Каталог

Технология биологической рекультивации почв, загрязненных нефтью, с использованием биопрепарата «Ленойл»

ВВЕДЕНИЕ

Развитие промышленного производства в современном мире сопровождается увеличением добычи и потребления углеводородного сырья. К сожалению, существующие технологии разработки нефтяных месторождений и транспортировки нефти и продуктов ее переработки не исключают аварийных ситуаций, при которых в окружающую среду попадает значительное количество различных углеводородов.

Наиболее полное, экологически безопасное и экономически обоснованное восстановление загрязненных нефтью и нефтепродуктами почв и водоемов может быть достигнуто при применении микробиологического метода с использованием культур нефтеокисляющих микроорганизмов. В процессе деградации нефти участвуют разные группы почвенной микробиоты: бактерии, дрожжи, микроскопические грибы и актиномицеты. Как правило, в сообществе микроорганизмов-деструкторов преобладают бактерии, характеризующиеся способностью к усвоению широкого спектра углеводородов, включая и ароматические.

ТЕХНОЛОГИЯ ПРОЦЕССА РЕКУЛЬТИВАЦИИ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ ГРУНТОВ

В соответствии с патентом РФ № 2232806 в технологии применяется биопрепарат «Ленойл-СХП» по ТУ 9291-020-22657427-2004, содержащий аэробные микроорганизмы-нефтедеструкторы. При незначительном слое загрязненной почвы – до 30 см и обеспечении кислородного режима (в виде рыхления), а также элементами минерального питания предлагаемый биопрепарат способен за летний период полностью утилизировать нефтяные углеводороды, находящиеся в почве при их концентрации не более 10% и на 80-87% при концентрации от 10% до 30%. При содержании нефтепродуктов свыше 30% необходимо снизить их концентрацию методом перемешивания загрязненной почвы с чистым грунтом или измельченной соломой, опилками.

Наиболее эффективным способом внесения биопрепарата в почву является внесение его в виде суспензии с минеральными добавками. Кроме того, в качестве одного из компонентов рабочей суспензии используется биодобавка, содержащая биологически активные вещества, усиливающие жизнедеятельность микроорганизмов-нефтедеструкторов.

Препарат вносят в нефтезагрязненную почву 1-4 раза в сезон (в зависимости от степени загрязнения и длительности вегетационного периода) под поверхностную обработку (вспашка, рыхление, дискование) методом дождевания с помощью любых предназначенных для этого агрегатов. Периодичность внесения — 30 дней. Препарат можно вносить при положительных среднесуточных температурах (от +3 до +40оС).

Характеристика биопрепарата «Ленойл»

Биопрепарат «Ленойл» основан на природном консорциуме микроорганизмов-нефтедеструкторов Bacillus brevis и Arthrobacter species. Указанный консорциум выделен из серой лесной почвы, искусственно загрязненной дизельным топливом и поддерживается в Коллекции микроорганизмов Института биологии Уфимского научного центра РАН, коллекционный номер ИБ ДТ 5. Препарат обладает высокой углеводородокисляющей активностью, способен адаптироваться к высокому содержанию углеводородов и эффективно утилизировать субстрат в почвах различных типов.

Приготовление суспензии из сухого препарата

5,0 кг сухого препарата и 0,5 кг минерального гранулята (например, Удобрение азотно-фосфорно-калийное ТУ 2186-181-00209438-01 марки 15:15:15) разводят в 1000 л технической воды. Суспензию тщательно перемешивают. Для обеспечения бездефицитного питания, необходимого для нормальной жизнедеятельности микроорганизмов, входящих в препарат, в суспензию вносят 1,0 л дизельного топливо. Препарат выдерживают 24 часа при температуре 20-25оС, периодически перемешивая.

В условиях заболоченной местности нет необходимости дополнительно разводить готовую суспензию биопрепарата

Для однократной обработки 1 га необходимо 20,0 кг биопрепарата «Ленойл СХП», которое разводят в 4 000 л воды.

Расчет внесения минеральных удобрений

Для интенсификации процесса биологической деструкции нефтепродуктов в почве необходима минеральная подкормка микроорганизмов, входящих в состав биопрепаратов. При средней степени нефтезагрязнения (до 15 %) необходимо внесение минеральных удобрений из расчета 30 кг действующего вещества на 1 га обрабатываемого участка. Обычно используется комплексные азотно-фосфорно-калийные удобрения (15:15:15), таким образом, для обработки 1,0 га необходимо 200 кг комплексных удобрений (возможно использование и других удобрений, но в этом случае, расчет вносимых элементов (N, P, K) рассчитывается отдельно по минимальному количеству вносимого элемента). Удобрения вносятся равными долями во время каждой обработки (примерно по 66 кг за три обработки). При необходимости, для разбития нефтяных конгломератов и улучшения структуры почвы желательно дополнительное внесение в почву и запашка прошлогодних остатков соломы, силоса, навоза, опилок, торфа (по наличию).

Внесение фосфогипса (при сильном загрязнении хлоридами)

При необходимости, для снятия избыточного засоления обычно используют карбонатные соли. При наличии фосфогипса рядом с обрабатываемыми участками, для снятия избыточного засоления необходимо его внесение в почву из расчета 5000 кг/га.

Для контроля за ходом биологической рекультивации и корректировки последующего внесения биопрепаратов и необходимых минеральных и органических элементов через месяц после первого внесения биопрепаратов и минеральных удобрений следует отобрать пробы почвы в фиксированных точках. Рекомендуемое количество внесений биопрепаратов в течении полевого сезона 3 раза (через каждые 30 дней).

При увеличении глубины и степени загрязнения расход препарата пропорционально увеличивается.

Усовершенствованный биопрепарат Ленойл СХП активно окисляет углеводороды уже при + 8 0С, что немаловажно в условиях Западной Сибири, где короткий период круглосуточных положительных температур окружающей среды.

АНАЛИЗ И КОНТРОЛЬ ПРОЦЕССА

Контроль процесса биоразложения проводят на основании анализов проб по следующим показателям:

количественное содержание сырой нефти;
общее количество гетеротрофных микроорганизмов;
общее количество углеводородокисляющих микроорганизмов;
водно-солевой состав (в начале процесса очистки и в конце сезона рекультивации);

Отбор проб осуществляется перед каждым внесением в почву суспензии биологического препарата и минеральных веществ.

Отбор проб осуществляется послойно по профилю почвы:

0-5 см;
0-10 см;
0-20 см;
20-30 см.

Пробы отбираются усредненные, методом конверта, с каждой карты, но не менее 1 пробы со 100 м2. Пробы отбираются в полиэтиленовые мешки и на каждую пробу выписывается этикетка, где указывается дата отбора, место отбора, слой почвы. Масса каждой пробы не менее 1 кг.

Пробы почвы 0-5 см предназначены для контроля за ходом развития биоценоза и должны храниться при температуре +5 0С не более двух суток до начала анализа.

Факторы, влияющие на эффективность процесса биологической рекультивации

Основными факторами, негативно влияющими на эффективность процесса биологической рекультивации, являются:

- воздействие высоких температур (выше +50 0С);
- воздействие низких температур (ниже +3 0С);
- влажность ниже 70% от полной влагоемкости;
- загрязнённость нефтью свыше 45-55 % масс.;
- засоленность свыше 60 г/л;
- высокое или низкое значение рН (6<рН<8).