Материал: 3365

затрагивает многие страны. Во всем мире ведутся интенсивные исследования по изучению влияния нефтезагрязнений на живую природу и поиску способов ускорения деструкции нефти, загрязняющей почву и воду. Установлено, что микроорганизмы катализируют ферментативное разложение нефти и нефтепродуктов, что может быть использовано для разработки биопрепаратов для очистки нефтезагрязненных почв и воды.

Следует отметить, что процесс деструкции углеводородов (УВ) нефти осуществляется микроорганизмами, однако практическая значимость микробной деградации в конечном итоге определяется составом биопрепарата, который обеспечивает жизнеспособность бактерий, их активность, а также технологичность изготовления, хранения, транспортировки и использования.

В России накоплен большой опыт в области применения биопрепаратов нефтедеструкторов, что связано с большими масштабами нефтезагрязнений, размером загрязненных площадей и ущербом от этих загрязнений.

Ежегодная потребность в биопрепаратах нефтедеструкторов оценивается в 100–1000т. Такие биопрепараты могут применяться с разной целью:

-для обеззараживания воды и почвы от сырой нефти, продуктов ее переработки и некоторых видов топлив;

-для очистки ливневых и сточных вод при использовании нефтеловушек, отстойников, блочно-модульныхустановок;

-очистки и глубокой доочистки сточных вод от углеводородных загрязнений;

-глубокой доочистки балластных вод от промывки морских и речных транспортных средств;

-при запуске в эксплуатацию и стабилизации работы очистных сооружений при залповых попаданиях в сточные воды нефтепродуктов;

-депарафинизации нефти в нефтяных скважинах;

-очистки буровых шламов от углеводородов;

-очистки территорий аэропортов, локомотивных депо, моечных и заправочных станций, акваторий морских и речных портов;

-очистки небольших и сильнозагрязненных пожарных водоемов для предотвращения самовозгорания на поверхности;

-очистки территорий военных баз;

-очистки оборудования, емкостей и хранилищ, сепараторов, насосных станций, внутренней поверхности трубопроводов, канализационных коллекторов, колодцев, жироуловителей;

-для обезвреживания шламов, сорбентов и других отходов, загрязненных нефтью и нефтепродуктами, утилизации осадка очистных сооружений автомоек и автотранспортных предприятий с получением песка, который может быть реутилизирован, например, в строительной индустрии и при прокладке автомобильных дорог, для послойной засыпки и рекультивации полигонов.

Потенциальными потребителями биопрепаратов могут быть промышленные предприятия, нефтедобывающая и нефтеперерабатывающая промышленность, нефтеналивные и заправочные станции ГСМ, подразделения МЧС, автотранспортные предприятия и станции технического обслуживания, предприятия по транспортировке нефти и нефтепродуктов, морские и речные порты, фирмы, специализирующиеся на продаже недвижимости и земельных участков, городские и муниципальные службы и др.

В настоящее время на рынке представлена широкая номенклатура биопрепаратов на основе моно- и смешанных культур микроорганизмов для ликвидации загрязнений нефтью и нефтепродуктами. Многие препараты выпускаются российскими фирмами. При этом, как правило, фирмы, занимающиеся производством биопрепаратов, сами проводят очистные и рекультивационные мероприятия, так как эффективность использования препарата существенно зависит от технологии его применения.

Примеры применения в России техники, разработанной нашими специалистами, и технологий для биоремедиации почв различного типа от загрязнений нефтью и нефтепродуктами.

1.Технологии on site. Мелиорация почв (органических, минеральных

иорганоминеральных), загрязненных нефтью, подразумевает фрезерование с известкованием и нанесение на поверхность загрязненной почвы чистого торфа с удобрениями и высевом семян растений, устойчивых к нефтяному загрязнению (фиторемедиация, или фитомелиорация) без снятия верхнего сильно загрязненного нефтью слоя почвы. Этот метод хорошо зарекомендовал себя на почвах с уровнем нефтяного загрязнения ниже 100 г/кг на торфяных почвах и ниже 50г/кг на минеральных почвах

2. Технологии on site. Биоремедиация топких верховых болот в Западной Сибири (ЯНАО, ХМАО), где ведется интенсивная добыча нефти и газа, и разливы нефти происходят часто и, как правило, на обширных болотах, обычно верховых. Верховое болото бедно биогенными элементами.

может достигать 800-900 г/кг сух. торфа и выше. Именно для такого рода загрязненных нефтью болот разработана и техника, и технологии биорекультивации, поскольку процессы самовосстановления топких болот занимают десятки лет. При этом происходит распространение загрязнения вширь, и хрупкой природе наносится непоправимый ущерб. 14-15 лет назад для биоремедиации топких верховых болот (ХМАО, Нижневартовск) была разработана технология с использованием понтонохода с фрезой. Верхний сильно загрязненный нефтью (780-820 г/кг сухого торфа и выше) слой почвы перемешивался с нижележащим слоем, но концентрация нефти при этом практически не снижалась, или снижалась, но очень незначительно. Согласно

удобрения (850–950 кг/га), что в 3–4 раза больше агрономической нормы, раскислитель (известняковая мука 4000 кг/га), семена растений (200–300 кг/га), устойчивых к нефтяному загрязнению (в 10 раз больше агрономической нормы) и биопрепарат (200–340 кг/га), жидкий или иммобилизованный на торфе. Эта технология позволяла за один теплый сезон снизить уровень загрязнения нефтью в почве на 20–40%. Посеянная в июле трава (овес Avena sativa) к сентябрю покрывала болото на 40-60% довольно слабыми проростками. В дальнейшем такие болота начинают постепенно зарастать местным травостоем, а овес служит для них сидератом. Описанная технология биорекультивации топкого верхового болота инициировала процесс дальнейшего самовосстановления болота

ив несколько раз сокращала сроки его самовосстановления.

3.Технологии «on site» - биоаугментация. При более высоких уровнях нефтяного загрязнения применяют препараты-нефтедеструкторы. Показательным в этом отношении был сравнительный эксперимент,

загрязненной почвы препаратами проводилась только 1 сезон, на следующий сезон на всех участках были внесены дополнительно удобрения и семена злаков в местах выпада растений. Через 2 года участки, на которых применялись различные биопрепараты (Универсал, Деконтам, Петролан, Унирем, Родер, Омуг) и мелиорация почвы показали, что процессы самовосстановления почвы, ранее инициированные внесением препаратов

осушенных болотах, главным образом переходного или низового типа. Аналогичная технология аугментации и последующей фиторемедиации применяется в Краснодарском крае для очистки почв от нефтяных загрязнений и в Татарстане.

4. Технологии ex-situ. Проводится фиторемедиация почвы, предварительно отмытой от нефти в установке по переработке нефтешлама (УПНШ). Это интересная технология, которая довольно широко применяется

формирование «Природа», Республика Коми), болото обваловывается, вдоль обваловки прорываются канавы, и нефть с поверхности болота сначала стекает в канавы и откачивается насосами. Затем в эти же канавы нефть отжимается специально созданной драгой. Иногда остаточная нефть смывается с поверхности болота в аналогичные канавы или приямки и водонефтяная смесь откачивается затем в емкости и отправляется на переработку.

Ранней весной, пока болото не оттаяло, срезается 5-7 см или 10 см слой

в загрязненную почву или в нефтешлам активного ила с городских станций аэрации (биологическая очистка сточных вод — БОСВ), применяется в Рязанской области, Краснодарском Крае, в Республике Коми. В Республике Коми сильно загрязненные нефтью почвы и нефтешлам предварительно

ила со станции БОСВ г. Усинска (ООО СПАСФ «Природа»). В полевых условиях в Усинском районе подтвердились результаты, полученные ранее в лаборатории. Концентрация нефтяного загрязнения в почве была снижена на 60% и была снята фитотоксичность почвы.

6. Другие Технологии on site или ex-situ. Классическое компостирование почв, загрязненных нефтью, и, в первую очередь нефтешламов (Самара, Рязань), когда на специально подготовленной площадке или рядом с местом загрязнения, предварительно защитив пленкой почву, сооружаются бурты высотой до 1,5-2 м, шириной около 2 м, длиной от 5 до 20 метров и больше. В бурте слои загрязненной почвы перемежаются

В Германии для таких буртов строят отдельные ангары с принудительной аэрацией и очисткой отходящих газов. Загрязненная почва в буртах, подготовленных осенью, и укрытых слоем дерна или пленки, за осень, зиму и весну очищается от 50-60% до 80-90% в аэробных и анаэробных условиях, которые сменяют друг друга в процессе компостирования. Общая продолжительность разложения основной массы углеводородов в шламовых

иммобилизованного на торфе (ООО НПК «ИЛМА Эко») или препарата «Родер». Загрязненная нефтью почва или ничем не разбавляется, или разбавляется торфом, или песком, или чистой почвой в зависимости от консистенции загрязненной почвы. Вносятся удобрения, препаратнефтедеструктор, производится рыхление и полив восстанавливаемой почвы. За 1-2 сезона достигается очистка от нефти и нефтепродуктов на 6090%. Последующая фиторемедиация завершает очистку почвы от остаточных углеводородов.

Вопросы для самоконтроля

1.Назовите основные биотехнологии, применяемые для очистки почв от нефтяных загрязнений.

2.Что такое биоремидиация?

3.Какие микроорганизмы участвуют в биоремидиации?

Тема 6. Биодеградация ксенобиотиков, нефтяных загрязнений

Проблема выявления загрязненных химическими веществами территорий стала привлекать внимание государственных и местных органов управления развитых зарубежных стран главным образом в последние 30–40 лет. Так, в США Федеральная программа по этой проблеме осуществляется с 1981 г., в Канаде – с 1989 г. (в отдельных провинциях раньше), в Англии и Нидерландах – с 1987 г., во Франции – с 1984 г., в ФРГ – с 1970 г.. В настоящее время во многих странах не только активно выполняются исследования по выявлению и инвентаризации зон техногенного загрязнения, но и большое внимание уделяется развитию технологий их очистки, в значительных масштабах проводятся работы по деконтаминации (decontamination–обеззараживание, очистка) или, как сейчас пишут в англоязычной литературе, по ремедиации (remediation–восстановление, «излечивание») химически загрязненных почв, почвогрунтов и подземных (грунтовых) вод в пределах городов и промышленных территорий.

Среди органических соединений наиболее опасны галогенированные углеводороды и полициклические ароматические углеводороды (ПАУ).

К ним относятся поливинилхлорид, или ПВХ; полихлорированные бифенилы, или ПХБ, ДДТ (пестецид), тетрахлорфенол и тетрахлорэтилен (растворители). В эту же группу входят сильноядовитые вещества – диоксины.

За рубежом предпочтение отдается физическим и физико-химическим

биовентилирование, закачивание пара в почву под давлением и экстракция ксенобиотиков, введение сильных окислителей, суперкритическая