Роль почвенной микробиоты в восстановлении почв, нарушенных нефтепродуктами

5.2 Роль почвенной микробиоты в восстановлении почв, нарушенных нефтепродуктами

Рядом авторов сформулировано положение о трех основных этапах процесса естественной деградации нефти в почве, которые показывают закономерную последовательность изменений свойств нефти, загрязняющей почву, во времени. Это теоретическое положение достаточно обосновано экспериментально и логически не противоречиво. По-видимому, оно должна служить базисом для разработки способов интенсификации процессов минерализации нефти в почве. Однако для разработки эффективных рекультивационных мероприятий не менее, а может быть даже более важной является информация о модификации свойств собственно почвы загрязненной нефтью. Именно это и должно определять направление мелиоративных воздействий. Очевидно, что более оправдан подход, который учитывает степень деградации нефти, а также определяет на каком этапе изменений, вызванных загрязнением, находится почва в конкретный период времени.

Обсуждается общая стратегия рекультивационных мероприятий, необходимых для восстановления загрязненных нефтью почв. Опыты проводились на дерново-подзолистой почве Пермской обл. Варианты: дозы нефти – 0; 8; 16 и 24 л/м². Агротехнические обработки - контроль без обработки, известкование, внесение мин.удобрений, мин.удобр. + известкование, мин.удобр. + известкование + навоз. Все вносилось в почву в дозах, принятых в с/х практике данного региона.

5.3 Классификация методов очистки почв от нефтезагрязнений

Физико - химические способы включают различные приемы, с использованием физических и химических методов. Наиболее простым кажется сжигание избытка нефтепродукта, однако на практике используется не очень часто, как правило, при угрозах водным источникам. Этот способ сложен и энергоемок, при небольших концентрациях нефтепродукта в почве. Больший интерес представляет способ термической десорбции, при котором можно получить полезные продукты. Применяется также промывка почвы и извлечение углеводородов, в том числе экстракция нефтепродуктов или их сорбция.

В последнее время наиболее популярны биологические методы, заключающиеся в биологическом окислении нефтепродуктов и компонентов нефти, при котором живые организмы используют углеводороды в качестве источника энергии и углерода. В. Аренс с соавторами предлагают классификацию методов очистки почвы от избытка нефтепродуктов (таблица 20.).

При использовании любых методов очистки почв от нефти или продуктов ее переработки, заключительным этапом должно быть восстановление почвенной биоты и растительного покрова. Контроль концентрации бензапирена, как индикатора содержания полициклических ароматических углеводородов является непременным условием восстановительных работ, и, наряду со снижением уровней нефтепродуктов до допустимых, служит сигналом о завершении заключительного этапа ре-культивационных мероприятий.

5.4 Методы ликвидации нефтезагрязнений водоемов

Механический сбор нефти и нефтепродуктов может быть статическим, с помощью плавучих боновых заграждений или динамическим, при формировании пятна на поверхности воды и его ограничении струями воды. Для удаления вязкой нефти применяют шнековые устройства, существенным недостатком которого является маленький радиус действия. При сборе пленки нефти или нефтепродуктов с помощью переливных (пороговых) устройств, один бортик плавающей емкости опущен ниже поверхности на высоту нефтепленки. Скорость такого сбора нефти невысока и связана с поступлением в емкость большого количества воды, особенно при тонких пленках. Высота порога может регулироваться, но это может быть полезно при отсутствии волн и ветра.

Таблица 20 - Методы ликвидации нефтезагрязнений почв (В. Аренс и др.)

Методы	Способ ликвидации	Особенности применения
Механические	Обваловка загрязнения, откачка нефти. Замена почвы.	Локализация при крупном загрязнении. Вывоз почвы на свалку для естественного разложения
Физико-химические	Сжигание Промывка почвы Дренирование почвы Экстракция нефтепродуктов Сорбция Термическая десорбция	Может применяться как экстренная мера, чтобы предотвратить более неблагоприятные воздействия на экосистемы. Ведут в промывных барабанах с применением ПАВ, промывные воды затем разделяют. Разновидность промывки, с помощью дренажных систем, может сочетаться с применением биологических методов Обычно проводится в промывных барабанах с последующей отгонкой растворителя. Разливы на относительно твердой поверхности засыпают сорбентом для поглощения и извлечения нефтепродукта. Проводится редко, при наличии оборудования, позволяет получить полезные продукты.
Биологические	Биоремедиация Фитомелиорация	Применяют нефтеразлагающие бактерии и комплекс агротехнических мероприятий. Высев нефтестойких трав, активизирующих почвенную микрофлору.

Значительную скорость сбора при достаточной толщине пленки обеспечивает сбор с помощью всасывающих устройств. Они могут находиться на определенной высоте или быть плавающими, могут оснащаться сетками и другими дополнительными устройствами. Негативным моментом является образование трудно разделяемой эмульсии воды и нефтепродукта.

Сбор может осуществляться с применением гидродинамических устройств (гидроциклона, вихревой воронки, устройства для образования большого числа микровихрей и т.д.). разделение воды и нефти осуществляется за счет различных плотностей. Степень разделения в значительной мере зависит от дисперсности водонефтяной эмульсии и обычно используется для первичного разделения фаз.

Физико-химические методы включают сжигание нефти, которое имеет смысл при достаточной толщине пленки в условиях низкой биодеструкции и для предотвращения нежелательного дрейфа. Определенный интерес представляет сбор нефтепродуктов с водной поверхности с помощью различных адгезионных устройств. Принцип действия которых основан на принципе избирательной адгезии нефти гидрофобными покрытиями и последующим снятием нефтяной пленки с рабочих элементов скребками. Недостаток связан с громоздкостью устройств и малым радиусом действия.

Наиболее развит сорбционный метод сбора нефти и нефтепродуктов с водной поверхности, заключающийся в рассеве и последующем сборе сорбента. Способ особенно эффективен при тонких пленках, менее 1 мм. Ограничения метода связаны с малым радиусом действия и постепенным изменением сорбционных свойств сорбентов, а также с потерей некоторого количества сорбента при проведении работ.

Иногда нефтяную пленку диспергируют для ускорения процесса оседания углеводородов на дно. Диспергаторы могут быть жидкими или на твердой основе. В других случаях применяют реагенты сгустители, которые также могут быть жидкими или на твердом носителе. Отверженная пленка затем собирается механическими устройствами.

Биологическое и каталитическое разложение нефти и продуктов ее переработки на водных средах применяется пока еще недостаточно, так как для этого необходим достаточно длительный период и благоприятные условия для организмов - биодеструкторов. Микробиологическую культуру в этих случаях применяют в виде суспензии или на носителях сорбентах. Разложение нефти может происходить под действием солнечного света в присутствии катализатора. Этот метод не нашел широкого распространения из-за высокой стоимости катализатора.