Благодаря многолетней практике рекультивационных работ в настоящее время в арсенале специалистов экологов накоплено значительное разнообразие различных способов восстановления почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами: от элементарного механического сбора веществ-загрязнителей до применения высокоэффективных углеводородокисляющих микроорганизмов (УОМ) , в том числе продуктов генной инженерии. В отношении способов, основанных на интродукции в почву штаммов активных нефтеусваивающих культур у специалистов до сих пор нет единого мнения из-за непредсказуемости результатов интродукции штаммов по причине их конкуренции с аборигенными УОМ, широко распространенными во всех типах почв и являющихся неотъемлемым компонентом почвенного микробоценоза. Торфяные почвы северных регионов не являются исключением и содержат значительное количество УОМ, численность которых после нефтеразливов может возрастать на 2-3 порядка и составлять не менее 107 - 108 клеток в 1 г почвы. Поэтому, при рекультивации торфяных почв наиболее предпочтительным является применение способов стимулирования метаболической активности собственной аборигенной микрофлоры почвы путем оптимизации ее физико-химических условий. Так, например, один из таких способов, разработанных НТО <Приборсервис>, позволяет посредством комплекса агротехнических мероприятий и внесения алюмосиликатных минералов добиться 70-80%-й степени очистки почвы за один вегетационный сезон (рис.1)

б)

Рисунок 1. Вид участка до (а) и после (б) рекультивации

Как известно загрязнение почв обедненной азотом нефтью приводит к установлению в почве режима резкого дефицита азота для микроорганизмов, что является одним из основных лимитирующих факторов быстрого самовосстановления почвы. Применение азотных минеральных удобрений позволяет устранить данное лимитирование.

Известно, что в загрязненных нефтью почвах во многих случаях наблюдается резкое усиление процессов биологической азотфиксации. При этом проводимые исследования микробиологических процессов в нефтезагрязненной почве показали, что активность УОМ находится в прямой зависимости от интенсивности притока в почву атмосферного азота, осуществляемого азотфиксирующими микроорганизмами.

Причины ингибирования азотными удобрениями микробиологической азотфиксации в пахотных почвах вполне объяснимы: обогащение почвы доступным азотом делает процесс связывания молекулярного азота для азотфиксирующих микроорганизмов энергетически невыгодным, и они переходят на субстратный тип питания. Из сельскохозяйственной практики хорошо известно, что внесение даже средних доз минеральных азотных удобрений приводит к резкому ингибированию процессов биологической азотфиксации в почвах.

Вопреки существующим представлениям о стимулирующем влиянии азотных удобрений на УОМ данные микробиологического анализа почвы выявили обратную зависимость между численностью данных микроорганизмов в почве и количеством внесенных минеральных удобрений. Так, например, наименьшая численность УОМ была зафиксирована в контрольном варианте с максимальной стартовой дозой внесения удобрений (500 кг/га азофоски + 500 кг/га аммиачной селитры), а наибольшая - во 2-м варианте с минимальной стартовой дозой удобрений (150 кг/га азофоски + 150 кг/га аммиачной селитры).

Анализ активности азотобактера также выявил обратную зависимость между данным показателем и стартовой дозой азотных удобрений. При этом максимальный уровень активности на протяжении всего периода наблюдений отмечался в варианте с минимальной стартовой дозой удобрений. В контрольном же варианте с максимально высокой стартовой дозой активность азотобактера вовсе не была зафиксирована.

Повторное внесение азотных удобрений в оба варианта независимо от дозы привело к полному подавлению активности азотобактера. И только приблизительно на 5-6 сутки после повторного внесения удобрений активность азотобактера стала вновь возрастать.

Таким образом, даже заведомо невысокие с точки зрения специалистов в области рекультивации нефтезагрязненных почв дозы азотных минеральных удобрений, не превышающие 500 кг/га, привели к заметному подавлению активности азотфиксирующих микроорганизмов и, как следствие, сокращению притока в почву свободного азота из атмосферы, экологически абсолютно безопасного и к тому же бесплатного.

В целом обращает на себя внимание прямая зависимость между активностью азотфиксирующих и углеводородокисляющих микроорганизмов, а также степенью деградации нефти по вариантам опыта и, одновременно - обратная зависимость всех этих показателей от количества внесенных минеральных удобрений.

Биологический азот, фиксируемый микроорганизмами из атмосферы, оказывает более значительное влияние на скорость процессов микробиологической деструкции нефтепродуктов в почве по сравнению с азотом, вносимым в почву в составе минеральных удобрений. В этой связи очень примечательным является тот факт, что повторное внесение азофоски и аммиачной селитры практически не привело к снижению содержания остаточной нефти в почве и оказалось неэффективным. Велика также вероятность того, что наблюдавшееся при этом полное подавление активности азотобактера остановило дальнейшее течение процессов деструкции нефти в почве.

Анализ уровня фитотоксичности почвы показал, что контрольный вариант отличался минимальными показателями всхожести семян и максимальными показателями фитотоксичности. Наименьший уровень токсичности был отмечен в варианте с минимальной стартовой дозой внесения минеральных удобрений.

Высокий уровень токсичности в нефтезагрязненной почве может быть обусловлен накоплением на ранних этапах микробиологической деструкции большого количества нефтяных кислот и других продуктов первичной деградации нефти, обладающих высокой степенью токсичности, как для растений, так и для большинства микроорганизмов.

Применяемые в России методы технической и биологической рекультивации земель имеют недостатки, которые делают их или неэффективными или дорогостоящими.

На практике наиболее часто используются следующие методы:

1. Техническая рекультивация с засыпкой грунтом и высеиванием трав – способ дает косметический эффект, поскольку нефть остается в грунте. Кроме того, необходим большой объем земляных работ.
2. Техническая рекультивация с вывозом нефтезагрязненного грунта на полигоны отходов. Способ практически нереальный с экономической точки зрения, так как большие обьемы нефтезагрязненного грунта и высокая стоимость транспортировки и размещения отходов могут многократно перекрыть прибыли компании.
3. Засыпка сорбентом (торфом) с последующей вывозкой на полигоны отходов. Недостатки те же, что и в предшествующем методе.
4. Использование нефтеэкстрагирующих установок импортного производства. Производительность этих установок 2-6 м3 в сутки, что при стоимости установки в 150000 $ и персонале 3 человека делают ее крайне неэффективной. Зарубежные компании уже не используют такие установки и пытаются продать их в России, выдавая за последнее слово науки и техники.
5. Использование микробиологических препаратов типа «путидойл» и им подобных. Препараты активны только на поверхности, поскольку необходим контакт с воздухом, и во влажной среде при относительно высокой температуре. Очень хорошо себя зарекомендовал при рекультивации летом морских побережий Кувейта, загрязненных во время военных действий. В Сибири популярен за счет легкости и дешевизны применения. Очень хорош для отчетности, когда нет проверки результата на месте.

Мы рекомендуем канадский способ рекультивации грунта, который не капризен к температуре, не требует транспортировки грунта и полигонов отходов, не требует инвестиций в специальную технику и постоянного технического персонала. Способ очень гибкий, позволяет модифицировать, используя различные материалы, микробиологические препараты, удобрения.

Условно мы его назвали методом «парниковой гряды», потому что в основе метода лежит микробиологическое окисление с естественным повышением температуры — как «горит» навозная куча. Устройство гряды представлено на рис.1.

На грунтовую подушку шириной 3 метра укладываются змейкой перфорированные пластиковые трубы, которые затем засыпаются слоем гравия, щебня или керамзита, или материала типа «дорнит». На эту пористую подушку сэндвичем укладываются чередующиеся слои нефтезагрязненного грунта и удобрений. В качестве последнего используется навоз, торф, опил, солома и минеральные удобрения, можно добавлять микробиологические препараты. Гряда укрывается полиэтиленовой пленкой, в трубы подается воздух от компрессора соответствующей мощности. Компрессор может работать или на топливе, или на электричестве – если есть подключение. Воздух распыляется в пористой подушке и способствует быстрому окислению. Трубы можно использовать многократно. Пленка предотвращает охлаждение; если подавать нагретый воздух и дополнительно утеплить гряду торфом или «дорнитом», то способ будет эффективен и зимой. Нефть окисляется практически полностью за 2 недели, остаток нетоксичен и на нем прекрасно растут растения. Эффективно, экономично, производительно!

PAGE \* MERGEFORMAT 12

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Кафедра кадастра недвижимости и геод е зии

ОПД.В.04 РЕКУЛЬТИВАЦИЯ ЗЕМЕЛЬ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к практическому занятию № 4 по теме:

«Рекультивация земель, загрязненных нефтью и нефтепродуктами»

Специальность 120301 Землеустройство

Уфа 2012

УДК 631.4

ББК 40.3

М 54

Рассмотрены и обсуждены на заседании кафедры кадастра недвижимости и геодезии (протокол № от 2012 года)

Составитель: доцент, к.с.-х.н. Минниахметов И.С.

Рецензент: к.с.-х.н., доцент кафедры земледелия и почвоведения

Га й син В.Ф.

Ответственный за выпуск: зав. кафедрой кадастра недвижимости и геодезии, к.с.-х.н., доцент Ишбулатов М.Г.

г. Уфа, БГАУ, кафедра кадастра недвижимости и геодезии

РЕКУЛЬТИВАЦИЯ ЗЕМЕЛЬ, ЗАГРЯЗНЕННЫХ НЕФТЬЮ И НЕФТЕПРОДУКТАМИ

Цель занятия — научиться разрабатывать системы мероприятий по рекультивации земель, загрязненных нефтью и нефтепродуктами.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

В условиях возросшей в XX веке антропогенной нагрузки на биосферу планеты, почва являясь элементом природной системы и находясь в динамическом равновесии со всеми другими компонентами, подвергается деградационным процессам. Одной из наиболее типичных проблем современности является загрязнение нефтью и нефтепродуктами почвенного покрова территорий в результате аварийных ситуаций при добыче, транспортировке и переработке нефти.

В настоящее время отдельные нефтедобывающие территории по состоянию окружающей среды приближаются к районам экологического бедствия. Возникает угроза устойчивой, а часто необратимой трансформации условий функционирования природных систем и изменений качества жизни на значительных площадях в разных природных зонах — от Крайнего Севера до юга страны. Происходят глубокие изменения практически всех компонентов окружающей среды: почв и структуры почвенного покрова, грунтов и недр, поверхностных и подземных вод, биоты и воздуха.

Нефтяная промышленность по опасности воздействия на окружающую среду занимает третье место в числе 130 отраслей современного производства (Панов и др., 1986).

Поскольку на современном уровне развития нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности не представляется возможным исключить ее воздействие на окружающую среду, возникает необходимость рекультивации земель, загрязненных нефтью, нефтепродуктами и высокоминиралезованными нефтепромысловыми сточными водами (НСВ).

Загрязнение почвы нефтью и НСВ отличается от многих других антропогенных воздействий тем, что оно дает не постоянную, а, как правило, "залповую" нагрузку на среду, вызывая быструю ответную реакцию. При оценке последствий такого загрязнения не всегда можно сказать, вернется ли экономика к устойчивому состоянию или будет необратимо деградировать. Во всех мероприятиях, связанных с ликвидацией последствий загрязнения, с восстановлением нарушенных земель, необходимо исходить из главного принципа: не нанести экономике большой вред, чем тот, который уже нанесен при загрязнении.

Концепция восстановления экономики опирается на этот принцип. Е e суть м аксимальная мобилизация вн утренних ре су рсов на восст ановление своих первоначальных ф ункций.

В настоящее время рекультивация нефтезагрязненных земель в Башкортостане проводится, как правило, без достаточного научного обоснования. Ликвидация последствий разливов нефти проводится часто таким способом, что происходит необратимое уничтожение плодородного слоя почвы, например, при сжигании нефти, засыпке загрязненных участков грунтом, вывозе загрязненной почвы в отвалы.

1 Методические положения

1.1 Методы рекультивации

Методы рекультивации, применяемые в зарубежной и отечественной практике, можно условно разделить на четыре группы: физические, физико- химические, химические и биологические.

К физическим методам относятся механическое снятие замазученных и битумизированных слоев почвы, содержащих свыше 5 % углерода нефтепродуктов (Якубов, 1989), сбор нефтепродуктов с поверхности с помощью гидронасоса (Hinchel и др., 1988), смешивание загрязненных почв с чистой почвой для уменьшения содержания нефти и нефтепродуктов (Абдуев, Аскеров, 1979; Ахмедов и др., 1988; Исмаилов, Пиковский, 1988).

Рядом авторов предлагается интенсивно аэрировать нефтезагрязненные почвы, используя при этом глубокою вспашку, рыхление, дискование, боронование (Самосова и др., 1979; Андерсон, Пропадущая, 1979, Аскеров, 1982; Оборин и др., 1988).

Balch Thomas (1993) предлагает интенсивно собирать загрязненную почву в покрытые кучи высотой 4—5 м и шириной до 40 м, в основании которых располагается сеть перфорированных труб для подачи горячего воздуха. В результате диффундирования нагретый воздух захватывает углеводороды и летучие органические соединения.

Н asler Anders (1989) рассматривает возможность применения методов очистки путем нагрева почвы до температуры 700°С или с помощью струи воды под высоким давлением. Heimhard Hans - l ü rgen (1987) предлагает использовать водно-воздушную струю высокого давления. Weston Roy F . (1998), Matig J ., Т r ü benbach G . (1991), Joseph E . Musul (1993) используют технологию нагрева почвы, при этом происходит испарение влаги и органического вещества. Jorgenson Torre М., Krizan Larry W et . al . (1991) разработали поэтапную технологию очистки нефтезагрязненных земель на Аляске. Перед замерзанием почвы нефть удалялась механически и с помощью промывания, летом следующего года почву удобрили, аэрировали, создали определенную влажность, что способствовало благоприятным условиям для разложения нефти. В результате этих мероприятий произошло снижение содержания углеводородов нефти на 94 % от начального.

Физико-химические методы предполагают применение специально подобранных поверхностно-активных веществ (диспергаторов, дезмульгаторов и т.д.) вспомогательных веществ, влияющих на изменение состояния и коллоидно-дисперсной структуры взвешенных частиц в нефтяной и водной фазах.

Для очистки больших территорий, загрязненных вредными техногенными соединениями, предлагается использовать широко распространенные природные сорбенты органического происхождения (торф, мох, чернозем, уголь), глины и глинистые материалы с высокой емкостью поглощения по отношению к загрязнителям.

Hasler Anders (1989) предлагает обжиг загрязненных почв с одновременным добавлением в них вяжущих веществ, после термообработки образующийся конгломерат используется как строительный материал, a Rez D . H . (1993) использует для обезвреживания жидких и твердых углеводородов портландцемент, при этом углеводород изолируется от соприкосновения с окружающей средой.

Punt и др. (1991) предлагают экстракцию загрязняющих почву нефтепродуктов перегнанной фракцией природного конденсата и гексана, а Bulman и др. (1993) и Greiner D (1994) — химическое насыщение почвы кислородом для восстановления ее биологической активности. Hinchel R . E ., Downey D . C . и др. (1998) показали возможность использования закачки воды, обогащенной кислородом или содержащей перекись водорода.

Большая роль в ускорении разложения нефти и нефтепродуктов в почве принадлежит минеральным и органическим удобрениям (Самосова и др., 1979; Демиденко и др., 1983; Абзалов и др., 1988; Гайнутдинов и др., 1988, Тишкина, 1990).

Особенно важно применение азотных удобрений, т.к. в почве при нефтяном загрязнении вносится большое количество С, резко изменяя соотношение C : N . Для нормального развития микроорганизмов требуется на 1 часть азота 10 частей углерода, в грязных до 400—420 (Odu , 1978).

Биологичес кий метод — является наиболее эффективным и экологическим методом рекультивации нефгезатрязненных почв. Они включают в себя использование биопрепаратов и биостимуляторов для деградации нефти и нефтепродуктов.

В разложении нефти в почве главное и решающее значение имеет функциональная активность комплекса почвенных микроорганизмов, обеспечивающих полную минерализацию нефти и нефтепродуктов до углекислого газа и воды. Основной вклад в этот процесс вносят микроорганизмы, способные использовать углеводороды в качестве единственного источника органического вещества и энергии. Тип почвы, ее минеральный и органический состав, влажность, аэрированность, температура также влияют на скорость деградации углеводородов нефти. На основании способности микроорганизмов использовать углеводороды нефти и других ксенобиотиков предложен метод биокоррекции загрязнений, который включает следующие подходы:

1. активацию деградирующей способности микрофлоры, естественно содержащийся в загрязненной почве, путем внесения биогенных элементов, ко- метаболизируемых субстратов, кислорода — биостимуляция;
2. интродукцию в загрязненную почву специализированных микроорганизмов, предварительно выделенных из различных загрязненных источников или генетически модифицированных — биодополнение.

С помощью биологического метода, основанного па применении природных штаммов микроорганизмов, за 3 года рекультивации можно полностью восстановить плодородие нефтезагрязненных почв при уровне загрязнения, не превышающем 10—15% сырой нефти к массе почвы. В случае более высоких концентраций загрязняющих веществ биовосстановление целесообразно комбинировать с физическими и физико-химическими методами очистки.

Видовое разнообразие нефтеокисляющих бактерий велико. На основе штаммов различных бактерии и их ассоциаций созданы весьма эффективные биопрепараты — Родотрин, Экойл, Путидойл и т.д.

Рассмотренные ниже физико-химический и химический методы являются и определенной степени симулирующими. Биостимулирующими служат также различные пищевые добавки и поверхностно-активные вещества (ПАВ), отходы дрожжевого производства, рыбная мука, молочная сыворотка, отходы белково-витаминного комбината, активный ил, азот, фосфор и калий минеральных удобрений, традиционный навоз и даже, как показали исследования Н.А. Киреевой, жидкие стоки животноводческих комплексов и другие сточные воды, которые утилизируются на земледельческих полях орошения.

Известна роль дождевых червей в разложении нефти. Кибардиным и др. (1989) показано, что дождевые черви заглатывают нефть в почве и делают ее доступной для микроорганизмов.

Посев в нефтезагрязненную почву люцерны и других бобовых культур, трав с разветвленной корневой системой способствуют ускорению разложения углеводородов (Алиев и др., 1977; Gudin , Syratt , 1975; Lee Eusiand , 1993). Положительное воздействие посевов сельскохозяйственных растений, и в частности многолетних трав, объясняется тем, что своей развитой корневой системой они способствуют улучшению газовоздушного режима загрязненной почвы, обогащают почву азотом и биологическими активными соединениями, выделяемыми корневой системой в почву в процессе жизнедеятельности растений. Все это стимулирует рост микроорганизмов и соответственно ускоряет разложение нефти и нефтепродуктов. В этой связи нельзя не учитывать также возможность самих растений подвергать разложению различные классы нефтяных углеводородов (Угрехелидзе, 1976) или адсорбировать их (Cunningham Scott и др., 1995) .

1.2 Комплексная технология рекультивации земель,

Загрязненных нефтью

Технология рекультивации земель, загрязненных нефтью, зависит от многих факторов: концентрации нефти в почве, типа нефти, наличия средств рекультивации — биопрепаратов, химических мелиорантов, технических средств и т.д. На основании исследований и обобщения опыта по рекультивации земель, загрязненных нефтью, Институтом биологии УНЦ РАН совместно с БашНИПИнефть разработан руководящий документ «Проведение рекультивации техногенно нарушенных земель при добыче нефти» , который одобрен соответствующими государственными органами и предложен предприятиям АНК «Башнефти» для использования в восстановлении земель, загрязняемых нефтью и нефтепродуктами. Получены также патенты РФ на изобретение «Способ очистки почв от нефтяных загрязнений» .

Согласно предложенной схеме (рисунке 1) основных мероприятий по рекультивации нефтезагрязненных почв, сначала проводится мелиоративное обследование загрязненной территории, уточняются границы ареала и все те факторы, на основании которых выбираются способы рекультивации.

Рисунок 1 Схема основных мероприятий по рекультивации нефтезагрязненных земель

Основными средствами рекультивации нефтезагрязненных земель являются применение биологических препаратов и активизация аборигенной почвенной микрофлоры на фоне различных агротехнических и фитомелио- ративных мероприятий, направленных на оптимизацию трофических и физико-химических условий для жизнедеятельности микроорганизмов, потребляющих углеводороды нефти.

Эффективное использование биопрепаратов возможно при концентрации нефтепродуктов в почве не выше 10—15%. Поэтому на первом этапе рекультивации при содержании нефти выше нефтеемкости почвы производятся механический сбор разлитой нефти вместе с некоторой частью поверхностного слоя почвы и транспортировка их в земляные (нефтешламовые) амбары. После отделения нефти от почвы, используя и ПАВ, прежде чем приступить к биологической рекультивации на полигоне, необходимо провести ряд агротехнических мероприятий — интенсивное рыхление, увлажнение, внесение комплексных минеральных и органических удобрений. Можно также оставить почву на парование при периодическом рыхлении и в последующем проводить фитомелиорацию, используя в качестве сидератов преимущественно бобовые культуры. При содержании нефти в загрязненной почве в концентрации до 10—5% можно приступить сразу к агротехническим воздействиям (рыхление, внесение удобрений и биостимуляторов) с последующим внесением биопрепаратов. При содержании нефти в почве менее 5% можно приступить к фитомелиорации сразу или через этап парования.

Рекультивация считается завершенной при снижении содержания нефти в почве до 0,1%, формировании травостоя с проективным покрытием не менее 80%. При загрязнении почв сырой нефтью, в составе которой содержится значительное количество НСВ, в схему рекультивации включаются химические мелиоранты. На начальном этапе проводится, если это возможно, отмывка почвы от солей, затем гипсование, далее выполняются предусмотренные в системе мероприятий агротехнические и биологические способы рекультивации.

2 порядок выполнения задания

2.1 Основные мероприятия по рекультивации

нефтезагрязненных почв

Первый этап — агрогеохимический.

На этом этапе происходит процесс выветривания, испарения и частичного разрушения легких фракций, фотоокисление, частичное восстановление микробиологических сообществ и почвенных животных. Часть компонентов превращается в твердый продукт, что улучшает водно-воздушный режим.

1. Сбор нефти с поверхности (бульдозеры, экскаваторы), откачка насосами.
   1. Транспортировка и складирование в нефтешламовые амбары для последующей переработки.

3. Подготовка участка путем частичной или сплошной планировки (при необходимости) почва очищается от мусора, отходов ликвидации аварии и оставляется на самоочищение и естественную трансформацию нефти на 1,0—1,5 года.

1. Во время первого этапа при отсутствии опасности эрозии необходимо проводить рыхление почвы (перепашка на глубину 10—20 см) 2—3 раза после наступления физической спелости почвы весной.
   1. В зимний период необходимо снегозадержание, а весной — регулирование снеготаяния.
      1. Внесение комплексных минеральных удобрений (N , Р, К), не менее 90 кг действующего на 1 га.
      2. На этом этапе при загрязнении почвы менее 10% (весовые) используются биопрепараты — в том числе биостимуляторы и биодобавки. При слабом загрязнении почв внесение биопрепаратов экономически нецелесообразно. Следует ограничится агротехническими методами и биостимуляции.
      3. На агротехническом этапе проводится контроль за возможным загрязнением грунтовых вод нефтью.
      4. По окончании 1 этапа проводится анализ содержания остаточной нефти в почве. Определяется степень естественного зарастания.

Второй этап — биологический.

1. 1-я стадия биологического этапа — пробный посев трав. Цель этого мероприятия - оценить остаточную фитотоксичность почв, интенсифицировать процессы биодеградации нефти, уточнить сроки перехода к заключительному этапу.
   1. Перед пробным посевом почву перепахивают (рыхлят, дискуют). Сеют преимущественно бобовые культуры (горох, люцерна, донник и др.).
      1. 2-я стадия биологической рекультивации — посев многолетних трав проводится через 1—3 года после загрязнения. Этот этап начинается, если пробный посев дал всходы не менее чем на 75% площади.
         1. Перед посевом многолетних трав проводится рыхление почв, внесение органических удобрений и биостимуляторов. Минеральные удобрения лучше вносить в виде подкормок 2-3 раза.
         2. Рекомендуемые травы для лесостепной зоны — овсяница луговая, тимофеевка луговая, клевер красный, костер безостый, ежа сборная, люцерна синегибридная. Для стенной зоны — житняк гребнистый, люцерна желтогибридная, донник желтый, волоснец, регнерия волокнистая.
         3. Многолетние травы выращиваются не менее 2-х лет. Зеленую массу не рекомендуется использовать в кормовых целях, лучше запахивать в почву в качестве сидератов.
         4. Рекультивация считается завершенной, если рост трав и формирование травостоя проходит нормально с агрономической точки зрения и зарастает более 80 % площади. Содержание нефтепродукта не должно превышать 0,1%.

3 задания на самОстоятельную работу

Разработать систему мероприятий по рекультивации загрязненных земель, с учетом уровня загрязнения нефтью (см. таблицу 1).

Таблица 1 Классификация почв по степени загрязнения нефтью

Вариант	Степень загрязнения
	Очень слабое	до 1%
	Слабое	1—3%
	Среднее	3—5 %
	Сильное	5—10%
	Очень сильное	10—15 %
	Катастрофическое	>15%

* санитарный норматив ≤0,1%

Технологическая карта составляется в соответствии с таблицей 2:

Таблица 2 Технологическая карта

Вид работы	Основные агротехнические и технологические требования	Применяемые машины
технический этап
биологический этап

Выводы:

Форма контроля. Разработанная технологическая карта по рекультивации загрязненных нефтью земель с выводами предоставляются преподавателю и оцениваются с собеседованием.

4 Вопросы для самоконтроля знаний

1 Какие методы используют при рекультивации земель, загрязненных нефтью и нефтепродуктами?

2 Назовите основные биопрепараты применяемые при рекультивации земель, загрязненных нефтью и нефтепродуктами?

3 Основные мероприятия по рекультивации земель, загрязненных нефтью и нефтепродуктами?

4 Охарактеризуйте современные способы очистки земель от нефтепродуктов.

5 Какой из методов является наиболее эффективным при рекультивации земель, загрязненных нефтью и нефтепродуктами?

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 Габбасова, И.М. Деградация и рекультивация почв Ба ш кортостана [Текст] / И.М. Габбасова. — Уфа, Гилем, 2004. — 284 с.

2 Голованов, А. И. Рекультивация нарушенных земель [Текст]: учеб. пособие / А. И. Голованов, Ф. М. Зимин, В. И. Сметанин; под ред. А. И. Голованова. — М.: КолосС, 2009. — 325 с.

3 Основы природообустройства [Текст]: учебное пособие / А.И. Гол о ванов [и др.]. — М.:Колос, 2001. — 263 с.

4 Почвы Башкортостана [Текст]. Т.2. Уфа: Гилем, 1997. — 328 с.

5. Садовникова, Л. К. Экология и охрана окружающей среды при химич е ском загрязнении [Текст] : учеб. пособие / Л. К. Садовникова, Д. С. Орлов, И. Н. Лозановская. — 3-е изд., п е рераб. — М.: Высш. шк., 2006. — 334 с.

6 Система ведения агропромышленного производства в Республике Ба ш кортостан [Текст]. — Уфа, Гилем, 1997. — 612 с.

7 Сметанин, В.И. Рекультивация и обустройство нар у шенных земель [Текст]: учебное пособие / В.И. Сметанин. — М.: Колос, 2000. — 96 с.

Методы рекультивации, применяемые в зарубежной и отечественной практике, можно условно разделить на четыре группы: физические, физико- химические, химические и биологические.

К физическим методам относятся механическое снятие замазученных и битумизированных слоев почвы, содержащих свыше 5 % углерода нефтепродуктов (Якубов, 1989), сбор нефтепродуктов с поверхности с помощью гидронасоса (Hinchel и др., 1988), смешивание загрязненных почв с чистой почвой для уменьшения содержания нефти и нефтепродуктов (Абдуев, Аскеров, 1979; Ахмедов и др., 1988; Исмаилов, Пиковский, 1988).

Рядом авторов предлагается интенсивно аэрировать нефтезагрязненные почвы, используя при этом глубокую вспашку, рыхление, дискование, боронование (Самосова и др., 1979; Андерсон, Пропадущая, 1979, Аскеров, 1982; Оборин и др., 1988).

Balch Thomas (1993) предлагает интенсивно собирать загрязненную почву в покрытые кучи высотой 4 - 5 м и шириной до 40 м, в основании которых располагается сеть перфорированных труб для подачи горячего воздуха. В результате диффундирования нагретый воздух захватывает углеводороды и летучие органические соединения.

Нasler Anders (1989) рассматривает возможность применения методов очистки путем нагрева почвы до температуры 700°С или с помощью струи воды под высоким давлением. Heimhard Hans-lьrgen (1987) предлагает использовать водно-воздушную струю высокого давления. Weston Roy F. (1998), Matig J., Тrьbenbach G. (1991), Joseph E. Musul (1993) используют технологию нагрева почвы, при этом происходит испарение влаги и органического вещества. Jorgenson Torre М., Krizan Larry W et. al. (1991) разработали поэтапную технологию очистки нефтезагрязненных земель на Аляске. Перед замерзанием почвы нефть удалялась механически и с помощью промывания, летом следующего года почву удобрили, аэрировали, создали определенную влажность, что способствовало благоприятным условиям для разложения нефти. В результате этих мероприятий произошло снижение содержания углеводородов нефти на 94 % от начального.

Физико-химические методы предполагают применение специально подобранных поверхностно-активных веществ (диспергаторов, дезмульгаторов и т.д.) вспомогательных веществ, влияющих на изменение состояния и коллоидно-дисперсной структуры взвешенных частиц в нефтяной и водной фазах.

Для очистки больших территорий, загрязненных вредными техногенными соединениями, предлагается использовать широко распространенные природные сорбенты органического происхождения (торф, мох, чернозем, уголь), глины и глинистые материалы с высокой емкостью поглощения по отношению к загрязнителям.

Hasler Anders (1989) предлагает обжиг загрязненных почв с одновременным добавлением в них вяжущих веществ, после термообработки образующийся конгломерат используется как строительный материал, a Rez D.H. (1993) использует для обезвреживания жидких и твердых углеводородов портландцемент, при этом углеводород изолируется от соприкосновения с окружающей средой.

Punt и др. (1991) предлагают экстракцию загрязняющих почву нефтепродуктов перегнанной фракцией природного конденсата и гексана, а Bulman и др. (1993) и Greiner D (1994) -- химическое насыщение почвы кислородом для восстановления ее биологической активности. Hinchel R.E., Downey D.C. и др. (1998) показали возможность использования закачки воды, обогащенной кислородом или содержащей перекись водорода.

Большая роль в ускорении разложения нефти и нефтепродуктов в почве принадлежит минеральным и органическим удобрениям (Самосова и др., 1979; Демиденко и др., 1983; Абзалов и др., 1988; Гайнутдинов и др., 1988, Тишкина, 1990).

Особенно важно применение азотных удобрений, т.к. в почве при нефтяном загрязнении вносится большое количество С, резко изменяя соотношение C:N. Для нормального развития микроорганизмов требуется на 1 часть азота 10 частей углерода, в грязных до 400 - 420 (Odu, 1978).

Биологический метод - является наиболее эффективным и экологическим методом рекультивации нефгезатрязненных почв. Они включают в себя использование биопрепаратов и биостимуляторов для деградации нефти и нефтепродуктов.

В разложении нефти в почве главное и решающее значение имеет функциональная активность комплекса почвенных микроорганизмов, обеспечивающих полную минерализацию нефти и нефтепродуктов до углекислого газа и воды. Основной вклад в этот процесс вносят микроорганизмы, способные использовать углеводороды в качестве единственного источника органического вещества и энергии. Тип почвы, ее минеральный и органический состав, влажность, аэрированность, температура также влияют на скорость деградации углеводородов нефти. На основании способности микроорганизмов использовать углеводороды нефти и других ксенобиотиков предложен метод биокоррекции загрязнений, который включает следующие подходы:

• 1) активацию деградирующей способности микрофлоры, естественно содержащийся в загрязненной почве, путем внесения биогенных элементов, кометаболизируемых субстратов, кислорода - биостимуляция;
• 2) интродукцию в загрязненную почву специализированных микроорганизмов, предварительно выделенных из различных загрязненных источников или генетически модифицированных - биодополнение.

С помощью биологического метода, основанного па применении природных штаммов микроорганизмов, за 3 года рекультивации можно полностью восстановить плодородие нефтезагрязненных почв при уровне загрязнения, не превышающем 10--15% сырой нефти к массе почвы. В случае более высоких концентраций загрязняющих веществ биовосстановление целесообразно комбинировать с физическими и физико-химическими методами очистки.

Видовое разнообразие нефтеокисляющих бактерий велико. На основе штаммов различных бактерии и их ассоциаций созданы весьма эффективные биопрепараты - Родотрин, Экойл, Путидойл и т.д.

Рассмотренные ниже физико-химический и химический методы являются и определенной степени симулирующими. Биостимулирующими служат также различные пищевые добавки и поверхностно-активные вещества (ПАВ), отходы дрожжевого производства, рыбная мука, молочная сыворотка, отходы белково-витаминного комбината, активный ил, азот, фосфор и калий минеральных удобрений, традиционный навоз и даже, как показали исследования Н.А. Киреевой, жидкие стоки животноводческих комплексов и другие сточные воды, которые утилизируются на земледельческих полях орошения.

Известна роль дождевых червей в разложении нефти. Кибардиным и др. (1989) показано, что дождевые черви заглатывают нефть в почве и делают ее доступной для микроорганизмов.

Посев в нефтезагрязненную почву люцерны и других бобовых культур, трав с разветвленной корневой системой способствуют ускорению разложения углеводородов (Алиев и др., 1977; Gudin, Syratt, 1975; Lee Eusiand, 1993). Положительное воздействие посевов сельскохозяйственных растений, и в частности многолетних трав, объясняется тем, что своей развитой корневой системой они способствуют улучшению газовоздушного режима загрязненной почвы, обогащают почву азотом и биологическими активными соединениями, выделяемыми корневой системой в почву в процессе жизнедеятельности растений. Все это стимулирует рост микроорганизмов и соответственно ускоряет разложение нефти и нефтепродуктов. В этой связи нельзя не учитывать также возможность самих растений подвергать разложению различные классы нефтяных углеводородов (Угрехелидзе, 1976) или адсорбировать их (Cunningham Scott и др., 1995) .

Y Карпов А.В., Макаров О.А., ЛОбачева Г.К., 2012

УДК 543 ББК 35

РЕКУЛЬТИВАЦИЯ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ НА РАБОЧИХ ПЛОЩАДКАХ ООО «ЛУКОЙЛ-ВОЛГОГРАДНЕФТЕПЕРЕРАБОТКА»

КАК СПОСОБ СОЗДАНИЯ БИОГЕОХИМИЧЕСКОГО БАРЬЕРА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НАНОТЕХНОЛОГИЙ

А.В. Карпов, О.А. Макаров, Г.К. Лобачева

Определен комплекс работ при проведении технического и биологического этапов рекультивации земель с целью восстановления соответствующих характеристик земель, загрязненных нефтью и нефтепродуктами. Работы проводились на территории действующего нефтеперерабатывающего предприятия с учетом физико-географических условий и экологических особенностей района.

Ключевые слова: рекультивация, почва, нефть, нефтепродукты, окружающая среда, экологическая безопасность.

Рекультивация земель предусматривает восстановление их продуктивности, потеря которой связана с деятельностью человека и включает в себя два этапа: технический и биологический.

Рекультивация техническая осуществляется на основании нормативных документов. Ее основной целью является инженерная подготовка территории, обеспечивающая возможность полного восстановления плодородия нарушенных земель, которое осуществляется на этапе биологической рекультивации. На этапе технической рекультивации, перед проведением технологии биологической рекультивации, необходимо локализовать загрязненный участок и уменьшить количество нефтепродуктов, впитавшихся в грунтовую толщу (почву), используя для этих целей нанотехнологии: сорбенты или выемки нефтезагряз-ненного грунта. Нефтезагрязненный сорбент и нефтезагрязненный грунт подвергают утилизации.

Рекультивация биологическая осуществляется после технической рекультивации и

включает комплекс агротехнических и фитомелиоративных мероприятий.

Проект «Рекультивация (восстановление) нефтезагрязненных земель на рабочих площадках ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефте-переработка» в основном направлен на разработку мероприятий, обеспечивающих инженерную подготовку территории, полное восстановление нарушенных земель, в том числе снижение содержания нефти и нефтепродуктов на загрязненных участках в случае аварийных разливов с доведением их до допустимого уровня.

Проект «Рекультивация (восстановление) нефтезагрязненных земель на рабочих площадках ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефте-переработка» устанавливает условия экологического контроля на землях, подвергнутых загрязнению нефтью и нефтепродуктами, и определяет пути их ликвидации. Экологическая этика является неотъемлемой частью технической политики ООО «ЛУКОЙЛ-Волгоград-нефтепереработка».

Биологическая рекультивация осуществляется собственником земли за счет предприятия.

Проект «Рекультивация (восстановление) нефтезагрязненных земель на рабочих площадках ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработ-

ка» в процессе выбора технологии восстановления загрязненных нефтью и нефтепродуктами земель учитывает физико-географические условия расположения производственных объектов ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка».

При выборе технологий ликвидации последствий загрязнения земель нефтью и нефтепродуктами учитываются:

Условия обвалования отдельно взятых производственных объектов;

Условия заглубления отдельных емкостей и продуктоводов;

Отсутствие плодородного слоя почвы на участках размещения производственных объектов на период их эксплуатации (плодородный слой почвы повсеместно снят и вывезен в места длительного хранения, исключение составляют участки искусственного озеленения промышленной площадки ООО «ЛУКОЙЛ-Волгоград-нефтепереработка»);

Структура загрязненных земель (литологический и гранулометрический состав);

Условия образования загрязнения (в результате нарушения фланцевых соединений, герметичности и другого наземного и заглубленного оборудования);

Дальнейшее использование восстановленных земель.

Проект «Рекультивация (восстановление) нефтезагрязненных земель на рабочих площадках ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефте-переработка» при решении поставленной задачи учитывает два взаимосвязанных направления: экологическое и технологическое, что позволяет подойти к разработке системы управления качеством окружающей среды и экологической безопасностью. Комплексный подход к решению поставленной задачи включает следующие основные этапы:

Анализ экологической опасности на основе разработанных Планов ликвидации аварийных разливов нефти для объектов нефтеперерабатывающего завода;

Разработку и внедрение системы мониторинга, задачей которого в первую очередь является предупреждение ситуаций, с которыми связываются вероятности нефтезагрязнения земель нефтью и нефтепродуктами, оперативное принятие мер по устранению возможных негативных

ситуаций и последующий контроль за восстановленными (рекультивированными) землями.

При составлении проекта «Рекультивация (восстановление) нефтезагрязненных земель на рабочих площадках ООО «ЛУКОЙЛ-Волгог-раднефтепереработка» учитывались требования экологического законодательства РФ и положения нормативно-технических актов.

Проект «Рекультивация (восстановление) нефтезагрязненных земель на рабочих площадках ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефте-переработка» позволяет определять степень неизбежного загрязнения промышленных земель при нефтепереработке на территории размещения производств, поскольку существующая технология нефтепереработки не обеспечивает полное исключение возможности разливов нефти и нефтепродуктов.

Отсутствие официально установленной предельно допустимой концентрации (ПДК) нефти и нефтепродуктов для почвы допускает в качестве рекомендаций оценивать уровни загрязнения промышленных земель в процессе нефтепереработки в соответствии с Порядком определения размеров ущерба от загрязнения земель химическими веществами, утвержденными Министерством охраны окружающей среды и природных ресурсов РФ. При этом за допустимый (общепринятый) уровень принимается уровень содержания нефти и нефтепродуктов в почве - менее 1,0 г/кг.

Для действующего нефтеперерабатывающего производства ООО «ЛУКОЙЛ-Вол-гограднефтепереработка» проектом по «Рекультивации (восстановлению) нефтезагряз-ненных земель на рабочих площадках ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработ-ка» временно установлены по результатам прямых замеров в качестве допустимого уровня содержания нефти и нефтепродуктов в почве (грунтах) 2 г/кг почвы (грунта) в границах промышленной площадки (территории расположения производств и отдельных объектов ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефте-переработка»). Замеры производились аккредитованной лабораторией ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка».

Проект по «Рекультивации (восстановлению) нефтезагрязненных земель на рабочих площадках ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепе-

реработка» рассматривается в качестве типового. В его составе определен комплекс работ при проведении технического и биологического этапа рекультивации земель с целью восстановления соответствующих характеристик земель, загрязненных нефтью и нефтепродуктами, для территории действующего нефтеперерабатывающего предприятия, при этом учитываются физикогеографические условия и экологические особенности района работ.

Производственная площадка ООО «ЛУ-КОЙЛ-Волгограднефтепереработка» находится в Красноармейском районе г. Волгограда.

Площадь, занятая ООО «ЛУКОЙЛ-Вол-гограднефтепереработка», составляет 780 га (размер площадки 2 400ф3 250 м).

Обзорная схема района расположения ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработ-ка» показана на рисунке 1.

Санитарно-защитная зона установлена в радиусе 1 000 м по периметру промплощадки от объектов, являющихся источниками вредных выбросов, и составляет 7 881 603,08 м2.

Промплощадка имеет развитую сеть автодорог, делящую территорию на кварталы.

В геоморфологическом отношении площадка расположена в пределах хвалынской аккумулятивной равнины. Поверхность основной промплощадки ровная и характеризуется абсолютными отметками 10,5-20 м над уровнем моря.

В геологическом строении промплощад-ки до глубины 20 м принимают участие отложения четвертичной системы, представленные современными техногенными, элювиально-делювиальными, верхнечетвертичными (хвалынскими и ательскими) и среднечетвертичными (хазарскими) отложениями.

Рис. 1. Обзорная схема расположения ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка»

Подземные (грунтовые) воды вскрыты на глубине 0,5-2,3 м. Первый от поверхности водоносный горизонт вскрыт на глубинах 17,0- 19,0 м.

Территория промплощадки незатопляе-мая. Землетрясения, сели, лавины для данной местности не характерны. Карстовые явления не наблюдались.

В настоящее время ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка» вырабатывает широкий ассортимент нефтепродуктов и продуктов нефтехимии (до 100 наименований), из которых наиболее крупнотоннажными являются:

Моторные топлива (автобензин, реактивные, дизельные и печное топлива);

Нефтяные топлива (топочные мазуты);

Битумы, нефтяные коксы, в том числе специальные (пиролизные);

Нефтяные растворители;

Гидравлические низкозастывающие жидкости.

Потенциальными источниками загрязнения земель нефтью и нефтепродуктами являются:

Резервуары хранения нефти и нефтепродуктов;

Сливо-наливные железнодорожные эстакады;

Автомобильные эстакады;

Межцеховые трубопроводы;

Технологические трубопроводы;

Насосное оборудование;

Иное технологическое оборудование, содержащее нефть и нефтепродукты.

По данным ПЛАРН, на промышленной площадке ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефте-переработка» к наиболее опасным производствам, где возможно ожидать аварийные разливы нефти и нефтепродуктов и, как следствие, загрязнение земель, относятся:

Топливное производство;

Масляное и нефтехимическое производство;

Коксо-битумное производство;

Производство по транспортировке и хранению нефтепродуктов (ПТХН);

Производство водоснабжения, канализации и очистки стоков (включая цех N° 27);

Энергетическое производство;

Цех № 29 - по хранению и отгрузке реагентов, сжиженных углеводородных газов.

Взаимосвязанное расположение производств ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепе-реработка» приведено на рисунке 2.

Высокая вероятность возникновения аварийных разливов (утечек) нефти и нефтепродуктов на рабочих площадках установок вышеперечисленных производств связана также с их резервуарными парками и продуктоводами.

Кроме этого, аварийные разливы нефти и нефтепродуктов и, как следствие, загрязнение почвы (грунтовой толщи) возможны при порывах на наземных и подземных продукто-водах, в том числе - авиакеросинопроводе (в настоящее время законсервирован).

Загрязняющими веществами являются:

Нефтепродукты с температурой вспышки до 61 оС (бензин, керосин, ТС-1, уайт-спирит и др.);

Нефтепродукты с температурой вспышки более 61 оС (дизельное топливо, мазут, масла и др.);

Вязкие нефтепродукты (гудрон, рафина-ты, гач, петролатум и др.).

Возможная глубина загрязнения Глубина загрязнения определяется массой пролитого загрязнителя, его исходным составом и литологической характеристикой пород грунтовой толщи участка, на котором произошел разлив.

По данным литературных источников, проникновение загрязнителя (нефти и нефтепродукта) по глубине на супесчаных и песчаных почвах и грунтах составляет от 1,0 до 1,2 м, на суглинистых и глинистых почвах и грунтах - от 0,5 до 0,6 м. В нашем случае в связи с достаточно высокой нарушенностью грунтовой толщи, связанной со строительством установок и коммуникаций (рытье котлованов под фундаменты и траншеи), а также, по данным инженерно-экологических изысканий, ореол загрязнения на отдельных площадках возможен на глубину 2,0ф3,5 м, то есть до поверхности залегания регионального выдержанного первого от поверхности водоупо-ра, сложенного «шоколадными» глинами, обладающими низким коэффициентом фильтрации (менее 0,01 м/сут). В случае техногенного нарушения водоупора («шоколадных глин») возможно загрязнение воды первого от поверхности водоносного горизонта.

Рис. 2. Расположение производств на промышленной площадке ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка»

Критерии оценки загрязнения промышленных земель нефтью, нефтепродуктами к настоящему времени не разработаны. Разработка единых критериев и показателей крайне затруднена, поскольку реакция почв на загрязнение и чувствительность к нефти далеко не адекватна не только в разных почвенно-географических зонах, но даже в пределах сопряженных ландшафтов. Проявление положительной и негативной реакции почв на загрязнение нефтью и нефтепродуктами зависит от климатических особенностей и физико-механических свойств почв и подстилающих пород, объема и состава поступающего загрязнителя.

В действующих нормативных документах по техногенному загрязнению земель величина допустимого уровня загрязнения земель нефтью и нефтепродуктами - 1 г на кг почвы. Однако этот допустимый уровень загрязнения не учитывает климатические и почвенные особенности территории Волгоградской области, на которой расположен нефтеперерабатывающий завод, и время ввода производства в эксплуатацию.

Допустимые уровни загрязнения земель нефтью и нефтепродуктами не учитывают

также условия, при которых почвенный покров (плодородный слой) снят и вывезен в специальные места длительного хранения, и то, что земли, расположенные на промышленной площадке нефтеперерабатывающего предприятия, после их восстановления остаются в категории промышленных земель.

Учитывая это, считаем целесообразным рекомендовать допустимый уровень содержания нефти и нефтепродуктов в верхнем слое грунтовой толщи на глубине до 0,25 м в концентрациях, существующих на данный период (то есть вне аварийных ситуаций) по данным определения аккредитованной лаборатории ООО «ЛУ-КОЙЛ-Волгограднефтепереработка». Замеры выполнены на рабочих площадках, в границах которых наиболее вероятны разливы нефти и нефтепродуктов, и приведены в таблице. Из нее следует, что максимальное содержание нефти (нефтепродуктов) не превышает 1,85 г/кг почвы.

Концентрация нефти (нефтепродуктов)

2 г/кг почвы принимается за техногенный фон загрязнения промышленных земель, допустимый на промышленных землях, отведенных для деятельности ООО «ЛУКОЙЛ-Волгог-раднефтепереработка».

При возврате промышленных земель землепользователю (после окончания аренды) содержание нефти в почвах не должно превышать 1 г/кг.

Рекультивация - это система приемов по искусственному восстановлению плодородия земель. В соответствии с требованиями действующего природоохранного законодательства все земли, подвергшиеся механическому нарушению или сверхнормативному загрязнению, которое неизбежно на территории расположения производств нефтепереработки, подлежат восстановлению (рекультивации).

На производственных площадках ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработ-ка» рекультивация нефтезагрязненных земель должна проводиться в соответствии с проектом «Рекультивация (восстановление) нефтезагряз-ненных земель на рабочих площадках ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка».

ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепере-работка», допустившее загрязнение промышленных и сельскохозяйственных земель нефтью, нефтепродуктами, другими токсичными веществами при производстве работ, при передаче их землепользователю обязано приводить их в состояние, пригодное для дальнейшего использования в соответствии с действующим законодательством.

Выявление нефтезагрязненных земель производится согласно Методическим рекомендациям по выявлению деградированных и загрязненных земель в следующей последовательности:

1) визуально определяют площадь загрязнения и составляют соответствующий акт;

2) наносят на карту-схему масштаба 1:10 000 участок загрязненной площади и определяют места отбора проб

почвы (грунта) на исследования - ориентировочно через каждые 200 м;

3) производят отбор проб почвы (проба почвы, массой не менее 500 г, должна состоять из нескольких проб, отобранных на участке квадрата 100 х 100 м, глубина отбора проб - не менее 10 см с определением координат места отбора проб почвы и регистрацией отобранной пробы (акт или журнал);

4) пробы почв (грунта) транспортируют на исследования, по результатам которых определят уровень загрязнения:

1 уровень - допустимый, < ПДК;

2 уровень - низкий (1 г/кг грунта);

3 уровень - средний (от 2 до 3 г/кг грунта);

4 уровень - высокий (от 3 до 4 г/кг грунта);

5 уровень - очень высокий (более 4 г/кг грунта);

5) составляют карту-схему, на которую наносят границу зоны заражения, основанную на результатах выполненных химико-аналитических исследований, с указанием участков различного уровня загрязнения;

6) итоговая документация является основанием для определения мероприятий и разработки рекомендаций по восстановлению загрязненных земель.

В нашем случае повсеместно на промышленной площадке нефтезагрязнения относятся к 3-му уровню.

Состав работ по рекультивации (восстановлению) нефтезагрязненных земель, наряду с общепринятыми процедурами (этапами), учитывает географические, гидрометеорологические, геоморфологические, геологические и экологические особенности действующего нефтеперерабатывающего производства.

Рекультивация (восстановление) земель при загрязнении их нефтью и нефтепродук-

№ п/п Наименование объекта Интервал отбора проб, см Содержание нефти и нефтепродуктов, г/кг

1 Топливное производство 2500 1,85 ± 0,7

2 Масляное производство 2500 1,6 ± 0,64

3 Коксо-битумное производство 2500 1,39 ± 0,6

тами основана на учете закономерностей поведения этих загрязнителей в природных средах и состоит из технического и биологического этапов.

Технический этап рекультивации включает:

Сбор с поверхности земли (почвы, грунтов) излишков жидкой нефти и нефтепродуктов или их тяжелых фракций, что бывает сразу после аварии (разлива);

Активное рыхление почвы (грунта) для их дегазации и улучшения воздушного режима, усиления фотохимической деструкции загрязнителей;

Микробиологическое разрушение загрязнителя (как правило, эту работу выполняют почвенные микроорганизмы). В настоящее время широко используют разные препараты деструкции нефти. Применение того или иного препарата определяется непосредственно исходя из конкретных условий;

Улучшение водно-воздушного режима почвы;

Улучшение щелочно-кислотных условий (снижение щелочности).

После проведения технического этапа рекультивации для контроля отбирают образцы почв на оперативный химический анализ из верхнего, некультивируемого слоя, поскольку в нашем случае рекультивируемый слой представлен в основном грунтовой толщей. По результатам оперативного химического анализа принимают решение о способе восстановления нефтезагрязненных земель.

При среднем уровне нефтезагрязните-ля (концентрации нефти и нефтепродуктов до

3 г/кг почвы) используются агротехнические приемы (активные процессы самоочищения), которые обеспечиваются:

Отвальной вспашкой загрязненной территории на глубину 0,10ф0,12 м, что способствует процессу выветривания нефтепродуктов (нефти), испарению и частичному разрушению легких фракций;

Рыхлением 0,12ф0,15 м, способствующим фотоокислению нефтяных компонентов на поверхности и развитию нефтеокисляющих микроорганизмов;

Рыхлением на глубину до 0,25 м, за счет которого осуществляется улучшение воздушного режима в грунтовой толще (почве);

Влагонакоплением с целью улучшения водного режима и интенсификации процесса биодеградации углеводородов и более равномерному их рассеиванию;

Снегозадержанием и регулированием снеготаяния.

При уровне концентрации нефти и нефтепродуктов с учетом существующего фона от 3 г/кг до 7 г/кг почвы используются специальные мероприятия, способствующие созданию аэробных условий и активизации углево-дородокисляющих процессов. С этой целью проводят обработку загрязненных земель с использованием специальных биопрепаратов, таких как «Деворойл», «Путидойл», микробно-ферментный препарат-биодеструктор нефтяных углеводородов Микрозим^т) Петро Трит, «Бациспецин» и др., способствующих реактивному развитию нефтеокисляющих бактерий, при этом не исключается возможность использования метода диспергирования на основе ПАВ.

При 5 уровне загрязнения с учетом фона более 7 г/кг почвы осуществляют изъятие нефтезагрязненного грунта с вывозом его на специально отведенные места с целью возможной переработки. Для очистки нефтезагрязненного грунта рекомендуется использовать:

Экстракцию нефти жидкой С02 или органические растворители, а при наличии благоприятных условий - биохимическое разложение углеводородов нефти почвенной микрофлорой. В качестве биохимических методов очистки собранного с разливов грунта предлагается компостирование либо просто разбрасывание на почве нефтесодержащих отходов с последующим их самоочищением.

Компостирование нефтесодержащих отходов - при относительно высоких концентрациях углеводородов и других био-разлагаемых веществ. Подлежащие уничтожению отходы для увеличения пористости перемешивают с наполнителем - древесной щепой, соломой и т. п., после чего - с почвой, содержащей микроорганизмы. В смесь могут быть добавлены сельскохозяйственные отходы для повышения водоудерживающей способности, а также минеральные удоб-

рения и микроэлементы. Смесь укладывают на лотки или в поддоны с сетчатым дном или в кучи высотой до 1 м, периодически перемешивают и увлажняют. При использовании этого метода содержание углеводородов в компосте может быть понижено с 10 % до долей процента за 4-8 недель;

Для предварительной очистки от нефти больших количеств собранного грунта и нефтешламов - разного рода центробежные аппараты, позволяющие выделить из грунта и шламов товарную нефть и достичь остаточного содержания нефти в грунтах не более 8 %;

Приемы буртования, заключающиеся в сооружении фундамента бурта (земляной насыпи) вокруг загрязненного участка и подготовке почвы к закладке в бурт (рыхление, внесение минеральных питательных веществ, инертных структуро-образователей и т. д.).

На техническом этапе рекультивации происходит выветривание, испарение и частичное разрушение легких фракций, фотоокисление нефтяных компонентов на загрязненной поверхности грунтовой толщи (почвы), восстановление микробиологических сообществ и развитие нефтеокисляющих организмов.

Учитывая, что ООО «ЛУКОЙЛ-Волгог-раднефтепереработка» расположено в сухостепной зоне, на этапе технической рекультивации необходимо проводить рыхление почвы с учетом сезонности (в летний период, когда осадков мало, возможно проявление ветровой эрозии).

Учитывая физико-географические условия, необходимо на этапе технической рекультивации периодически проводить увлажнение нефтезаг-рязненных участков, а в зимний период осуществлять (по возможности) снегозадержание.

Время окончания технического этапа рекультивации зависит от степени загрязнения грунтовой толщи.

Биологическая рекультивация предусматривает работу в два этапа (стадии).

Первый этап (стадия) - пробный посев специально подобранных трав с целью оценки остаточной фитотоксичности восстанавливаемых земель, интенсификации процессов биодеградации нефти и нефтепродуктов и уточнения сроков перехода к заключительной

стадии рекультивации. Посев и уход за посевами пробного этапа биологической рекультивации осуществляются по технологии, принятой для данной почвенно-климатической зоны (в нашем случае - сухостепной зоны).

Второй этап (стадия) биологической рекультивации выполняется спустя 1,5-2,5 года после пробного посева и заключается в посеве многолетних трав. Выбор видов трав проводится по рекомендациям органов по земельным ресурсам Волгоградской области.

Для контроля за восстановлением земель и качеством выращенной биомассы одновременно проводится посев тех же культур по аналогичной технологии на контрольном (незагрязненном) участке в буферной зоне между зоной загрязнения и землями, используемыми для хозяйственных целей. Если зарастание на загрязненном участке составляет не менее 75 % площади земель по сравнению с зарастанием на контрольном участке, то рекультивационные работы считаются законченными.

Такая рекультивация с использованием современных нанотехнологий создает биоге-охимические барьеры, защищая дальнейшее загрянение подземных вод.

ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтеперера-ботка» является действующим предприятием, передача рекультивированных земель землепользователю возможна только при условии ликвидации производства или освобождении земель после ликвидации его отдельных объектов вне основной промышленной площадки.

Рекультивированные площади после завершения предусмотренных проектом мероприятий передаются землепользователям для дальнейшего окультуривания и вовлечения в сельскохозяйственный оборот в соответствии с Нормативными требованиями к качеству рекультивированных земель, а также с Основными положениями о рекультивации земель, снятии, сохранении и рациональном использовании плодородного слоя почвы.

Основанием для передачи земли землепользователю служит акт, который содержит:

Перечень проведенных мероприятий по рекультивации загрязненных земель с указанием сроков;

Анализ незагрязненных почв и растительности того же района;

Анализы почв и растительности после завершения рекультивации, подтверждающие качество проведенных рекульти-вационных работ.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. ГОСТ 17.5.3.05-84. Рекультивация земель.

3. Инструкция по контролю за состоянием почв на объектах предприятий Миннефтепрома (РД 39-0147098-015-90).

4. Инструкция по рекультивации земель, нарушенных и загрязненных при аварийном и капитальном ремонте магистральных нефтепроводов (РД 39-00147105-006-97).

5. Левин, С. В. Эколого-токсикологическое нормирование содержания нефти в почве с использованием лабораторных моделей / С. В. Левин,

Э. М. Харимов, В. С. Гузев // Токсикологический вестник. - 1995 г. - № 1 (янв.-февр.). - С. 11-15.

6. Методические и нормативно-аналитические основы экологического аудирования в РФ. - М. : Эльзевир, 2000. - 432 с.

8. О государственном земельном контроле: постановление Правительства РФ от 15 нояб. 2006 г. № 689.

10. Общесоюзная инструкция по крупномасштабным почвенным обследованиям и составлению почвенных карт. - М. : Колос, 1973.

11. Основные положения о рекультивации земель, снятии, сохранении и рациональном использовании плодородного слоя почвы: приказ Минприроды России и Роскомзема от 22 дек. 1995 г. № 525/67.

REMEDIATION OF EARTH OIL CONTAMINATED LAND ON THE WORK SITES “LUKOIL-VOLGOGRAD” AS A WAY TO CREATE BIOLOGICAL AND GEOCHEMICAL BARRIER WITH THE USE OF NANOTECHNOLOGY

A.V. Karpova, O.A. Makarov, G.K. Lobacheva

The complex of works in the technical and biological phase of remediation of land is determined to restore the relevant characteristics of land contaminated by oil and oil products for the territory of the existing refinery, taking into account the physical and geographical conditions and environmental features of the area

Key words: remediation, soil, earth oil, petrochemicals, environment, environmental safety.