Экологический контроль и рекультивация почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами

Загрязнение почв нефтепродуктами происходит повсеместно в больших и малых городах, вокруг АЗС, вдоль дорог, везде, где проходит связанная с нефтью деятельность человека. Для каждого района существует свой региональный фон содержания углеводородов в почвах. Этот фон колеблется в широких пределах — от 10 до 500 мг на 1 кг сухого веса почвы (Пиковский, 1993). В этих пределах нефтепродукты не оказывают заметного вредного влияния на окружающую среду.

Почвы считаются загрязненными, когда содержание нефтепродуктов достигает такой величины, при которой начинаются негативные изменения в почвах и окружающей среде, нарушается биологическое разнообразие, наблюдается гибель одних микроорганизмов и гипертрофированный рост других, падает биологическая продуктивность или наступает гибель растений, наблюдается деградация почвенных свойств, а затем и самих почв.

Величина биологически безопасных концентраций нефти и нефтепродуктов в почве или минимальный уровень содержания нефтепродуктов, выше которого наступает ухудшение качества природной среды, или предел допустимой концентрации (ПДК), до настоящего времени нс установлен в большинстве стран, в том числе и в России.

Почвы обладают большим потенциалом самоочищения посредством микробиологической и физико-химической деструкции нефти и нефтепродуктов, поэтому установлен такой уровень концентрации нефтепродуктов, выше которого почва не может справиться с загрязнением. Этот уровень называют пределом потенциала самоочищения — ППС (Пиковский, 1993). Почвы, содержащие нефтепродукты выше ППС, подлежат рекультивации.

В разных странах величины ППС значительно колеблются. Нормативные акты Голландии предусматривают мероприятия по очистке почв и грунтов от нефтепродуктов при их содержании выше 5 000 мг/кг.

В Канаде считается безопасным верхний уровень содержания нефти в почвах, равный 1000 мг/кг. Серьезный ущерб экосистемам наносит содержание нефти в почвах, равный 20 000 мг/кг. Прекращение роста растений наблюдается при содержании нефти в почвах около 3500 мг/кг.

В России специальные мероприятия по восстановлению почв рекомендуется проводить, начиная с уровня загрязнения 10 000 мг/кг (1%). При этом пределы потенциала самоочищения в различных природных зонах оказываются разными. Согласно инструкции для предприятий нефтяной промышленности, содержание остаточной нефти в первые недели загрязнения при умеренной и сильной его степенях варьирует от 0,5 до 6% (табл. 8.2). Умеренное загрязнение может быть ликвидировано в ближайшие 5 лет за счет процессов самоочищения. Сильное загрязнение ликвидируется в течение более длительного времени (Пиковский, 1993).

По данным исследования концентрации нефтепродуктов в почвах различных стран можно сделать вывод, что:

• • максимальная безопасная концентрация нефтепродуктов в почвах и грунтах составляет 1 г/кг;
• • при загрязнении от 1 до 10 г/кг достаточны мягкие мероприятия по усилению процессов самоочищения (рыхление, увлажнение, аэрация);
• • при концентрациях от 5 до 10 г/кг требуются интенсивные мероприятия по рекультивации;
• • при уровне загрязнения выше 10 г/кг необходимы целенаправленные рекультивации.

В настоящее время разработаны различные способы рекультивации в зависимости от вида и мощности нефтезагрязнений, с учетом биоклиматических, геоморфологических и почвенно-растительных условий.

• 1. Горно-техническая рекультивация земель, нарушенных нефтедобывающей промышленностью, проводится в связи с загрязнением почв и грунтов буровым раствором при бурении нефтяных скважин, а также прокладки трубопроводов и включает горно-технический и биологический этапы. Плодородный слой почвы снимается и на время буровых работ хранится в гумусовых складах. Отходы бурения, буровой раствор, эмульсии хранятся в котлованах-амбарах. По окончании буровых работ буровые отходы высушиваются и распределяются по поверхности почв, затем засыпаются плодородным слоем почвы (Сова, 1978).
• 2. Для биологической рекультивации земель используется посев однолетних и многолетних трав, обладающих развитой корневой системой и повышенной устойчивостью к нефтяному загрязнению почвы. Эта технология направлена на активизацию аборигенной или привнесенной нефтеокисляющей микрофлоры. Бактериальные препараты и удобрения, стимулирующие процессы микробиологической деструкции углеводородов, используются в крайне незначительных объемах, однако этот метод достаточно перспективен.

Меры борьбы с последствиями разливов нефти. При аварийных разливах нефти мероприятия по ликвидации последствий нефтезагрязнений сводятся к сбору пленочной нефти с помощью различных устройств, засыпки замазученных участков песком или торфом, обваловки и рытыо котлованов.

Наиболее распространенным методом борьбы с последствиями разливов является засыпка замазученных земель песком. Карьерный и намывной песок, используемый для засыпки нефти, не влияет на почвенное плодородие, он медленно осваивается растительными сообществами. В захороненной слоем песка нефти вследствие кислородного дефицита, а часто и низких температур, не происходят процессы аэробного разложения углеводородоокисляющими микроорганизмами.

Иногда производится засыпка нефтяных разливов на почве торфом.

Наилучшие результаты рекультивации загрязненных нефтью почв отмечаются при комплексном методе, при котором, наряду с первоочередными способами уборки разливов, используются агротсхнологии с внесением минеральных удобрений и высевом трав-мелиорантов.

Наиболее перспективным методом борьбы с нефтяным загрязнением является биодеструкция. Методами генной инженерии создаются штаммы высокоактивных углеводородокисляющих микроорганизмов, способных в короткие сроки разрушить нефтяные углеводороды. В настоящее время известны следующие бактериальные препараты такого Показатели степеней загрязненности земель нефтью (Руководящий документ по рекультивации земель, загрязненных нефтью, Министерство нефтяной промышленности, 1987).

типа: Гидробак, Носкум, Петробак, Петродег-100, Петродег-200. В России наиболее распространенными бактериальными препаратами являются Биоприн, Девуройл, Путидойл. Выбор одного из перечисленных бактериальных препаратов зависит от специфики загрязнителя и характера объекта (Толстокорова и др., 2002').

Таким образом, в России специальные мероприятия по восстановлению почв рекомендуется проводить, начиная с уровня загрязнения нефтью, равного 10 000 мг/кг. Рекультивация земель проводится с учетом биоклиматических, геоморфологических и почвенно-растительных условий. Рекультивация земель обычно проводится при загрязнении почв и грунтов буровым раствором при бурении нефтяных скважин, а также прокладке трубопроводов и включает в себя горнотехнический и биологический этапы.

При аварийных разливах нефти мероприятия по ликвидации последствий загрязнения часто сводятся к сбору пленочной нефти, засыпке песком с последующим внесением минеральных удобрений и высевом травмелиорантов. Наиболее перспективным методом борьбы с нефтяным загрязнением является биодеструкция. Толстокорова Л. Е., Морозов Т. Н. Опыт промышленного применения биотехнологии по очистке воды, почвы н промышленных стоков от нефти и нефтепродуктов. Тюмень, ЭкоГсос, 2002, с. 28−32.

Таким образом, рассмотренные в данной главе почвы испытывают сильное воздействие нефти и нефтепродуктов, солевых растворов и характеризуются кардинальным изменением водно-воздушного режима, морфологических, физических, физико-химических свойств. В толщах природных почв формируются химически-преобразованные почвы: хемоземы и хемо-почвы. Среди них особо выделяются хемоземы. Нахождение нефтяных тел в отдельных горизонтах, на геохимических барьерах служит основанием для выделения хемо-почв.

ЗвягинцевД.Г, Умаров М. М., Чернов И.Ю.ЛысакЛ.В. Марфенина О. Е., Гузев В. С., Волде М. И., Кураков А. В., Степанов А. Л.:Манучарова И.А. Микробные сообщества и их функционирование в процессах деградации и самовосстановления почв. В кн. «Деградация и охрана почв». Изд-во МГУ, 2002, с. 401−454.

Пиковский Ю.И. Природные и техногенные потоки углеводородов в окружающей среде. Изд-во МГУ, 1993.

Руководящий документ по рекультивации земель, загрязненных нефтью. Министерство нефтяной промышленности, 1987.

Солнцева Н. П. Добыча нефти и геохимия природных ландшафтов. Издво МГУ, 1998.

Сова В.Г. Горнотехническая рекультивация земель, нарушенных нефтедобывающей промышленностью. Научно-технические проблемы рекультивации земель, нарушенных при добыче полезных ископаемых в СССР. М., 1978, с. 64−70.

Трофимов С.Я., Розанова М.С. Изменение свойств почв под влиянием нефтяного загрязнения. В кн. «Деградация и охрана почв». Изд-во МГУ, 2002, с. 359−373. ,.

Таргутян В.А. Развитие почв во времени. В кн* «Проблемьг почвоведения». Докл. к межд. конгрессу почвоведов, 1982.