V.G. Aljehin – Nižnevartovsk 1998. – str. 95 – 105.
2. Aliev S.A. Vpliv onesnaženja z naftnimi organskimi snovmi na aktivnost bioloških procesov v tleh./ S.A. Aliev, D.A. Gadžijev // od - do. AN FpCCH/ Ser. biol. Sci. – 1998. – str. 95 – 105.
3. Vershinin Yu.A. Rekultivacija z nafto onesnaženih zemljišč (analitični pregled, 2005), str. 53
4. Gabbasova I.M. Ocena stanja tal z različnimi obdobji onesnaženja s surovo nafto po biološki predelavi / I.M. Gabbasova, 2002.
5. Zubaidulin A.A. K problematiki rekultivacije z nafto onesnaženih zemljišč v visokih barjih, bioloških virov in upravljanja z okoljem: zbornik znanstvenih člankov: letn. 2. 1998/ A.A. Zubaidulin - Nizhnevartovsk 1998 - str. 106 – 116
6. Zubaidulin A.A., Vershinin Yu.A. Ocena tveganja za okolje v primeru onesnaženja močvirij in njihove sanacije (analitični pregled, 2008), str. 1 – 5.
7. Oborin A.A., Kalachnikova I.G., Maslivets T.A. in drugi Biološka rekultivacija zemljišč, onesnaženih z nafto, v območju tajge // Obnova ekosistemov, onesnaženih z nafto. M.: Nauka, 1988.
8. Pikovsky Yu.I. Eksperimentalne študije transformacije nafte v tleh // Migracija onesnaževal v tleh in sosednjih okoljih. L., 1985.
9. Odlok Vlade Ruske federacije z dne 21. avgusta 2002 "O nujnih ukrepih za preprečevanje in odpravo izrednih razlitij nafte in naftnih derivatov."
10. Solntseva N.P. Splošni vzorci preoblikovanja tal na območjih proizvodnje nafte (oblike manifestacije, glavni procesi, modeli) / N.P. Solntseva // V zbirki. Obnova z nafto onesnaženih ekosistemov. – M.: Nauka, 1988, str. 23 – 42.
11. Tereščenko N.N., Lušnikov S.V. O vprašanju racionalne uporabe mineralnih gnojil za pospešitev mikrobiološkega uničenja naftnih ogljikovodikov v tleh. IV mednarodni simpozij "Nadzor in sanacija okolja". Zbornik simpozija. Tomsk, 2004. str.117-119.
12. Tereshchenko N.N., Lushnikov S.V., Pysheva E.V. Sanacija z nafto onesnaženih tal. Ekologija in industrija Rusije. Oktober 2002. Str. 17-20.
13. Chernykh N.A., Sidorenko S.N. Ekološki monitoring toksikantov v biosferi. M., RUDN. 2003, 430 str.
14. Čižov B.E. Gozd in nafta avtonomnega okrožja Khanty-Mansiysk / Predgovor. V.V. Kozina / Ekološki sklad avtonomnega okrožja Khanty-Mansiysk. – Tyumen: Založba: Yu Mandriki, 1998. – 144 str. + 48 s. Vklopljeno
15. www.saveplanet.su

Onesnaževanje tal in voda z nafto, ki je v zadnjih letih vse pogostejše, povzroča veliko škodo okolju. Eden najpomembnejših okoljskih ukrepov za ponovno vzpostavitev rodovitnosti z nafto onesnaženih zemljišč je melioracija. Uporaba sorpcijsko-bioloških tehnologij na osnovi sphagnuma je v zadnjih letih dala odlične rezultate.

Vzroki za onesnaženje z nafto

Do razlitja nafte lahko pride tako med njeno proizvodnjo, transportom in skladiščenjem kot med predelavo in uporabo v tehnoloških procesih. Poleg tega so vzroki za onesnaženje z nafto pogosto fizična obraba opreme ali njene mehanske poškodbe. Vodilne položaje po številu nujnih razlitij nafte in naftnih derivatov zasedajo glavni produktovodi in produktovodi na terenu. Velika večina izrednih dogodkov pri nas je povezana s korozijo opreme in nekvalitetnimi gradbenimi in inštalacijskimi deli, le majhen del je posledica proizvodnih napak in napak pri delovanju.

Okoljska zakonodaja Ruske federacije zahteva, da se razlitja nafte in naftnih derivatov čim prej lokalizirajo in odpravijo, vsebnost ostankov ogljikovodikov v okolju pa spravi na sprejemljivo raven. Izvesti je treba dela za povrnitev zemljišč, ki so popolnoma ali delno izgubila produktivnost zaradi razlitja nafte. Rekultivirana zemljišča in sosednja ozemlja ter vodni rezervoarji po zaključku celotnega kompleksa del morajo predstavljati optimalno urejeno in ekološko uravnoteženo trajnostno krajino. V skladu z odlokom vlade Ruske federacije "O nujnih ukrepih za preprečevanje in odpravo izrednih razlitij nafte in naftnih derivatov" mora vsako podjetje razviti načrt za preprečevanje in ukrepanje ob izrednih razlitjih nafte in naftnih derivatov (OSRP). Vendar pa v praksi večina podjetij ne samo, da ni razvila OSRP, ampak tudi nima na voljo tehničnih sredstev in materialov za odpravo izrednega razlitja nafte in naftnih derivatov.

Metode za lokalizacijo in odpravo izrednih razlitij nafte

Mehanske metode za lokalizacijo in odpravo nujnih razlitij nafte omogočajo zbiranje večine razlitih ogljikovodikov s površine tal in vode s posebnimi mehanizmi in napravami. Hkrati se velik del ogljikovodikov absorbira v tla in jih ni mogoče zbrati z mehanskimi metodami. Z razvojem znanosti in tehnologije so se poleg mehanskih metod za odpravo razlitja nafte začele uporabljati fizikalno-kemijske in biološke metode. Fizikalno-kemijske metode za odpravo onesnaženja z oljem temeljijo na uporabi sorpcijskih materialov, ki imajo sposobnost absorbiranja nafte. Te materiale lahko glede na mehanizem absorpcije olja razdelimo na adsorbente in absorbente. Vsak od teh materialov pa se razlikuje po izvoru, razpršenosti, kapaciteti olja, plovnosti, kapaciteti vlage in drugih kazalnikih.

Danes se uporabljajo anorganski in organski sorbenti naravnega in sintetičnega izvora. Mnogi sorbenti so univerzalni, saj lahko absorbirajo precej širok spekter naftnih derivatov. V zadnjem času se pri izbiri sredstev za odpravo izrednih razlitij in njihovih posledic vse večja prednost daje sorbentom, ki ne morejo le dobro absorbirati nafte in naftnih derivatov, temveč jih tudi razgraditi na preproste in varne snovi - ogljikov dioksid in vodo. V tem primeru se proces biorazgradnje naftnih derivatov doseže naravno s pomočjo mikroorganizmov. Za pospešitev biorazgradnje naftnih derivatov lahko poleg sorbentov uporabimo biološke pripravke, ki vsebujejo kolonije različnih mikroorganizmov, ki biološko razgradijo naftne derivate.

riž. 1. Dinamika zmanjševanja vsebnosti ogljikovodikov v z nafto onesnaženih tleh glede na začetno vsebnost po 2 tednih

Obnova tal in vodnih teles z biorazgradljivimi sorbenti

Razlitje nafte lahko uniči floro in favno ter povzroči mutacijo mikroorganizmov, ki živijo v zemlji in vodi. Obnova vegetacije na z nafto onesnaženih tleh je upočasnjena ali pa sploh ni mogoča.

Rekultivacija z nafto onesnaženih zemljišč je primarna naloga pri odpravljanju posledic razlitja nafte in naftnih derivatov. 95,9 % celotne količine z nafto onesnaženih zemljišč zahteva sanacijo. Vsako leto se površina prizadetih zemljišč, ki zahtevajo melioracijo, poveča za 10 tisoč hektarjev na leto.
Spomnimo se nedavnega primera: 25. aprila 2012 je zaradi nezakonitega vklopa v cevovod, ki pripada pribajkalskemu obratu Rosrezerva, več kot 300 ton naftnih derivatov končalo v Angari. Trenutno je puščanje odpravljeno, vendar koncentracija onesnaženja, kot poroča Rosprirodnadzor, presega normo za 20-120-krat, odvisno od oddaljenosti od vira onesnaženja.

Dobre stopnje sanacije z nafto onesnaženih območij se dosežejo z uporabo absorbenta na osnovi modificirane šote sphagnum mahu. Bistvo modifikacije je, da med visokotemperaturno obdelavo šota spremeni svoje lastnosti iz hidrofilnih v hidrofobne in oleofilne. Humusna komponenta deluje kot katalizator za aktivnost domače biocenoze, to aktivnost znatno poveča in pospeši njeno interakcijo z ogljikovodiki. Po biološki razgradnji ogljikovodika šotna kapsula preide v hidrofilno stanje in začne absorbirati vodo, kot v običajnih naravnih razmerah, in postane uporabna sestavina tako zemlje kot vode.

Za potrditev učinkovitosti uporabe absorbenta na osnovi modificirane mahovne šote sphagnum na vodni površini so bili opravljeni testi na podlagi enega od okoljsko analitskih laboratorijev. Med temi preskusi so bili določeni glavni kazalniki tega absorbenta: nasipna gostota, prostornina olja, plovnost; Preizkušena je bila sorpcijska sposobnost absorbenta za olje na vodni površini. Poleg tega je bila ocenjena stopnja očiščenosti vodne površine pred oljem z absorbentom. Meritve s fluorimetrično metodo so pokazale, da je povprečna vsebnost ostanka raztopljene nafte v vodi po uporabi sorbenta za zbiranje razlite nafte, pridobljena s tremi meritvami, 0,086 mg/l (0,094; 0,073; 0,091). To popolnoma ustreza najvišji dovoljeni koncentraciji v vodi predmetov gospodarske, pitne in kulturne uporabe vode: največja vsebnost olja je 0,3 mg / l, olje z visoko vsebnostjo žvepla - 0,1 *.

Strokovnjaki Oddelka za industrijsko ekologijo Ruske državne univerze za nafto in plin poimenovani po. I. M. Gubkin pod vodstvom vodje. Oddelek profesorja S. V. Meshcheryakova je podrobno proučil učinek absorbenta šote na čiščenje tal pred onesnaženjem z nafto. Eksperiment, ki so ga v laboratoriju oddelka izvajali sedem mesecev, je pokazal, da uporaba absorbenta na osnovi modificirane šote mahu sphagnum med predelavo tal, onesnaženih z nafto, povzroči znatno zmanjšanje vsebnosti ogljikovodikov v tleh, zmanjšanje indikatorji toksičnosti na osnovne vrednosti in skoraj popolno zmanjšanje zaviranja rasti rastlin. To pomeni, da uporaba absorbenta na osnovi modificirane šote sfagnuma v kratkem času normalizira okoljske razmere na območju reševanja razlitja nafte.

Dva tedna po začetku poskusa se je v dveh vzorcih z uporabo sorbenta v razmerju olje/absorbent 1:1 in 4:1 z dodatkom kompleksnega zrnatega gnojila vsebnost ogljikovodikov zmanjšala za 73 % oziroma 67 %, oz. in po 6 mesecih - za 94,3% oziroma 94% (slika 1). V preostalih vzorcih v podobnem dvotedenskem obdobju je ta številka znašala 15-47%, nadaljnje zmanjševanje količine ogljikovodikov v vzorcih brez absorbenta pa se je upočasnilo. V skladu z normami avtonomnega okrožja Khanty-Mansi vzorci z uporabo sorbenta v razmerju z oljem 1: 1 in 1: 4 omogočajo sprejem zemljišč s takšnimi indikatorji v promet. Za oceno melioracije z biološkega vidika so bile izvedene številne dodatne študije o vplivu sorbenta na osnovi modificirane šote sphagnum mahu na proces melioracije.

riž. 2. Vpliv absorbenta v ozadju onesnaženosti z nafto na toksičnost tal v dinamiki (testni objekt - ciliati Paramecium Caudatum)

*1. Odlok Vlade Ruske federacije št. 613 z dne 21. 8. 2000 "O nujnih ukrepih za preprečevanje in odpravo izrednih razlitij nafte in naftnih derivatov" (s spremembami 15. 4. 2002 št. 240).
2. Odredba Ministrstva za naravne vire št. 144 iz leta 2003 "O izboljšanju dela na področju boja proti razlitjem nafte."
3. Poročilo o rezultatih študije Oddelka za industrijsko ekologijo Ruske državne univerze za nafto in plin FHTE poim. I. M. Gubkina "Študija vpliva absorbenta šote na čiščenje tal pred onesnaženjem z nafto." - M., 2008.
4. GN 2.1.5.1315-03 "O največji dovoljeni koncentraciji kemičnih snovi v vodnih telesih za gospodinjsko, pitno in kulturno uporabo" z dne 04.03.98 (s spremembami 15.06.03).

Študija toksičnosti tal

V zgodnjih fazah poskusa je toksičnost tal dosegla visoko raven. Po 3 mesecih se je v vseh vzorcih, kjer je bil uporabljen modificiran sorbent sphagnum mah, stopnja toksičnosti približala ničli (slika 2).

Delovanje talne mikrobiocenoze

Inhibicijo talne mikrobiocenoze smo opazili skozi ves poskus pri vseh vzorcih. Izjema je vzorec, kjer je odmerek absorbenta največji (razmerje z oljem 1:1). Vzorce, pri katerih je bilo proporcionalno razmerje olja in absorbenta 4:1, 2:1 in 4:1 z uporabo gnojila, lahko štejemo za varne v zadnji fazi poskusa, kjer inhibicija nekoliko preseže dovoljeno vrednost 30 % (slika 3).

riž. 3. Vpliv absorbenta v ozadju onesnaženosti z oljem na aktivnost mikrobiocenoze tal v dinamiki

Fitocenotski indikatorji

Študija fitocenotskih indikatorjev žitnih rastlin je pokazala toksičnost tal vseh poskusnih vzorcev. Toksičnost tal je manj izrazita pri vzorcih z absorbentom. Vse v poskusu sodelujoče rastline (pšenica, oves, redkev in pobočne trave) so imele izrazito zatiranje koreninskega sistema zaradi toksičnosti tal. Izkazalo se je, da so semena pšenice najbolj občutljiva na onesnaženje z nafto. Pritrti so tudi nadzemni deli rastlin. Ko se je količina absorbenta v onesnaženi zemlji povečala (sorazmerno razmerje z oljem 2:1 in 1:1), se je inhibicija nekoliko zmanjšala. Najboljša učinkovitost (slika 4) glede na rezultate obsežnih študij je bila opažena pri dveh vzorcih: prvi - z zmernim odmerkom absorbenta na osnovi modificirane šote mahu sphagnum (razmerje do olja 4: 1) na ozadju gnojila; drugi - z največjim odmerkom istega absorbenta (razmerje z oljem 1: 1). Kot rezultat izvedenih bioloških študij je bilo ugotovljeno, da kljub zmanjšanju ravni ogljikovodikov v zemlji, onesnaženi z nafto, brez uporabe absorbenta ni zagotovljena popolna vitalna aktivnost rastlin.

riž. 4. Fitocenotski indikatorji trave za pobočja (trajanje gojenja - 30 dni)

Da bi ugotovili učinkovitost melioracije z absorbentom, so bile izvedene študije o možnosti biorazgradnje oljnega onesnaženja in vrtalnih odpadkov. Rezultati so pokazali, da se je količina naftnih derivatov v prototipih zmanjšala za 78 %. V nadaljevanju se je vsebnost naftnih derivatov v testnih vzorcih še zniževala in se po 100 dneh približala mejnim dovoljenim koncentracijam (glej tabelo).

Tabela 1. Ocena vsebnosti odpadkov pri vrtanju pred in po uporabi absorbenta

* ODKNP (ločeno dovoljena koncentracija naftnih derivatov v posameznem subjektu federacije) = 1000 mg / kg.

Visoke stopnje čiščenja zemljišč in vodnih teles, onesnaženih z nafto, z uporabo sorbenta na osnovi modificirane šote sfagnumovega mahu so služile kot osnova za njegovo uvedbo v standardni postopek za predelavo tal in vodnih teles iz nafte/naftnih proizvodov in vrtalnih odpadkov v bližini največja podjetja. Primer je uporaba absorbenta na zemljiščih, onesnaženih z nafto, enega od podjetij v avtonomnem okrožju Khanty-Mansi (glej fotografijo). Pred uporabo absorbenta je bila vsebnost olja v zemlji 28 %. 45 dni po dodajanju sorbenta se je vsebnost naftnih derivatov zmanjšala za 20% in je znašala 5,8%, kar je manj od največje dovoljene koncentracije za avtonomno okrožje Khanty-Mansi (6%).

Melioracija se lahko šteje za dokončano po ustvarjanju goste in stabilne trave, medtem ko koncentracija ostankov naftnih produktov z vrednostmi koeficienta oksidacije olja nad 90% ne sme preseči povprečja za lokacijo 8,0% v organskih tleh in 1,5 % v mineralnih in mešanih tleh.

Ob upoštevanju celotnega eksperimenta v dinamiki razvoja lahko sklepamo, da se predelava tal, onesnaženih z nafto, zgodi hitreje in učinkoviteje z uporabo biorazgradljivih sorbentov. Poleg tega biorazgradljivi sorbenti pozitivno vplivajo na razvoj rastlin na z nafto onesnaženih zemljiščih. Posebej dobro se je izkazal sorbent na osnovi modificirane šote mahu sphagnum.

Sorbent pomaga normalizirati okoljske razmere na mestu izrednega razlitja nafte, tako v tleh kot v vodi. Dovolj je, da ga raztresete na mestu razlitja nafte in pustite nekaj časa. Pospešuje procese rekultivacije z nafto onesnaženih zemljišč in rezervoarjev, čiščenje tal pred odpadki vrtanja, njegova uporaba je upravičena ne le z ekonomskega, ampak tudi okoljskega vidika, kar potrjujejo poskusi.

Popoln ali delni ponatis materialov - samo s pisnim dovoljenjem urednika!