Рекультивация земель биотехнологией "СОЙЛЕКС®"

3.2 Рекультивация земель биотехнологией "СОЙЛЕКС®"

Для очистки и рекультивации, загрязненных нефтью и нефтепродуктами земель разработана и запатентована комплексная биотехнология "СОЙЛЕКС®", включающая последовательное использование биопрепаратов разного целевого назначения. Комплексная биотехнология "СОЙЛЕКС®" включает механические, химические, сорбционные, микробиологические и другие методы удаления и деструкции нефтепродуктов.

Преимущества данной технологии:

короткие сроки очистки (3-8 месяцев);

абсолютная безопасность для биологической среды;

деструктивная активность в широком диапазоне температур (3-400С);

возможность удаления тяжелых металлов, нитратов, радиоактивных веществ;

адаптируемость под конкретные задачи;

полное восстановление агробиоценоза на загрязненных территориях;

экономическая выгода.

Рекультивация нефтезагрязненных земель проходит поэтапно:

Обследование нефтезагрязненной территории. Определение характеристики очищаемого объекта: инженерно-геологические показатели, качественные и количественные показатели нефтезагрязнений, микробиологические и агрохимические показатели очищаемого грунта.

Локализация нефтезагрязнений. Обваловка, применение сорбентов.

Очистка территории от нефтезагрязнений. Механические, сорбционные и микробиологические методы очистки.

Химический и микробиологический контроль за процессом очистки.

Сдача объекта Заказчику.

На первом этапе биоочистки территории, в целях непосредственной утилизации углеводородов нефти, используется биопрепарат "СОЙЛЕКС®" на основе ассоциации микроорганизмов-деструкторов нефти и нефтепродуктов. Биопрепарат эффективен в отношении как светлых, так и темных нефтепродуктов в почвах различных типов, имеющих различный гранулометрический и химический состав. Биопрепарат "СОЙЛЕКС®" снижает содержание нефтепродуктов на почве до норм природоохранных органов в течение 3-8 месяцев в зависимости от начальной концентрации загрязнения.

На втором этапе биотехнологии "СОЙЛЕКС®" осуществляется дальнейшая рекультивации земли путем восстановления нарушенного агробиоценоза. Для этой цели используются биопрепараты, предназначенные для увеличения плодородия почв.

На заключительном этапе биотехнологии "СОЙЛЕКС®" осуществляется выращивание растений, значительно обогащающих почву макро - и микроэлементами.

На каждом этапе проводится химико-аналитический контроль за процессом очистки (содержание нефтепродуктов, соотношение N: Р: К, состояние микрофлоры почвы) и агротехническими мероприятиями для создания оптимальных условий для очистки.

3.2 Рекультивация земель методом деструкции нефти

Загрязнение почв нефтью и нефтепродуктами в районах нефтедобычи и транспорта нефти является серьезной экологической проблемой. Ликвидация нефтяных загрязнений осуществляется засыпкой почвы песком, грунтом, выжиганием, вывозом почвы в отвалы. Альтернативным и, по нашему мнению, перспективным направлением очистки почв от нефтяных загрязнений является использование методов деструкции нефти и ее компонентов микроорганизмами торфов.

Рекультивацию нефтезагрязненных почв с использованием торфа проводят поэтапно:

Первичная очистка, обваловка и сбор разлитой нефти с помощью торфа.

Механическое отделение путем сжатия торфа. Отжатая нефть поступает в нефтеприемники, торф - на приготовление биопрепарата.

Приготовление торфяного грунта методом активации нефтеокисляющих микроорганизмов с помощью дополнительно чистого торфа и заранее приготовленной суспензии углеводородокисляющих микроорганизмов (можно и органические добавки).

Внесение биологически активного препарата на нефтезагрязненные почвы.

Торф вследствие развитой поверхности и наличия углеводородокисляющих микроорганизмов может служить как сорбентом нефтяных компонентов, так и их деструктором. Сорбционная емкость торфа по отношению к нефти зависит от степени разложения и составляет для верховых торфов 8-10, для низинных - 3 - 6г нефти на I г абсолютно сухого вещества (АСВ) торфа. Гидрофобизация торфа повышает сорбционную емкость мелиоранта, помещенного в естественные условия - водно-нефтяную среду.

Численность углеводородокисляющих микроорганизмов в торфах в 4-5 раз превышает аналогичный показатель для почв. После физико-химической активации торфа количество исследуемых микроорганизмов возрастает в 20-100 раз и составляет в среднем 5 - 10 клеток/1 г а. с. в. Углевопородокисляюшее сообщество торфа весьма разнообразно в видовом отношении, основу его составляют мезофильные бациллы, актиномицеты и проактиномицеты.

Очистка почвы от нефтяных загрязнений с использованием активированного торфа способствует экологическому оздоровлению нефтезагрязненных почв, обогащению их биологически активными веществами, стимулирующими процессы гумусообразования в почве, и позволяет значительно сократить сроки реабилитации деградированных почв.

Способ реабилитации нефтезагрязненных почв с использованием торфяных мелиорантов безупречен с экологической точки зрения и экономически выгоден, так как не требует осуществления операции выделения из почвы, выращиванию и нанесению на носитель нефтеус - ваивающих культур микроорганизмов.

Для активации может быть использован любой торф низинного типа влажности 55-70% и минеральные добавки, содержащие азот и фосфор.

Степень деструкции нефтяных углеводородов в первом опыте через 90 суток при использовании торфяного мелиоранта составила до 55%.

Способ реабилитации нефтезагрязненных почв с использованием торфяных мелиорантов позволит значительно снизить финансовые затраты на ликвидацию проливов нефти при эксплуатации магистральных нефтепроводов, пунктов отпуска нефти и др.

Устранение разливов нефти на почвах позволит значительно улучшить санитарное состояние не только на территориях, непосредственно прилегающих к технологическим объектам, но и окружающей среды в целом.

3.3 Биотехнология ликвидации шламовых амбаров

В наше время практику засыпки песком шламовых амбаров применять уже нельзя, подобная "рекультивация" приводит к длительной консервации углеводородов нефти без доступа воздуха, в результате чего создаются "мины замедленного действия". С таких мест "рекультивации" углеводороды нефти попадают в подземные воды и расходятся по всему району. Предлагается следующий порядок действий:

1. Если шламовый амбар (ША) находится в работе 2-3 недели и на его дне отсутствуют тяжелые фракции нефти, очистку следует начинать со сбора нефти с поверхности. Затем производят откачку буровой жидкости и засыпку грунтом.

2. Если ША находился в работе более длительное время чем 2-3 недели, то на его дне скопился слой асфальтено-битумных фракций, то сначала удаляют нефть с поверхности, затем откачивают буровую жидкость и только после этого производят механическую очистку тяжелых фракций нефти со дна.

3. Для предотвращения выпадения тяжелых фракций на дно ША предлагается не позднее чем через 3 суток с момента сброса нефти производить ее откачку. Если амбар задействован непрерывном технологическом цикле, необходимо не реже 1 раза в трое суток производить откачку нефти.

Исходя из всех данных можно сделать вывод, что длительность всего природного процесса трансформации нефти в разных почвенно-климатических зонах составляет от нескольких месяцев до нескольких десятков лет. Наиболее эффективным принципом ликвидации нефтезагрязнений следует считать интесификацию процессов естественного очищения почв и воды, активизацию регенерационной способности аборигенных биоценозов.

Глава IV. Недостатки и основные причины низкой эффективности рекультивации нефтезагрязненных земель

Однако, несмотря на то, что принципиальная схема очистки нефтезагрязненных земель правильна и не вызывает каких-либо сомнений, а также на наметившуюся положительную количественную динамику в этой сфере рекультивации, ее практические результаты в большинстве своем оставляют желать лучшего. Более того, в результате проведения рекультивационных работ в ряде случаев на участках, подвергнувшихся ранее нефтяному загрязнению, происходит даже ухудшение экологического состояния природной среды и свойств почв и увеличение сроков их восстановления в пострекультивационный период. А это уже противоречит основополагающему принципу современной рекультивации - "не навреди".

Во-первых, он недостаточно точно подходит под определение общепринятого термина "рекультивация нарушенных земель" и связанной с ним остальной терминологии, закрепленных в действующих государственных стандартах (ГОСТ 17.5.1.01-83 (СТ СЭВ 3848-82); ГОСТ 17.5.3.04-83; ГОСТ 17.5.1.02-85 и др.). Это обусловлено тем, что указанная терминология изначально предназначалась только для земель, имеющих физико-механические нарушения почвенного покрова. Во-вторых, реально осуществляемый сегодня на практике комплекс мероприятий по рекультивации нефтезагрязненных земель очень далек от достижения конечной цели любой рекультивации нарушенных земель - восстановления продуктивности нарушенных земель (в первую очередь почвенно-растительного покрова), хозяйственной ценности и улучшения условий окружающей среды.

Такая цель даже не ставится в действующем регламенте на приемку рекультивированных земель в ХМАО. Сами разработчики региональных критериев приемки земель, рекультивированных после нефтяного загрязнения, указывают на то, что действующие требования являются самыми минимальными. По их мнению, они призваны лишь обеспечить ликвидацию разлива как источника вторичного загрязнения и снизить уровень остаточного загрязнения почвы нефтепродуктами до относительно безопасного (в основу положен уровень фитотоксичности для всходов древесных пород).

С учетом всего вышеизложенного для наименования осуществляемых работ на нефтезагрязненных землях более уместным было бы, по нашему мнению, использование одного из следующих терминов: "очистка нефтезагрязненных почв" или "консервация нефтезагрязненных почв". При этом, употребление последнего термина наиболее правомочно, поскольку он закреплен в ряде действующих правовых документов.

Тем не менее, термин "рекультивация нефтезагрязненных земель" устоялся, и сегодня под ним понимается комплекс мер, направленный на ликвидацию разлива нефти как источника вторичного загрязнения природной среды, нейтрализацию остаточной нефти в почве до уровня фитотоксичности и восстановление плодородия загрязненных почв до приемлемой хозяйственной значимости. Основная проблематика в рассматриваемой сфере, определяется, с одной стороны, несовершенством действующей нормативно-правовой базы и слабой организацей рекультивационного процесса, с другой, не адаптированностью применяемых технологий и сложившегося порядка выполнения рекультивационных работ к региональным биотопическим особенностям.

Одним из самых существенных недостатков в сфере рекультивации нефтезагрязненных земель, обуславливающим значительную неопределенность в оценках качества выполненных работ, является проблема нормирования остаточного содержания нефти в почвах. Отсутствие до сегодняшнего дня научно обоснованных и утвержденных государственных стандартов на допустимое содержание нефти и ее компонентов в почвах (ПДК, ОБУВ) допускает их произвольное, зачастую, достаточно субъективное нормирование. Так, в вышеупомянутом региональном регламенте на приемку, предъявляющем требования к качеству рекультивированных земель, допускаются очень высокие содержания остаточной нефти (от 20 до 80 г/кг (!) в зависимости от типа почвы и его горизонта). Еще можно понять действие такого явно заниженного норматива в начале 90-х годов прошлого века, на заре становления рекультивационного комплекса в регионе, когда только начиналась апробация первых технологий рекультивации. Но в настоящее время данный норматив лишь сдерживает развитие новых более эффективных технологий рекультивации и способствует сохранению неблагоприятной ситуации, сложившейся в области качества практических результатов рекультивации.

Этому же в немалой степени способствует и действующий при приемке рекультивированных земель критерий, допускающий достаточность создания на конечной стадии рекультивации искусственных (сеяных) травостоев из нехарактерных для исходных биотопов видов растений. Так, на практике повсеместно применяется высев луговых и полевых трав на заболоченных и болотных рекультивируемых участках. Следующим недостатком является то, что действующие требования к качеству рекультивированных земель не нормируют состояние таких очень важных характеристик восстанавливаемых здесь биогеоценозов, как, например: биологической активности почв, их токсичности, состояния почвенных микробоценоза и фауны, а также не включают в себя критерии оценки восстановления исходных биотопических условий (т.е. был, например, участок автоморфного леса, а после проведения рекультивационных работ стал участком заболоченного луга или болота и т.п.).

Кроме этого, в настоящее время большинство рекультивированных участков сдается и принимается с грубым нарушением даже действующих требований. Во-первых, сдача-приемка участков осуществляется непосредственно по окончанию проведения стадии фитомелиоративных рекультивационных работ, хотя это должно происходить не ранее, чем через 1 год. Во-вторых, на участках не обеспечивается должное проективное покрытие растительности ввиду неправильной трактовки данного термина. Под ним и сдающая, и принимающая стороны понимают пространственное распространение сформированной растительности, а не геометрическую структуру (сомкнутость) растительного покрова как это следует из научного определения данного термина. По мнению сдающей и принимающей сторон, растительность просто должна произрастать как минимум на 50-70% площади рекультивированного участка. В-третьих, абсолютно не принимается во внимание и еще одно важное предъявляемое требование к состоянию растительного покрова - наличие у растений на рекультивированном участке генеративных органов. Как правило, к сдаче предъявляются и принимаются участки, на которых присутствуют только зеленые всходы.

Не способствует качественной рекультивации и существующий порядок финансирования (поощрения) работ, которое осуществляется, как правило, по факту сдачи рекультивированных участков, стимулируя тем самым предприятия или структурные подразделения, занимающиеся рекультивационными работами, к скоротечности производственного процесса.

Вкупе все это приводит к тому, что на современном этапе вся рекультивация буквально "втиснута" в крайне малый срок 1-2 года и практически сводится к разовым весьма активным мероприятиям по сбору нефти, ускоренной активизации микробиологических процессов и фитомелиорации. После чего, земли успешно сдаются, в большинстве случаев, как уже выше говорилось, не удовлетворяя даже действующим достаточно мягким требованиям приемки таких земель. Но ведь природа устроена так, что нельзя с точностью до дня и даже сезона предсказать, когда на данном конкретном участке потребуется проведение всех или отдельных мероприятий во второй, третий, четвертый и n-й раз. Тем более что восстановление продуктивного почвенно-растительного покрова, да если еще приближенного к исходному, это дело даже не 5-10 лет. Если "болезнь" развивается во времени, то во времени должно быть развернуто и ее "лечение".

Глубокое рыхление и фрезерование (обычно на глубину до 30-40см) промывка высоким напором воды нефтезагрязненной болотной торфяной почвы, наряду с работой гусеничной болотоходной техники и грядобразовательного оборудования, приводит к полному структурному и функциональному разрушению деятельного (торфогенного) аэрируемого слоя торфяной залежи, очень важного компонента болотных биогеоценозов. А ведь именно в нем активно протекают процессы влаго - и теплообмена болот с окружающей средой, а также осуществляется уникальный процесс торфообразования: отмирание массы живого органического вещества (в основном растений-торфообразователей) и его аэробное биохимическое разложение. Кроме этого, здесь в естественном состоянии сконцентрирована основная масса микроорганизмов и почвенных животных, а также располагается корневые системы растений.

Не являются данные мероприятия обоснованными и с позиций физики торфа. Рыхление (фрезерование) неосушенных, сильнообводненных, малоразложившихся слоев торфа не может привести к значимому улучшению водно-воздушного режима торфа в верхнем слое. Влага в торфе является энергетически связанной, перевод торфяной системы в трехфазное состояние требует проведения дополнительных мероприятий по осушению торфяной залежи. А вот объяснить временное снижение остаточного нефтесодержания в торфяной почве (вернее, уже в торфяном субстрате) не только за счет их микробиологического разрушения указанные мероприятия могут. Здесь, фактически, имеет место процесс элементарного разбавления нефти, изначально сконцентрированной в верхнем 5-10-ти сантиметровом слое очеса и торфа, за счет нижележащих незагрязненных торфяных слоев. При чем, в последующем возникает сразу же два негативных последствия. Во-первых, происходит замедление микробиологической трансформации той части нефти, которая была адсорбирована вверху на очесе и торфе, а затем попала вглубь в анаэробные закисные условия. Во-вторых (характерно для свежих разливов нефти, до 5 лет), с течением времени происходит постепенная миграция с водой значительной части нефтяных компонентов вверх и, следовательно, увеличение в пострекультивационный период ее концентрации на поверхности вплоть до уровня фитотоксичности.

Создание искусственного микрорельефа из чередующихся микроповышений (гребней) и микропонижений (борозд) в целях ускорения микробиологического разложения нефти на переувлажненных торфяных болотах, которое выполняется сегодня без предварительного осушения, также представляется более декларативным и нецелесообразным, чем реально осуществимым и эффективным мероприятием, ввиду значительной высокой эластичности (упругого последействия) верхнего слоя малоразложившегося торфа. Попутно с таким интенсивным механическим воздействием в пределах рекультивируемого участка происходит радикальное преобразование сложившегося мезо - и микрорельефа, характеризующегося наличием перемежающихся гряд, бугров, кочек, микропонижений, мочажин и т.п. После рекультивации такой участок обычно представляет собой поверхность с однотипным полностью выравненным рельефом, со следами сформированного в ходе проведения агротехнических мероприятий искусственного гривистого мезорельефа (отдельные микроповышения и микропонижения).

Заключение

Анализ производственных процессов по рекультивации загрязненных земель от нефтяного комплекса в Октябрьском районе показывает, что даже очищение нефтезагрязненных земель не приводит ее к хорошему естественном состоянию, так как во-первых в наше время существует значительная неопределенность в оценках качества выполненных работ, что создает проблему нормирования остаточного содержания нефти в почвах. Во-вторых действующие требования к качеству рекультивированных земель не нормируют состояние таких очень важных характеристик восстанавливаемых здесь биогеоценозов (см. главу IV).

Но даже при таких отрицательных воздействиях рекультивация земли все равно необходима. И для минимизации ухудшения почвенного покрова предприятие "ТНК - Нягань" предпринимает меры: проводит оценку воздействия на окружающую среду всех проектов, принимает экологически обоснованные решения и осуществляет строгий контроль над реализацией всех мероприятий по снижению возможных негативных воздействий на окружающую среду. Ведь ликвидировать проблему всегда легче, чем ликвидировать последствия.

На основании изложенного можно сделать выводы:

технологии рекультивации на предприятии "ТНК - Нягань" используются в целях сохранения и восстановления экосистем и повышения плодородия;

произведенный анализ результатов внедрения технологий по рекультивации загрязненных земель от нефтяного комплекса в Октябрьском районе показывает, что даже такое воздействие на природу, как рекультивация, является для нее губительной и выход из создавшегося положения, по нашему мнению, заключается в устранении негативного воздействия на окружающую среду в нормтивно-правовом и организационном обеспечении рекультивационного процесса, в переориентировании рекультивационного процесса с количественных показателей на качественные и создании условий для внедрения в практику более прогрессивных с экологической точки зрения и научно-обоснованных, так называемых "щадящих" рекультивационных технологий.

рассмотрев предоставленные нами технологии рекультивации нефтезагрязненных земель мы предлагаем использовать метод деструкции нефти, так как он хорошо подходит для очистки почв в Октябрьском районе, учитывая его специфику и экономически выгоден, так как не требует осуществления операции выделения из почвы, выращиванию и нанесению на носитель нефтеус - ваивающих культур микроорганизмов.

Список используемых источников информации

1.         Октябрьский район. Ханты-Мансийский автономный округ: Фотоальбом/ Составлен Л. Сташкевич, В. Рябков. - М.: "Пента", 1999. - 148 с.

2.         Ханты-Мансийский автономный округ. Город окружного значения Нягань. - Н.: "Ланит", 2001.

3.         Экология ХМАО. Тюмень: "Софт-Дизайн". 1997. - 345 с.

4.         http://www.admhmao.ru/

5.         http://www.oktray.ru/

6.         http://www.tnk-bp.ru/

Приложение

 

Таблица 1. Наличие сельскохозяйственных животных в общественном секторе.

Наим. - е передрпр-ий.	КРС (гол)	КРС (гол)	Коров (гол)	Коров (гол)	Лоша дей. (гол)	Лоша дей (гол)	Свиней (гол)	Свиней (гол)
	2005г	2006г	2005г	2006г	2005г	2006г	2005г	2006г
с-з "Обской"	123	131	36	45	39	40
Ф "Кода юган лес"		-		-		-		-
Ф "Кода Обь лес"	-		-	-	-	-	-	-
Итого	123	131	36	45	39	40

Таблица 2. Рекультивация земель

	Рекультивировано земель и представлено к освидетельствованию		Рекультивировано нефтезагрязненных земель и представлено к освидетельствованию
	на площади, га	участков	на площади, га	участков
2004	2908	602	н/д	н/д
2005	2291	655	717,18	324

[1] Общая схема административного деления – см. приложение, схема 1

[2] Приложение, таблица 1.