У науковій статті представлені основні аспекти щодо сучасного стану екологічних проблем в місцях розташування підприємств нафтогазового комплексу, проблеми забруднення грунтів нафтою, способи очищення грунтів від забруднення нафтою і нафтопродуктами, застосовуючи мікробні біотехнології.
Ключові слова: углеводородокисляющих мікроорганізми, біогенні елементи (азот, амофос, фосфор, калій), біотехнологія очищення нафтозабруднених грунтів, метод біоагументаціі, біообработка, біодеструкція, нефтедеструктори.
Thescientific workpresents the main aspects of the current state of environmental problems in the locations of oil and gas companies, the problem of soil pollution by oil, cleaning methods on soil pollution by oil and oil products, using microbial biotechnology.
Key words: hydrocarbon-oxidizing microorganisms, biogenic elements (nitrogen, ammophos, phosphorus, potassium), biotechnology cleaning oil-contaminated soils, method bioagumentation, bioprocessing, biodegradation, oil destructors.
Грунт відноситься до найважливішого природного ресурсу, стан якого багато в чому визначає екологічну рівновагу планети. Головною характеристикою ґрунту є родючість, яке формується, за рахунок життєдіяльності мікроорганізмів. Господарська діяльність призводить до забруднення грунтів, зниження економічного і потенційної родючості. [1]
Забруднення грунтів нафтою і нафтопродуктами в даний час є актуальною проблемою. Вилучення нафти у надрах, очищення та транспортування являють собою не тільки технічно складні, але і небезпечні процеси, так як при розробці родовищ неможливо зберегти природні екологічні умови. Неминуче кожна стадія виробництва робіт по видобутку супроводжується витоком нафти, що може стати причиною непоправних явищ. Хронічні розливи нафти є серйозною загрозою навколишньому середовищу і здоров'ю людей. [2]
Одну з важливих сторін ремедіації (очищення) забрудненого ґрунту нафтою виконують мікроорганізми (МО) грунту. Швидкість їхнього розкладання обумовлена окислювально-відновними умовами, гідротермічним режимом, активністю мікроорганізмів і рядом інших умов.
Для очищення від нефтезагрязнений грунтів використовуються механічні, фізичні, термічні, фізико-хімічні, хімічні та біологічні методи. Застосування тих чи інших методів визначається характером, рівнем і глибиною забруднення, типом забрудненого середовища (грунт, грунт). Так, в грунтової середовищі забруднення може бути поверхневе (глибина проникнення забруднення 0-5 см), підповерхневе (0-30 см), глибинне (0-1 м), з проникненням до рівня грунтових вод (від 1 до 5 м і більше) . При забрудненні глибинних шарів грунтового середовища найбільш часто застосовуються методи з нагнітанням або відкачуванням води і повітря через свердловини. [3]
Механічні методи застосовуються при високому ступені забруднення, при концентрації вуглеводнів перевищує 50 г / кг, глибиною проникнення забруднення в грунти і грунти 0,3-1 м, при товщині шару нафтопродуктів на водних поверхнях, що перевищує 0,03 м. При механічних методах забруднені грунту і грунти витягуються вручну або за допомогою землерийної техніки і переміщаються на майданчики рекультивації. Зібрані нафту, нафтопродукти і нефтесодержащие шлами вивозяться на ставки або в резервуари-шламонакопичувачі.
У грунтах із застарілими нафтовими забрудненнями (> 5 років) або при їх повторному забрудненні чисельність мікроорганізмів-нефтедеструкторов підвищується в результаті протікання природною автоселекціі. Багато ґрунтових нефтедеструкторов міститься в торфі. Для активізації углеводородоокісляющей здатності грунтової мікрофлори буває досить провести агротехнічні заходи, внести в грунт різні добавки, які виконують роль стимуляторів і соокіслітелей при деградації вуглеводнів, тобто використовувати метод біостімулірованія.
При ліквідації свіжих нафтових проток необхідно використовувати метод біоагументаціі ─ привнесення в забруднену середу біопрепаратів, містять мікроорганізми-нефтедеструктори, в екстремальних умовах (в кислому середовищі, при дефіциті вологи, дефіциті поживних речовин в грунті) в якості деструкторів нафти більш ефективні дріжджі і гриби. В результаті міцеліальні зростання гриби проникають між локальними джерелами живлення, в грунтово-нафтові агломерати і завдяки своїй стійкості до низького вмісту вологи і низькому рН активно беруть участь на пізніх стадіях розкладання залишків нафти в очищаються середовищах.
Кількість біопрепарату визначається, виходячи з встановлених термінів очищення і рівня забруднення, і становить 1 частина біопрепарату на 100-10000 частин вуглеводнів нафти. Час очищення збільшується при зниженні дози біопрепарату і титру живих клітин, зростанні рівня забруднення, відхиленні температури, рН, вологості та інших факторів від оптимальних значень.
За інших рівних умов найбільша кількість біопрепаратів потрібно для утилізації сирої нафти і мазуту, найменше ─ для утилізації рідких парафінів, світлих нафтопродуктів.
Перед внесенням біопрепарату здійснюють оранку ґрунту, внесення меліорантів і структуратор, стартової дози мінеральної поживи. Розчин мінеральної поживи вносять в грунт за 2-3 доби. до обробки біопрепаратом.
Приготована базова суспензія активованого біопрепарату, вміщена в ємність для приготування робочої суспензії, розбавляється технічною водою в 100-1000 разів (ступінь розведення залежить від способу внесення біопрепарату і використовуваних технічних засобів); в неї додають розрахункову кількість мінеральних добрив (50-200 кг аміачної селітри, амофосу або диаммофоса на 1 га в залежності від рівня забруднень, вмісту біогенних елементів в грунті), і вміст багаторазово перемішується в міру обробки забруднених об'єктів. Промивні води після використання робочого розчину зливають на забруднений грунт або воду.
Після підготовчих заходів біопрепарат вносять на забруднену ділянку з розрахунку 6-10 л суспензії на 1 м 3, що очищається. Обробка робочими суспензіями невеликих площ проводиться вручну, а при значних поверхневих забрудненнях ─ за допомогою дощувальних установок, поливальних і пожежних машин, насоса (брандспойта) для подачі робочого розчину на поверхню. [7]
Для обробки великих забруднених територій може використовуватися сільськогосподарська авіація. Біообработку слід проводити в ранковий або вечірній час або в похмуру погоду. Біопрепарат заорюється в грунт, оскільки температура навколишнього середовища вище 40 ºС і сонячна радіація пригнічують мікроорганізми біопрепарату. [6]
Якщо попередня обробка забруднених ділянок грунтів перед внесенням біопрепарату неможлива, то тоді використовують багаторазову обробку біопрепаратами з коригуванням рН і внесенням добрив.
За допомогою методів біостімулірованія і використання біопрепаратів можна видалити до 90-98% нефтезагрязнений в грунтової середовищі. Решта вуглеводні, смоли, асфальтени, бітуми та інші високомолекулярні сполуки стійкі до біологічного розкладання, але інертні і мало небезпечні для навколишнього середовища.
У розкладанні нафти поряд з мікроорганізмами беруть опосередковану участь рослини і тварини. При забрудненні грунту нафтою можливе пригнічення росту рослин і активності ґрунтових тварин, що, в свою чергу, може вплинути на мікробну активність. Розпушування грунту корінням рослин, земляними хробаками і риють артроподів покращує дренаж грунту і полегшує обмін газів. Крім того, тварини, що риють можуть переміщувати органічний матеріал до біологічно активних поверхневих шарів грунту. Рослини і особливо бобові культури збагачують грунт азотом і біологічно активними сполуками, що стимулює ріст мікроорганізмів і, відповідно, підвищує інтенсивність розкладання нафти. [8]
Таким чином, забруднення вуглеводнями масштабно призводить до різних наслідків, впливає на мікробну складову біоти, на мікрофлору і мікрофауну, на якість води, грунту, повітря, естетичне сприйняття ландшафту. Живі організми, в свою чергу, активно беруть участь в самоочищення нафтозабруднених середовищ. Біоремедіація з використанням нефтедеструкторов, є ефективним засобом в ліквідації забруднення грунтового середовища нафтою і нафтопродуктами.
Раціональне використання природних ресурсів та ефективні заходи з охорони грунтового середовища можливі тільки на основі знань законів природи і їх раціонального використання: від споживацького ставлення до природи людина повинна перейти до співпраці з нею і співставляти свою господарську діяльність з можливостями природи.
1. Боровський В. М. «Формування засолених грунтів і галогеохіміческіе провінції Казахстану». Алмати, Наука, [1982].
7. Фаїзов К. Ш. «Ґрунти Казахської РСР», випуск 13 Гур'ївська область. - Алма-Ата: Академія Наук Казахської РСР. Інститут ґрунтознавства. - [1970. Наступні - стор 176].
8. Мішустін Е. Н. Мікроорганізми і родючість грунтів. М. Наука, [1987.338 с.]