Восстановление растительного сообщества водоемов

6.13 Восстановление растительного сообщества водоемов

Для активизации этого процесса и тестирования состояние водной среды рекомендуется использовать организмы ненарушенной водной экосистемы. Методом разведения загрязненной воды можно определить границу жизнеспособности различных организмов и, при достижении этой границы во время проведения рекультивационных работ использовать эти группы из нативных водоемов для дальнейшего восстановления физико-химических и биологических свойств воды и водной экосистемы.

6.14 Стратегия восстановительных работ

Очищение почв от нефти и продуктов ее переработки - это сложный физико-химический и биохимический процесс, скорость и направленность которого зависит от ряда факторов, таких как температура окружающей среды, свойства почв, активность микрофлоры, влажность и концентрация нефти в почве. Для Севера Казахстана характерны почвенные и климатические условия неблагоприятные для процессов самоочищения. Среди основных факторов самоочищения почвы, таких как физическое, химическое и биологическое очищение, в экстремальных условиях ведущую роль играет биологический фактор. Одним из важных условий биологического очищения почвы от нефти является степень функциональной активности почвенной микрофлоры.

После аварийных загрязнений нефтью или нефтепродуктами концентрации углеводородов в почве превышают критические пороговые значения, комплекс аборигенной микрофлоры находится в подавленном состоянии. Вторичная сукцессия по основным показателям численности доминирующих групп почвенной микрофлоры и изменение состава нефти в почве может быть разбита на три этапа. На первом этапе происходит перестройка микробоценоза и активизация группы углеводородокисляющих микроорганизмов. Разложению подвергаются токсичные для основной массы почвенных микроорганизмов легкие углеводороды.

На втором - этапе активных биохимических преобразований, активизируются не резистентные к загрязнению группы микроорганизмов, происходит деструкция основной массы углеводородов нефти и промежуточных соединений, образовавшихся в результате частичной деструкции сложных углеводородов, начинается разложение гетероциклических соединений. Третий этап - это постепенное и продолжительное возвращение микробного сообщества к исходному или близкому к нему состоянию, завершение очищения почвы от нефтяных соединений

Изучение процессов микробиологической деструкции нефти на Севере Казахстана показало, что принципиальная схема микробиологических изменений, изученная в более благоприятных условиях, сохраняется в более жестких климатических условиях. Различие состоит в продолжительности отдельных этапов. Данные, полученные к настоящему времени, позволяют утверждать о достаточной интенсивности деструкции углеводородов автохтонных окислителей нефтепродуктов.

Для того, чтобы оценить продолжительность отдельных этапов, несомненно, необходимо учитывать различные факторы, в том числе исходную концентрацию нефтяного загрязнения и ландшафтные особенности, а также время начала рекультивационных процессов, глубину преобразования ландшафта, цель восстановительных работ и некоторые другие. На основе собственных данных, полученных при изучении влияния различных приемов биорекультивации на скорость процессов разложения нефти в почве, была разработана схема этапов рекультивационных работ, оптимальных в условиях Севера Казахстана.

При низких дозах загрязнения, которым на минеральных субстратах соответствуют значения до 0,1 грамм нефти или нефтепродукта на килограмм почвы, а в органических - до 0,3 грамма нефти или нефтепродукта на килограмм почвы, можно говорить об относительно высокой активности естественного микробиоценоза почвы. Для ускорения разложения углеводородов достаточно внесения минеральных удобрений. В этом случае период очищения почвы займет всего 1-2 вегетационных периода, а биологическая рекультивация с посевом трав может проводиться одновременно с началом внесения в почву удобрения, так как эти концентрации не ингибируют рост растений. В то же время даже при низких дозах загрязнения период самоочищения почв составит 5-8 лет.

При средних значениях загрязнения (до 0,5 г нефти или нефтепродукта на килограмм почвы на песчаных и до 1 г на органических субстратах) состояние естественного микробиоценоза можно оценивать как переходное между резистентным и стрессовым. Продолжительность самовосстановления почвы при среднем уровне загрязнения оценивается периодом от 10 до 15 лет. Как показали исследования, для стимулирования процессов биологической деструкции нефти недостаточно применения удобрения, необходимо использовать нефтередуцирующую микрофлору.

При высоких концентрациях углеводородов, так же, как и при критических, состояние микрофлоры характеризуется как угнетенное, причем и внесение микробиоты окисляющей нефть и продукты ее переработки не является гарантией ускорения процессов очищения почвы. Хорошо известно, что их целесообразно использовать при загрязнении не более 0,5 граммов нефти или нефтепродуктов на килограмм почвы. Однако именно высокие и критические значения загрязнения характерны для почвы после аварийных разливов нефти или нефтепродуктов. Благодаря этому важно изучение процессов биологического окисления углеводородов при высоких дозах загрязнения. Результаты показали, что при высоких дозах нефти, которым на минеральных субстратах соответствует значение 10-15 %, а на органических 15-35 %, эффективны только комплексные технологии, в которых не последнее место занимают приемы, улучшающие субстратные условия, главным образом водно-воздушный режим почвы, нарушенный нефтью.

К ним относятся, в частности, внесение в почву органики (на бедных гумусом минеральных субстратах) и рыхление (на органических). Продолжительность восстановления почвы во время подготовки к началу развития растений составляет 1-2 вегетационных периода. Поэтому зачастую целесообразно перед началом биорекультивации проводить техническое очищение почвы от нефти до средних значений,

Следовательно, скорость процессов очищения почв от нефти и нефтепродуктов, в том числе и при оценке эффективности тех или иных приемов рекультивации, зависит от исходных доз загрязнения и почвенно-климатических условий. Предложенную схему проведения восстановительных работ по реабилитации земель, нарушенных нефтепродуктами или нефтью, можно использовать для оценки эффективности рекультивации теми или иными методами и для составления обоснованных рекомендаций по восстановлению нефтезагрязненных ландшафтов в климатических условиях Севера Казахстана.

Последовательность, сроки и контроль рекультивационных мероприятий на почвах, загрязненных нефтью или нефтепродуктами приведены в таблице 23., в которой показаны четыре этапа проведения работ по восстановлению основных свойств почвы, обеспечивающих нормальный рост и развитие растений и не представляющих опасности в санитарно-гигиеническом отношении.