STRONA \* ŁĄCZENIE FORMATU 12

MINISTERSTWO ROLNICTWA FEDERACJI ROSYJSKIEJ

Katedra Katastru Nieruchomości i Geod i zia

OPD.V.04 REkultywacja gruntów

INSTRUKCJE METODOLOGICZNE

na lekcję praktyczną nr 4 na temat:

„Rekultywacja terenów zanieczyszczonych ropą i produktami naftowymi”

Specjalność 120301 Gospodarka gruntami

Ufa 2012

UDC 631.4

BBK 40.3

M 54

Rozpatrzony i omówiony na posiedzeniu Departamentu Katastru i Geodezji Nieruchomości (protokół nr 2). od 2012)

Opracował: profesor nadzwyczajny, kandydat nauk rolniczych Minniachmetow I.S.

Recenzent: Kandydat nauk rolniczych, profesor nadzwyczajny Katedry Rolnictwa i Gleboznawstwa

Grzech gejowski V.F.

Odpowiedzialny za uwolnienie: głowa. Katedra Katastru Nieruchomości i Geodezji, Kandydat Nauk Rolniczych, Profesor Nadzwyczajny Ishbulatov M.G.

Ufa, BSAU, Departament Katastru Nieruchomości i Geodezji

REKREACJA ZIEMI ZANIECZYSZCZONYCH OLEJAMI IPRODUKTY NAFTOWE

Cel lekcji nauczyć się opracowywać systemy działań rekultywacyjnychtereny zanieczyszczone ropą i produktami naftowymi.

INFORMACJE OGÓLNE

W warunkach zwiększonego obciążenia antropogenicznego biosfery planety w XX wieku gleba będąc elementem układu przyrodniczego i pozostając w dynamicznej równowadze ze wszystkimi pozostałymi składnikami, ulega procesom degradacji. Jednym z najbardziej typowych problemów naszych czasów jest zanieczyszczenie pokrywy glebowej terytoriów ropą i produktami naftowymi w wyniku sytuacji awaryjnych podczas wydobycia, transportu i rafinacji ropy.

Obecnie poszczególne terytoria wydobywające ropę naftową zbliżają się do obszarów katastrofy ekologicznej ze względu na warunki środowiskowe. Istnieje zagrożenie trwałej i często nieodwracalnej transformacji warunków funkcjonowania systemów przyrodniczych i zmian w jakości życia na dużych obszarach w różnych strefach przyrodniczych, od Dalekiej Północy po południe kraju. Głębokie zmiany zachodzą w prawie wszystkich elementach środowiska: glebach i strukturze gleby, glebach i podglebiu, wodach powierzchniowych i gruntowych, biota i powietrze.

Przemysł naftowy zajmuje trzecie miejsce wśród 130 gałęzi nowoczesnej produkcji pod względem zagrożeń dla środowiska (Panov i in., 1986).

Ponieważ na obecnym poziomie rozwoju przemysłu wydobywczego i rafinacji ropy naftowej nie jest możliwe wyeliminowanie jej wpływu na środowisko, istnieje potrzeba rekultywacji terenów zanieczyszczonych ropą, produktami naftowymi oraz wysokozmineralizowanymi ściekami z pól naftowych (EPW).

Zanieczyszczenie gleby olejami i dwutlenkiem węgla różni się od wielu innych skutków antropogenicznych tym, że nie powoduje stałego, ale z reguły „salowego” obciążenia środowiska, powodując szybką reakcję. Oceniając skutki takich zanieczyszczeń, nie zawsze można stwierdzić, czy gospodarka powróci do stanu stabilnego, czy też ulegnie nieodwracalnemu pogorszeniu. We wszystkich działaniach związanych z likwidacją skutków zanieczyszczeń i renaturyzacją terenów naruszonych należy kierować się główną zasadą: nie wyrządzać gospodarce większych szkód niż te już spowodowane przez zanieczyszczenia.

Na tej zasadzie opiera się koncepcja ożywienia gospodarczego. mi e jest istotą m maksymalna mobilizacja zewnętrza poranne zasoby na regenerację ich oryginalne f uncja

Obecnie rekultywacja terenów zanieczyszczonych ropą w Baszkortostanie prowadzona jest z reguły bez wystarczającego uzasadnienia naukowego. Likwidację skutków wycieków ropy często prowadzi się w taki sposób, że żyzna warstwa gleby zostaje nieodwracalnie zniszczona, np. poprzez spalenie ropy, zasypanie zanieczyszczonych terenów ziemią, czy wywiezienie zanieczyszczonej gleby na składowiska.

1 Przepisy metodyczne

1.1 Metody remediacji

Metody remediacji stosowane w praktyce zagranicznej i krajowej można podzielić na cztery grupy: fizyczne, fizykochemiczne, chemiczne i biologiczny.

Metody fizyczne obejmują mechaniczne usuwanie zaolejonych i bitumizowanych warstw gleby zawierających więcej niż 5% węgla z produktów naftowych (Jakubow, 1989), zbieranie produktów naftowych z powierzchni za pomocą pompy hydraulicznej ( Hinchela i in., 1988), mieszanie zanieczyszczonych gleb z czystą glebą w celu zmniejszenia zawartości ropy i produktów naftowych (Abduev, Askerov, 1979; Akhmedov i in., 1988; Ismailov, Pikovsky, 1988).

Wielu autorów proponuje intensywne napowietrzanie gleb zanieczyszczonych olejami za pomocą głębokiej orki, spulchniania, talerzowania i bronowania (Samosova i in., 1979; Anderson, Propadushchaya, 1979, Askerov, 1982; Oborin i in., 1988).

Balch Tomasz (1993) proponuje intensywne zbieranie zanieczyszczonej gleby w zadaszone hałdy o wysokości 4 x 5 m i szerokości do 40 m, u podstawy których położona jest sieć perforowanych rur doprowadzających gorące powietrze. W wyniku dyfuzji ogrzane powietrze pochłania węglowodory i lotne związki organiczne.

N. Asler Anders (1989) rozważa możliwość zastosowania metod oczyszczania poprzez podgrzanie gleby do temperatury 700°C lub zastosowanie strumienia wody pod wysokim ciśnieniem. Heimhard Hans – Luergen (1987) sugerują zastosowanie strumienia wodno-powietrznego pod wysokim ciśnieniem. Weston Roy F. (1998), Matig J., Trübenbach G. (1991), Josepha E. Musul (1993) stosują technologię podgrzewania gleby, która polega na odparowaniu wilgoci i materii organicznej. Jorgenson Torre M., Krizan Larry W et. glin . (1991) opracowali krok po kroku technologię oczyszczania terenów skażonych ropą na Alasce. Przed zamarznięciem gleby olej usuwano mechanicznie i przez przemywanie, latem następnego roku glebę nawożono, napowietrzano i stworzono odpowiednią wilgotność, co stworzyło sprzyjające warunki do rozkładu oleju. W wyniku tych działań zawartość węglowodorów w oleju spadła o 94% w stosunku do poziomu początkowego.

Metody fizykochemiczne polegają na zastosowaniu specjalnie dobranych środków powierzchniowo czynnych (dyspergatorów, dyspergatorów itp.) oraz substancji pomocniczych, które wpływają na zmianę stanu i koloidalnej struktury rozproszonej cząstek zawieszonych w fazie olejowej i wodnej.

Do oczyszczenia dużych powierzchni zanieczyszczonych szkodliwymi związkami sztucznymi proponuje się stosowanie szeroko rozpowszechnionych naturalnych sorbentów pochodzenia organicznego (torf, mech, czarnoziem, węgiel), glin i materiałów ilastych o dużej zdolności absorpcji zanieczyszczeń.

Haslera Andersa (1989) proponuje spalenie zanieczyszczonych gruntów z jednoczesnym dodatkiem spoiw, a powstały konglomerat po obróbce cieplnej wykorzystuje się jako materiał budowlany, Rez D. H . (1993) wykorzystuje cement portlandzki do neutralizacji węglowodorów ciekłych i stałych, przy czym węglowodór jest izolowany od kontaktu z otoczeniem.

Barka płaskodenna i wsp. (1991) proponują ekstrakcję zanieczyszczających glebę produktów naftowych frakcją destylowaną naturalnego kondensatu i heksanu oraz Bulman i in. (1993) oraz Greiner D (1994) chemiczne nasycanie gleby tlenem w celu przywrócenia jej aktywności biologicznej. Hinchel R. E., Downey D. C . i wsp. (1998) wykazali możliwość stosowania zastrzyków wody wzbogaconej w tlen lub zawierającej nadtlenek wodoru.

Główną rolę w przyspieszaniu rozkładu ropy i produktów naftowych w glebie odgrywają nawozy mineralne i organiczne (Samosova i in., 1979; Demidenko i in., 1983; Abzalov i in., 1988; Gainutdinov i in., 1988, Tiszkina, 1990).

Szczególnie ważne jest stosowanie nawozów azotowych, ponieważ W przypadku zanieczyszczenia olejami do gleby wprowadzana jest duża ilość C, gwałtownie zmieniając stosunek C:N . Do prawidłowego rozwoju mikroorganizmów na 1 część azotu potrzeba 10 części węgla, w warunkach brudnych do 400 x 420 ( Odu, 1978).

Metoda biologiczna jest najskuteczniejszą i najbardziej przyjazną dla środowiska metodą rekultywacji gleb zanieczyszczonych olejami. Obejmują one wykorzystanie produktów biologicznych i biostymulatorów do degradacji ropy i produktów naftowych.

W rozkładzie ropy naftowej w glebie główne i decydujące znaczenie ma aktywność funkcjonalna kompleksu mikroorganizmów glebowych, które zapewniają pełną mineralizację ropy i produktów naftowych do dwutlenku węgla i wody. Główny wkład w ten proces mają mikroorganizmy, które potrafią wykorzystywać węglowodory jako jedyne źródło materii organicznejenergia. Rodzaj gleby, jej skład mineralny i organiczny, wilgotność, napowietrzenie i temperatura również wpływają na szybkość degradacji węglowodorów ropopochodnych. Wykorzystując zdolność mikroorganizmów do wykorzystywania węglowodorów ropopochodnych i innych ksenobiotyków zaproponowano metodę biokorekcji zanieczyszczeń obejmującą następujące podejścia:

1. aktywacja zdolności degradacyjnych mikroflory naturalnie zawartej w zanieczyszczonej glebie, poprzez wprowadzenie składników odżywczych, współmetabolizowanych substratów, biostymulację tlenu;
2. wprowadzenie do skażonej gleby wyspecjalizowanych mikroorganizmów, wcześniej wyizolowanych z różnych źródeł skażonych lub biosuplementacja genetycznie zmodyfikowana.

Stosując metodę biologiczną opartą na wykorzystaniu naturalnych szczepów mikroorganizmów, w ciągu 3 lat od rekultywacji możliwe jest całkowite przywrócenie żyzności gleb zanieczyszczonych ropą przy stopniu zanieczyszczenia nie przekraczającym 10 x 15% ropy naftowej w przeliczeniu na masę gleby . W przypadku większych stężeń zanieczyszczeń wskazane jest łączenie bioremediacji z działaniami fizycznymi ifizyczne i chemiczne metody czyszczenia.

Różnorodność gatunkowa bakterii utleniających olej jest ogromna. Na bazie szczepów różnych bakterii i ich związków: Rhodotrin, Ekoil, Putidoil itp. stworzono bardzo skuteczne produkty biologiczne.

Omówione poniżej metody fizykochemiczne i chemiczne również w pewnym stopniu symulują. Różne dodatki do żywności i środki powierzchniowo czynne (surfaktanty), odpady po produkcji drożdży, mąka rybna, serwatka, odpady roślin białkowych i witaminowych, osad czynny, nawozy mineralne azotowe, fosforowe i potasowe, tradycyjny obornik, a nawet, jak wykazały badania, pełnią także rolę środków biostymulujących . NA. Kireeva, płynne ścieki z kompleksów hodowlanych i inne ścieki odprowadzane na polach irygacyjnych w rolnictwie.

Znana jest rola dżdżownic w rozkładzie ropy. Kibardin i wsp. (1989) wykazali, że dżdżownice pobierają olej z gleby i udostępniają go mikroorganizmom.

Wysiew lucerny i innych roślin strączkowych oraz traw o rozgałęzionym systemie korzeniowym do gleby zanieczyszczonej olejami pomaga przyspieszyć rozkład węglowodorów (Aliev i in., 1977; Gudin, Syratt, 1975; Lee Eusianda , 1993). Pozytywny wpływ upraw roślin rolniczych, a zwłaszcza traw wieloletnich, tłumaczy się tym, że dzięki rozwiniętemu systemowi korzeniowemu przyczyniają się do poprawy reżimu gazowo-powietrznego zanieczyszczonej gleby, wzbogacają ją w azot i związki biologicznie czynne uwalniane przez system korzeniowy do gleby w trakcie życia rośliny. Wszystko to stymuluje rozwój mikroorganizmów i odpowiednio przyspiesza rozkład ropy i produktów naftowych. W tym względzie nie można nie wziąć pod uwagę zdolności samych roślin do rozkładu różnych klas węglowodorów ropopochodnych (Ugrekhelidze, 1976) lub ich adsorpcji ( Cunningham Scott i in., 1995).

1.2 Zintegrowana technologia rekultywacji gruntów,

Zanieczyszczony olej

Technologia rekultywacji terenów zanieczyszczonych ropą zależy od wielu czynników: stężenia ropy w glebie, rodzaju ropy, dostępności środków remediacyjnych – produktów biologicznych, chemicznych środków poprawiających jakość, środków technicznych itp. W oparciu o badania i uogólnienie doświadczeń w zakresie rekultywacji terenów zanieczyszczonych ropą naftową Instytut Biologii Uralskiego Centrum Naukowego Rosyjskiej Akademii Nauk wraz z BashNIPIneft opracował wytyczne „Rekultywacja terenów zaburzonych technogenicznie podczas wydobycia ropy naftowej, ”, który został zatwierdzony przez odpowiednie organy rządowe i zaoferowany przedsiębiorstwom ANK Bashneft do wykorzystania na terenach rekultywacyjnych zanieczyszczonych ropą i produktami naftowymi. Uzyskano także patenty Federacji Rosyjskiej na wynalazek „Sposób oczyszczania gleb z zanieczyszczeń olejowych”.

Zgodnie z proponowanym schematem (ryc. 1) głównych środków remediacji gleb zanieczyszczonych ropą, najpierw przeprowadza się badanie rekultywacyjne zanieczyszczonego obszaru, granice obszaru i wszystkie te czynniki, na podstawie których metody remediacji zostały wybrane, zostały wyjaśnione.

Obrazek 1 Schemat głównych działań w zakresie rekultywacji terenów zanieczyszczonych ropą

Głównymi sposobami rekultywacji terenów zanieczyszczonych ropą jest stosowanie preparatów biologicznych i aktywacja rodzimej mikroflory glebowej na tle różnych środków agrotechnicznych i fitomelioracyjnych mających na celu optymalizację warunków troficznych i fizykochemicznych dla życia mikroorganizmów zużywających węglowodory ropopochodne.

Efektywne wykorzystanie produktów biologicznych jest możliwe, gdy stężenie produktów naftowych w glebie nie przekracza 1015%. Dlatego w pierwszym etapie rekultywacji, gdy zawartość oleju jest większa niż pojemność olejowa gleby, rozlany olej wraz z częścią powierzchniowej warstwy gleby jest zbierany mechanicznie i transportowany do dołów ziemnych (szlamów roponośnych). Po oddzieleniu oleju od gleby za pomocą środków powierzchniowo czynnych, przed rozpoczęciem rekultywacji biologicznej na składowisku należy przeprowadzić szereg zabiegów agrotechnicznych - intensywne spulchnienie, nawilżenie, zastosowanie złożonych nawozów mineralnych i organicznych. Można także pozostawić glebę do odłogowania z okresowym spulchnianiem, a następnie przeprowadzić fitomeliorację, wykorzystując głównie rośliny strączkowe jako nawóz zielony. Jeżeli zawartość oleju w zanieczyszczonej glebie wynosi do 105%, można od razu przystąpić do zabiegów agrotechnicznych (spulchnianie, stosowanie nawozów i biostymulatorów), a następnie aplikacji produktów biologicznych. Jeśli zawartość oleju w glebie jest mniejsza niż 5%, fitomeliorację można rozpocząć natychmiast lub poprzez etap odłogowania.

Rekultywację uznaje się za zakończoną, gdy zawartość oleju w glebie zmniejszy się do 0,1% i wytworzy się trawa o zwarciu rzutowym co najmniej 80%. W przypadku skażenia gleby ropą naftową, która zawiera znaczną ilość substancji niebędących dwutlenkiem węgla, w programie rekultywacji włączane są chemiczne środki polepszające. W początkowej fazie, jeśli to możliwe, glebę płucze się z soli, następnie nakłada się gips, a następnie przeprowadza się agrotechniczne i biologiczne metody rekultywacji przewidziane w systemie środków.

2 kolejność wykonania zadania

2.1 Główne działania rekultywacyjne

gleby zanieczyszczone ropą

Pierwszy etap agrogeochemiczny.

Na tym etapie następuje proces wietrzenia, parowania i częściowego niszczenia frakcji lekkich, fotoutleniania, częściowej odbudowy zbiorowisk mikrobiologicznych i zwierząt glebowych. Część składników zamienia się w stały produkt, który poprawia gospodarkę wodno-powietrzną.

1. Zbieranie oleju z powierzchni (buldożery, koparki), wypompowywanie go za pomocą pomp.
   1. Transport i składowanie w wyrobiskach osadów olejowych do późniejszego przetworzenia.

3. Przygotowanie terenu poprzez częściowe lub całkowite wyrównanie (w razie potrzeby) grunt oczyszczony jest z gruzu, odpadów powypadkowych i pozostawiony do samooczyszczenia i naturalnej przemiany oleju na okres 1,0 x 1,5 roku.

1. W pierwszym etapie, jeśli nie ma niebezpieczeństwa erozji, należy spulchnić glebę (orką na głębokość 10 x 20 cm) 2 x 3 razy po osiągnięciu przez glebę dojrzałości fizycznej na wiosnę.
   1. Zimą konieczne jest zatrzymywanie śniegu, a wiosną konieczna jest regulacja topnienia śniegu.
      1. Stosowanie złożonych nawozów mineralnych(N, R, K), nie mniej niż 90 kg czynnego na 1 ha.
      2. Na tym etapie, gdy zanieczyszczenie gleby jest mniejsze niż 10% (wagowo), stosuje się produkty biologiczne, w tym biostymulatory i biododatki. Jeżeli gleba jest lekko zanieczyszczona, zastosowanie produktów biologicznych nie jest ekonomicznie opłacalne. Należy ograniczyć się do metod agrotechnicznych i biostymulacji.
      3. Na etapie agrotechnicznym przeprowadza się kontrolę pod kątem możliwego zanieczyszczenia wód gruntowych olejem.
      4. Na zakończenie etapu 1 przeprowadza się analizę zawartości oleju resztkowego w glebie. Określa się stopień naturalnego zarostu.

Druga faza biologiczny.

1. I etap biologicznego siewu próbnego traw. Celem tego wydarzenia jest ocena fitotoksyczności resztkowej gleb, intensyfikacja procesów biodegradacji ropy naftowej i wyjaśnienie momentu przejścia do etapu końcowego.
   1. Przed siewem próbnym glebę zaoruje się (spulchnia, talerzuje). Wysiewa się głównie rośliny strączkowe (groch, lucernę, koniczynę cukrową i itp.).
      1. II etap remediacji biologicznej: siew traw wieloletnich przeprowadzamy po 1-3 latach od skażenia. Etap ten rozpoczyna się, jeśli w siewie próbnym wykiełkują co najmniej 75% powierzchni.
         1. Przed siewem traw wieloletnich należy spulchnić glebę i zastosować nawozy organiczne i biostymulatory. Lepiej jest stosować nawozy mineralne w formie nawożenia 2-3 razy.
         2. Trawy polecane do strefy leśno-stepowej: kostrzewa łąkowa, tymotka łąkowa, koniczyna czerwona, bromek bezosiowy, kupkówka, lucerna niebieskohybrydowa. Do strefy przyściennej: trawa pszeniczna grzebieniowa, lucerna mieszańcowa żółta, koniczyna słodka żółta, trawa włosiana, regneria włóknista.
         3. Byliny wieloletnie uprawia się co najmniej 2 lata. Nie zaleca się wykorzystywania zielonej masy na cele paszowe, lepiej jest ją przyorać do gleby jako nawóz zielony.
         4. Rekultywację uznaje się za zakończoną, jeśli wzrost traw i tworzenie drzewostanów jest normalne z agronomicznego punktu widzenia i ponad 80% powierzchni jest zarośnięte. Zawartość produktu naftowego nie powinna przekraczać 0,1%.

3 zadania do samodzielnej pracy

Opracuj system działań w zakresie rekultywacji terenów zanieczyszczonych, biorąc pod uwagę poziom zanieczyszczenia olejami (patrz tabela 1).

Tabela 1. Klasyfikacja gleb ze względu na stopień zanieczyszczenia olejami

Opcja	Stopień zanieczyszczenia
	Bardzo słaby	do 1%
	Słaby	13%
	Przeciętny	35%
	Mocny	510%
	Bardzo silny	1015%
	Katastrofalny	>15%

*norma sanitarna ≤0,1%

Mapę technologiczną sporządzono zgodnie z tabelą 2:

Tabela 2 Mapa technologiczna

Rodzaj pracy	Podstawowy agrotechniczne i techniczny wymagania	Odpowiedni samochody
etap techniczny
etap biologiczny

Wnioski:

Forma kontroli. Opracowana mapa technologiczna rekultywacji terenów zanieczyszczonych ropą wraz z wnioskami przekazywana jest nauczycielowi i oceniana w drodze wywiadu.

4 pytania do samokontroli wiedzy

1 Jakie metody stosuje się do rekultywacji gruntów zanieczyszczonych ropą i produktami naftowymi?

2 Jakie są główne produkty biologiczne stosowane w rekultywacji terenów zanieczyszczonych ropą i produktami naftowymi?

3 Główne działania rekultywacji terenów zanieczyszczonych ropą i produktami naftowymi?

4 Opisz nowoczesne metody oczyszczania gruntów z produktów naftowych.

5 Która metoda jest najskuteczniejsza w przypadku rekultywacji terenów zanieczyszczonych ropą i produktami naftowymi?

LISTA BIBLIOGRAFICZNA

1 Gabbasova, I.M. Degradacja i rekultywacja gleb Ba w kortostan [Tekst] / I.M. Gabbasowa. Ufa, Gilem, 2004. 284 s.

2 Golovanov, A. I. Rekultywacja naruszonych ziem [Tekst]: podręcznik. podręcznik / A. I. Golovanov, F. M. Zimin, V. I. Smetanin; edytowany przez A. I. Golovanova. M.: KolosS, 2009. 325 s.

3 Podstawy zarządzania środowiskowego [Tekst]: podręcznik / A.I. Bramka O Wanow [i inni]. M.: Kolos, 2001. 263 s.

4 Gleby Baszkortostanu [Tekst]. T.2. Ufa: Gilem, 1997. 328 s.

5. Sadovnikova, L. K. Ekologia i ochrona środowiska w chemii mi zanieczyszczenie com [Tekst]: podręcznik. zasiłek / L.K. Sadovnikova, D.S. Orlov, I.N. Lozanovskaya. wyd. 3, str. 1 mi przerobić M.: Wyżej. szkoła, 2006. 334 s.

6 System produkcji rolnej w Republice Ba w kortostan [Tekst]. Ufa, Gilem, 1997. 612 s.

7 Smetanin, V.I. Rekultywacja i aranżacja pryczy Na ziemie okupowane [Tekst]: podręcznik / V.I. Kwaśna śmietana. M.: Kolos, 2000. 96 s.

Metody technicznej i biologicznej rekultywacji gruntów stosowane w Rosji mają wady, które czynią je nieskutecznymi lub kosztownymi.

W praktyce najczęściej stosuje się następujące metody:

1. Rekultywacja techniczna z zasypaniem ziemią i zasiewem trawy - metoda ta daje efekt kosmetyczny, gdyż olej pozostaje w gruncie. Ponadto wymagana jest duża ilość prac wykopaliskowych.

2. Rekultywacja techniczna polegająca na wywozie gruntów zanieczyszczonych olejami na składowiska odpadów. Metoda ta jest praktycznie nierealistyczna z ekonomicznego punktu widzenia, gdyż duże ilości gleby zanieczyszczonej ropą oraz wysokie koszty transportu i utylizacji odpadów mogą wielokrotnie pokryć zyski firmy.

3. Zasypanie sorbentem (torfem) z późniejszym transportem na składowiska. Wady są takie same jak w poprzedniej metodzie.

4. Wykorzystanie importowanych jednostek do ekstrakcji ropy naftowej. Wydajność tych instalacji wynosi 2-6 m3 dziennie, co przy koszcie instalacji wynoszącym 150 000 dolarów i zatrudnieniu 3 osób sprawia, że ​​jest to wyjątkowo nieefektywne. Zagraniczne firmy nie korzystają już z takich instalacji i próbują je sprzedawać w Rosji, podając je za nowinkę nauki i technologii.

5. Stosowanie preparatów mikrobiologicznych typu „putidoil” i tym podobnych. Leki działają tylko na powierzchni, ponieważ niezbędny jest kontakt z powietrzem oraz w wilgotnym środowisku o stosunkowo wysokiej temperaturze. Bardzo dobrze sprawdził się w letniej rekultywacji wybrzeży morskich Kuwejtu, zanieczyszczonych w czasie działań wojennych. Jest popularny na Syberii ze względu na łatwość i niski koszt użytkowania. Bardzo dobry do raportowania, gdy nie ma weryfikacji wyniku na miejscu (5).

Autorzy zalecają kanadyjską metodę rekultywacji gleb, która jest niewrażliwa na temperaturę, nie wymaga transportu gleby i składowisk odpadów, a także nie wymaga inwestycji w specjalistyczny sprzęt i stały personel techniczny. Metoda jest bardzo elastyczna i pozwala na modyfikację przy użyciu różnych materiałów, preparatów mikrobiologicznych i nawozów (5).

Metodę tę potocznie nazywano „grzbietem szklarniowym”, gdyż metoda ta opiera się na utlenianiu mikrobiologicznym przy naturalnym wzroście temperatury – niczym hałda gnoju „pali się”. Strukturę grzbietu pokazano na ryc. 1.

Perforowane rury z tworzyw sztucznych układane są w kształcie węża na poduszce gruntowej o szerokości 3 metrów, które następnie pokrywane są warstwą żwiru, tłucznia kamiennego lub keramzytu lub materiału typu Dornit. Na tej porowatej poduszce niczym kanapkę układane są naprzemienne warstwy gleby zanieczyszczonej olejem i nawozów. Jako drugie stosuje się obornik, torf, trociny, słomę i nawozy mineralne, można też dodawać preparaty mikrobiologiczne. Grzbiet pokryty jest folią z tworzywa sztucznego, a powietrze dostarczane jest do rur ze sprężarki o odpowiedniej mocy. Sprężarka może pracować zarówno na paliwie, jak i na elektryczności – jeśli jest połączenie. Powietrze jest rozpylane w porowatej podkładce i sprzyja szybkiemu utlenianiu. Rury można wielokrotnie wykorzystywać. Folia zapobiega wychłodzeniu; Jeśli dostarczysz ogrzane powietrze i dodatkowo zaizolujesz kalenicę torfem lub „dornitem”, to metoda sprawdzi się zimą. Olej utlenia się prawie całkowicie w ciągu 2 tygodni, pozostałość jest nietoksyczna i rośliny dobrze na nim rosną. Wydajny, ekonomiczny, produktywny (5).

Ryż. 1. Program rekultywacji terenów zanieczyszczonych ropą

wnioski

Zatem rekultywacja to zespół prac mających na celu przywrócenie produkcyjności biologicznej i wartości ekonomicznej gruntów naruszonych, a także poprawę warunków środowiska przyrodniczego.

Działki w okresie rekultywacji biologicznej na cele rolne i leśne muszą przejść etap przygotowania do rekultywacji, tj. etap biologiczny należy przeprowadzić po całkowitym zakończeniu etapu technicznego.

Dla pomyślnej realizacji rekultywacji biologicznej ważne jest zbadanie składu florystycznego powstających zbiorowisk oraz procesów przywracania różnorodności fitoróżnorodności na terenach naruszonych przez przemysł, gdy gleby i szata roślinna ulegają katastrofalnemu zniszczeniu.

Biologiczny etap rekultywacji terenów zanieczyszczonych ropą obejmuje kompleks środków agrotechnicznych i fitomelioracyjnych mających na celu poprawę właściwości agrofizycznych, agrochemicznych, biochemicznych i innych gleby. Etap biologiczny polega na przygotowaniu gleby, zastosowaniu nawozów, doborze traw i mieszanek traw, siewie i pielęgnacji roślin. Ma na celu połączenie powierzchniowej warstwy gleby z systemem korzeniowym roślin, utworzenie zamkniętego drzewostanu oraz zapobieganie rozwojowi erozji wodnej i wietrznej gleby na naruszonych gruntach.

Zatem schemat technologiczny (mapa) prac przy biologicznej rekultywacji terenów naruszonych i zanieczyszczonych ropą obejmuje:

· planowanie powierzchni;

· stosowanie chemicznych środków polepszających, nawozów organicznych i mineralnych, preparatów bakteryjnych;

· Orka odkładnicowa lub bezodkładnicowa, obróbka płaska;

· obieranie broną talerzową lub łuską talerzową;

· kret, szczelina z kretem;

· rycie, przerywane bruzdy;

· retencja śniegu i wody roztopowej;

· przedsiewne przygotowanie gleby;

· hałdowanie silnie zanieczyszczonej gleby wraz z instalacją otworów wentylacyjnych;

· rozmieszczenie ziemi z kopców na powierzchni terenu;

· wysiew nasion roślin fitomelioracyjnych;

· pielęgnacja upraw;

· monitorowanie postępu rekultywacji.

Zalecana jest kanadyjska metoda rekultywacji gruntów, która nie jest wrażliwa na temperaturę, nie wymaga transportu gleby i składowisk odpadów oraz nie wymaga inwestycji w specjalistyczny sprzęt i stały personel techniczny. Metoda jest bardzo elastyczna i pozwala na modyfikację przy użyciu różnych materiałów, preparatów mikrobiologicznych i nawozów. Metodę tę umownie zwano „grzbietem szklarniowym”, gdyż opiera się ona na utlenianiu mikrobiologicznym przy naturalnym wzroście temperatury.

Wykaz używanej literatury

1.GOST 17.5.3.04-83. Ochrona Przyrody. Ziemia. Ogólne wymagania dotyczące rekultywacji gruntów.

2. Instrukcja rekultywacji terenów naruszonych i zanieczyszczonych podczas remontów awaryjnych i głównych rurociągów naftowych z dnia 6 lutego 1997 r. N RD 39-00147105-006-97.

3. Chibrik T.S. Podstawy rekultywacji biologicznej: Podręcznik. dodatek. Jekaterynburg: Wydawnictwo Ural. Uniwersytet, 2002. 172 s.

4. Chibrik T.S., Lukina N.V., Glazyrina M.A. Charakterystyka flory terenów uprzemysłowionych Uralu: Podręcznik. dodatek. – Jekaterynburg: Wydawnictwo Ural. Uniwersytet, 2004. 160 s.

5. Zasób internetowy: www.oilnews.ru

Naturalny proces mineralizacji ropy naftowej jest dość długi, dlatego potrzebne są działania, które mogłyby przyspieszyć ten proces.

Agrochemiczne metody rekultywacji obejmują szereg działań, do których zalicza się zaoranie i spulchnienie gleby zanieczyszczonej olejami, zastosowanie nawozów mineralnych i przeprowadzenie prac rekultywacyjnych na skażonym terenie, a także wysiew nawozów zielonych. W razie potrzeby można zastąpić zanieczyszczoną wierzchnią warstwę gleby żyznym podłożem. Cały kompleks środków agrotechnicznych - spulchnienie warstw gleby, wytworzenie prawidłowego stosunku węgla do azotu, wapnowanie i gips, wprowadzenie niezbędnych makro- i mikroelementów - ma na celu aktywizację naturalnych procesów zachodzących w glebie, optymalizację warunków życia roślin. mikroflora glebowa. Biologiczne oczyszczanie gleby i wód gruntowych zanieczyszczonych różnymi substancjami organicznymi ma znaczną przewagę nad powszechnie stosowanymi metodami, gdyż biologiczny rozkład substancji szkodliwych do C0 2 , H 2 0 i soli nieorganicznych pozwala zachować aktywność biologiczną gleby.

Utrzymywanie wilgoci w glebie jest jedną z agrotechnicznych metod kontroli aktywności biologicznej, która skutecznie wpływa na szybkość rozkładu ropy i produktów naftowych. Korzystny reżim wodny w glebie osiąga się poprzez nawadnianie. Poprawa reżimu wodnego wpływa w szczególności na mobilność składników odżywczych, aktywność drobnoustrojów i aktywność procesów biologicznych. Obserwacje wykazały, że brak wilgoci spowalnia zarastanie zrekultywowanych terenów. Wpływ na aktywność mikrobiologiczną i enzymatyczną gleby potęguje jednoczesne stosowanie technik agrochemicznych, takich jak nawożenie i spulchnianie.

Podczas uprawy gleby zanieczyszczonej olejem zaleca się stosowanie narzędzi rolniczych do przygotowania rotacyjnego. Takim narzędziem może być np. pług obrotowy PR-2.7 lub pług kombinowany PVN-3-35. Na wydziale eksploatacji parku maszynowo-ciągnikowego Permskiej Akademii Rolniczej obliczono, zaprojektowano i wykonano eksperymentalny pług o wartości 3-35 zł z aktywnymi korpusami roboczymi i wirnikami pionowymi. Oczywiście rodzaj zabiegu agrotechnicznego każdej konkretnej zanieczyszczonej gleby musi zostać określony przez specjalistów, w przeciwnym razie efekt takiego leczenia zostanie znacznie zmniejszony (Kuznetsov F. M., 2003).

Jako skuteczne metody rekultywacji gleb zanieczyszczonych olejami proponuje się (Gainutdinov, 1988) wielokrotne spulchnianie gleby w celu poprawy napowietrzenia, stosowanie organicznych i mineralnych nawozów azotowo-fosforowych, wysiew nawozów zielonych i zastąpienie zanieczyszczonej wierzchniej warstwy gleby żyznym podłożem. Zaleca się detoksykację gleb lekko zanieczyszczonych produktami naftowymi poprzez wprowadzenie do gleby polepszaczy o następującym składzie przy użyciu brony wirnikowej BIG-3: klinoptylollit - 80-100 t/ha, kreda rozproszona - 2,5 t/ha, saletra amonowa - 0,01 - -0,02 t/ha, a także silikon przygotowany oddzielnie i dodawany do tej mieszaniny przed zabiegiem zanieczyszczonej gleby - 0,005-0,01 t/ha.

Stworzenie optymalnych warunków do rozmnażania i wzrostu komórek drobnoustrojów, w tym utleniających węglowodory, ułatwia aplikacja na terenach skażonych nawozami mineralnymi – źródłami azotu i fosforu, takimi jak azotan potasu lub sodu, nitroammofosforan, woda amoniakalna i superfosfat w ilościach zależnych od stopnia zanieczyszczenia, ale w taki sposób, aby początkowy stosunek pierwiastków węgiel:azot:fosfor utrzymywał się na poziomie 100:10:1, co jest optymalne dla wzrostu komórek bakteryjnych. Bardzo często w praktyce stosuje się tak rozpowszechnione polepszacze jak obornik i słoma. Obornik przyspiesza proces emulgowania i rozkładu mikrobiologicznego toksycznych składników płuczek wiertniczych. Dodatek słomy sprzyja napowietrzeniu gleby i rozwojowi mikroorganizmów glebowych. Znaczącą ilość ligniny wprowadza się ze słomą, która stanowi rezerwę dla adsorpcji substancji zawierających węglowodory (Khaziev, Fakhtiev, 1981).

Aby przywrócić żyzność gruntów rolnych, w okresie rekultywacji biologicznej dodaje się obornik i wapno. Rekultywację terenów zanieczyszczonych ropą, naruszonych podczas wierceń przez wody złożowe o słabej mineralizacji, przeprowadzono poprzez dodanie środka polepszającego (fosfogips) i obornika. Sprzątanie trwało trzy lata.

Okres samozagojenia gruntów naruszonych w trakcie budowy studni wynosi co najmniej 20 lat. Wprowadzenie opracowanych dodatków wieloskładnikowych skraca okres regeneracji do 5 lat. Po zakończeniu budowy odwiertów naftowych i gazowych obornik i słomę można wykorzystać do przywrócenia żyzności naruszonych gruntów, przyspieszając biologiczny rozkład płynnych odpadów wiertniczych. Na terenie odwiertów układane są rowy melioracyjne o głębokości 2,5 - 3 m, których szerokość wynosi około 0,6 m. Rowy wykonuje się w równoległych rzędach o długości 100 - 150 m w odległości między nimi 4 - 5 m. Napełnia się je do jednej trzeciej objętości obornika, wstępnie traktuje fosfogipsem i miesza z posiekaną słomą, a następnie przepuszcza przez płuczkę wiertniczą, która impregnuje tę mieszaninę. Do wykopu dodaje się składniki kompostu i płynne odpady powiertnicze w proporcji: obornik - 10 - 15%, fosfogips - 2-3%, słoma - 20 - 30% i płynne odpady powiertnicze - do 100%.

Oryginalna metoda została opracowana w celu zapobiegania zanieczyszczeniu nasion i przyspieszania rozkładu produktów naftowych. Na zanieczyszczoną powierzchnię nakłada się warstwę suchego pakułu mchowego wymieszanego ze środkiem odtleniającym i nawozami fosforowo-potasowymi, dodaje się do niego nasiona i je również pokrywa warstwą suchego pakuła mchu ze środkiem odtleniającym i fosforem-potasem nawozy, natomiast nawozy azotowe stosuje się wraz z nasionami. Mech występujący na bagnach jest produktem o niskim stopniu rozkładu, składającym się z martwych roślin mchów i porostów. Kabel jest grabiony warstwa po warstwie w stosy do suszenia. Przed zgrabianiem do suchego pakułu dodaje się nawozy mineralne (wapno, dolomit lub kreda) rozsiewaczem w ilości 20 kg na 1 m 3 pakułu oraz nawozy fosforowo-potasowe w ilości 600 - 900 g chlorku potasu i 500 g superfosfatu. Przygotowana w ten sposób mieszanina pakułów, nawozów mineralnych i wapna jest gotowa do użycia i może być przechowywana przez kilka lat. Można go nakładać na zanieczyszczoną powierzchnię w formie suchej posypki lub w formie dywanu.

Mechaniczne, agrotechniczne i chemiczne metody rekultywacji terenów zanieczyszczonych olejami zależą od stopnia skażenia.

Przy niskim stopniu skażenia wynoszącym 10 litrów na 1 m2 gleby, do przywrócenia gleby wystarczająca była wielokrotna uprawa mechaniczna maszynami do uprawy roli: pługami, kultywatorami wyposażonymi w bierną lub czynną część roboczą. Całkowita odbudowa została osiągnięta w ciągu roku.

Jeżeli stopień zanieczyszczenia osiągnął 24 litry na 1 m 2, rekultywację przeprowadzono w ciągu dwóch lat. Do środków mechanicznych dodano środki agrotechniczne: wapnowanie, gipsowanie, nawozy mineralne i organiczne oraz emulgatory.

Gdy stopień zanieczyszczenia jest wysoki, w celu przywrócenia gleby stosuje się kompleks środków mechanicznych, agrotechnicznych i chemicznych. Oprócz mechanicznej uprawy roli i stosowania nawozów, zanieczyszczoną glebę poddaje się działaniu środków chemicznych, które wchodząc w reakcję ze szkodliwymi pierwiastkami produktów naftowych tworzą związki usuwane z gleby pod wpływem słońca, deszczu i śniegu. Całkowitą renowację można uzyskać w ciągu trzech lat. Zatem za pomocą technik agrotechnicznych można przyspieszyć proces samooczyszczania gleb zanieczyszczonych olejami, tworząc optymalne warunki do ujawnienia potencjalnej aktywności katabolicznej mikroorganizmów utleniających węglowodory, wchodzących w skład naturalnej mikrobiocenozy.

Coraz częstsze w ostatnich latach zanieczyszczenie gleby i wody olejami powoduje ogromne szkody dla środowiska. Jednym z najważniejszych działań środowiskowych mających na celu przywrócenie żyzności terenów zanieczyszczonych ropą jest rekultywacja. Zastosowanie w ostatnich latach technologii sorpcyjno-biologicznych opartych na torfowcu dało doskonałe rezultaty.

Przyczyny zanieczyszczenia olejami

Do wycieku ropy może dojść zarówno podczas jej produkcji, transportu i przechowywania, jak i podczas przetwarzania i wykorzystania w procesach technologicznych. Ponadto przyczyną zanieczyszczeń olejowych jest często fizyczne zużycie sprzętu lub jego uszkodzenie mechaniczne. Wiodące pozycje pod względem liczby awaryjnych wycieków ropy i produktów naftowych zajmują rurociągi główne i produktowe naziemne. Zdecydowana większość awarii jest tu związana z korozją sprzętu oraz złą jakością prac budowlano-montażowych, tylko niewielka część wynika z wad produkcyjnych i błędów w obsłudze.

Ustawodawstwo ochrony środowiska Federacji Rosyjskiej wymaga, aby wycieki ropy i produktów naftowych były lokalizowane i możliwie jak najszybciej eliminowane, a zawartość pozostałości węglowodorów w środowisku doprowadzona do akceptowalnego poziomu. Należy przeprowadzić prace mające na celu rekultywację gruntów, które w wyniku wycieku ropy utraciły całkowicie lub częściowo produktywność. Zrekultywowane grunty i tereny przyległe oraz zbiorniki wodne po zakończeniu całego kompleksu prac powinny stanowić optymalnie zorganizowany i zrównoważony ekologicznie zrównoważony krajobraz. Zgodnie z dekretem Rządu Federacji Rosyjskiej „W sprawie pilnych środków zapobiegania awaryjnym wyciekom ropy i produktów naftowych i ich eliminowania” każde przedsiębiorstwo ma obowiązek opracować plan zapobiegania awaryjnym wyciekom ropy i produktów naftowych i reagowania na nie (OSRP). Jednak w praktyce większość przedsiębiorstw nie tylko nie opracowała OSRP, ale także nie dysponuje środkami technicznymi i materiałami, które umożliwiłyby wyeliminowanie awaryjnego wycieku ropy i produktów naftowych.

Metody lokalizacji i usuwania awaryjnych wycieków ropy

Mechaniczne metody lokalizacji i usuwania awaryjnych rozlewów ropy naftowej umożliwiają zebranie większości rozlanych węglowodorów z powierzchni gleby i wody za pomocą specjalistycznych mechanizmów i urządzeń. Jednocześnie imponująca część węglowodorów zostaje wchłonięta przez glebę i nie ma możliwości ich zebrania metodami mechanicznymi. Wraz z rozwojem nauki i technologii zaczęto stosować metody fizykochemiczne i biologiczne oraz mechaniczne metody usuwania wycieków ropy. Fizykochemiczne metody usuwania zanieczyszczeń olejowych opierają się na zastosowaniu materiałów sorpcyjnych, które mają zdolność pochłaniania oleju. Materiały te można podzielić na adsorbenty i absorbenty w zależności od mechanizmu absorpcji oleju. Z kolei każdy z tych materiałów różni się pochodzeniem, dyspersją, pojemnością olejową, wypornością, wilgotnością i innymi wskaźnikami.

Obecnie stosuje się sorbenty nieorganiczne i organiczne pochodzenia naturalnego i syntetycznego. Wiele sorbentów ma charakter uniwersalny, ponieważ są w stanie wchłonąć dość szeroką gamę produktów naftowych. Ostatnio przy wyborze środków eliminujących awaryjne wycieki i ich skutki coraz częściej preferowane są sorbenty, które nie tylko dobrze wchłaniają ropę i produkty naftowe, ale także rozkładają je na proste i bezpieczne substancje - dwutlenek węgla i wodę. W tym przypadku proces biodegradacji produktów naftowych odbywa się w sposób naturalny za pomocą mikroorganizmów. Aby przyspieszyć biodegradację produktów naftowych, wraz z sorbentami, można zastosować produkty biologiczne, które zawierają kolonie różnych mikroorganizmów biodestrukcyjnych produkty naftowe.

Ryż. 1. Dynamika spadku zawartości węglowodorów w glebie zaolejonej w stosunku do zawartości początkowej po 2 tygodniach

Rekultywacja gleb i zbiorników wodnych przy użyciu biodegradowalnych sorbentów

Wyciek ropy może zniszczyć florę i faunę oraz spowodować mutację mikroorganizmów żyjących w glebie i wodzie. Odbudowa roślinności na glebach zanieczyszczonych olejami jest spowolniona lub w ogóle niemożliwa.

Rekultywacja terenów zanieczyszczonych ropą jest podstawowym zadaniem w zakresie usuwania skutków wycieku ropy i produktów naftowych. Rekultywacji wymaga 95,9% całkowitej powierzchni gruntów zanieczyszczonych ropą. Co roku powierzchnia gruntów zaburzonych wymagających rekultywacji zwiększa się o 10 tys. hektarów rocznie.
Warto przywołać niedawny przykład: 25 kwietnia 2012 r. w wyniku nielegalnego podpięcia się do rurociągu należącego do zakładów Pribaikalye w Rosrezerwie do Angary trafiło ponad 300 ton produktów naftowych. W tej chwili wyciek został usunięty, ale według Rosprirodnadzora stężenie zanieczyszczeń przekracza normę 20–120 razy, w zależności od odległości od źródła zanieczyszczenia.

Dobre wskaźniki rekultywacji terenów zanieczyszczonych olejami osiąga się dzięki zastosowaniu absorbentu na bazie modyfikowanego torfu z mchu torfowca. Istota modyfikacji polega na tym, że podczas obróbki wysokotemperaturowej torf zmienia swoje właściwości z hydrofilowych na hydrofobowe i oleofilowe. Składnik humusowy pełni rolę katalizatora aktywności rodzimej biocenozy, znacznie zwiększając tę ​​aktywność i przyspieszając jej oddziaływanie z węglowodorami. Po biologicznym rozkładzie węglowodorów otoczka torfowa przechodzi w stan hydrofilowy i zaczyna wchłaniać wodę, tak jak w normalnych warunkach naturalnych, stając się użytecznym składnikiem zarówno gleby, jak i wody.

W celu potwierdzenia efektywności zastosowania absorbentu na bazie modyfikowanego torfu torfowca torfowca na powierzchni wody przeprowadzono badania na bazie jednego z laboratoriów analiz środowiskowych. Podczas tych badań określono główne wskaźniki tego absorbentu: gęstość nasypową, pojemność oleju, wyporność; Badano zdolność sorpcyjną absorbentu oleju na powierzchni wody. Dodatkowo dokonano oceny stopnia oczyszczenia powierzchni wody z oleju przez absorbent. Pomiary metodą fluorymetryczną wykazały, że średnia zawartość resztkowa rozpuszczonego oleju w wodzie po zastosowaniu sorbentu do zebrania rozlanego oleju, uzyskana z trzech pomiarów, wyniosła 0,086 mg/l (0,094; 0,073; 0,091). Odpowiada to w pełni maksymalnemu dopuszczalnemu stężeniu w wodzie obiektów gospodarczego, pitnego i kulturalnego użytkowania wody: maksymalna zawartość oleju wynosi 0,3 mg/l, oleju wysokosiarkowego - 0,1*.

Specjaliści z Katedry Ekologii Przemysłowej Rosyjskiego Państwowego Uniwersytetu Nafty i Gazu im. I.M. Gubkin pod przewodnictwem szefa. Katedra profesora S.V. Meshcheryakova szczegółowo zbadała wpływ absorbentu torfu na oczyszczanie gleby z zanieczyszczeń olejowych. Doświadczenie prowadzone w laboratorium katedry przez siedem miesięcy wykazało, że zastosowanie absorbentu na bazie modyfikowanego torfu mszystego torfowca podczas rekultywacji gleb zanieczyszczonych olejami prowadzi do znacznego zmniejszenia zawartości węglowodorów w glebie, zmniejszenia zawartości wskaźników toksyczności do wartości tła i prawie całkowitą redukcję zahamowania wzrostu roślin. Oznacza to, że zastosowanie absorbentu na bazie modyfikowanego torfu z mchu torfowca w krótkim czasie normalizuje sytuację środowiskową w miejscu reakcji na wyciek ropy.

Po dwóch tygodniach od rozpoczęcia doświadczenia w dwóch próbkach, w których zastosowano sorbent w stosunku olej/absorbent 1:1 i 4:1 z dodatkiem złożonego nawozu granulowanego, zawartość węglowodorów zmniejszyła się odpowiednio o 73% i 67%, a po 6 miesiącach odpowiednio o 94,3% i 94% (ryc. 1). W pozostałych próbkach w ciągu podobnych dwóch tygodni odsetek ten wynosił 15-47%, a dalsza redukcja ilości węglowodorów w próbkach bez absorbentu uległa spowolnieniu. Zgodnie z normami Chanty-Manskiego Okręgu Autonomicznego próbki zawierające sorbent w proporcjach z olejem 1:1 i 1:4 pozwalają na przyjęcie do obrotu gruntów o takich wskaźnikach. Aby ocenić rekultywację z biologicznego punktu widzenia, przeprowadzono szereg dodatkowych badań wpływu sorbentu na bazie modyfikowanego torfu mszystego torfowca na proces rekultywacji.

Ryż. 2. Wpływ absorbentu na tle zanieczyszczeń olejowych na toksyczność gleby w dynamice (obiekt badań - orzęski Paramecium Caudatum)

*1. Dekret Rządu Federacji Rosyjskiej nr 613 z dnia 21.08.00 „W sprawie pilnych działań mających na celu zapobieganie i eliminowanie awaryjnych wycieków ropy i produktów naftowych” (zmieniony 04.15.02 nr 240).
2. Zarządzenie Ministra Zasobów Naturalnych nr 144 z 2003 r. „W sprawie usprawnienia prac w zakresie zwalczania wycieków ropy”.
3. Sprawozdanie z wyników badań przeprowadzonych przez Wydział Ekologii Przemysłowej Rosyjskiego Państwowego Uniwersytetu Nafty i Gazu FHTE im. I. M. Gubkina „Badanie wpływu absorbentu torfowego na oczyszczanie gleby z zanieczyszczeń olejowych.” – M., 2008.
4. GN 2.1.5.1315-03 „W sprawie maksymalnego dopuszczalnego stężenia substancji chemicznych w jednolitych częściach wód przeznaczonych do użytku domowego, pitnego i kulturalnego” z dnia 04.03.98 (ze zmianami z dnia 15.06.03).

Badanie toksyczności gleby

Na wczesnych etapach eksperymentu toksyczność gleby osiągnęła wysoki poziom. Po 3 miesiącach we wszystkich próbkach, w których stosowano modyfikowany sorbent z mchu torfowca, poziom toksyczności zbliżył się do zera (ryc. 2).

Aktywność mikrobiocenozy gleby

We wszystkich próbkach przez cały czas trwania doświadczenia obserwowano zahamowanie mikrobiocenozy glebowej. Wyjątkiem jest próbka, w której dawka absorbentu jest maksymalna (proporcja z olejem 1:1). Próbki, w których proporcjonalny stosunek oleju do absorbentu wynosił 4:1, 2:1 i 4:1 przy zastosowaniu nawozu, można uznać za bezpieczne w końcowej fazie doświadczenia, gdy inhibicja nieznacznie przekracza dopuszczalną wartość 30 % (ryc. 3).

Ryż. 3. Wpływ absorbentu na tle zanieczyszczeń olejowych na aktywność mikrobiocenozy glebowej w dynamice

Wskaźniki fitocenotyczne

Badania wskaźników fitocenotycznych roślin zbożowych wykazały toksyczność gleby wszystkich próbek doświadczalnych. Toksyczność gleby jest mniej wyraźna w próbkach zawierających absorbent. Wszystkie rośliny biorące udział w doświadczeniu (pszenica, owies, rzodkiewka i trawa stokowa) wykazywały wyraźne zahamowanie systemu korzeniowego ze względu na toksyczność gleby. Najbardziej wrażliwe na zanieczyszczenia olejami okazały się nasiona pszenicy. Degradacji ulegają także nadziemne części roślin. Wraz ze wzrostem ilości absorbentu w zanieczyszczonej glebie (stosunek proporcjonalny do oleju 2:1 i 1:1) hamowanie nieznacznie malało. Najlepsze wyniki (ryc. 4) według wyników kompleksowych badań uzyskały dwie próbki: pierwsza – z umiarkowaną dawką absorbentu na bazie modyfikowanego torfowca torfowca (stosunek oleju 4:1) na tle nawozu; drugi - z maksymalną dawką tego samego absorbentu (proporcja z olejem 1:1). W wyniku przeprowadzonych badań biologicznych stwierdzono, że pomimo obniżenia poziomu węglowodorów w glebie zaolejonej bez zastosowania absorbentu, nie jest zapewniona roślinom pełna aktywność życiowa.

Ryż. 4. Wskaźniki fitocenotyczne traw na stoki (czas uprawy – 30 dni)

W celu określenia efektywności rekultywacji gruntów za pomocą absorbentu przeprowadzono badania możliwości biodegradacji zanieczyszczeń ropopochodnych i zwiercin. Wyniki wykazały, że ilość produktów naftowych w prototypach zmniejszyła się o 78%. Następnie poziom produktów naftowych w badanych próbkach w dalszym ciągu spadał i po 100 dniach osiągnął maksymalne dopuszczalne stężenia (patrz tabela).

Tabela 1. Ocena zawartości odpadów wiertniczych przed i po zastosowaniu absorbentu

* ODKNP (odrębnie dopuszczalne stężenie produktów naftowych w jednym podmiocie Federacji) = 1000 mg/kg.

Wysokie wskaźniki oczyszczania gruntów i zbiorników wodnych zanieczyszczonych ropą za pomocą sorbentu na bazie modyfikowanego torfu z mchu torfowca dały podstawę do wprowadzenia go do standardowej procedury rekultywacji gleb i zbiorników wodnych z produktów ropopochodnych oraz zwiercin w pobliżu największych przedsiębiorstw. Przykładem jest zastosowanie absorbentu na zanieczyszczonych ropą terenach jednego z przedsiębiorstw w Chanty-Mansyjskim Okręgu Autonomicznym (patrz zdjęcie). Przed zastosowaniem absorbentu zawartość oleju w glebie wynosiła 28%. Po 45 dniach od dodania sorbentu zawartość produktów naftowych spadła o 20% i wyniosła 5,8%, czyli mniej niż maksymalne dopuszczalne stężenie dla Chanty-Mansyjskiego Okręgu Autonomicznego (6%).

Rekultywację gruntów można uznać za zakończoną po wytworzeniu gęstej i stabilnej trawy, natomiast stężenie pozostałości produktów naftowych o wartościach współczynnika utleniania oleju przekraczających 90% nie powinno przekraczać średniej dla terenu wynoszącej 8,0% w glebach organicznych i 1,5 % na glebach mineralnych i mieszanych.

Uwzględnienie całego doświadczenia w dynamice rozwoju pozwala stwierdzić, że rekultywacja gleb zanieczyszczonych ropą naftową następuje szybciej i efektywniej przy zastosowaniu biodegradowalnych sorbentów. Ponadto biodegradowalne sorbenty pozytywnie wpływają na rozwój roślin na terenach zanieczyszczonych ropą. Szczególnie dobrze sprawdził się sorbent na bazie modyfikowanego torfu mszystego torfowca.

Sorbent pomaga normalizować sytuację środowiskową w miejscu awaryjnego wycieku ropy, zarówno na glebie, jak i na wodzie. Wystarczy rozsypać go w miejscu wycieku ropy i pozostawić na chwilę. Przyspiesza procesy rekultywacji terenów i zbiorników zanieczyszczonych ropą, oczyszczania gleby z odpadów wiertniczych, a jego zastosowanie jest uzasadnione nie tylko z ekonomicznego, ale i ekologicznego punktu widzenia, co potwierdzają eksperymenty.

Przedruk całościowy lub częściowy materiałów - tylko za pisemną zgodą redakcji!

Zanieczyszczenia chemiczne geosystemów i zasady remediacji terenów skażonych. Zanieczyszczenie w swej istocie, czy to naturalne czy

antropogeniczne to wprowadzanie (wtłaczanie) różnych substancji do abiotycznych i biotycznych składników geosystemu, powodując negatywne skutki toksyczno-ekologiczne dla fauny i flory. Badając procesy zanieczyszczeń i ich opis, należy opierać się na wiedzy o właściwościach geosystemu, powiązaniach międzyskładnikowych i prawach ochrony środowiska.

Naruszenie funkcji gazowych, koncentracji i redoks fauny i flory, powodując utratę jej samooczyszczania geochemicznego;

Zmiany w składzie biochemicznym produktów bioty, powodujące zaburzenie funkcji życiowych łańcuchów w danym geosystemie i poza jego granicami podczas alienacji produktów biologicznych;

Spadek produktywności biologicznej geosystemu;

Zmniejszanie zawartości informacyjnej geosystemu, tj. zniszczenie puli genowej niezbędnej do jej istnienia.

Zanieczyszczenie może być spowodowane procesami naturalnymi, ale często jest wynikiem działalności człowieka. Antropogeniczne zanieczyszczenia gleby można podzielić na komunalne, rolnicze, przemysłowe i wojskowe.

Zanieczyszczenia komunalne wiążą się z funkcjonowaniem osiedli, w których do środowiska naturalnego odprowadzane są produkty życia i działalności ludzi w miejscach ich zamieszkania: ścieki, odpady bytowe, śmieci itp.

Zanieczyszczenia rolnicze powstają na dużych obszarach w wyniku stosowania środków zwalczania chorób i szkodników roślin uprawnych, chwastów (pestycydy, insektycydy, herbicydy) oraz stosowania zwiększonych dawek nawozów mineralnych i organicznych. Dotyczy to również zanieczyszczeń stosowanych do nawadniania, w tym ścieków przemysłowych, do celów nawozowych i nawilżających oraz stosowanych do nawadniania wód o wysokiej mineralizacji.

Zanieczyszczenia przemysłowe na dużych obszarach mają miejsce, gdy pary, aerozole, pyły lub rozpuszczone zanieczyszczenia przedostają się do gleby poprzez atmosferę lub wraz z deszczem i śniegiem. Zanieczyszczenia lokalne powstają na terenach składowania wysypisk śmieci, śmieci itp.

Zanieczyszczenia wojskowe powstają podczas działań bojowych, manewrów i testowania sprzętu wojskowego.

Obiektem zanieczyszczeń mogą być wszystkie elementy geosystemu, jednak największą uwagę należy zwrócić na zanieczyszczenia gleby z następujących powodów:

Gleba będąca z definicji V.V. Zewnętrzna skorupa lądowa Dokuchajewa przede wszystkim pochłania wpływ wielu zanieczyszczeń, gromadzi dużą ilość zanieczyszczeń;

Zanieczyszczona gleba, będąc siedliskiem roślin rolniczych, z góry przesądza o możliwości zakłócenia ich funkcji życiowych i innych związanych z tym konsekwencji;

Gleba jako aktywny organizm organo-mineralny ma zdolność do znacznego przekształcania substancji zanieczyszczających, wiązania ich w formy nieruchome, a nawet niszczenia;

Gleba, przekształcając przepływy wilgoci i substancji w niej zawartych, reguluje w pewnych granicach zanieczyszczenie skał leżących pod spodem, wód podziemnych i towarzyszących im wód powierzchniowych, tj. pełni funkcję środowiskową.

Aby właściwie zrozumieć procesy skażenia elementów geosystemów i opracować metody ich rekultywacji, przydatne jest wykorzystanie teorii barier biogeochemicznych, które obiektywnie istnieją w przyrodzie i są tworzone przez człowieka (patrz 2.4).

Rekultywacja terenów zanieczyszczonych metalami ciężkimi. Zanieczyszczenie gleby metalami ciężkimi prowadzi do powstania kwaśnego lub zasadowego odczynu środowiska glebowego, zmniejszenia zdolności wymiennej kationów, utraty składników pokarmowych, zmian gęstości, porowatości, refleksyjności, rozwoju erozji, deflacji, redukcji w składzie gatunkowym roślinności, jej stłumienie lub całkowita śmierć.

Przed przystąpieniem do rekultywacji takich gruntów należy ustalić źródło i przyczyny zanieczyszczeń, podjąć działania mające na celu ograniczenie emisji, zlokalizować lub wyeliminować źródło zanieczyszczeń. Tylko w takich warunkach można osiągnąć wysoką efektywność prac rekultywacyjnych.

Wytycznymi do opracowania składu prac melioracyjnych jest przede wszystkim substancja priorytetowa powodująca pogorszenie stanu ekologicznego gleb i jakości produktów rolnych, a spodziewaną mobilność innych substancji niebezpiecznych należy regulować specjalnymi lub złożonymi środki.

Rekultywację gruntów zanieczyszczonych metalami ciężkimi prowadzi się następującymi metodami:

1) Uprawa roślin uprawnych i dzikich odpornych na zanieczyszczenia. Na skażonych gruntach rolnych przeprowadzana jest reorganizacja i reorientacja produkcji rolnej poprzez wprowadzenie nowej struktury produkcji roślinnej i przechodzenie na uprawy roślin, które nie są bezpośrednio wykorzystywane do celów spożywczych dla ludzi.

2) Rekultywacja gleb przy pomocy roślin (fitoremediacja) zdolnych do akumulacji metali ciężkich w organach wegetatywnych. Ustalono, że w okresie wegetacyjnym drzewo rosnące przy autostradzie jest w stanie zgromadzić ilość ołowiu równą jego zawartości w 130 kg benzyny, dlatego na terenach zaludnionych o terenach zanieczyszczonych zaleca się zbieranie i utylizację ściółka z liści. Aby oczyścić gleby z cynku,

W przypadku ołowiu i kadmu konieczna jest uprawa dużego rdestowca, w przypadku ołowiu i chromu - musztardy, w przypadku niklu - gryki itp. W przypadku skażenia izotopami radioaktywnymi można użyć wyki, grochu, lucerny, kudły.

3) Regulacja mobilności metali ciężkich w glebie. Pobieranie metali ciężkich przez rośliny uzależnione jest od zawartości ich form mobilnych w glebie. O istnieniu form mobilnych decydują właściwości i żyzność gleb, procesy biogeochemiczne, intensywność i ilość metali ciężkich dostających się do gleby i usuwanych przez rośliny. Zachowanie metali ciężkich w glebie i sposoby zagospodarowania ich zawartości wynikają z teorii barier geochemicznych, a remediacja zanieczyszczonych gleb sprowadza się do tworzenia dodatkowych barier, zagospodarowania istniejących barier lub osłabiania części z nich.

Gleby o ciężkim składzie mechanicznym i wysokiej żyzności zawierają mniej mobilnych form metali ciężkich niż gleby lekkie i nieproduktywne. Wiele metali należących do pierwszej klasy zagrożenia tworzy związki słabo rozpuszczalne w obojętnym środowisku glebowym i łatwo rozpuszczalne w środowisku kwaśnym. Kadm jest najbardziej mobilny w środowisku kwaśnym i słabo mobilny w środowisku obojętnym i zasadowym. Związki chemiczne mobilne w środowisku kwaśnym obejmują kationy Zn, Cu, Pb, Cd, Sr, Mn, Ni, Co. Te, które są mobilne w środowisku obojętnym i zasadowym to Mo, Cr, As, V, Se.

Do regulacji mobilności związków metali ciężkich w glebie, wapnowania, gipsu oraz dodatku związków organicznych i mineralnych

nawozy ralne, uziemienie (dodanie gliny lub piasku).

Przy rekultywacji gruntów zanieczyszczonych metalami ciężkimi dużą uwagę zwraca się na utrzymanie i powstawanie w glebie związków trudno rozpuszczalnych. W tym celu, oprócz powyższych metod, stosuje się sztuczne i naturalne adsorbenty. Do naturalnych należą torfy, mchy, gleby czarnoziemowe, sapropel (muł jeziorny), gliny bentonitowe, piaski glaukonitowe, klinoptylolity, opoka, trypolit, diatomity. Sztuczne adsorbenty powstają w wyniku aktywacji lub zmieszania adsorbentów naturalnych, np. adsorbentów z węglem aktywnym, glinokrzemianami i glinokrzemianami żelaza, żelami węglowo-aluminiowymi, żywicami jonowymiennymi, polistyrenem.

4) Regulacja stosunków pierwiastków chemicznych w glebie. Metoda ta opiera się na antagonizmie i synergizmie pierwiastków chemicznych, tj. gdy jeden pierwiastek uniemożliwia lub ułatwia przedostawanie się innego do rośliny, np. cynk zapobiega przedostawaniu się rtęci, a nadmiar fosforu prowadzi do zmniejszenia toksyczności cynku, kadmu, ołowiu i miedzi, obecność wapnia może powodować działanie antagonistyczne dla niektórych metali warunki synergiczne dla innych w żyznej glebie.W glebie cynk i kadm są odporne na wiązanie miedzi i ołowiu, a w glebach mało żyznych proces może przebiegać w odwrotnym kierunku.

5) Utworzenie warstwy remediacyjnej, wymianę lub rozcieńczenie zanieczyszczonej warstwy gleby można przeprowadzić w schemacie wielowarstwowym, a także poprzez nałożenie jednej warstwy gleby na wcześniej przesianą lub nie przesianą zanieczyszczoną powierzchnię. Rozcieńczanie zanieczyszczonej warstwy odbywa się poprzez wykopanie czystej gleby z późniejszym wymieszaniem, rozcieńczanie można również przeprowadzić poprzez głęboką orkę, gdy górna zanieczyszczona warstwa zostanie wymieszana z czystą dolną warstwą. Wykorzystują one usunięcie zanieczyszczonej warstwy i jej przeróbkę lub usunięcie zanieczyszczonej gleby z późniejszym oczyszczeniem i zawróceniem, jednak zazwyczaj takie operacje przeprowadzane są na małych obszarach, są kosztowną metodą rekultywacji.

Do rekultywacji dużych obszarów, w tym obszarów mieszkalnych i rekreacyjnych osiedli, gruntów rolnych narażonych na długotrwałe zanieczyszczenia, można zastosować następujący kompleksowy program:

Znaczące ograniczenie emisji z przedsiębiorstw (bariera technologiczna);

Ścisłe dawkowanie chemicznych środków ochrony roślin, optymalna regulacja gospodarki żywieniowej i kwasowej gleby (bariera technologiczna);

Zarządzanie przepływami migracji wody polega na organizacji spływów powierzchniowych, tworzeniu kanałów deszczowych, systemów odwadniających i dalszych

oczyszczanie ścieków (bariera mechaniczna).

Wzmocnienie bariery sorpcyjnej warstwy gleby jest konieczne, aby znacząco zmniejszyć ilość mobilnych związków metali ciężkich przedostających się do roślin i zanieczyszczających produkty, a jednocześnie całkowita ilość metali w glebie może nie tylko nie spaść, ale wręcz wzrosnąć. ze względu na mniejszą mobilność.

Ponadto minimalizacja składnika infiltracyjnego reżimu wodnego warstwy gleby w warunkach nawadniania terenów zielonych, trawników, ogrodów, upraw rolnych i innych, tj. wdrożenie działań mających z jednej strony pewne osłabienie bariery hydrofizycznej, z drugiej jednak niezbędnych do utrwalenia efektu wzmocnienia bariery sorpcyjnej.

Rekultywacja terenów zanieczyszczonych ropą i produktami naftowymi. Zakres prac uzależniony jest od stopnia zabrudzenia. Przy niewielkich zanieczyszczeniach aktywują aktywność mikroorganizmów glebowych w celu zniszczenia węglowodorów. Obejmuje to spulchnienie gleby, zastosowanie wapna, gipsu, dużych dawek nawozów organicznych i mineralnych, a następnie orkę, utworzenie ściółki z mieszanek o wysokiej zawartości składników odżywczych, wysiew roślin odpornych na olej w większych dawkach; możliwe opcje dla

zmiany w kompleksach złożonych: NPK + obornik; NPK + wapno; NPK + wapno + obornik. Wysiewa się odporne rośliny pastewne, których stosowanie musi być ściśle kontrolowane, gdyż mogą kumulować substancje rakotwórcze, takie jak wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne.

W przypadku silnego zanieczyszczenia budowane są systemy inżynieryjno-ekologiczne. Tworzenie takich systemów wynika z dużej mobilności produktów naftowych w elementach geosystemów, szczególnie przy długotrwałym zanieczyszczeniu gleby oraz tworzenia się dużych obszarów wolnych i związanych produktów naftowych na styku strefy aeracji z wodami gruntowymi. Takie antropogeniczne złoża produktów naftowych powstają w pobliżu magazynów paliw i smarów, składów ropy naftowej i rafinerii ropy naftowej. Powodują niebezpieczeństwo zanieczyszczenia nie tylko gleb, ale także wód gruntowych i powierzchniowych. Dlatego też do zadań systemu inżynieryjno-ekologicznego należy usuwanie ruchomych produktów naftowych, rekultywacja gleb, ochrona rzek i ujęć wody przed zanieczyszczeniami produktami naftowymi przy jednoczesnej lokalizacji źródeł zanieczyszczeń.

Systemy takie w długim okresie czasu (kilka dekad) zapobiegają przedostawaniu się nieodzyskiwalnej części produktów naftowych ze złóż do ujęć wody miejskiej i rzek, regulują stężenie lekkich węglowodorów w strefie napowietrzania i zmniejszają zagrożenie pożarowe oraz zapewniają zarządzanie hydrochemicznych i biologicznych reżimów gleby w oparciu o monitoring środowiska, wód gruntowych i powierzchniowych.

Do systemów inżynieryjnych i środowiskowych zaliczają się tamy wałowe, ściana w gruncie, studnie iniekcyjne, drenaże poziome i pionowe, studnie produkcyjne, a także środki technicznej i biologicznej rekultywacji terenów skażonych.

Zapory wałowe oraz urządzenia do organizacji spływu powierzchniowego mają na celu zabezpieczenie zanieczyszczonego terenu przed zalaniem w czasie powodzi oraz zapobieganie powierzchniowemu wymywaniu produktów naftowych, a nagromadzony spływ powierzchniowy po wstępnej biodestrukcji i po oczyszczeniu należy skierować do systemów obiegu wody zakładów przemysłowych. przedsiębiorstwa.

Ściana w gruncie będąca kurtyną przeciwfiltracyjną, instalowana wzdłuż obrysu złoża ropy naftowej; lokalizuje obszar skażenia. Odwierty zatłaczające zapewniają podnoszenie i przemieszczanie ruchomych produktów naftowych do odwiertów wydobywczych, które w obrysie złoża wypompowują produkty naftowe i zanieczyszczoną wodę gruntową z późniejszym oczyszczeniem.

Po usunięciu mobilnych produktów naftowych gleby poddawane są dalszemu oczyszczaniu. W tym przypadku stosuje się różne biodestruktory, dla których tworzą optymalne reżimy wodne, powietrzne, termiczne i żywnościowe, wykorzystując

nawadnianie, drenaż, nawozy organiczne i mineralne. Na bieżąco monitorują poziom zanieczyszczeń i jakość produktów rolnych.

Gleby bardzo silnie zanieczyszczone, zanieczyszczone ropą kierowane są do przeróbki w celu wydobycia możliwej do wydobycia części produktów naftowych, po czym poddaje się je rekultywacji w warunkach stacjonarnych lub polowych.