Рекультивация почв загрязненных нефтегазовыми выбросами

Министерство образования Российской Федерации

Сургутский государственный университет

Экономический факультет Кафедра экологии

Контрольная работа по : экологии.

На тему : Рекультивация почв загрязненных

нефтегазовыми выбросами.

Выполнил : студент I курса

 экономического факультета

гр.Э-322Т

Славов Павел Трифонович

Проверил :ст. преподователь

Кукуричкин Глеб Михайлович

Сургут 2002г.

Оглавление.

Введение. 3

1.   Основные этапы рекультивации земель. 4

2.   Рекультивация земель на предприятиях Сургутского,

Нефтеюганского и Нижневартовского районов 8

3.   Заключение 18

4.   Список литературы. 19

 

Введение.

Нефть и нефтепродукты, поступая в окружающую среду, оказывают негативное влияния на природные компоненты экосистемы. Они являются постоянным источником канцерогенного и мутагенного загрязнения. Поэтому проведение рекультивационных работ является одним из важнейших природоохранных мероприятий, направленных на восстановление прежнего плодородия загрязненных земель.

Шестилетние исследования (1987 – 1992 гг.) позволили составить схемы загрязненности нефтью и минерализованными водами территории месторождений: Аганского, Южно – Аганского, Ватинского, Мегионского, Мало – Черногорского, а также Белозерной и Приобской частей Самотлорского, общей площадью 1222,8 кв.км. Отмечено 1202 разлива (площадью от 100 кв.м. и более) нефти общей площади 1640,94 га. Чисто солевое загрязнение встречается в 7 раз реже. Были составлены таблицы с характеристикой каждого разлива: площадь, биотопическая приуроченность, степень и давность загрязнения, рекомендуемые способы рекультивации. Установлено, что из общего количества нефтезагрязненных земель в проведении рекультивационных работ нуждается 95,9%, ежегодно площади нарушенных земель, требующих рекультивации, растут со скоростью 10 тыс. га. в год. Причиной этого является то, что отводимые предприятиям во временное пользование земли не возвращаются в срок. Почти половина площадей, подлежащих рекультивации, переносится к сдаче на последующие годы, а тем временем «осваиваются» и загрязняются новые территории.

Технологии рекультивации замазученных земель должны основываться на понимании последствий попадания нефти в почву и стимуляции конкретных физических и биохимических процессов ее дегенерации.

1.   Основные этапы и рекультивации земель.

Попадая на земную поверхность, нефть из анаэробной обстановки с очень замедленными темпами геохимических процессов переносится в кислородную среду, где помимо абиотических большую роль играют биохимические факторы. Сырая нефть, содержащая до 50% легких (с температурами кипения до 250 градусов) наиболее токсичных фракций, подвергается физико-химическому воздействию: испарению, вымыванию, ультрафиолетовому облучению и т. п., вследствии чего легкие и водорастворимые углеводороды, разлагаясь, мигрируют с места разлива. Остаточный тяжелый битумизированый нефтепродукт подвергается биохимической деградации. Решающее значение играют микроорганизмы, осуществляющие внутриклеточное окисление углеводородов.

Комплекс мероприятий по очистке почвы от нефтяного загрязнения включают два момента: первый- активизация абиотических физико-химических процессов деградации свежей нефти; второй- стимуляция почвенной углеводоокисляющей микрофлоры и фитомелиорация.

Подготовительный этап рекультивации земель. Основной целью подготовительного этапа является расчистка участка от усыхающего и мертвого древостоя, завалов из срубленной ранее и сваленной в кучи древесины, строительного и бытового мусора и обваловка со стороны возможного повторного загрязнения нефтью и минерализованными водами, при условии, если она небыла сделана в ходе ликвидации аварии. Не допускается выжигание и засыпание нефтяных пятен песком, позднее на месте аварии проводится экологическая оценка по «Методике оценки фитопригодности нефтезагрязненных земель»

Агротехнический этап. Основная цель создать слой почвы со свойствами, благоприятными для биологической рекультивации. Работы включают в себя:

-рыхление почвенного горизонта для ускорения физико-химических и биохимических процессов деградации нефти с использованием мальчирующих грунтов(на сильнозагрязненных лесных почвах);

-создание искусственного микрорельефа из чередующихся продольных микроповышений(бугров) и микропонижений(канавок) на болотных почвах с избыточным увлажнением;

Стимуляция почвенной микрофлоры должна начинаться только при снижении концентрации общего нефтепродукта до23-25% в органогенных или 15-18% минеральных почвенных горизонтах в среднем по участку. Это же условие касается и использования бактериальных препаратов, наиболее перспективным из которых является «Путидойл» созданный микробиологами ЗапСибНИГНИ.

При снижении концетрации остаточных нефтепродуктов в рекультивировационном слое в среднем по всему участку до значений безопасных для фитомелиорантов(15% в органогенных и 8% в минеральных и смешанных грунтах) можно приступать к биологическому этапу рекультивации.

Биологический этап. Включает в себя комплекс агротехнических и фитомелиоративных мероприятий, проводимых с целью восстановления плодородия нарушенных земель.

-фитомелиорационное и агротехническое стимулирование почвенной углеводоокисляющей микрофлоры;

-формирование устойчивых травостоев или всходов(подроста) древесных пород.

Рекультивацию можно считать завершенной после создания густого и устойчивого травостоя, при этом концентрация остаточных нефтепродуктов со значениями коэффициента окисления нефти более 90% не должна превышать в среднем по участку 8,0% в органогенных и 1,5% в минеральных и смешанных грунтах.

Рекультивация земель на предприятиях Сургутского, Нефтеюганского и Нижневартовского районов.

 

По состоянию на 01.01.1998г., вследствие аварийности на нефтепроводах на территории Нижневартовского района было накоплено 3481,3га земель, загрязненных нефтью.

В 1997году темпы рекультивационных работ по сравнению 1997годом снизились и площадь рекультивационных земель составила всего-100,96га.

Одним из факторов, оказавших влияние на объемы рекультиванных земель, явилось отсутствие у нефтедобывающих предприятий необходимых средств для финансирования проведения рекультивационных работ; другим – низкая квалификация производителей рекультивационных работ, вследствие чего не были соблюдены в полном объеме требования по приемке рекультивированных земель.

Самой большой и опасной ошибкой, допускаемой при рекультивации земель , является засыпка разлитой нефти привозным грунтом – песком и торфом. При этом разлитая нефть выводится из процесса микробиологического окисления, а «рекультивированный» подобным образом участок на многие годы становится источником постоянного загрязнения грунтовых и подземных вод.

АО «Ойл-Эколоджи», созданное в 1992году, занимается ликвидацией аварийных разливов нефти и восстановлением экологического равновесия. Его деятельность характеризует комплексный подход к решению экологических проблем. Начиная с 1993 года, АО занимается рекультивацией замазученных земель с использованием микроорганизмов. С 1992года используются болотоходы , со специальным навесным оборудованием для фрезерования почвы и рытья каналов, изготовленные по заказу АО «Ойл-Эколоджи»

Темпы рекультивации земель на территории
Нижневартовского района.
Предприятие	Накоплено замазученных земель на 01.0198г.	Площадь загрязненных земель за 1997г.	Кол-во нерекультивированных амбаров на 01.01.98г.	Площадь рекультивированных земель
	Га.	Га.	Га.	Га.
				1995 1996 1997
ОАО "Нижневартовскнефтегаз"	1474	19,64	771	33,22 46,78 45
в том числе :
ОДАО"Белозернефть"	737	11,53	228	Х Х Х
ОДАО"Приобьнефть"	420	5,88	180	31,2 41,9 29
ОДАО
"Нижневартовскнефть"	183	1,93	170	Х Х Х
ОДАО"Самотлорнефть"	134	0,3	193	2,02 4,88 16
ТПП"Лангепаснефтегаз"	1162,3	5,24	831	22,9 64,1 33
ОАО"Славнефть-
Мегионнефтегаз"	227,4	3,3	9	71,1 74 Х
ОАО"Славнефть-
Мегионнефтегазгеология"	Х	Х	42	Х Х Х
ОАО"Черногорнефть"	242	0,97	121	85,3 155,8 Х
ОАО"Томскнефть"	43	0,31	66	Х 5,2 3
ОАО"Варьеганнефть"	60,1	Х	8	Х Х Х
СП"Варьеганнефть"	46,1	2,35	24	Х 7,2 16
НГДП"Ермаковское"	48,5	2,06	35	38,7 12,9 3
АК"Югранефть"	22	0,28	6	2,3 Х Х
СП"Белые ночи"	112	0,62	30	Х Х Х
ОАО"Варьеганнефтегаз"	41,5	0,12	54	Х Х Х
ОАО"Негуснефть	Х	Х	7	Х Х Х
СП ЗАО "Соболь"	Х	Х	2	Х Х Х
ОАО НК "Магма"	Х	Х	2	Х Х Х
СП"Черногорское"	Х	Х	5	Х Х Х
НГДУ"Заполярье"	2,4	Х	13	Х Х Х
Всего	3481,3	34,89	2026	253,5 365,98 100

Биотехнологический способ основанный на использовании торфа.

 

Торф обладает высокой сорбиционной способностью. Микрофлора торфа обладает сильной деструктивной функцией и не требует значительного адаптацинного периода при загрязнении нефтью. Даже в свежезагрязненном торфе наблюдается 13-кратное увеличение численности углеводородокисляющих бактерий. Рекультивацию нефтезагрязненных почв с использованием торфа проводят поэтапно:

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

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

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

4.                  Внесение биологически активного препарата на нефтезагрязненные почвы.

При отсутствии мощных аварийных разливов необходимость первичной очистки отпадает. Готовится суспензия углеводородокисляющих бактерий с помощью фермента. После прохождения стадии биологической очистки в ферментере торф может снова складироваться или использоваться как сорбент. Проведение еще в 1985году рекультивации нефтезагрязненных почв с помощью торфа на одном из месторождений п/о «Сургутнефтегаз» дало экономический эффект, оцениваемый в то время в размере 4,5 тысяч рублей на каждые 0,5 га рекультивируемых площадей.

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.

Биотехнологический метод рекультивации почв и очистки пресноводных водоемов, загрязненных нефтью и нефтепродуктами был применен при ликвидации аварийных разливов на нефтепромыслах ХМАО. Экономический эффект рекультивации 1 га земель составил, по оценке ОАО «Сургутнефтегаза» 20тыс. рублей(в ценах 1989г.)

ОАО «Юганскнефтегаз» в последние годы успешно применяет биологические методы, предусматривающие как использование активных штаммов микроорганизмов- деструкторов, так и стимуляцию естественных процессов самоочищения загрязненных почв. На территории куста №49 ЦДНГ-2 НГДУ Юганскнефть были произведены испытания в 1999г., в массе почвы находилось от 18 до 26% нефти. В нефтезагрязненную почву вносили различные дозы бактериального препарата Бациспецина, полученого на основе природного штамма Bacillus, выделенного из почвы, в сочетании с минеральными удобрениями и без них. В процессе исследований установлено, что двукратное и четырехкратное увеличение дозы препарата не оказывало существенного влияния на эффективность его действия.

В нижеприведонной таблице даны показатели биологической активности рекультивируемой почвы (численность микроорганизмов, интенсивность дыхания почвы с выделением СО ) и остаточного содержания нефти. Результаты показали, что в нефтезагрязненной почве, обработанной биопрепаратом, в течении 3 месяцев численность популяции микроорганизмов, участвующих в трансформации углеводородов, возрастает в несколько раз, а интенсивность минерализации органического вещества, показателем которой является выделение СО – в 2 раза. За 3 месяца даже при высокой степени загрязненности(в среднем около 20% сырой нефти к массе почвы) эффективность биодеградации нефти в процессе рекультивации превысила 40%, причем действие биопрепарата проявилась как самостоятельном его внесении, так и в сочетании с минеральными удобрениями. Подобные результаты были получены в промысловых

условиях НГДУ Быстринскнефть ОАО «Сургутнефтегаз» и на Алкинской площади НГДУ Уфанефть АНК «Башнефть».

Формирование искусственного растительного покрова возможно только с применением минеральных удобрений. Основным агроприемом при создании различных травяных покрытий на горизонтальных исклоновых участках нужно считать нанесение на поверхность минерального субстрата слоя торфа толщиной 5-8 см, с последующим внесением минеральных удобрений. Тщательное выравнивание и прикатывание нанесенного слоя торфа, а также смешивание его путем неглубокой перекопки с песком и суглинком дает положительный эффект. Применяют в нашем регионе такие культуры, как овсяница овечья, полевица белая гигантская, двукисточник тростниковидный, еще на хорошо удобренном песчанном субстракте без торфа лучшими дернообразующими являются овсяница красная(сорта Широкореченская, Свердловская, Ирбитская), мятлик луговой(сорт УрГУ), мятлик узколистный, волосенец сибирский, овсяница скальная, овсяница разнолистная, ежа сборная совместно с кострецом безостным.

Большинство приведенных видов и сортов травянистых растений формирует в условиях ХМАО зрелые семена. Некоторые злаки, бобовые и гвоздичные дают жизнеспособный самосев.

 

Заключение.

Площади нарушенных земель, требующих рекультивации, растут примерно со скоростью около 10тыс.га в год. Причинами этого является то, что отводимые предприятиям во временное пользование земли не возвращаются в срок. В 99% случаев нарушенные земли возвращаются в лесной фонд, и на лесхозы ложится очень трудная для них задача восстановления вырубленных или деградирующих древостоев. Материальная база лесхозов не может выдержать тех масштабов техногенного нарушения земельных угодий. О рекультивации болотных, озерных и речных экосистем вообще не идет речи, они попросту бесхозны. После обустройства месторождений и прокладки коммуникаций биорекультивации подвергается не более 20-30% нарушенных земель. Предприятия-землепользователи не справляются с такими объемами, поэтому между землевладельцами и землепользователями должен быть посредник – специализированное предприятие, обладающее материальной и научной базой для решения проблем рекультивации. Для проведения рекультивации необходима инвентаризация поврежденных земель и определение основных путей рекультивации. Обязательному восстановлению подлежат в первую очередь суходольные угодья, как самые продуктивные, а также песчаные и супесчаные развеваемые холмы с признаками оврагообразования, минеральные бугры гряды пучения. Одной из основных задач также является рекультивация промплощадок, так как последние являются «новообразованием», не имеющим аналога в природе. По завершении буровых работ рекультивация таких территорий должна быть направлена на создание некоего ландшафта с заданными свойствами.

Список литературы.

1.             Отчет: Состояние окружающей среды и природных ресурсов в Нижневартовском районе./Выпуск № 1 г. Нижневартовск. 1997г.

Руководитель: Член-кор. РАЕН к.с-хн. Н.Я.Крупинин.

2.             Экология ХМАО./Тюмень;Софт-Дизайн.1997г.

Составители: Л.Н.Добринский, В.В,Плотников.

3.             Пути и средства достижения сбалансированного эколого-экономического развития в нефтяных регионах Западной Сибири: Статьи «Мониторинг нефтесолевого загрязнения Среднего Приобья и опыт рекультивации нефтезагрязненых земель» А.В.Соромотин,С.Н.Гашев,М.Н.Казанцев,А.В.Рыбин. « Опыт практического применения способа комплексной очистки замазученныхтерриторий» А.Р.Келус,А.И.Нестеренко. Труды NDI; Выпуск № 1,г. Нижневартовск.

4.             Биотехнические методы ликвидации загрязнения почв нефтью и нефтепродуктами./ Р.К.Андерсон/ВНИИОЭНГ 1993г.

5.             Использование биопрепаратов для очистки и рекультивации нефтезагрязненых почв./ Андерсон Р.К., Калимулинин А.А. и др.//НТЖ. Нефтепромысловое дело. 1995г№6.

6.             Охрана природы и рациональное использования природных ресурсов.//Нефтяного хозяйство./1997г.№9.