Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Локализация нефтезагрязнений почв

2. Сбор разлившегося на почве нефтепродукта

3. Снижение концентрации разлитого нефтепродукта в почве до приемлемого уровня

Заключение

Список литературы

Введение

Почва является индикатором многолетних природных процессов, и её состояние - это результат длительного воздействия разнообразных источников загрязнения. Выбросы в атмосферу от промышленных предприятий и авто транспорта, орошение земель загрязненными водами, несбалансированное применение минеральных удобрений и пестицидов приводят к загрязнению почв, ухудшению их физического и химического состояния и в результате снижению плодородия. Загрязнение почв оказывает неблагоприятное воздействие на здоровье населения, так как вредные вещества по трофическим цепям могут попадать в организм человека.

Так же, серьезной экологической проблемой России является загрязнение почв нефтью и нефтепродуктами. Она особенно остра в таких нефтедобывающих районах, как Западная Сибирь, Среднее и Нижнее Поволжье и др. Часто причинами загрязнения становятся аварии на магистральных и внутри промысловых нефтепроводах. Вследствие этого, например, в отдельных районах Тюменской и Томской областей концентрации нефтяных углеводородов в почвах превышают фоновые в сотни раз. В Западной Сибири выявлено свыше 20 тыс.га загрязненных нефтью с толщиной слоя не менее 5 см.

1. Локализация нефтезагрязнений почв

Вполне естественно, что в первую очередь после аварийного разлива нефтепродукта следует ограничить его распространение по поверхности земли, что бы не допустить попадание в водоемы, а также испарения нефтепродукта, следствием которого может стать его воспламенение; фильтрации нефтепродукта в более глубокие почвенные и грунтовые слои земли; растекание нефтепродукта в направлении наиболее удобного для этого ландшафта.

Поскольку попадание нефти на рельеф и воду всегда каралось внушительными штрафами, для ликвидации разливов нефти в семидесятые и восьмидесятые годы применялись в основном научно не обоснованные, экологически не оправданные методы, позволяющие быстро и хотя бы формально убрать остатки несобранной нефти или замаскировать замазученные участки. Особенно большой популярностью пользовалось выжигание нефти, которое приводило к полному уничтожению всех компонентов экосистемы ( растительности, животных, почв) и сопровождалось выбросом в атмосферу огромного количества продуктов неполного сгорания нефти, содержащих канцерогенные вещества.

Долгое время огромная доля средств, выделяемых на рекультивацию замазученных земель, тратилась на запрещенную к применению, исключительно трудоемкую и дорого стоящую засыпку разливов нефти песком. Это мероприятие снижает пожаро - опасность, обеспечивает захоронение всех неприглядных последствий аварийных разливов и улучшает эстетический вид нарушенных земель, но оно абсолютно не выдерживает критики в экологическом отношении. Песок, заготавливаемый из карьеров для дорожного строительства, неплодороден, зарастает очень медленно и не может восстановить исходное плодородие засыпанных почв.

Но главный недостаток метода состоит в том, что в погребенной под песком нефти приостанавливаются процессы её аэробного разложения. Биологическое окисление нефтепродуктов при недостатке кислорода протекает во много раз медленнее, сопровождается накоплением в почве и грунтовых водах токсичных закисных соединений, а так же канцерогенных полициклических углеводородов. Именно по этой причине засыпать загрязненные нефтью участки землёй или песком категорически запрещается.

Засыпка нефтяных разливов торфом без перемешивания его с загрязненным слоем почвы обеспечивает довольно быстрое зарастание участка травой, но ухудшает воздухообмен и сдерживает разложение нефтепродуктов в засыпанных слоях почвы. Это метод также не выдерживает критики в экологическом отношении.

Для выполнения плана рекультивационных мероприятий НГДУ иногда применяют рыхление замазученных участков болот гусеницами вездеходов. Единичные положительные результаты такой обработки обнаружены только на слабо загрязненных участках при толщине замазученного торфа 1 - 3 см. На разливах со средним и высоким уровнем этот метод дает отрицательные эффекты: уплотняет торф, создаются микропонижения, в которых поселение высших растений затруднено, нефть перемещается с поверхности в более глубокие слои торфа с анаэробными условиями. Экспериментальная проверка метода подтвердила его низкую эффективность.

Не оправдал себя и взрывной метод рекультивации, который применялся на болотах, непроходимых для техники в летнее время. Преобразующее действие взрыва выразилось в формировании лунок и равномерном засыпании межлуночных пространств торфом, выброшенных из нижних, более чистых слоев. При выполнении работ в летнее время раздробленность выбрасываемого торфа высокая. Как показали расчеты, с помощью взрыва в межлуночных пространствах можно получить насыпной слой из перемешанного торфа толщиной до 15 см, но при этом коэффициент полезного использования энергии взрыва резко снизится, почти 50% выбрасываемого торфа будет снова попадать в лунки.

Образование лунок не может повлиять на изменение уровня грунтовых вод относительно загрязненного слоя торфа в межлуночных пространствах. Дополнительная засыпка последнего торфом из лунок, вероятно, затормозит биологическое разложение остаточных нефтепродуктов.

Сегодня существуют более эффективные методы для рекультивации загрязнения почв.

Механические методы (обваловка загрязненного участка, обнесение его какими-либо заграждающими средствами, например бревнами, хворостом, трубами и т.п.) способствуют ограничению растекания нефтепродуктов в направлении пониженных участков ландшафта, тем самым препятствуя увеличению площади загрязнения.

Использование физико-химических методов требует наличия специальных химических веществ и позволяет: 1) экранировать поверхность испарения разлитого нефтепродукта, что предотвращает его испарение и возгорание; 2) превратить разлитый нефтепродукт в гелеобразное или твердое состояние, исключающее его текучесть; 3) обрабатывать почву с целью защиты от нефтепродукта.

Для указанных целей разработаны рецептуры гелеобразных пен на основе поливинилового спирта с добавками хлорида железа и ускорителя гелеобразования- оксида цинка ZnO. Широко применяются отечественные пенообразователи «Форэтол» и «Универсальный» , а также фторсодержащие пенообразователи типа «Лёгкая вода» (США). Они эффективно препятствуют испарению разлитого нефтепродукта.

Загущение нефтепродукта может быть достигнуто путем применения связывающих материалов, как правило, сорбентов.Разработан состав, который позволяет отвердить разлитые нефтепродукты. В его составе содержится 50% и более активированного угля, 10% оксида магния или органофильной глины, 50% гидрофобного полимера, с с молекулярной массой 5000-30000 ( например, полиакриловой кислоты), 10% оксида алюминия или кремния, 5% силиликата магния.

Осуществить защиту почвы от проникновения в нее нефтепродукта можно путем её обработки водным раствором нетоксичного полимера - Na- соли полиакриловой кислоты.

2. Сбор разлившегося на почве нефтепродукта

Механические методы предусматривают использование специального оборудования, которое позволяет собрать нефтепродукт с почвы в исходном (жидком) состоянии. В качестве такого оборудования выступают, например, отечественные установки вакуумного типа, работающие по принципу пылесоса. В частности, вакуумные установки «ВАУ-1» и «ВАУ-2» имеют производительность 2 и 4 м³ соответственно.

Указанные установки позволяют обеспечит сбор нефтепродуктов в срочном порядке при любых масштабах его разлива, причем в труднодоступных местах. Собранный нефтепродукт после регенерации вновь может быть использован по прямому значению.

Наиболее распространенным ( из-за доступности) среди физико-химических методов является сорбционный, который предусматривает использование сорбирующих материалов- опилок, торфа, песка и др. Нефтепродукт при этом собирается в связанном сорбентом виде. Указанные сорбенты эффективны при относительно небольших разливов нефти и нефтепродуктов.

При значительных аварийных разливах используют обычную землеройную технику, с помощью которой создают нефтепочвенную смесь, которую в дальнейшем перевозят автотранспортом на полигоны временного хранения.

нефтезагрязнение почва рекультивация сорбционный

3. Снижение концентрации разлитого нефтепродукта в почве до приемлемого уровня

Методы снижения остаточной концентрации нефтепродукта в почве до экологически приемлемого уровня подразделяют на физико-химические и биологические.

Физико-химические методы. К физико-химическим методам относятся термические, химические, экстракционный методы, а также дренирование почвы(откачка жидкости).

Термические методы основаны на сжигании загрязненной почвы, либо предварительно удаленной с места разлива нефтепродукта, либо на месте.

Одной из применяемых схем является сжигание почвы во вращающейся печи с камерой дожигания, системой утилизации тепла и многоступенчатой очистки топочных газов. Первоначально в мельнице с помощью проходящей через неё горючих газов проводится сушка и одновременно измельчение загрязненной почвы с получением фракции 0-10 мм. При этом большая часть ядовитых веществ переходит в газовую фазу. После сушки почва совместно с газовой фазой обрабатывается при 1000-1200^оС в оснащенном газовой горелкой участке. С помощью циклонного сепарирования материал отделяется от газовой фазы, которая возвращается в цикл для полного разложения ядовитых веществ. После обеззараживания почва возвращается на прежнее место.

Термическую обработку почвы можно проводить во вращающейся печи. Средензагрязненная почва обрабатывается при температуре 700-800^оС, а сильно загрязненная - в печи «кипящего» слоя, работающей на водородном топливе, при 900^оС. Такие установки успешно используют в странах Западной Европы.

В Голландии используют установку, включающую вращающуюся печь, а в Канаде очищают загрязненный гравий путем обжига его в печи с «кипящим» слоем материала. Это позволяет полностью удалить нефтепродукт с гравия при экологически приемлемом химическом составе отходящих газов.

Метод сжигания обеспечивает высокую интенсивность процесса, эффективное выгорание нефтепродуктов при любых уровнях загрязнения ими почвы. В то же время следует отметить и серьезные его недостатки:

1) метод требует развертывания спец.оборудования, больших энергозатрат;

2) большие капитальные затраты на строительство печи и многоступенчатой системы очистки топочных газов т.к. сжигание сопровождается интенсивным образованием микрочастиц;

3) большое количество захораняемых шламов, связанных с необратимостью изменений почвы при сжигании;

4) значительно увеличиваются сроки естественного восстановления почвы;

5) происходит образование канцерогенных веществ при высокотемпературных процессах.

Химический метод основан на превращении токсичных углеводородов нефтепродуктов в относительно нетоксичные соединения либо на отверждении токсичных веществ в виде твердого вещества или геля.

В России, например, разработан препарат «Эконафт», который эффективно применяется для химического обезвреживания и нейтрализации токсичных отходов. Он включает в свой состав негашеную известь СаО, которая способна при гашении увеличивать удельную поверхность в 15-30 раз. Образуется вяжущая масса, активно поглощающая углеводороды нефти. В результате образуется сухое, стойкое при хранении порошкообразное вещество.

Экстракционный метод. Этот метод достаточно эффективен. Он основан на извлечении нефтяных углеводородов из почвы с помощью специально подобранных избирательных экстрагентов (растворителей).

В качестве экстрагентов применяются легкие фракции нефтепродуктов, горячая вода, перегретый водяной пар, моющие средства и т.д.

Основными этапами метода являются: 1)гомогенезация и измельчение загрязненной почвы;

2) смешивание почвы с экстрагентом при определенных условиях;

3) сушка смеси, выводимой из экстракционной системы.

Процессы осуществляются на специальных установках (очистных комплексах), собранных, как правило, по модульному принципу.

Для очистки загрязненных почв методом экстракции разработаны экологически чистые и относительно дешевые моющие средства(МС). Примером МС является чистый полимер модифицированный «Унифлок». Применение в составе МС водорастворимого нетоксичного полимера способствует восстановлению азотного равновесия в почве.

Биологические методы. Относительно широко распространены в природе микроорганизмы, способные разлагать углеводородные соединения нефти с получением экологически нейтральных веществ.: СО₂, Н₂О. и др. Это свойство указанных микроорганизмов и положено в основу биологических методов борьбы с нефтяным загрязнением почв.

Имеется 2 направления в решении указанной проблемы :

1) повышение активности естественной микрофлоры почв путём создания для аборигенных микроорганизмов оптимальных условий жизнедеятельности;

2)интродукция(внедрение)в загрязненную почву специально подобранных активных разрушителей нефтепродуктов, так называемых деструкторов.

Фитодетоксикация. Высокоэффективный прием обезвреживания почв от нефтепродуктов является посев в нефтезагрязненную почву определенных растений, например люцерны и других трав. Своей развитой корневой системой они способствуют улучшению газовоздушного режима почвы, обогащают его азотом и биологически активными соединениями.

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. Лес и нефть Ханты-Мансийского автономного округа. Чижов Б.Е. Экологический фонд ХМАО.-Тюмень: издательсво Ю.Мандрики, 1998. 144 с. +48 с.вкл.

2. Проблемы региональной экологии.№5. 2012г.

3. Промышленная экология: Учебное пособие / под ред.В.В.Денисова.- М:ИКЦ «МарТ»; Ростов н/Д: издательский центр «МарТ», 2007.-720 с.

4. Экологический вестник России 11^, 10

5. Экологическое состояние территории России: Учеб.пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений/ В. П. Бондарев, Л. Д. Долгушин, Б. С. Залогин и др.- Под ред. С. А. Ушакова, Я. Г. Каца.-2-е изд., стереотип. -М. : Издательский центр «Академия», 2004.-128 с.

Размещено на Allbest.ru