ИЗУЧЕНИЕ ДИНАМИКИ ИЗМЕНЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ НЕФТЕПРОДУКТОВ ПРИ ВЫСОКОМ ЗАГРЯЗНЕНИИ НЕФТЬЮ ТЕМНО-СЕРОЙ ЛЕСНОЙ ПОЧВЫ С ПОМОЩЬЮ СОРБЕНТА И НЕФТЕДЕСТРУКТОРА «ДЕСТРОЙЛ»
ИЗУЧЕНИЕ ДИНАМИКИ ИЗМЕНЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ НЕФТЕПРОДУКТОВ ПРИ ВЫСОКОМ ЗАГРЯЗНЕНИИ НЕФТЬЮ ТЕМНО-СЕРОЙ ЛЕСНОЙ ПОЧВЫ С ПОМОЩЬЮ СОРБЕНТА И НЕФТЕДЕСТРУКТОРА «ДЕСТРОЙЛ»
Аннотация
Актуальность предлагаемых исследований определяется необходимостью разработки мероприятий по ремедиации почв загрязненных повышенными количествами нефти в результате нарушения технологии производства или аварий на нефтедобывающих предприятиях. Исследования проводились на примере темно-серой лесной почвы тяжелого грануломеханического состава. Нефть и нефтепродукты, попадая в почву, несут огромную нагрузку на все компоненты биосферы.
В процессе лабораторных исследований было изучено 14 вариантов при различном сочетании сорбентов и углеводородоразлагающего препарата «Дестройл» и различном содержании нефти. В результате исследований определен состав биологических препаратов для максимального снижения нефтяного загрязнения темно-серой лесной почвы, эффективность ремедиации почвы по нефтепродуктам продолжительностью два с половиной месяца составила не менее 75%.
1. Введение
Нефть является основным и главным загрязнителем почвы и водных объектов, что чаще всего является следствием нарушения технологических режимов производственного процесса или возникновения аварийных ситуаций. В нефтедобывающих регионах со значительными показателями добычи нефти фиксируется очень высокая антропогенная нагрузка на компоненты природной среды, что связано с разливами нефти на почвенные разности
, . Процессы самоочищения почв, загрязненных нефтепродуктами, протекает медленно, токсичность почв высока и они практически полностью утрачивают свои биологические особенности , , . В связи с этим проблема очистки почвы от нефтезагрязнений является важной, а задачи поиска и разработки способов очистки и ремидиации весьма актуальными.В настоящее время для ликвидации нефтяных загрязнений широко применим механический сбор нефтеразливов и их переработка на разных установках. Однако большое количество загрязнений проникает в почву и наносит ущерб, поэтому возникает необходимость в создании эффективных и надежных способов ремедиации. В последнее время получил широкое развитие и востребован способ биоремедиации
, , . Данный способ можно отнести к малозатратным и менее энергоемких способам ремедиации от нефтеразливов, но для его широкого внедрения необходимо более глубокое изучение биологических методов очистки почв от повышенных и очень высоких загрязнений нефтью.Процесс биоремедиации связан с использованием возможности углеродокисляющих микроорганизмов в процессе своей жизнедеятельности окислять углеводороды нефти. Применяемые для этих целей биопрепараты, созданные на основе данных бактерий, могут иметь низкую эффективность для разных фракций нефти, температуры окружающей среды, концентрации солей в почве
. Задачи нахождения оптимальных параметров и составом для процесса ремедиации почв, загрязненных нефтепродуктами, является актуальными и востребованными для нефтедобывающих регионов.В состав смесей для ремедиации почвы используют кроме биопрепаратов и природные сорбенты (бентониты)
, , . Поиск эффективных составов, оптимальных доз компонентов и условий биоремедиации является неотъемлемой часть научных изысканий перед внедрением в реальную природную среду.2. Методы и принципы исследования
Лабораторные исследования по динамике снижения нефтепродуктов в загрязненной нефтью темно-серой лесной почвы проводились в лаборатории кафедры «Техносферная безопасность» Тюменского индустриального университета.
При подборе вариантов исследований было учтено, что в процессе ремедиации загрязненных нефтью почв необходимо соблюдать оптимальные условия по температурному режиму, хорошей воздухообеспеченности, рН = 7,0 – 7,5 для более эффективной работы углеводородоразлагающих бактерий
.Предлагается в качестве компонентов смеси для добавления в загрязненную нефтепродуктами почву с целью ремедиации использовать сорбент, азотно-фосфатные удобрения, известь и препарат, содержащий нефтеразлагающие бактерии. Препарат «Глаук-Ойл» обладает двойными свойствами является сорбентом для поглащения нефтепродуктов и биопрепаратом, содержащем штаммы бактерий, предназначенных для деструкции нефтесодержащих загрязнений. Бактерии биопрепарата устойчивы к изменению питательной среды и работают в широком температурном диапазоне от – 40˚С до + 50˚С, что важно для северных климатических районов. При снижении загрязнений в почве бактерии теряют свою активность и пополняют гумусовый слой. По данным производителя скорость разложения при соблюдении оптимальных условий составляет один месяц.
Действие препарата «Дестройл» основано на высокой окислительной активности микробной культуры в отношении углеводородов нефти и нефтепродуктов. Нефтеразлагающие бактерии, содержащиеся в препарате «Дестройл», разрушают углеводороды и переводят их в экологически нейтральные соединения.
В процессе лабораторных исследований было изучено 14 вариантов различных сочетаний сорбентов и углеводородоразлагающего препарата «Дестройл» при различном содержании нефти. В результате предварительных исследований для дальнейших испытаний был определен состав и продолжены дальнейшие опыты.
Исследования проводились для двух вариантов дозировок принятых компонентов:
1 вариант – 100 г почвы + 5 г нефти + 3% сорбента «Глаук-Ойл» от массы нефти + азотно-фосфатные удобрения + известь 10 г на 100 г почвы + 10 мл препарата «Дестройл»;
2 вариант – 100 г почвы + 10 г нефти + 5% сорбента «Глаук-Ойл» от массы нефти + азотно-фосфатные удобрения + известь 100 г на 100 г почвы + 10 мл препарата «Дестройл».
Для проведения исследований были поставлены следующие задачи:
1. Определить состав и оптимальные дозы изучаемых компонентов для ремедиации загрязненной почвы.
2. Исследовать динамику изменения содержания нефтепродуктов в нефтезагрязненной почве в динамике в течении 2-х месяцев.
Концентрация нефтепродуктов в почвенных образцах определялась по методике ПНД Ф 16.1:2.21–98 с применением анализатора жидкости «Флюорат–02», значение рН определялось по методике ПНД Ф 16.2.2:2.3:3.33–02. Каждые две недели проводился отбор проб образца загрязненной почвы для определения остаточной концентрации нефтепродуктов.
3. Основные результаты
Исследования проводились на темно-серой лесной почве, для корректировки величины рН добавлялась известь. Первый вариант состава моделирует процесс состав почвы с 5%-ным загрязнением нефтепродуктами, а второй вариант – 10%-ным загрязнением.
Изменение содержания нефтепродуктов для состава первого варианта представлено на рис. 1. Первый столбец отражает исходную концентрацию нефтепродуктов, которая была равна 113056 мг/кг, далее представлены значения остаточного содержания нефтепродуктов в образце через 2, 4, 6, 8 и 10 недель.
Рисунок 1 - Динамика изменения содержания нефтепродуктов в почве при действии первого состава компонентов смеси
Аналогичные результаты по динамике снижения нефтепродуктов были получены и при повышенных концентрациях загрязненной в почве. Анализируя данные рис. 2 необходимо отметить следующее, что первоначальное содержание нефтепродуктов в почвенном образце составляло 281111 мг/кг и через 2,5 месяца с учетом применяемых компонентов составило 68611 мг/кг, т.е снижение составило 75,6 %.
Рисунок 2 - Динамика изменения содержания нефтепродуктов в почве при действии второго состава компонентов смеси
4. Заключение
Результаты анализа экспериментальных данных показали, что предложенный состав смеси для ремедиации почвы, загрязненной нефтепродуктами, оказался эффективным при 5% и 10%-ном количественном загрязнении. При повышении концентрации нефтепродуктов в почве рекомендуется проводить корректировку дозы сорбента «Глаук-Ойл» и извести для корректировки рН. В обоих вариантах эксперимента применяемые компоненты оказали положительное влияние на динамику снижения нефтепродуктов в изучаемых образцах почвы, эффективность по первому варианту – 78,2%, по второму варианту – 75,5%. Полученные результаты лабораторных исследований позволяют сделать вывод о том, что данный состав изучаемых препаратов рекомендуется к использованию для ремедиации почв, загрязненных нефтепродуктами.