Проблемы рекультивации земель

Проблема загрязненных грунтов остро стоит не только в нашей стране. В зонах добычи нефти и других полезных ископаемых данная проблема стоит крайне остро. В ходе добычи практически никто не заботится об утилизации нефтяного шлама. Последний загрязняет тысячи гектар земли. Дабы хоть как-то решать данную проблему необходимо своевременно заниматься рекультивацией земли. Процесс очистки земли от всякого рода загрязнений достаточно сложный как сам по себе, так и в технологическом плане. Земля способна производить самоочистку естественным образом, но этот процесс растянется на долгие годы.

Шламовые амбары

Подобных «складов» на нашем континенте насчитывается десятки тысяч. Они требуют рекультивации. Шламовыми амбарами называют ямы-накопители с нефтяными отходами. Средний размер такой ямы составляет от пятидесяти до ста метров. Обычно они создаются неподалеку от буровых скважин. Сюда свозят всякие нефтяные растворы и химические реагенты.

Каждый амбар способен вместить до пятисот кубических метров отходов бурения. Такая смесь содержит в себе воду и имеет вид сметанообразной массы. Они оказывают крайне негативное влияние на окружающую экосистему. В случае необходимости «законсервировать» один такой амбар необходимо несколько сотен кубических метров песка.

Нефтяным компаниям приходится заниматься ликвидацией до трехсот пятидесяти амбаров в год. При проведении утилизации отходов подобным образом, в этих местах появляются участки-источники загрязнения нижележащих грунтовых вод на долгие годы. Такие захоронения лишь увеличивают сроки негативного воздействия шламовых отходов на окружающую среду. Вода содержит растворенные химические соединения. Подобные захоронения практически не контактируют с воздухом, а это означает, что окислительные процессы значительно замедляются во времени. В свою очередь процесс утилизации также растягивается во времени.

Шламовые амбары оказывают негативное воздействие на окружающую среду. Здесь фиксируется повышенное содержание целого ряда веществ, которые негативно влияют на почвы и все вокруг. Наличие титана, марганца, кадмия, свинца и прочих металлов превышаю предельно допустимые нормы не на десятки процентов, а в разы. В основном такое явление зафиксировано на болотистых местностях. Источниками загрязнения являются не только шламовые амбары, но и различные работы, которые ведутся в этой зоне.

Существует практика, при которой производится захоронение земель на специальных полигонах. Данный метод оправдывает себя с экономической стороны вопроса, но на состояние среды вокруг воздействует не самым лучшим образом. Загрязненные грунты способы длительное время негативно влиять на окружающую среду. Полигоны необходимо обустроить таким образом, чтобы «законсервировать» отходы и оградить окружающую среду от их негативного влияния.

Рекультивацию земли можно провести и альтернативными способами, а для загрязненных нефтепродуктами земельных участков необходим рационализаторский подход. Составной частью нефтесодержащих отходов является углеводородная составляющая. Современные технологии предоставляют возможность извлекать жидкую фракцию из отходов и возвращать ее в цикл. Проведя повторную обработку нефтяных отходов можно получить товарный продукт.

Современность нынешних тенденций заключаются в постоянной модернизации существующих методов переработки нефтяных отходов, повышая эффективность мероприятий. Эти методы состоят из нескольких условных групп. Рассмотрим их:

Термические методы

Существует два термических метода, которые составляют основу в данной сфере. Один из них носит название термодесорбция, а другой – термодеструкция. Термическим способом оказывают воздействие на нефтезагрязняющий материал, поместив его в барабанной печи. Здесь осуществляется извлечение углеводорода из состава смеси. Показатели концентрации становятся значительно меньшими и достигают отметки 0,5%. Рекультивантом является конечный продукт. Этот метод имеет существенный недостаток. Метод заключается в необходимости собирать и вывозить грунт. После данной процедуры оставшаяся часть может быть использована в качестве сырья для строительства.

Утилизация отходов путем сжигания

Это еще один метод борьбы с нефтяными загрязнениями почвы. Данный метод имеет массу отрицательных моментов. Во-первых, в этом случае происходит повторное загрязнение земель и окружающей среды. Обусловлено это тем, что в процессе утилизации образовываются продукты неполного сгорания углеводородов. Происходит выгорание растительности, уничтожение органических компонентов почвы, нарушается биоценоз. По этим причинам данный метод утилизации нефтяных отходов используется лишь в крайних случаях, при возникновении аварийных ситуаций. К последним относятся случаи возникновения угрозы загрязнения нефтепродуктами питьевой воды.

Биологические методы

В основу положены специфические способности микроорганизмов. Они как катализатор, ускоряют процесс разложения нефти. Биологический метод имеет ряд преимуществ:

• Экологически безопасен;
• Разложение нефтепродуктов происходит до безвредных компонентов;
• Сохраняется структура почвы;
• Не является дополнительным источником загрязнения окружающей среды.

Биологическому разложению нефтепродуктов способствует аэробная микрофлора. Она развивается благодаря процессам окисления нефтяных продуктов. Не последнее значение в данном процессе играют различные микроорганизмы, они обеспечивают внутриклеточное окисление углеводородов. Для того чтобы процесс окисления проходил эффективно, должны быть созданы оптимальные условия. После того, как физико-химический этап деградации нефти завершен, рекомендуется использование биологических препаратов.

Научный подход

За последнюю десятилетку ученые все больше стали интересоваться изучением углеводородокисляющими микроорганизмами. Свои исследования ученые направляют на изучение биотрансформации, биодеградации, биоремедиации нефтяных углеводородов. Их также интересовал вопрос использования нефтеденградирующих организмов. Результаты этих трудов легли основу различных разработок в области биоремедиации нефти. На основе этих штаммов производятся различные препараты, которые способствуют ликвидации углеводородных загрязнений.

Перспективность использования новых технологий очевидна, но многие люди к таким новшествам относятся настороженно. Хотя бы потому, что пугает дороговизна сорбента, узкий диапазон его применения. Экологи же протестуют против введения микроорганизмов в окружающую среду. В случае непродуманного использования подобных штаммов в природе может произойти природный дисбаланс. Опасность заключается еще и в том, что эти микроорганизмы, как и любая другая условно-патогенная флора, при некоторых условиях могут спровоцировать инфекционные заболевания у человека и животных. Хотя, доказательств инфекционных вспышек нет. Современные технологии позволяют с величайшей точностью идентифицировать, из каких штаммов состоит культура микроорганизмов и, собственно, от этих патогенных штаммов изначально избавиться.

Есть и другая сторона медали. Производство в промышленных масштабах препаратов не налажено. В процессе производства используются различные субстраты. Из-за их неоднозначно ведущего себя химического состава могут возникнуть проблемы с использованием продукта в дальнейшем. Обнаружены некоторые отклонения в технологиях очистки загрязненного нефтью материала. Это факт является весомым и оказывает большое влияние на взаимодействие с фирмами-подрядчиками, которые предлагают подобные препараты. Часто происходит так, что они не в состоянии продемонстрировать требуемые степени очистки. Причины тому различные с технологическими нарушениями в производстве биологических препаратов.

Существует ряд факторов, которые существенно влияют на эффективность работ. К ним относятся:

1. Количество нефтяных продуктов, которые вылились и попали в почву и местные воды. Площадь, степень и глубина загрязнения;
2. Возраст загрязнения и состав нефтепродуктов;
3. Распределение УВ компонентов, их биодоступность;
4. Длительность вегетации;
5. Различные физические и химические параметры, целевое назначение;
6. Имеется ли возможность искусственной аэрации загрязненного нефтепродуктами участка;
7. Допустимые нормы предельного содержания нефти в грунте.

Аэробная среда способствует разложению углеводорода. Факт известен многим. То, насколько хорошо «нефтесклад» обеспечивается кислородом, зависит от почвы и ее типа, влажности и природы происхождения. Важна структура сообщества. Важную роль в процессе играет кислотность почвы. Активность микроорганизмов наблюдается в узком диапазоне уровня кислотности. Чтобы достичь оптимального показателя уровня pH необходимо прибегать к агрохимическим мероприятиям.

Количество биологических препаратов для процесса утилизации загрязнения зависит от нескольких факторов: природы загрязнения, его количества на единице площади (концентрация), химсостав и условия, при которых проводятся работы.

Химический и минеральный составы почвы распределяются хаотически. По этой причине в различных районах приходится использовать разное количество биологических препаратов. Эффективным использование биологических препаратов будет в том случае, если концентрация нефтепродуктов в земле не превышает десяти процентов. Если степень загрязнения превышает отметку в пять процентов, то внесение биологических препаратов необходимо повторить.