ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 26.10.2023
Просмотров: 31
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
-
удаление веществ нефтяных загрязнений с помощью растворителя или СО2; -
обработка почвы электронагревом (витрификация); -
удаление ионов с помощью электрического тока (электромелиорация); -
химическое воздействие (окисление) на загрязнитель; -
обработка паром; -
термический распад; -
использование бактерий или грибков.
Обобщив представленные данные литературных данных, отметим, что в общем виде методики очистительных технологий почвенного покрова от загрязнений нефтепродуктами можно структурировать на физико-химические, биологические и механические методы [3]. Способ экстрагирования и обработки паром согласно последним исследованиям считается неэффективным и еще затратным. Этот метод требует извлечения почвенного покрова, что нарушает естественность биологического покрова и биоценоза, а накопление веществ нефти при попадании в почвенные потоки после первичного распада, попадая в грунтовые воды, наносят ущерб фауне. При складировании (на площадках и полигонах) остатков переработанных почв все же являются местом накопления продуктов вторичного загрязнения [5].
К эффективным средствам по ликвидации загрязнения почв нефтепродуктами исследователи на сегодняшний день относят препараты, в основе которых находятся различные сорбенты, сырьем для производства, которых могут быть отходы производства сельскохозяйственных и растительных культур, например, «Сорбест», «РС», «Лессорб» и др., а также торф, сапропели и пр. [6]. Однако для масштабных работ они также неэффективны, так как может понадобиться сбор и утилизация этих поверхностных активных веществ, которые сами становятся загрязнителями.
К сожалению, отметим, что на сегодняшний день решением проблемы загрязнения почв нефтепродуктами практически не занимаются. Исследования и работы по поиску эффективных средств по очистке экосистем от загрязнения нефтепродуктами на данный момент не выполняются на достаточном (высоком) технологическом и научном уровне, для них не предусмотрен в законодательстве координационный аппарат по их развитию. Поэтому, вопрос аварийных разливов нефти и своевременная ликвидация последствий этих аварий не территории различных регионах РФ является первостепенным и стоит на первом месте по своей актуальности, а поэтому, работа в этом направлении должна не только координироваться со стороны правительства, но и привлекать к поиску новых эффективных способов решения этой проблемы научных, производственных и всех заинтересованных организаций.
Если рассматривать зарубежный опыт борьбы с загрязнениями почв нефтью и нефтепродуктами, то принцип технологий схож с отечественными, однако в последнее время зарубежными исследователями проводятся многие экспериментальные работы по поиску эффективных технологий и средств очистки загрязненных почв, восстановления их продуктивности и минимизация ущерба экосистеме. Одной из применяемых методик в зарубежных странах является очищение извлеченных почв с помощью различных препаратов, как в небольших объемах на передвижных мобильных установках, так и в крупных масштабах на стационарных предприятиях, мощностью более 100т в час обрабатываемого сырья. Во Франции и США широкое применение получила технология термической обработки при высоких температурах почв и грунтов, которая является эффективной для очистки от летучих органических и неорганических соединений. В Германии запатентована технология обновления почв (или иных похожих материалов), которая осуществляется путем извлечения ее, измельчения и высушивания при высоких температурах в сушильных камерах и, в случае необходимости, после этого возвращается на прежнее место.
Распространена также технология экстракционновлажной отмывки почв, когда загрязненную почву или наиболее загрязненную фракцию сначала перемешивают и промывают водой, либо водой со специальными реагентами, отмучивают и потом обогащают, улучшая ее продуктивность. Такая технология была наиболее известна в Нидерландах, США и имела название «soil washing» и сначала использовалась для очистки песчаных или гумусных почв. Этот термин используется для технологий, основанных на физической сепарации или химической экстракции либо на совмещении обоих процессов [4], [7], [8], [9], т.е. технологии восстановления (ремедиации). Этот процесс заключается в выемке слоя загрязненного грунта, механическая грануляция с целью удаления крупных материалов, дальнейшая сепарация по зернистости и последовательная обработка (промывка и обогащение) отдельных фракций.
Та же технология применяется и во Франции, которая была обоснована по технической и экономической ее целесообразности и осуществляется в условиях производства стационарного предприятия небольшой мощности (не более 40 т грунта в час), или на передвижной установке (20-30 т в час загрязненного грунта) [10]. Содержание представленной методики состоит в усиленной продувке воздухом материала, загрязненного и непригодного к использованию по назначению, во вращающемся барабане с сетчатыми стенками, и в дальнейшем обогащении полученных илистых частиц химическими или биологическими препаратами. В данной методике применяются традиционные фильтрационные и гравитационные технологии, а в воду, которую используют для промывки, добавляется активированный уголь (в виде порошка), глина, бентонит, активный ил, растворители и др. [11]. Эта же вода, подвергнутая дополнительной очистке, используется повторно для следующих очистительных циклов.
Современная наука также ищет методики и технологии очистки почв от радиоактивных загрязнений, и, хотя, цель данной статьи не предусматривает рассмотрение этих технологий, кратко отметим, что в США запатентован новый метод очистки загрязненных радиоактивными веществами почв, который представлен, как перспективный [12]. Автор приведенного исследования также приводит данные о том, что раньше радиоактивно загрязненные почвы по верхнему слою срезались (как наиболее загрязненного участка) и закапывались на специальных площадках, а также использовалась химическая промывка, целью которой стояло выщелачивание урана и трансурановых элементов.
Для очистки глинистых почв и суглинков используется метод электрокинетических процессов. При условии абсолютной или достаточной насыщенности загрязненного грунта водой его можно очистить от металлов, цианидов, хлорорганики, нефти и нефтепродуктов [13] путем электроосмоса и электрофореза. Данный способ хорош тем, что может быть, полностью контролируем в ходе чистки.
В последнее время ученые зарубежных стран все больше обращают внимание на технологии «биовосстановления», однако разработки в этом направлении, к сожалению, не очень стремительны и обширны из-за своей дороговизны [14]. Загрязненная почва помещается в специальный биореактор, обрабатывается с помощью паровой вытяжки и кислорода (воздуха), подаваемого по специальным трубопроводам, а также обработки питательными веществами и воздействием температур. Иногда биоматериалы и питательные вещества в данной технологии комбинируются с химическими препаратами и средствами обработки загрязненных почв.
К биовосстановительным технологиям также относится метод биовентиляции, используемый в США в широких масштабах. По горизонтально или вертикально установленным трубкам нагнетается в почвенный покров под необходимым давлением воздух, для обеспечения кислородом почвенных микроорганизмов, которые участвуют в процессе разложения органических веществ до СО2 и воды. Струя воздуха значительную часть загрязнений выносит через основу, при этом загрязненные частицы уже успевают под действием микроорганизмов разложиться. Таким образом, выходящий газ уже проходит очистку и, поэтому, издержки на его последующую очистку уже уменьшаются под естественным процессом жизнедеятельности почвенных микробов.
Одним из перспективных и эффективных направлений в области биоразработок очистных технологий при мелиорации почв, при очистке их от загрязнений нефтепродуктами считаются агротехнологии с внесением минеральных удобрений и высевом трав мелиорантов [15]. Суть этой технологии заключается в посеве однолетних и многолетних трав с развитой корневой системой, имеющие повышенную устойчивость к воздействию нефтепродуктов и способных адаптироваться к росту в различных условиях. Этот метод материально не затратный, не требует особого оборудования или знаний и направлен на естественную биологическую окислительную активацию почвенных процессов. Однако, высев растений (биологическая рекультивация) выполняется после механического взрыхления почвы, т.е. проведения технической рекультивации почвенного покрова, с целью повышения ее продуктивной функции (восстановления) и для дельнейшего использования. Процесс биологического восстановления в данном случае протекает в двух направлениях.
Для первого направления используются технологии и методики вывода самого нефтепродукта из почвы, которые описаны выше. А во втором направлении целью стоит восстановление продуктивной характеристики почвы - возможности прорастания растительности. Выбор направления восстановления почвы зависит от технического состояния почвенного покрова на начальном этапе (степень загрязнения, условия залегания, эффективность первичной очистки и т.п.).
На эффективность применения современных биотехнологий в борьбе с загрязнениями почв нефтепродуктами обратили внимание исследователи Канады. Ими разработан способ очистки почвы, который дает возможность практически в естественных условиях восстановить продуктивность почв, при этом не требуются специальные технологии, умения и знания сотрудников, вложение крупных инвестиций и т.п. Суть этого метода заключается в следующем: загрязненный грунт предварительно делят на отдельные сектора для удобства их обработки. На глубину около 3 метров на грунт размещают перфорированные пластмассовые трубы змейкой. Сверху на эти трубы засыпается гравий, керамзит или любой другой материал с высокой дренажной способностью. На этот дренаж засыпается слой загрязненного грунта и слой удобрений. Эти слои чередуют до уровня земли. В качестве удобрений используют торф, навоз, торф, опил, трава и минеральные удобрения, также можно добавлять микробиологические вещества [16], [17], [18].
Оборудованные гряды сверху надо укрыть пленкой из полиэтилена, а через трубы подается компрессированный воздух необходимой мощности от генераторов, работающих на любом горючем или электричестве. Такая технология является эффективной и зимой, если дополнительно гряды накрыть плотной пленкой, а в трубы подавать теплый воздух. Так как полиэтилен и сами трубы можно использовать многократно, то этот способ является и экономически выгодным.
Таким образом, для зарубежной практики по очистке загрязненных нефтепродуктами почв применяются технологии, выбор которых может зависеть от следующих факторов:
-
обработка масштабного участка грунта путем извлечения его и переработки на стационарных предприятиях (промышленное производство) с последующим обогащением минеральными и химическими веществами (так называемая обработка offsitu); -
обработка in situ (на месте), суть которой заключается в нагнетании в загрязненный слой почвы специальных химических препаратов или агентов с последующей утилизацией парогазообразных частиц, выделяющихся при этом процессе; -
обработка небольших извлеченных объемов грунта недалеко от места их нахождения с последующим обогащением и возвратом на прежнее место (обработка ex-situ); -
локализация вредных веществ в пределах отдельного участка путем проведения физико-химической стабилизации (использование цемента, шлаков, жидкого стекла и т. п.), с целью недопущения загрязнения грунтовых вод (разновидность обработки in situ) [19].
Таким образом, по оценкам специалистов, даже при тщательном хранении, транспортировке, использовании, соблюдая меры безопасности, потери нефтепродуктов достигают почти 2%. Попадая в окружающую среду, нефтепродукты загрязняют воздушную, водную, почвенную среду. Для сельскохозяйственного производства особую опасность представляет загрязнение почв. Они негативно влияют на рост и развитие растений, качество полученной продукции, а при значительных загрязнениях приводят к гибели посева. Окружающая среда испытывает негативную нагрузку и экологические проблемы, которые в значительной степени можно снизить, применяя различные препараты и технологии. На сегодняшний день эффективным средством борьбы с последствиями загрязнения почвы нефтью и нефтепродуктами можно считать комплексное применение механических и физико-химических технологий с обязательным последующим обогащением почв биологическими микроорганизмами и препаратами.