Загрязнение почв

Он предусматривает последовательное использование специфических ассоциаций микроорганизмов-деструкторов углеводородов, биогенных солей, микробиологических удобрений, биопрепаратов для защиты растений, а также растений-сидератов.

Технология Сойлекс® имеет ряд существенных преимуществ перед существующими методами:

— полный экологический мониторинг, включающий количественный и качественный анализ содержания углеводородов, что позволяет подобрать специфическую ассоциацию штаммов-деструкторов, оптимальную для данного типа загрязнения и дает возможность в максимально короткие сроки значительно снизить уровень загрязнения.

— оригинальная технология выращивания микробов-деструкторов обеспечивает сохранение жизнеспособности, высокой нефтеокисляющей активности штаммов в течение длительного времени (не менее 1,5 лет);

— совместное использование биопрепаратов типа Сойлекс® с биопрепаратами другого целевого назначения (микробиологическими удобрениями, биопрепаратами длязащиты растений и растениями-сидератами) позволяет не только очистить среду обитания, но и восстановить разрушенные экологические связи в биоценозе, восстановитьплодородие почвы.

Мелиоративная технология восстановления почв «Комимелиоводхозпроект». Рекультивация земель осуществляется последовательно в два этапа — технический и биологический. При проведении технического этапа рекультивации земель в зависимости от состояния участка выполняются следующие виды работ:

по грубой очистке земель от нефти;

по грубой и чистовой планировке поверхности земли;

освобождение рекультивированной поверхности от крупных остатков деревьев и строительного мусора;

устройство осушительной сети;

покрытие слоем плодородной почвы;

противоэрозионная организация территории.

Биологический этап рекультивации земель осуществляется после полного осуществления технического этапа. В состав работ этого этапа относятся работы по внесению извести, минеральных удобрений, торфа, посев многолетних трав или посадка деревьев и кустарников. Для ускорения разложения нефти в почве используют также биопрепарат содержащий микроорганизмы, в том числе по технологиям, предложенным Усинским инженерным экологическим центром «Ген.

Эко".

Для целей биорекультивации используется подсушенный торф, как выбранный экскаваторами из торфозалежки, так и специально заготовленный на торфоучастках. Биорекультивацию с применением торфа проводят двумя способами:

покрытие нефтезагрязненных участков чистым торфом;

разрушение парафиновой корки путем рыхления участка и перемешивания поверхностных слоев с нижележащими, если загрязненный участок представлен моховым болотом, доступным для прохождения болотоходов.

На участках, где остаточное содержание нефти в слое почвы 0−20 см превышает 5000 мг/кг, проводятся следующие виды работ:

обработка почвы;

внесение извести и минеральных удобрений;

консервация до 2 лет;

залужение, при достижении допустимого уровня загрязнения.

Очистка нефтезагрязненных почв с использованием микробных удобрений. Биотехнологические методы переработки органических отходов позволяют одновременно решать две важные экологические задачи: утилизировать отходы и поддерживать плодородие почв. Для управления процессом ферментации и получения из отходов эффективных микробных удобрений используется активная микрофлора. Состав и структура микробного ценоза определяют качество и особенности удобрений, широко применяемых как в сельском хозяйстве, так и для решения экологических проблем.

Особенность микробных удобрений, полученных при аэробной ферментации отходов свинокомплексов (удобрение «Бамил») или птицеферм (удобрение «Омуг»), — насыщенность активными микроорганизмами, среди которых много стимуляторов роста растений, а также нефтедеструкторов. Нефтедеструкторы не только окисляют нефтяные загрязнения, но и стимулируют развитие природной нефтеокисляющей микрофлоры.

Микробные удобрения обладают положительными свойствами как минеральных удобрений (постоянный химический состав, простая технология использования, низкая доза внесения, отсутствие семян сорняков), так и органических (действие в течение 2 — 3 лет, повышение плодородия почв, подавление микрофлоры, вызывающей болезни растений).

Доминирующее положение в микробных удобрениях занимают бактерии родов Bacillus, Micrococcus, Arthrobacler, среди которых много стимуляторов роста растений, нефтедеструкторов и антагонистов фитопатогенных грибов, таких как возбудители фузариоза, серой гнили и т. п. Наряду со свойствами органического субстрата большое значение имеет видовой состав микробного сообщества и содержание стимулирующих рост физиологически активных соединений (витамины, триптофан, индолил-уксусная кислота и др.). Исследованиями механизма действия этих удобрений на экосистему почв выявлена их способность к воспроизводству гумуса и трансформации органического вещества вследствие регуляции микробной активности почв. Особенно эффективно это проявляется при рекультивации антропогенно нарушенных почв, в частности нефтезагрязненных.

По сравнению с традиционными для биотехнологии сорбентами вермикулитом и торфом удобрение «Бамил» обладает более низкой влагоемкостью (121% против 275 и 569%). Микроскопические исследования на сканирующем микроскопе показали, что «Бамил» — пористый материал, состоящий из спрессованных клеток микроорганизмов активного ила. Исходный «Бамил» содержит живые клетки микроорганизмов микромицетов — 3*104 КОЕ/г, алканотрофов — 8*105 олиготрофов — 2*102, аммонификаторов 4*104 КОЕ/г. Удобрение «Бамил» имеет высокий титр бактерий — алканотрофов Исследования влияния «Бамила» на нефтедеструктируюшую способность бактерий и грибов — алканотрофов показали, что нестерильный «Бамил» достаточно активно разрушает нефть (67,5%) за счет своей микрофлоры. Активность всех выделенных и испытанных инокулированных культур (алканотрофов) в его присутствии повышалась на 10 — 20%. Напылением микробной ассоциации алканотрофов на удобрение «Бамил» получают препарат «Бамил», при нанесении которого на нефтезагрязненную почву деструкция нефти составила 85 — 89%.

Аналогичные результаты были получены и с микробным удобрением «Омуг». Оно способно разлагать нефть на 45%, однако если на него нанести выделенную ассоциацию чистых культур-алканотрофов, т. е. получить препарат «Омуг», то этот показатель возрастет до 88%.

Другие биотехнологии рекультивации загрязненных почв. Биоремедиация. Метод основан на стимулирующем действии аборигенных почвенных микроорганизмов за счет внесения в почву питательных, кислородсодержащих и/или других компонентов, которые обычно добавляют в почву путем распыления их водных растворов или же путем запашки. При использовании данного метода часто необходима экстракция добавленной жидкости, так как в нее могут попадать загрязняющие вещества. Недостатки: Рассматриваемый метод чувствителен к гетерогенным поверхностям, в результате чего в почве могут оставаться загрязняющие вещества.

Высокий уровень загрязнения может привести к стерилизации почвы.

Необходимо производить оценку уровня подземных вод.

Микроорганизмы могут быть недостаточно эффективными для всех типов присутствующих загрязнений.

Метод не применим для восстановления почв, загрязненных тяжёлыми металлами.

Фитомелиорация. Данный метод основан на посеве стойких к нефтяным загрязнениям и активизирующих почвенную микрофлору растений. Такие растения способствуют процессам разложения, стабилизации или устранения загрязняющих веществ из почвы. Данная технология применяется в основном на окончательной стадии рекультивации загрязненных почв. При этом органические загрязняющие вещества могут модифицироваться в области корневой системы растений, а также в черенках или листьях.

Преимущества: Данный метод достаточно дешевый и не требует сложного технического обслуживания.

Недостатки: Фитомелиорация — технология, применяемая в крайних случаях, её рабочие характеристики и стоимость недостаточно оправданы.

Корни растений способны эффективно очищать почву только на определённой глубине.

От остатков растений необходимо избавляться как от вредных отходов.

Очистка сильно загрязнённых почв может быть слишком долгосрочной. Ввиду этого экономически целесообразнее использовать данный метод для восстановления почв с низкой концентрацией загрязнения.

Восстановление территорий с помощью инициированного гуминового сорбента Основывается на технологии получения инициированного гуминового сорбента (ИГС), получаемого из бурого угля и окисленных каменных углей некоторых месторождений России. ИГС является основным компонентом, вводимым в грунты при рекультивации нарушенных, загрязненных и деградированных почв.

Технический этап рекультивации с использованием ИГС способствует созданию естественного почвенного покрова без использования почвы. Гуминовые кислоты эффективно сорбируют углеводороды нефти и нефтепродуктов и активируют местную флору, в результате чего происходит их ускоренное разложение с частичной трансформацией в почвенную органику.

В результате внесения ИГС в количестве от 0,1 до 3% массы грунта формируются характерная почвенная структура и основные свойства в период от двух недель до трех месяцев, в зависимости от характера фунта и погодно-климатических условий, от уровня загрязнения и от природы экотоксикантов. Для нефтепродуктов уровень в 2−5% является уровнем, когда эти загрязнения могут быть переведены в удобрительные смеси в течение одного сезона. При степени загрязнения 10−15% и глубине проникновения в почвенный слой 10−20 см на восстановление почвы требуется 2−3 сезона. При более высокой степени загрязнения необходимо перевести загрязненный участок в условия пахотного слоя или разбавить незагрязненным грунтом.

Технология рекультивации загрязненных почв включает в себя:

анализ состава и степени загрязнения;

проведение культивационных работ (вспашка или боронование) с одновременной запашкой в загрязненные земли расчетных количеств ИГС;

проведение агрохимических мероприятий с последующим засеванием земель под травостой;

проведение дополнительных работ по восстановлению природной микрофауны данной местности.

Преимущества: Быстрое восстановление естественных геобиохимических процессов.

Технологии ex situ. Используются для обработки загрязненной почвы, предварительно удаленной с поверхности выделенного участка земли.

Использование биореакторов.

Биореакторы значительно различаются по своим рабочим характеристикам, но и принципиальное назначение заключается в стимулировании скорости биологической деградации посредством выбора оптимальной температуры, концентрации загрязняющих веществ, степени аэрации и других факторов. Опыт показывает, что действие почвенных микроорганизмов достаточно эффективно, и они способны адаптироваться к различным условиям окружающей среды.

Согласно методике, почву перемешивают с водой и другими реагентами и помещают в реактор периодического действия. Эту массу выдерживают при контролируемых рабочих условиях, при необходимости добавляя кислород и питательную среду до окончания процесса. Затем почву обезвоживают, а полученную жидкость используют вновь (используют вторично или утилизируют).

Аэробные (насыщенные кислородом) системы эффективны для основных загрязняющих веществ, в то время как анаэробные биореакторы наиболее эффективны в случае галогенсодержащих углеводородов, которые подвергаются дегалогенизации прежде, чем происходит их собственный распад.

Преимущества: Метод является достаточно быстрым по сравнению с другими биологическими методами восстановления почв.

Данная технология может быть частично использована по отношению к загрязненным глинам.

Недостатки: Эффективность использования данной технологии в значительной степени зависит от особенностей почв и химических свойств загрязненной среды.

Необходим контроль за процессом восстановления почв.

Стоимость данной технологии существенно зависит от степени доочистки (воды и почвы) предварительной обработки и отбора газа, а также используемого оборудования. Использование биореакторов мало эффективно для почв, загрязненных тяжелыми металлами.

Заключение

Однако, как бы ни были хороши и эффективны методы биовосстановления, всегда следует иметь в виду, что биорекультивация — это второй этап восстановления земель, загрязненных нефтью после аварийного разлива. На первом месте при больших объемах загрязнения окружающей среды нефтью стоит техническая рекультивация. Ни один биологический процесс в условиях острого токсического воздействия нефти не осуществим.

Начинать биологическую очистку целесообразно, когда техническая рекультивация становится неэффективной, экономически невыгодной и наносит больший вред окружающей среде, чем само загрязнение. Остаточное содержание нефти в почве после технической рекультивации не должно быть выше содержания, при котором возможно проведение биорекультивации.

В данной работе приведены теоретические аспекты почвоведения. Описаны свойства почв и их взаимосвязь между собой.

Приведена классификация типов почв. Условия образования почв разных типов и их свойства, плодородность.

Описаны основные загрязнения почв, а также источники этих загрязнений.

Приведены методы борьбы с загрязнениями.

Подробно описаны биологические методы борьбы с загрязнением почв, как наиболее эффективные при борьбе с загрязнением почвы нефтепродуктами. Учитывая то, что в России эта проблема стоит наиболее остро из-за того, что Россия является нефтедобывающей страной, данные методы борьбы с загрязнением почвы наиболее применимы в России.

Список использованной литературы Чекасина Е. В., Егоров И. В. Биологическая рекультивация и ремедиация техногенно нарушенных земель. ;

http://www.ecoguild.ru/members/bioflora4.htm — Гильдия экологов.

S. Miertus, Гречищева Н. Ю., Мещеряков С. В., Рыбальский Н. Г., Барсов А. Р. Справочник. Технологии восстановления почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами. — М.: РЭФИА, НИА-Природа, 2001. — 185 с.

Промышленная экология: учебное пособие / под ред. В. В. Денисова — Ростов н/Д: издательский центр «Мар

Т", 2009, — 70 с.

Христофорова Н. К. Основы экологии: Учебник для биол. И экол. Факультетов университетов. Владивосток: Дальнаука, 1999. — 516 с.

Исследование состава твердых бытовых отходов и оценка их санитарно-эпидемиологической опасности. Ильиных Г. В., Слюсарь Н. Н., Коротаев В. Н., Вайсам Я. И., Самутин Н. М. / Гигиена и санитария, 2013 г., № 1, С. 53−55.

Методика исследования свойств твердых отбросов. М.: Стройиздат, 1970.

ПНД Ф 16.

3.55−08. Твердые бытовые отходы. Определение морфологического состава гравиметрическим методом.

Экологически чистые, экономически эффективные способы рекультивации нарушенных земель при обустройстве нефтегазоконденсатных месторождений Тюменской области. ;

http://www.zaoekos.ru/rekult.html — ЗАО НПС «ЭКОС».

Рекультивация земель и почв. ;

http://www.elita95.ru/rekult.htm — Элита-Комплекс.

Аренс В.Ж., Саушин А. З., Гридин О. М., Гридин А. О. Очистка окружающей среды от углеводородных загрязнений. — Изд-во «Интербук», 1999. — 372 с.

Киреева Н.А., Водопьянов В. В., Новоселова Е. И., Онегова Т. С., Жданова Н. В. Микробиологическая рекультивация нефтезагрязненных почв. — М.: ОАО «ВНИИОЭНГ», 2001 г. — 40 с.

Андерсон Р.К., Хазипов Р. Х. Охрана окружающей среды от загрязнения нефтью и промысловыми сточными водами. — М.: ВНИИОЭНГ, 1978 г. — 40 с.

Алексеев А.Ю., Забелин В. А., Куц С. А., Пушкарев Н. С. Практика биологической рекультивации. — Нефтяное хозяйство, № 12, 2006, стр. 98−99.

Архипченко И.А., Загвоздкин В. К., Ерцев Г. Н. Очистка нефтезагрязненных почв с помощью биопрепаратов на основе микробных удобрений. — Экология и промышленность России, спецвыпуск, 2004, стр. 16−18.

Архипченко И.А., Нуйкин А. Ф., Лукашов В. Н. Рекомендации по подбору оптимальных технологий биологической рекультивации нефтезагрязненных земель. — Экология и промышленность России, спецвыпуск, 2004, стр. 24−26.

ПРИЛОЖЕНИЯ.

Чекасина Е.В., Егоров И. В. Биологическая рекультивация и ремедиация техногенно нарушенных земель. ;

http://www.ecoguild.ru/members/bioflora4.htm — Гильдия экологов.

S. Miertus, Гречищева Н. Ю., Мещеряков С. В., Рыбальский Н. Г., Барсов А. Р. Справочник. Технологии восстановления почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами. — М.: РЭФИА, НИА-Природа, 2001. — 185 с.

Промышленная экология: учебное пособие / под ред. В. В. Денисова — Ростов н/Д: издательский центр «Мар

Т", 2009, — 70 с.

Христофорова Н. К. Основы экологии: Учебник для биол. И экол. Факультетов университетов. Владивосток: Дальнаука, 1999. — 516 с.

Исследование состава твердых бытовых отходов и оценка их санитарно-эпидемиологической опасности. Ильиных Г. В., Слюсарь Н. Н., Коротаев В. Н., Вайсам Я. И., Самутин Н. М. / Гигиена и санитария, 2013 г., № 1, С. 53−55.

Методика исследования свойств твердых отбросов. М.: Стройиздат, 1970.

ПНД Ф 16.

3.55−08. Твердые бытовые отходы. Определение морфологического состава гравиметрическим методом.

Экологически чистые, экономически эффективные способы рекультивации нарушенных земель при обустройстве нефтегазоконденсатных месторождений Тюменской области. ;

http://www.zaoekos.ru/rekult.html — ЗАО НПС «ЭКОС».

Рекультивация земель и почв. ;

http://www.elita95.ru/rekult.htm — Элита-Комплекс.

Киреева Н.А., Водопьянов В. В., Новоселова Е. И., Онегова Т. С., Жданова Н. В. Микробиологическая рекультивация нефтезагрязненных почв. — М.: ОАО «ВНИИОЭНГ», 2001 г. — 40 с.

Андерсон Р.К., Хазипов Р. Х. Охрана окружающей среды от загрязнения нефтью и промысловыми сточными водами. — М.: ВНИИОЭНГ, 1978 г. — 40 с.