способ комплексной рекультивации почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами. Рекультивация грунтов загрязненных нефтью


29 Мероприятия по рекультивации почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами

Мероприятия по рекультивации почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами, необходимо назначать с учетом санитарно-гигиенических норм и оценки экологической обстановки территорий

В Нидерландах для оценки загрязнения почв применяют три уровня:

1 – фоновый с содержанием нефтепродуктов 50 мг/кг почвы;

2 – повышенное загрязнение (1000мг/кг), при котором выявляют и устраняют причины загрязнения, организовывают мониторинг;

3 – высокое загрязнение (5000 мг/кг) – служит основанием проведения рекультивации и грунтовых вод.

В Германии допустимое содержание нефтепродуктов в почве водоохранных зон и заповедников равно 300 мг/кг; почв древних речных долин – 3000 мг/кг;  водоразделов – 5000 мг/кг. Многие западноевропейские страны за верхний безопасный уровень содержания нефтепродуктов в почве принимают 1000 мг/кг.

Для России в нефтедобывающих районах институт Геоэкологии РАН рекомендует безопасные уровни загрязнения грунтов нефтепродуктами в мерзлотно-тундровых и таежных районах до 1000 мг/кг, в таежно-лесных – до 5000 мг/кг, лесостепных и степных районах – до 10000 мг/кг. За нижний безопасный уровень загрязнения грунтов принимается 1000 мг/кг, рекультивационные работы рекомендуют начинать при содержании нефтепродуктов - 5000 мг/кг.

Местным институтом биологии в Республике Башкортостан предельное допустимое содержание нефтепродуктов было принято равным 1000 мг/кг, выше которого необходимы рекультивационные работы. Для Москвы  утверждено предельное содержание нефтепродуктов 300 мг/кг.

В отдельных регионах страны в качестве ориентировочно допустимых уровней используют «фоновые значения» содержания углеводородов в почве или такое содержание нефтепродуктов, при котором за счет самоочищающей способности почвы в течение одного года восстанавливается продуктивность растений или восстанавливаются микробиологические процессы.

Если учитывать, что фоновое содержание нефтепродуктов в грунтах для территории России изменяется  от 10 до 500 мг/кг, а подавление микробиологических процессов на вновь загрязненных землях начинается при содержании нефтепродуктов 200…300 мг/кг, то для сельскохозяйственных земель ПДС нефтепродуктов не должно быть больше 300 мг/кг. Норматив содержания нефти и нефтепродуктов при рекультивации необходимо определять с учетом фонового содержания, характера загрязнения, вида нефтепродуктов, характера использования земель и природных условий, обуславливающих самоочищающую способность компонентов геосистем.

В настоящее время принято для земель сельскохозяйственного назначения первого уровня рекультивации (низкий уровень загрязнения нефтью и нефтепродуктами) содержание их в почве 300…1000 мг/кг, второго (средний и высокий уровень загрязнения) – 1000…5000 мг/кг, третьего (очень высокий уровень загрязнения) – выше 5000 мг/кг. Для земель несельскохозяйственного назначения эти пределы следующие: 1 уровень – 1000…5000 мг/кг, 2 уровень - 5000…10000 мг/кг, 3 уровень – свыше 10000 мг/кг.

Состав работ первого уровня рекультивации направлен на активизацию почвенных микроорганизмов по деструкции углеводородов. Сюда входят рыхление почвы, внесение извести, гипса, высоких доз органических и минеральных удобрений с последующей запашкой, создание мульчированной поверхности из высокопитательных смесей, посев нефтетолерантных растений повышенными нормами.

В составе рекультивационных работ второго уровня проводят замену загрязненного слоя путем удаления последнего, создают рекультивационный слой способом смешивания замазученных и чистых слоев почвы, вносят органоминеральные и бактериальные активаторы (керамзитовые окатыши, навоз, биодеструкторы), устраивают поглотительно-экранирующие слои под загрязненным слоем из минеральных грунтов и извести. Почвы с высоким уровнем загрязнения направляют на переработку с целью добычи извлекаемой части нефтепродуктов, после чего их рекультивируют в стационарных или полевых условиях.

Одним из приоритетных способов очистки почв от нефтепродуктов является использование биодеструкторов. Их эффективность обеспечивается активностью микроорганизмов по отношению к углеводородам в условиях хорошей аэрации почв, благоприятного водного, температурного (5…30 0С) и питательного режимов почв. Так, благодаря действию таких препаратов содержание нефтепродуктов в почве за 10 суток может снизиться на 30 %. По мере снижения загрязненности почвы применяют мероприятия первого уровня рекультивации.

Рекультивацию земель, входящих в зону чрезвычайной экологической ситуации или экологического бедствия (второй и третий уровни), проводят как систему мероприятий в составе инженерно-экологической системы. Создание такой системы обусловлено высокой подвижностью нефтепродуктов в компонентах геосистемы, особенно при длительном загрязнении почв.  Подобные антропогенные залежи нефтепродуктов формируются вблизи складов топливно-смазочных материалов, нефтебаз и нефтеперерабатывающих заводов. Поэтому реализуемыми задачами инженерно-экологической системы является рекультивация почв, защита рек и водозаборов от загрязнения нефтепродуктами с одновременной локализацией очагов загрязнения подземных вод.

Основу системы могут составлять такие инженерные сооружения, как дамба обвалования, стена в грунте, нагнетательные скважины, горизонтальный и вертикальный дренажи, добывающие скважины, а также мероприятия по технической и биологической рекультивации загрязненных земель.

 Мероприятия и функции управляемой системы:

- дамба обвалования и мероприятия по организации поверхностного стока предназначены для защиты загрязненной территории от затопления во время паводка и предотвращения поверхностного смыва нефтепродуктов; аккумулированный поверхностный сток после предварительного биодеструктирования и доочистки направляется в водооборотные системы промышленных предприятий;

- стена в грунте, представляющая собой противофильтрационную завесу и устраиваемая по контуру нефтяной залежи преимущественно в зоне разгрузки загрязненных потоков а также нагнетательные скважины обеспечивают подъем несвязных нефтепродуктов, которые захватываются добывающими скважинами;

- добывающие скважины, в пределах контура загрязнения в регулируемом режиме откачивают загрязненные подземные воды, которые по системе трубопроводов направляются на очистные сооружения;

- рекультивация загрязненных земель в условиях регулирования гидрохимического режима почв обеспечивает восстановление их продуктивности и создает условия для получения качественной растительной продукции на приусадебных участках и сельскохозяйственных угодьях;

- управление инженерно-экологической системой осуществляют на основе экологического мониторинга, проводимого на рекультивируемой территории.

Контрольные вопросы: 1. Что такое рекультивация, какие земли нуждаются в ней? 2. Рекультивационный режим. 3. Этапы рекультивации. Особенности биологического этапа. 4. Рекультивация земель, загрязненных нефтепродуктами. Какие существуют технологии для очистки земель? 5. Использование сорбентов в рекультивации земель

studizba.com

Способ комплексной рекультивации почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами

Изобретение относится к области рекультивации почв и грунтов, загрязненных нефтью и нефтепродуктами. Способ включает сбор разлитой нефти, механическую обработку загрязненного участка, бактериальную обработку и внесение минеральных удобрений. При этом механическую обработку проводят путем перемещения загрязненного грунта в одну сторону на расстояние не менее ширины траншеи. Осуществляют разработку траншеи, изолируют дно и стенки образованной траншеи для предотвращения распространения загрязнения. Укладывают на загрязненный грунт компоненты для бактериальной обработки. Нефтезагрязненный грунт с компонентами для бактериальной обработки перемещают с одновременным перемешиванием в траншею с увлажнением, проводят планировку и рекультивацию участка. Способ позволяет сократить время восстановления загрязненного участка почвы и повысить эффективность рекультивации. 2 ил.

 

Изобретение относится к способам охраны окружающей среды, а именно к способам восстановления почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами в случае повреждений и отказов трубопроводов, а также на площадках депонированного хранения загрязненного грунта.

Известна технология рекультивации нефтезагрязненных почв, включающая локализацию ареала загрязнения, сбор разлитой нефти из траншей и выемок, обработку нефтезагрязненной почвы бактериальными препаратами и нанесение на загрязненный участок торфа ("Технологический регламент на рекультивацию нефтезагрязненных почв на промыслах Западной Сибири". Тюмень, СибНИИНП, 1993, с.7-12).

Этот способ имеет существенный недостаток. Такой способ рекультивации состоит из ряда последовательно выполняемых видов работ, которые производятся в определенной очередности. Каждый последующий вид работ выполняется только после того, как произведены работы предыдущего вида. В итоге на восстановление нарушенного в результате хозяйственной деятельности земельного участка затрачивается много времени. Другими словами, реализация такого способа характеризуется продолжительностью во времени и растягивается на значительный период.

Известен способ восстановления загрязненного земельного участка, включающий работы по сбору нефти и механической обработке земельного участка (патент РФ на изобретение №2142533, МПК Е02В 15/04, В09С 1/00, опубл. 10.12.1999).

Однако способ имеет существенный недостаток, заключающийся в следующем. Процессы деградации нефтезагрязненных земель происходят медленно, поскольку условиями, благоприятствующими разложению нефти, являются только климатические. Процесс самоочищения почвы необходимо инициировать для ускорения ее восстановления. Кроме этого, в первую очередь разлагаются легкие фракции нефти, а тяжелые фракции остаются в грунте и в последующем затраты на рекультивацию возрастают из-за необходимости принятия дополнительных мер для разложения тяжелых фракций.

В настоящее время существуют механические, физико-химические и химические способы очистки почвы от нефтепродуктов. Однако наиболее полное восстановление нарушенных нефтеразливами биоценозов может быть достигнуто только с применением технологий, основанных на использовании биологических способов, поскольку интенсивность и характер разложения нефтяных углеводородов в почве в конечном итоге определяется функциональной активностью углеводородокисляющих микроорганизмов, способных усваивать нефть в качестве единственного источника углерода.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению является способ рекультивации нефтезагрязненных земель, включающий одновременные работы по сбору нефти и механической обработке земельного участка (патент РФ на изобретение №2182049, МПК В09С 1/00, В09С 1/01, опубл. 10.05.2002).

Однако способ имеет существенный недостаток, заключающийся в следующем. После разработки загрязненного участка почвы возможно проникновением нефтесодержащих продуктов глубже в грунт, поэтому требуется дополнительное время для проведения обработки загрязненного участка.

Технической задачей данного изобретения является сокращение времени восстановления загрязненного участка почвы за счет разработки высокоэффективного способа очистки земель от нефти и нефтепродуктов.

Поставленная задача решается в способе комплексной рекультивации почв, включающем сбор разлитой нефти, механическую обработку загрязненного участка, бактериальную обработку и внесение минеральных удобрений, и отличающемся тем, что механическую обработку производят путем перемещения загрязненного грунта в одну сторону на расстояние не менее ширины траншеи, разработки траншеи, изоляции дна и стенок образованной траншеи для предотвращения распространения загрязнения, укладки на загрязненный грунт компонентов для бактериальной обработки, перемещения с одновременным перемешиванием нефтезагрязненного грунта с компонентами для бактериальной обработки в траншею с увлажнением, планировки и рекультивации участка.

На фиг.1 изображен процесс разработки нефтезагрязненного участка;

на фиг.2 - общий вид участка после проведения мероприятий.

При разливе нефти и нефтепродуктов, включая чрезвычайные происшествия, на почве детоксикацию (биологическую обработку) с последующей рекультивацией почвы осуществляют следующим образом: производят сбор качественной нефти с последующей ее транспортировкой к месту переработки. Сбор нефти осуществляют с помощью впитывающих природных сорбентов, драг, специального оборудования. Затем производят механическую обработку путем перемещения загрязненного грунта в одну сторону бульдозерами на расстояние не менее ширины траншеи. Заранее производят снятие плодородного слоя почвы в местах сгруживания нефтезагрязненного грунта.

Далее производят разработку траншеи с параметрами, превосходящими объем загрязненной почвы вместе с компонентами детоксикации (бактериальной обработки), с помощью одноковшового экскаватора (ЭО) или экскаватора траншейного цепного (ЭТЦ), на глубину, рассчитанную заранее. Затем в образованной траншее проводят мероприятия, связанные с предотвращением проникновения нефти глубже, для этого делают изоляцию дна и стенок траншеи из специальной пленки (полиэтилен), в зависимости от высоты подъема уровня грунтовых вод.

Производят укладку нефтезагрязненного грунта с компонентами для детоксикации (бактериальной обработки) вдоль приготовленной траншеи. В компоненты биологической очистки входят сорбент, биопрепарат, эффективные микроорганизмы и биогумус. Затем укладку нефтезагрязненного грунта с компонентами в траншею производят по средством перемещения с одновременным перемешиванием до требуемой однородности. После укладки производят увлажнение.

Далее процесс повторяется.

После разработки всей площади разлива нефтепродукта легким автогрейдером осуществляют планировку с последующей рекультивацией (укладку растительного слоя, в качестве растительного слоя используют многолетние травы: клевер луговой и красный, овсяницу луговую, мятник луговой) по всей площади плодородного слоя.

Предложенный способ позволяет производить очистку различных типов нефтепродуктов (мазута, дизельного топлива, бензина, керосина), сократить затраты на транспортировку нефтезагрязненного грунта, повысить эффективность рекультивации, сократить время на восстановление плодородного слоя.

Способ комплексной рекультивации почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами, включающий сбор разлитой нефти, механическую обработку загрязненного участка, бактериальную обработку и внесение минеральных удобрений, отличающийся тем, что механическую обработку производят путем перемещения загрязненного грунта в одну сторону на расстояние не менее ширины траншеи, разработки траншеи, изоляции дна и стенок образованной траншеи для предотвращения распространения загрязнения, укладки на загрязненный грунт компонентов для бактериальной обработки, перемещения с одновременным перемешиванием нефтезагрязненного грунта с компонентами для бактериальной обработки в траншею с увлажнением, планировки и рекультивации участка.

www.findpatent.ru

способ комплексной рекультивации почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами

Изобретение относится к области рекультивации почв и грунтов, загрязненных нефтью и нефтепродуктами. Способ включает сбор разлитой нефти, механическую обработку загрязненного участка, бактериальную обработку и внесение минеральных удобрений. При этом механическую обработку проводят путем перемещения загрязненного грунта в одну сторону на расстояние не менее ширины траншеи. Осуществляют разработку траншеи, изолируют дно и стенки образованной траншеи для предотвращения распространения загрязнения. Укладывают на загрязненный грунт компоненты для бактериальной обработки. Нефтезагрязненный грунт с компонентами для бактериальной обработки перемещают с одновременным перемешиванием в траншею с увлажнением, проводят планировку и рекультивацию участка. Способ позволяет сократить время восстановления загрязненного участка почвы и повысить эффективность рекультивации. 2 ил.

Изобретение относится к способам охраны окружающей среды, а именно к способам восстановления почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами в случае повреждений и отказов трубопроводов, а также на площадках депонированного хранения загрязненного грунта.

Известна технология рекультивации нефтезагрязненных почв, включающая локализацию ареала загрязнения, сбор разлитой нефти из траншей и выемок, обработку нефтезагрязненной почвы бактериальными препаратами и нанесение на загрязненный участок торфа ("Технологический регламент на рекультивацию нефтезагрязненных почв на промыслах Западной Сибири". Тюмень, СибНИИНП, 1993, с.7-12).

Этот способ имеет существенный недостаток. Такой способ рекультивации состоит из ряда последовательно выполняемых видов работ, которые производятся в определенной очередности. Каждый последующий вид работ выполняется только после того, как произведены работы предыдущего вида. В итоге на восстановление нарушенного в результате хозяйственной деятельности земельного участка затрачивается много времени. Другими словами, реализация такого способа характеризуется продолжительностью во времени и растягивается на значительный период.

Известен способ восстановления загрязненного земельного участка, включающий работы по сбору нефти и механической обработке земельного участка (патент РФ на изобретение №2142533, МПК Е02В 15/04, В09С 1/00, опубл. 10.12.1999).

Однако способ имеет существенный недостаток, заключающийся в следующем. Процессы деградации нефтезагрязненных земель происходят медленно, поскольку условиями, благоприятствующими разложению нефти, являются только климатические. Процесс самоочищения почвы необходимо инициировать для ускорения ее восстановления. Кроме этого, в первую очередь разлагаются легкие фракции нефти, а тяжелые фракции остаются в грунте и в последующем затраты на рекультивацию возрастают из-за необходимости принятия дополнительных мер для разложения тяжелых фракций.

В настоящее время существуют механические, физико-химические и химические способы очистки почвы от нефтепродуктов. Однако наиболее полное восстановление нарушенных нефтеразливами биоценозов может быть достигнуто только с применением технологий, основанных на использовании биологических способов, поскольку интенсивность и характер разложения нефтяных углеводородов в почве в конечном итоге определяется функциональной активностью углеводородокисляющих микроорганизмов, способных усваивать нефть в качестве единственного источника углерода.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению является способ рекультивации нефтезагрязненных земель, включающий одновременные работы по сбору нефти и механической обработке земельного участка (патент РФ на изобретение №2182049, МПК В09С 1/00, В09С 1/01, опубл. 10.05.2002).

Однако способ имеет существенный недостаток, заключающийся в следующем. После разработки загрязненного участка почвы возможно проникновением нефтесодержащих продуктов глубже в грунт, поэтому требуется дополнительное время для проведения обработки загрязненного участка.

Технической задачей данного изобретения является сокращение времени восстановления загрязненного участка почвы за счет разработки высокоэффективного способа очистки земель от нефти и нефтепродуктов.

Поставленная задача решается в способе комплексной рекультивации почв, включающем сбор разлитой нефти, механическую обработку загрязненного участка, бактериальную обработку и внесение минеральных удобрений, и отличающемся тем, что механическую обработку производят путем перемещения загрязненного грунта в одну сторону на расстояние не менее ширины траншеи, разработки траншеи, изоляции дна и стенок образованной траншеи для предотвращения распространения загрязнения, укладки на загрязненный грунт компонентов для бактериальной обработки, перемещения с одновременным перемешиванием нефтезагрязненного грунта с компонентами для бактериальной обработки в траншею с увлажнением, планировки и рекультивации участка.

На фиг.1 изображен процесс разработки нефтезагрязненного участка;

на фиг.2 - общий вид участка после проведения мероприятий.

При разливе нефти и нефтепродуктов, включая чрезвычайные происшествия, на почве детоксикацию (биологическую обработку) с последующей рекультивацией почвы осуществляют следующим образом: производят сбор качественной нефти с последующей ее транспортировкой к месту переработки. Сбор нефти осуществляют с помощью впитывающих природных сорбентов, драг, специального оборудования. Затем производят механическую обработку путем перемещения загрязненного грунта в одну сторону бульдозерами на расстояние не менее ширины траншеи. Заранее производят снятие плодородного слоя почвы в местах сгруживания нефтезагрязненного грунта.

Далее производят разработку траншеи с параметрами, превосходящими объем загрязненной почвы вместе с компонентами детоксикации (бактериальной обработки), с помощью одноковшового экскаватора (ЭО) или экскаватора траншейного цепного (ЭТЦ), на глубину, рассчитанную заранее. Затем в образованной траншее проводят мероприятия, связанные с предотвращением проникновения нефти глубже, для этого делают изоляцию дна и стенок траншеи из специальной пленки (полиэтилен), в зависимости от высоты подъема уровня грунтовых вод.

Производят укладку нефтезагрязненного грунта с компонентами для детоксикации (бактериальной обработки) вдоль приготовленной траншеи. В компоненты биологической очистки входят сорбент, биопрепарат, эффективные микроорганизмы и биогумус. Затем укладку нефтезагрязненного грунта с компонентами в траншею производят по средством перемещения с одновременным перемешиванием до требуемой однородности. После укладки производят увлажнение.

Далее процесс повторяется.

После разработки всей площади разлива нефтепродукта легким автогрейдером осуществляют планировку с последующей рекультивацией (укладку растительного слоя, в качестве растительного слоя используют многолетние травы: клевер луговой и красный, овсяницу луговую, мятник луговой) по всей площади плодородного слоя.

Предложенный способ позволяет производить очистку различных типов нефтепродуктов (мазута, дизельного топлива, бензина, керосина), сократить затраты на транспортировку нефтезагрязненного грунта, повысить эффективность рекультивации, сократить время на восстановление плодородного слоя.

Способ комплексной рекультивации почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами, включающий сбор разлитой нефти, механическую обработку загрязненного участка, бактериальную обработку и внесение минеральных удобрений, отличающийся тем, что механическую обработку производят путем перемещения загрязненного грунта в одну сторону на расстояние не менее ширины траншеи, разработки траншеи, изоляции дна и стенок образованной траншеи для предотвращения распространения загрязнения, укладки на загрязненный грунт компонентов для бактериальной обработки, перемещения с одновременным перемешиванием нефтезагрязненного грунта с компонентами для бактериальной обработки в траншею с увлажнением, планировки и рекультивации участка.

www.freepatent.ru

РЕКУЛЬТИВАЦИЯ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ рекультивация — весь комплекс

РЕКУЛЬТИВАЦИЯ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ "рекультивация" - весь комплекс работ, проводимый на нарушенной территории и включающий в себя: сбор и нейтрализацию нефтяной органики, восстановление плодородия почвы и создание стабильного растительного покрова.

три основных этапа естественного разрушения нефти на земной поверхности: I этап - длится в среднем 1, 5 года. Преобладают физико-химические процессы, включающие проникновение нефти вглубь почвы, испарение легких фракций, вымывание, окисление атмосферным кислородом и фотохимическое разложение нефтяных углеводородов. Концентрация нефти в почве за этот период снижается на 40 -50%. II этап - длится 3 -4 года после окончания первого. Разложение нефти происходит под воздействием почвенных углеводородокисляющих микроорганизмов, численность которых при этом увеличивается в 25 раз. Происходит разрушение метано-нафтеновых фракций, являющихся самыми токсичными компонентами нефти для растений и почвенных животных. III этап - начинается через 4, 5 -5 лет после разлива нефти и длится до ее полного разрушения. Этап характеризуется микробиологическим разложением остальной менее токсичной части углеводородов и смолистоасфальтеновых компонентов, которые образуют на загрязненной поверхности сплошные жесткие корочки - так называемые киры. В самом начале этапа возможно возобновление некоторых видов растений, устойчивых к повышенному содержанию нефти в грунте. Но их появлению препятствуют киры, которые не позволяют воздуху проникать в корнеобитаемый слой торфа, вызывая своеобразное удушье растений и почвенных животных. С химической точки зрения, полностью процесс естественного разрушения нефти заканчивается не менее чем через 25 лет, однако токсические свойства нефти исчезают уже через 10 -12 лет, продукты ее разложения частично включаются в почвенный гумус, частично растворяются и удаляются из почвенного профиля.

Рекультивация как совокупность химических, биологических и физических методов очистки почв РЕМЕДИАЦИЯ (от латинского remedium «лекарственное средство» ) – совокупность биологических и химических технологий очистки почв от антропогенного загрязнения. Биоремедиация - способ ремедиации почв с использованием биологических средств. Одним из важнейших направлений ремедиации является очистка почв от нефтяного загрязнения. К физическим методам рекультивации загрязнённых земель относится механическое снятие замазученных и битуминизированных грунтов, содержащих свыше 5 % углерода нефтепродуктов, либо удаление плёнки нефтепродуктов при помощи гидронасоса с последующим покрытием очищенной территории известью, металлолитейным песком, керамзитом. К химическим методам рекультивации земель относятся обработка почвы высокоактивными адсорбентами, гипсование с промыванием, внесение органических и минеральных удобрений. В настоящее время наиболее эффективным методом рекультивации (ремедиации) нефтезагрязненных почв является биологический, резко сокращающий (в 3 -4 раза) время восстановления земель. К биологическим методам рекультивации относятся внесение микробных препаратов, разлагающих нефть, направленная активизация почвенной микрофлоры, а также фитомелиорация – высев многолетних трав.

эколого-экономический эффект: 1. сокращение периода очищения и восстановления нарушенных участков до исходных состояний; 2. снижения общих материальных затрат на рекультивацию. типичные ошибки, допускаемые при проведении рекультивационных работ на нефтезагрязненных участках болот. При ликвидации свежих разливов нефти в первые два года применяются следующие мероприятия: 1) засыпка загрязненных участков песком и торфом, 2) перепахивание или рыхление поверхности сельхозорудиями (бороны, плуги и т. д. ) и гусеницами вездеходов, 3) внесение нефтеокисляющих микроорганизмов (НОМ).

ЛОКАЛИЗАЦИЯ РАЗЛИВА НЕФТИ И ЕЁ СБОР Торфяная обваловка по периметру разлива (используются болотоходы типа "КАРТ"). Проходка направляющих траншей и борозд к общему приемному зумпфу. Установка мобильных боновых заграждений. Сбор нефти производится с использованием обычной откачивающей техники и специализированных нефтесборщиков. Для сбора нефти из межкочковых углублений - ранцевые вакуумные насосы. Основное условие сбора нефти - минимальное перемещение техники и людей по рекультивируемой поверхности, по сохранившимся участкам растительности. Сбор остаточной нефти - метод принудительной отмывки почв и растительного покрова от нефти водой (заводнение загрязненного участка на непродолжительный период, либо его периодическим дождеванием поливальными установками). Использование сорбентов, в частности торфяных матов (удерживающая способность 1 м 2 составляет от 10 до 40 кг нефти при 1215 -тикратном использовании). Уникальные сорбционные свойства имеет и природный минерал - вермикулит. Использование биопрепаратов, содержащих готовые ферменты, разрушающие нефтяные углеводороды (Белвитамин). Мульчирование загрязненной поверхности, с помощью лесопожарных грунтометов, тонким слоем (3 -5 см) высушенной торфяной (сфагновой) крошкой.

Восстановление нефтезагрязненных участков верховых болот возможно сократить с двух-трех десятков лет, которые потребовались бы в случае естественного протекания процессов их самовосстановления, до 1 -3 лет. Это зависит от соблюдения следующих основных условий: учета природной этапности разложения нефти; правильности выбора рекультивационных технологий для каждого конкретного нарушенного участка и их осуществление в полном объеме; максимального использования естественных механизмов самоочищения природы; минимально возможной технической нагрузки на рекультивируемую поверхность болот.

Нанесение на рекультивируемую поверхность методом дождевания минеральных удобрений и раскислителя для роста имеющихся в торфе нефтеокисляющих микроорганизмов, а также аэрации верхних горизонтов аэрации торфа падающей водой. Рекомендуемые дозировки минеральных элементов: Рекомендуемые дозировки минеральных элементов азота (N) - 14 -35 кг/га, фосфора (Р) - 5 -12 кг/га, калия (К) - 11 -27 кг/га. При применении комплексного удобрения "Нитроаммофоска 17 -17 -17", содержащего все указанные компоненты, норма внесения составляет 80 -200 кг/га. Количество раскислителя Д = 0, 05 Н · d · h, где Д - норма внесения карбоната кальция, т/га; Н - гидролитическая кислотность почв, мг-экв/100 г; d - плотность почвы, г/см 3 ; h - глубина известкуемого слоя почвы, см.

При рекультивации торфяных почв наиболее предпочтительным является применение способов стимулирования метаболической активности собственной аборигенной микрофлоры почвы - углеводородокисляющих микроорганизмов (УОМ) Посредством комплекса агротехнических мероприятий и внесения алюмосиликатных минералов можно добиться 70 -80 % - й степени очистки почвы за один вегетационный сезон. Вид участка до (а) и после (б) рекультивации Загрязнение почв обедненной азотом нефтью приводит к установлению в почве режима резкого дефицита азота для микроорганизмов, что является одним из основных лимитирующих факторов быстрого самовосстановления почвы. Применение азотных минеральных удобрений в оптимальных количествах позволяет устранить данное лимитирование.

СТАДИИ ДЕЙСТВИЯ СОРБЕНТА НА НЕФТЬ Вылито 250 грамм отработки Процесс сорбции практически завершен Введен сорбент Возможность экстренного сжигания Начинается процесс сорбции нефтепродуктов

Боны сорбирующие (БСС, БС, МБС) предназначены для сорбционной чистки водной поверхности от нефти (нефтепродуктов), создания сорбционных барьеров (рубежей удерживания) на воде или вокруг технологического оборудования на твердых поверхностях, а также изоляции от загрязнений нефтью (нефтепродуктами) береговой полосы рек, водоемов, портовых и др. сооружений.

ПОДПОРНЫЕ СТЕНКИ Применяется в качестве миниплотин для отвода стока нефти к месту сбора, создания берегового барьера. Состоит из жёстко соединяемых секций с опорными устройствами и защитного полога из полимерно - тканевого материала. ПС-0, 5/30 З - Зимнее надлёдное заграждение, для создания механического барьера при розливе нефти и н/п на лёд и мёрзлые почвогрунты с использованием винтовых анкеров.

Автономный распылитель сорбента "РАС" предназначен для механизации работ по нанесению сорбента на поверхности (вода, суша), загрязненные нефтью и нефтепродуктами.

Скиммер пороговый Скиммер СП-1 порогового типа предназначен для сбора нефти и нефтепродуктов с поверхности воды в условиях с ограниченным доступом: котлованах, узких и мелких протоках рек со скоростью течения до 1 м/с. СП-1 наиболее эффективен для уборки небольших локальных разливов. Осадка (100 мм) позволяет работать на мелководье. Скиммер подключается к вакуумным установкам ВАУ-1, ВАУ-2 или мотомпомам. При подключении к вакуумным установкам скиммер снимает верхний слой нефти и нефтепродуктов до 15 мм. При подключении к мотопомпам толщина откачивающего слоя меняется от 3 до 15 мм.

Скиммер пороговый СП-3 M n Скиммер с самонастраивающимся порогом предназначен для сбора нефти и нефтепродуктов с поверхности воды в водоемах: реках, озерах, болотах и т. д. Главной особенностью конструкции является наличие. n В зависимости от производительности насоса величина откачиваемого слоя меняется от 3 до 50 мм. Это позволяет устанавливать такой режим работы, когда на слив поступает нефть с минимальным количеством воды. n Скиммер может устанавливаться в боновое заграждение, так и отдельно. Осадка (50 мм) позволяет работать на мелководье. С берегом скиммер соединяется гибким рукавом. Заградительная сетка служит для предотвращения попадания механических примесей в заборную часть скиммера.

Разборные резервуары (РР- 4, 7, 10) предназначены для сбора и временного хранения нефти и нефтепродуктов при ликвидации аварийных разливов, а также плановых работ по очистке нефтяных амбаров, нефтехранилищ, прудов-отстойников и т. п. Могут использоваться для хранения запаса воды. Резервуар представляет собой цилиндрическую обечайку, собираемую из алюминиевых секций, внутри которой устанавливается герметичный чехол из прочной нефтестойкой полимерной ткани. Для слива собранной жидкости предусмотрена сливная горловина с вентилем "Ду-50". Жидкость можно откачивать с использованием любого насосного оборудования.

Насосы вакуумные ВАУ Назначение ВАУ-1 М/н 300 Э, ВАУ-1 М/н 300 А. : ВАУ-1 М/н 300 Э, ВАУ-1 М/н 300 А. Комплект оборудования для механизации работ по вакуумному сбору разлившейся нефти и нефтепродуктов, а также отработанного сорбента с твердой и водной поверхности. Установка ВАУ-1 предназначается для ликвидации небольших разливов нефти и нефтепродуктов.

Установка ФАКЕЛ для сжигания нефтесодержащих продуктов Факел-Э -С электроприводом, Факел-А с приводом от ДВС Установка ФАКЕЛ предназначена для сжигания нефтесодержащих продуктов, образующихся при проведении работ, связанных с устранением аварийных разливов нефти: отработанных сорбентов, нефтевпитывающих матов и бонов, обтирочных и других материалов разрешенных к утилизации термическим способом.

Болотоход ПХ-1 Высокопроходимая машина предназначена для выполнения транспортных (перевоз людей и грузов на монтируемых и прицепных платформах с ограждением) и технологических (рекультивация грунта, канавокопание, разбрасывание удобрений) операций на переувлажненных торфоминеральных грунтах и неосушенных болотах, с влажностью 90%, толщиной мерзлого грунта не более 0, 05 м. При температуре воздуха от -10°С до +40°С, в светлое время суток на болотах, по ямам, буграм с уклоном до 15°, канавам шириной до 1, 5 м.

Торфяной канавокопатель МТП-37 С Комплект механизмов и машин для выполнения всего комплекса работ по ликвидации аварийных разливов нефти на торфяных залежах (от откачки и сбора нефти на месте аварии до отбора проб при проведении ежегодного мониторинга пораженных участков) разработан на базе торфяного канавокопателя МТП-37 С для выполнения различных работ в условиях незамерзающих болот, как в летний, так и в зимний период.

Оборудование для рекультивации нефтезагрязненных участков

Очистка загрязненных нефтью почв с использованием химических реагентов серии n-clean 10 Реагент n-clean 10 - комплекс неионогенных поверхностно-активных веществ, специально разработанный для очистки загрязненных нефтью почв, удаления нефтешламов и разливов нефти. Реагент n-clean 10 полностью биоразлагаемый и неопасный для окружающей среды. Технология очистка загрязненных нефтью почв при помощи реагента n-clean 10 не уступает биологической очистке по эффективности, экономичности и простоте и отличается универсальностью и быстротой достижения результата. Раствор реагента обволакивает частицы нефти, отделяет их от почвы и суспензирует их в воде. После нескольких часов отстаивания суспензия под действием реагента расслаивается на нефть, воду и твердый неорганические частицы.

Универсальная Мобильная Система для Очистки Почв (УМСОП) Загрязненная почва загружается в УМСОП, которая может обрабатывать до 200 т загрязненной почвы в час. УМСОП - комплексная система, которая размельчает загрязненную почву, и, обеспечивая требуемую влажность и доступ воздуха, взбрызгивает в почву химреагент(ы) и/или биопрепарат(ы) в требуемых количествах/пропорциях. УМСОП обеспечивается моментальный доступ химреагентов/биопрепаратов к мельчайшим частицам почвы, в результате чего эффективность и быстрота воздействия химреагентов/биопрепаратов на почву повышается во много раз.

Канадский метод рекультивации нефтезагрязненных земель

канадский способ рекультивации Метод «парниковой гряды» - микробиологическое окисление с естественным повышением температуры ( «горит» как навозная куча). На грунтовую подушку шириной 3 м укладываются змейкой перфорированные пластиковые трубы, которые затем засыпаются слоем гравия, щебня или керамзита, или материала типа «дорнит» . На эту пористую подушку сэндвичем укладываются чередующиеся слои нефтезагрязненного грунта и удобрений. В качестве последнего используется навоз, торф, опил, солома и минеральные удобрения, можно добавлять микробиологические препараты. Гряда укрывается полиэтиленовой пленкой, в трубы подается воздух от компрессора соответствующей мощности. Компрессор может работать или на топливе, или на электричестве – если есть подключение. Воздух распыляется в пористой подушке и способствует быстрому окислению. Трубы можно использовать многократно. Пленка предотвращает охлаждение; если подавать нагретый воздух и дополнительно утеплить гряду торфом или «дорнитом» , то способ будет эффективен и зимой. Нефть окисляется практически полностью за 2 недели, остаток нетоксичен и на нем прекрасно растут растения.

present5.com

1.7 Мероприятия по рекультивации нефтезагрязненных почв. Реабилитация земель, загрязненных нефтью и нефтепродуктами при помощи микробиологических препаратов

Похожие главы из других работ:

Биоремедиация нефтезагрязненных почв

2.2 Способы рекультивации нефтезагрязненных почв и грунтов с применением методов биоремедиации

Рекультивация земель - это комплекс мероприятий, направленных на восстановление продуктивности и хозяйственной ценности нарушенных и загрязненных земель...

Основы экологии

5. Земельные ресурсы, их роль а биосфере. Проблема опустынивания и истощения почв. Загрязнение почв. Пути сохранения почв и повышения их плодородия

Почвенные ресурсы являются одной из самых необходимых предпосылок обеспечения жизни на Земле. Почва как элемент биосферы призвана обеспечить биохимическую среду для человека, животных и растений...

Очистка почв от нефтяных загрязнений с использованием углеводородокисляющих микроорганизмов

1.4 Растительно-микробные системы для биоремедиации нефтезагрязненных почв

...

Рекультивация территорий закрытых полигонов твердых бытовых отходов

1.4 Понятие рекультивации территорий закрытых полигонов ТБО

Рекультивация закрытых полигонов - комплекс работ, направленных на восстановление продуктивности и народнохозяйственной ценности восстанавливаемых территорий, а также на улучшение окружающей среды. Кроме полигонов...

Рекультивация территорий закрытых полигонов твердых бытовых отходов

1.5 Направления рекультивации территорий закрытых полигонов ТБО

Полного восстановления продуктивности и хозяйственной ценности территории закрытого полигона рациональными в технико-экономическом отношении средствами добиться невозможно и здесь необходимо говорить о направлениях рекультивации...

Рекультивация территорий закрытых полигонов твердых бытовых отходов

1.6 Этапы рекультивации полигона

Рекультивация полигона выполняется в два этапа: 1. Технический 2. Биологический Технический этап рекультивации включает исследования состояния свалочного тела и его воздействия на окружающую природную среду...

Рекультивация территорий закрытых полигонов твердых бытовых отходов

1.7 Организация работ и технология рекультивации

...

Рекультивация территорий закрытых полигонов твердых бытовых отходов

1.7.2 Технологический этап рекультивации

Технологическая схема рекультивации закрытых свалок без переработки свалочного грунта приведена на рис. 1. По данной схеме производится выполаживание откосов (1) бульдозером (2)...

Рекультивация территорий закрытых полигонов твердых бытовых отходов

1.7.3 Биологический этап рекультивации

По окончании технического этапа участок передается для проведения биологического этапа рекультивации закрытых полигонов. Биологический этап рекультивации продолжается 4 года и включает следующие работы: подбор ассортимента многолетних трав...

Способы рекультивации нефтезагрязненных почв и грунтов с упором на подходы биоремедиации

3. Методы восстановления нефтезагрязненных почвенных экосистем

Нефтяное загрязнение отличается от многих других антропогенных воздействий тем, что оно дает не постепенную, а, как правило, «залповую» нагрузку на среду, вызывая быструю ответную реакцию...

Способы рекультивации нефтезагрязненных почв и грунтов с упором на подходы биоремедиации

3.1 Классификация методов рекультивации почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами

Рекультивация земель - это комплекс мероприятий, направленных на восстановление продуктивности и хозяйственной ценности нарушенных и загрязненных земель...

Способы рекультивации нефтезагрязненных почв и грунтов с упором на подходы биоремедиации

3.2 Основные подходы и роль биоремедиации в восстановлении нефтезагрязненных почв

Существующие механические, термические и физико-химические методы очистки почв от нефтяных загрязнений дорогостоящи и эффективны только при определенном уровне загрязнения (как правило, не менее 1% нефти в почве)...

Технология охраны и воспроизводства природных ресурсов

5. Технологические операции, машины и оборудование, используемые при рекультивации земель

Рекультивация земель - комплекс работ по восстановлению продуктивности земель, улучшению условий окружающей среды. Нарушение земель идет при разработке месторождений полезных ископаемых, выполнение геологоразведочных...

Технология рекультивации загрязненных земель нефтяного комплекса Октябрьского района

3.1 Основные этапы рекультивации земель

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...

Экологические проблемы Кузбасса

3. Состояние рекультивации земель

Проблема рекультивации техногенных земель, возвращение их во вторичное народохозяйственное использование стала важной экономической задачей. Особенно в Кузбассе, где площади нарушенных территорий превысили 70 тыс.га...

eco.bobrodobro.ru

способ рекультивации почвы, загрязненной нефтью и нефтепродуктами - патент РФ 2245748

Изобретение относится к охране окружающей среды, в частности к рекультивации почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами. В почву, загрязненную нефтью, вводят мелиорант - алюмосиликатный минерал в комплексе с азотно-фосфорными удобрениями. После чего проводят рыхление на глубину не менее 25-30 см. Способ позволяет сократить сроки восстановления почвы и обеспечивает экономию азотно-фосфорных добавок.

Изобретение относится к охране окружающей среды, в частности к рекультивации загрязненных нефтью и нефтепродуктами почв.

Известен способ биологической рекультивации песчаных земель, загрязненных нефтью (патент РФ №20113095, МПК А01В 79/00, опубл. 20.06.98 г.). Рекультивацию осуществляют поэтапно в течение трех лет, в первый год наносят сорбенты, затем рыхлят с последующим чизеливанием.

Недостатками способа является то, что рекультивационные мероприятия в этих случаях ограничиваются только удалением избытка нефти, а для полной очистки почвы от остаточной нефти, в значительной степени уже адсорбированной почвенными частицами и потому недоступной для применяемых адсорбентов, необходимо стимулирование углеводородокисляющей микрофлоры самой почвы, а также продолжительные сроки восстановления земель.

Известен также способ очистки почвы от загрязнения нефти и нефтепродуктами (патент РФ №2137559, МПК В 09 С 1/08, опубл. 20.09.99 г.), в котором очистку почвы проводят путем введения в загрязненную среду торфа, предварительно активированного минеральными добавками.

Недостатками этого способа являются внесения больших доз торфа, что не экономично, кроме того, основные нефтеперерабатывающие предприятия находятся в северных регионах, где преобладают торфяные почвы, поэтому дополнительное внесение нецелеобразно.

Наиболее близким способом, выбранным нами за прототип, является способ рекультивации нефтезагрязненных земель (М.З.Гайнутдинов и др. Рекультивация нефтезагрязненных земель лесостепной зоны Татарии // Сборник научных трудов. Современные проблемы биосферы. М.:Наука,1988, 177-191 с.). Способ заключается в том, что в загрязненную почву вносятся различные виды минеральных удобрений, навоза, извести и их сочетаний на фоне рыхления.

Недостатками этого способа являются большая продолжительность восстановления почвы (при 5% степени загрязнения почвы до 3 лет, при 10% до 4 лет), а также внесение высоких доз минеральных удобрений, что не экономично, кроме того, большие дозы минеральных удобрений приводят к подавлению естественной микробиологической азотфиксации почвы.

Основным техническим результатом предложенного способа является сокращение сроков восстановления почвы. Предложенный способ позволяет при 5% степени загрязнения сократить сроки восстановления до одного года, а при степени загрязнения более 10% до двух лет. При рекультивации почвы сокращается количество вносимых удобрений в 2-3 раза.

Технический результат достигается тем, что в способе рекультивации почвы, загрязненной нефтью и нефтепродуктами, включающем внесение в почву минеральных азотно-фосфорных добавок и природного высокопористого минерала-мелиоранта с последующим рыхлением согласно предложенному решению в качестве минерала-мелиоранта используют минерал из группы алюмосиликатов, а рыхление проводят на глубину не менее 25-30 см.

Способ осуществляется следующим образом.

Приготовленный сухой минерал-мелиорант разбрасывают по территории в количестве от 1 до 3 т/га, в зависимости от степени загрязнения почвы. Одновременно с минералом-мелиорантом вносят источники азотного и фосфорного питания в виде минеральных удобрений. Причем, учитывая высокий уровень микробиологической фиксации атмосферного азота, из расчетного количества азотных удобрений вычитают количество удобрений, соответствующее по действительному веществу 30-50 кг азота. Для равномерного распределения минерала-мелиоранта в объеме загрязненного грунта, а также для усиления аэрации проводят рыхление с помощью экологических машин типа ЭМ-М, ЭМ-4М и ЭМ-3БМ на глубину не менее 25-30 см, так как при рыхлении на меньшую глубину в рекультивацию не включается весь загрязненный слой. В случае высокой степени загрязнения грунта целесообразно провести повторное внесение минерала-мелиоранта в количестве 1-1,5 т/га с последующим рыхлением грунта.

Если за один сезон необходимая степень деструкции нефтепродуктов не будет достигнута, то на следующий год частицы минерала-мелиоранта сразу же после повышения температуры вновь возобновят свои функции стимулятора микробиологической активности почвы, так как обладают протекторными свойствами для клеток микроорганизмов, адсорбированных на поверхности и в поровом пространстве минерала. Высокие концентрации углеводородных поллютантов в почве приводят к расширению соотношения углерода и азота и частичной гипоксии, что способствует 1,5-2-кратному усилению в нефтезагрязненной почве процессов микробиологической азотфиксации. Введение в нефтезагрязненную почву минерала-мелиоранта, содержащего в составе микроэлементного комплекса молибден, обеспечивает максимальный уровень несимбиотической азотфиксации в грунте за счет активации нитрогеназного ферментного комплекса азотфиксирующих бактерий.

Согласно экспериментальным данным введение в нефтезагрязненный грунт минерала-мелиоранта, стимулирующего азотфиксацию, может обеспечить поступление в почву из атмосферы около 30-50 кг азота на 1 га почвы за сезон. В пересчете на полное азотное удобрение такое количество фиксируемого биологического азота позволяет компенсировать применение 200-300 кг азофоски и 100-150 кг аммиачной селитры на 1 га обрабатываемой площади. Удобрения вносят дробно, количество, приемны внесения и сроки определяются типом почвы, характером и степенью загрязнения. Стартовые дозы внесения азотных минеральных удобрений при любых почвенных и климатических условиях не должны превышать количеств, соответствующих 100 кг действующего вещества на 1 га почвы. При проведении фитомелиорации на заключительном этапе рекультивационных работ высев семян многолетних трав проводят одновременно с внесением калийных удобрений, в количестве, соответствующем не менее 120-150 г действующего вещества на 1 кг почвы. Усиление процессов азотфиксации в нефтезагрязненном грунте за счет стимулирования минералом-мелиорантом аборигенной микрофлоры позволяет в определенной степени нивелировать пространственную неоднородность распределения поллютантов, так как интенсивность несимбиотической азотфиксации находится в прямой зависимости от увеличения соотношения углерода и азота, т.е. от количества нефти на конкретном участке почвы.

Характеристика минерала-мелиоранта: общая пористость 70-75%; сорбционная емкость по отношению к нефти 1,5-2,0 г нефти на 1 г минерала; адгезионная способность по отношению к микрофлоре 5-10·10 клеток на см2.

Содержание биогенных макро- и микроэлементов, %:

кальций-1,00-1,10;

магний - 0,60-0,65;

калий - 0,75-0,80;

натрий - 0,25-0,30;

цинк - 0,0035-0,0040;

медь - 0,0026-0,0030;

бор - 0,0025-0,0030;

марганец - 0,0075-0,0085;

молибден - 0,0010-0,0015;

кобальт - 0,0010-0,0015;

никель - 0,0035-0,0040.

Пример 1.

Исходное содержание нефтепродуктов на участке загрязненной почвы площадью 1·104 м2 составляло 75-90 г на 1 кг почвы, что соответствует 15%-му уровню загрязнения (от объема почвы). Для очистки от нефтепродуктов в почву всего было внесено: 2 т минерала-мелиоранта; 500 кг азофоски и 500 кг азотного удобрения. Для равномерного распределения внесенных компонентов и улучшения аэрации почвы проводили рыхления на глубину не менее 25-30 см.

Сразу после внесения в почву минерал-мелиорант одновременно обеспечил сорбцию нефтяных углеводородов и 5-6-кратное увеличение численности углеводородокисляющих микроорганизмов. Уровень несимбиотической азотфиксации возрос более чем на порядок и составил 7-8 мг N/г почвы. При этом актуальная активность азотобактера составила 95-98% от потенциально возможной для данной почвы. Высокая численность углеводородокисляющей микрофлоры и активность азотфиксации отмечались на протяжении всего периода наблюдений, т.е. 30 суток, по истечении которых содержание нефти снизилось до 18-20 г/кг почвы. Это соответствует 85-88%-й очистке почвы.

Пример 2.

Исходное содержание нефтепродуктов на участке загрязненной почвы площадью 1·104 м2 составляло 150 г на 1 кг почвы, что соответствует 25%-му уровню загрязнения (от объема почвы). Для очистки от нефтепродуктов в почву всего было внесено: 2,5 т минерала-мелиоранта; 300 кг аммиачной селитры; 1 т суперфосфата и 300 кг азотного удобрения. Для равномерного распределения внесенных компонентов и улучшения аэрации почвы проводили рыхления на глубину не менее 25-30 см. Сразу после внесения в почву минерал-мелиорант одновременно обеспечил сорбцию нефтяных углеводородов и рост численности углеводородокисляющих микроорганизмов до уровня 5-6·10 клеток в 1 г почвы и более чем 10-кратное увеличение активности азотфиксации.

Высокая численность углеводородокисляющих микроорганизмов отмечалась на протяжении первого месяца и снизилась на порядок к концу третьего месяца наблюдений в результате уменьшения запасов биогенных элементов в грунте. Высокий уровень азотфиксации сохранялся в течение всего периода наблюдений. При этом уже на 7 сутки наблюдений была зафиксирована 47-53%-ая степень очистки почвы от нефти. Спустя 3 месяца от начала наблюдений была достигнута 65%-ая степень очистки почвы. Содержание нефтепродуктов в почве не превышало 55 г на 1 кг почвы.

Таким образом, применение предлагаемого способа позволяет в короткие сроки (при низкой и средней степени загрязнения - за один летний сезон; при высокой степени - за два сезона) провести детоксикацию и восстановление основных экологических функций почвы. Минерал-мелиорант одновременно обеспечивает сорбцию нефтяных углеводородов и стимулирует активность углеводородокисляющих и азотфиксирующих микроорганизмов, что обусловливает высокую скорость деструкции нефти. Способ экономически и экологически выгоден, так как наряду с экономией азотных удобрений из-за малых доз внесения минерала-мелиоранта обеспечивает стимулирование активности аборигенной углеводородокисляющей и азотфиксирующей микрофлоры рекультивируемой почвы.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ рекультивации почвы, загрязненной нефтью и нефтепродуктами, включающий внесение в почву минеральных азотно-фосфорных добавок и природного высокопористого минерала-мелиоранта с последующим рыхлением, отличающийся тем, что в качестве минерала-мелиоранта используют минерал из группы алюмосиликатов, а рыхление проводят на глубину не менее 25-30 см.

www.freepatent.ru

Способ рекультивации почвы, загрязненной нефтью и нефтепродуктами

Изобретение относится к охране окружающей среды, в частности к рекультивации загрязненных нефтью и нефтепродуктами почв. В почву вносят минеральные азотные и фосфорные удобрения с последующим рыхлением на глубину 25-30 см. Одновременно с удобрениями вносят природный высокопористый минерал-мелиорант алюмосиликатной природы, а дозы азотных удобрений рассчитывают по формуле: D=Naz·Kaz, где D - стартовая доза действующего вещества азотного удобрения, кг/га; Naz - показатель отклика азотфиксирующей микрофлоры почвы на внесение нефтепродуктов и природного высокопористого минерала мелиоранта алюмосиликатной природы; Kaz - коэффициент пересчета для конкретного типа почвы, значение которого для темно-серой лесной почвы составляет 20, для торфяной супесчаной - 6 и для дерново-подзолистой среднесуглинистой - 55. Технический эффект - уменьшение затрат на рекультивацию при достижении максимально возможной степени очистки.

 

Изобретение относится к охране окружающей среды, в частности к рекультивации загрязненных нефтью и нефтепродуктами почв в результате аварий и эксплуатационных потерь при добыче, транспортировке и хозяйственной деятельности человека.

Известен способ рекультивации нефтезагрязненных земель (М.З.Гайнутдинов и др. Рекультивация нефтезагрязненных земель лесостепной зоны Татарии // Сборник научных трудов. Современные проблемы биосферы. М.: Наука, 1988. - 177-192 с.). Способ заключается в том, что в загрязненную почву вносятся различные виды минеральных удобрений и навоза, известь и их сочетания на фоне рыхления.

Недостатком способа является большая продолжительность восстановления почвы (при 5%-ной степени загрязнения почвы - до 3 лет, при 10%-ной - до 4 лет), а также внесение высоких доз минеральных удобрений, что экономически невыгодно.

Наиболее близким способом, выбранным за прототип, является способ очистки почвы, загрязненной нефтью и нефтепродуктами (патент РФ 2041172, МПК В 09 С 1/08, опубл. 09.08.95 г.), в котором в почву вводят в смеси с минеральными удобрениями бактериальную культуру. Рекультивируемую площадь запахивают на глубине 25-30 см.

Недостатком способа являются большие затраты на рекультивацию почвы и недостаточно высокая степень очистки, кроме того, он не учитывает уровень исходной азотфиксирующей активности конкретной почвы и неодинаковое влияние различных форм минеральных азотных удобрений и их доз на интенсивность азотфиксации.

Основным техническим результатом предложенного способа является уменьшение затрат на рекультивацию при достижении степени очистки почвы, максимально возможной для конкретного региона, климатической зоны и типа почвы за счет использования азотных минеральных удобрений в оптимальных дозах. Кроме того, способ позволяет восстанавливать почвы с различным уровнем азотфиксирующей активности.

Основной технический результат достигается тем, что в способе рекультивации почвы, загрязненной нефтью и нефтепродуктами, включающем внесение в почву минеральных азотных и фосфорных удобрений с последующим рыхлением на глубину 25-30 см, согласно предложенному решению, одновременно с минеральными азотными и фосфорными удобрениями вносят природный высокопористый минерал-мелиорант алюмосиликатной природы, а дозы азотных удобрений рассчитывают по формуле:

D=Naz·Kaz,

где D - стартовая доза действующего вещества азотного удобрения, кг/га;

Naz - показатель отклика азотфиксирующей микрофлоры почвы на внесение нефтепродуктов и природного высокопористого минерал-мелиоранта алюмосиликатной природы;

Kaz - коэффициент пересчета для конкретного типа почвы, значение которого для темно-серой лесной почвы составляет 20, для торфяной супесчаной - 6 и для дерново-подзолистой средне-суглинистой - 55.

Способ осуществляется следующим образом.

Сухой природный высокопористый минерал-мелиорант алюмосиликатной природы разбрасывают по территории в количестве от 1 до 3 т/га в зависимости от степени загрязнения почвы. Одновременно с природным высокопористым минерал-мелиорантом алюмосиликатной природы вносят минеральные азотное и фосфорное удобрения. Стартовую дозу действующего вещества азотного удобрения рассчитывают по формуле D=Naz·К, где Naz - определяют разницей уровней потенциальной активности азотфиксации почвы и загрязненного участка после внесения природного высокопористого минерал-мелиоранта алюмосиликатной природы (Виноградский С.Н. Почвенная микробиология, 1952), Kaz - подбирают экспериментальным путем. Вид азотных удобрений выбирают с учетом исходного уровня микробиологической азотфиксирующей способности конкретной почвы (Терещенко Н.Н. и др. Биологическая азотфиксация как фактор ускорения микробной деструкции нефтяных углеводородов в почве и способы ее стимулирования. Биотехнология. - №5-2004, с.69-78). Для равномерного распределения природного высокопористого минерал-мелиоранта алюмосиликатной природы и удобрений в объеме загрязненного грунта, а также для усиления аэрации проводят рыхление с помощью экологических машин типа ЭМ-М, ЭМ-4М и ЭМ-ЗБМ на глубину не менее 25-30 см, так как при рыхлении на меньшую глубину в рекультивацию не включается весь загрязненный слой. Если степень загрязнения грунта (15% и более) целесообразно провести повторное внесение природного высокопористого минерал-мелиоранта алюмосиликатной природы с последующим рыхлением. В качестве природного высокопористого минерал-мелиоранта алюмосиликатной природы использовался цеолит и вермикулит различных месторождений.

В примерах 1-3 приведены примеры применения предлагаемого способа для различных видов почв, а в примерах 4-5 - обосновано применение в качестве природного высокопористого минерал-мелиоранта алюмосиликатной природы (цеолита различных месторождений и вермикулита).

Пример 1.

Исходное содержание нефтепродуктов на участке загрязненной темно-серой лесной почвы площадью 1·104 м2 составляло 80-90 г на 1 кг почвы, что соответствует 15%-ному уровню загрязнения (от объема почвы). Исходный уровень потенциальной активности азотфиксации (по Виноградскому) почвы на фоновом (незагрязненном) участке составлял 26%. На рекультивируемом загрязненном участке данный показатель возрос до 47%. Внесение природного высокопористого минерал-мелиоранта алюмосиликатной природы (цеолит Пегасского месторождения) в дозе 2 т/га способствовало увеличению активности азотфиксации до 62%, что свидетельствует об активном отклике азотфиксирующей микрофлоры почвы на присутствие нефтепродуктов и внесение цеолита (Naz=2,0-2,4). С учетом климатических условий, типа почвы и отклика микроорганизмов-азотфиксаторов на нефтепродукты для расчета стартовой дозы внесения минеральных азотных удобрений коэффициент Kaz составил 20. При этом стартовая доза азотного удобрения (калийной селитры) составила 40-48 кг действующего вещества на 1 га, что соответствовало 270-320 кг на 1 га. Для оптимизации фосфорного питания углеводород окисляющих микроорганизмов внесли 100-120 кг на 1 га двойного суперфосфата. Для равномерного распределения внесенных компонентов и улучшения аэрации почвы проводили рыхление на глубину не менее 25-30 см. Сразу после внесения в почву природного высокопористого минерал-мелиоранта алюмосиликатной природы одновременно обеспечивается сорбция нефтяных углеводородов и 5-6 кратное увеличение численности углеводородокисляющих микроорганизмов. Уровень активности азотфиксирующих микроорганизмов на 10 сутки после внесения минеральных удобрений и природного высокопористого минерал-мелиоранта алюмосиликатной природы возрос в 2-3 раза и составил 65-68% от потенциально возможного для данного типа почвы. Высокая численность углеводородокисляющих микроорганизмов и активность азотфиксации отмечались на протяжении всего первого месяца рекультивации, по истечении которого содержание нефтепродуктов снизилось до 22-26 г/кг почвы, что соответствовало 72%-ной очистке почвы.

Пример 2. Исходное содержание нефтепродуктов на участке загрязненной торфяной супесчаной почвы площадью 1·104 м2 составляло 80-90 г на 1 кг почвы, что соответствует 10-13%-ному уровню загрязнения (от объема почвы). Микробиологическое обследование фонового участка показало низкий уровень азотфиксирующей активности (по Виноградскому) почвы, соответствующий 10-13%. На рекультивируемом загрязненном участке уровень потенциальной активности азотфиксации возрос до 87%. Внесение природного высокопористого минерал-мелиоранта алюмосиликатной природы (цеолит Шивыртуйского месторождения) в дозе 2т/га способствовало увеличению активности азотфиксации до 95-98%, что свидетельствует об активном отклике азотфиксирующей микрофлоры почвы на присутствие нефтепродуктов и внесение природного высокопористого минерал-мелиоранта алюмосиликатной природы (Naz=7,5-9,5). С учетом климатических условий, типа почвы и отклика микроорганизмов-азотфиксаторов на нефтепродукты для расчета стартовой дозы внесения минеральных азотных удобрений был использован коэффициент Kaz=6. При этом стартовая доза азотного минерального удобрения (кальциевой селитры) составила 45-57 кг действующего вещества на 1 га, что соответствовало 300-380 кг. Для оптимизации фосфорного питания углеводород окисляющих микроорганизмов внесли 120-150 кг двойного суперфосфата на 1 га. Для равномерного распределения внесенных компонентов и улучшения аэрации почвы проводили рыхление на глубину не менее 25-30 см. Сразу после внесения в почву природного высокопористого минерал-мелиоранта алюмосиликатной природы одновременно обеспечивается сорбция нефтяных углеводородов и почти 10-ти кратное увеличение численности углеводородокисляющих микроорганизмов. Уровень активности азотфиксирующих микроорганизмов на 10 сутки после внесения минеральных удобрений и природного высококопористого минерал-мелиоранта алюмосиликатной природы возрос на порядок и составил 95-98% от потенциально возможного для данного типа почвы. Высокая численность углеводородокисляющих микроорганизмов отмечалась на протяжении всего первого месяца рекультивации и к концу третьего месяца снизилась в 5-6 раз в связи с труднодоступностью для микроорганизмов тяжелых фракций остаточной нефти. За три месяца рекультивации содержание нефтепродуктов снизилось до 15-20 г/кг почвы, что соответствовало 85-88%-й очистке почвы.

Пример 3.

Исходное содержание нефтепродуктов на участке загрязненной дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы площадью 1·104 м2 составляло 150 г на 1 кг почвы, что соответствует 25%-му уровню загрязнения (от объема почвы). Исходный уровень потенциальной активности азотфиксации (по Виноградскому) почвы на фоновом (незагрязненном) участке составлял 6-8%. На рекультивируемом загрязненном участке данный показатель соответствовал фоновому. Внесение природного высокопористого минерал-мелиоранта алюмосиликатной природы (цеолит Шивыртуйского месторождения) в дозе 2 т/га способствовало незначительному увеличению активности азотфиксации до 10%, что свидетельствует о слабом отклике азотфиксирующей микрофлоры почвы на присутствие нефтепродуктов и внесение цеолита (Naz=1,25-1,7).

С учетом климатических условий, типа почвы и отклика микроорганизмов-азотфиксаторов на нефтепродукты для расчета стартовой дозы внесения минеральных азотных удобрений был коэффициент Kaz=55, При этом стартовая доза азотного удобрения (азофоски) составила 70-94 кг действующего вещества на 1 га, что соответствовало 440-590 кг. Для оптимизации фосфорного питания углеводород окисляющих микроорганизмов внесли 160-200 кг двойного суперфосфата на 1 га. Для равномерного распределения внесенных компонентов и улучшения аэрации почвы проводили рыхление на глубину не менее 25-30 см. Сразу после внесения в почву природного высокопористого минерал-мелиоранта алюмосиликатной природы одновременно обеспечивается сорбция нефтяных углеводородов и почти 5-6-ти кратное увеличение численности углеводород окисляющих микроорганизмов. На всем протяжении периода наблюдений (3 месяца) уровень активности азотфиксирующих микроорганизмов не превышал 8-11%. За три месяца рекультивации была достигнута 65%-ная степень очистки почвы. Содержание нефтепродуктов в почве не превышало 52-57 г/кг почвы.

Пример 4.

Исходное содержание НП на участке загрязненной темно-серой лесной почвы площадью 1·104 м2 составляло 90-100 г на 1 кг почвы, что соответствует 18-20%-ному уровню загрязнения (от объема почвы). Исходный уровень потенциальной активности азотфиксации (по Виноградскому) почвы на фоновом (незагрязненном) участке составлял 32%. На рекультивируемом загрязненном участке данный показатель возрос до 57%. Внесение природного высокопористого минерал-мелиоранта алюмосиликатной природы (цеолит Чанканайского месторождения республики Казахстан) в дозе 2 т/га способствовало увеличению активности азотфиксации до 68%, что свидетельствует об активном отклике азотфиксирующей микрофлоры почвы на присутствие нефтепродуктов и внесение природного высокопористого минерал-мелиоранта алюмосиликатной природы (N=2,0-2,4). С учетом климатических условий, типа почвы и отклика микроорганизмов-азотфиксаторов на нефтепродукты для расчета стартовой дозы внесения минеральных азотных удобрений был использован коэффициент (Kaz), равный 20, а в качестве удобрения была выбрана мочевина. При этом стартовая доза (D) мочевины составила 40-50 кг д.в. на 1 га, что соответствовало 87-110 кг на 1 га удобрения (мочевины с 46%-м содержанием действующего вещества азота). Для оптимизации фосфорного питания углеводород окисляющих микроорганизмов внесли 100-120 кг на 1 га двойного суперфосфата. Для равномерного распределения внесенных компонентов и улучшения аэрации почвы проводили рыхление на глубину не менее 25-30 см.

Сразу после внесения в почву одновременно обеспечил сорбцию нефтяных углеводородов и 6-ти кратное увеличение численности углеводородокисляющих микроорганизмов. Уровень активности азотфиксирующих микроорганизмов на 10 сутки после внесения минеральных удобрений и природный высокопористый минерала-мелиоранта алюмосиликатной природы возрос в 2-3 раза и составил 70-75% от потенциально возможного для данного типа почвы.

Высокая численность углеводородокисляющих микроорганизмов и активность азотфиксации отмечались на протяжении всего первого месяца рекультивации, по истечении которого содержание нефтепродуктов снизилось до 24 г/кг почвы. Это соответствует 76%-й очистке почвы.

Пример 5.

Исходное содержание НП на участке загрязненной торфяной супесчаной почвы площадью 1·104 м2 составляло 80-90 г на 1 кг почвы, что соответствует 10-13%-ному уровню загрязнения (от объема почвы). Микробиологическое обследование фонового участка показало низкий уровень азотфиксирующей активности (по Виноградскому) почвы, соответствующий 10-15%. На рекультивируемом загрязненном участке уровень потенциальной активности азотфиксации возрос до 66%. Внесение минерал-мелиоранта алюмосиликатной природы (цеолит Пегасского месторождения) в дозе 2 т/га способствовало увеличению активности азотфиксации до 95-98%, что свидетельствует об активном отклике азотфиксирующей микрофлоры почвы на присутствие нефтепродуктов и внесение минерал-мелиоранта алюмосиликатной природы (N=7,5-9,5). С учетом климатических условий, типа почвы и отклика микроорганизмов-азотфиксаторов на нефтепродукты для расчета стартовой дозы внесения минеральных азотных удобрений был использован коэффициент 6, а в качестве удобрения была выбрана кальциевая селитра. При этом стартовая доза кальциевой селитры составила 45-50 кг д.в. на 1 га, что соответствовало 300-360 кг на 1 га удобрения. Для оптимизации фосфорного питания углеводород окисляющих микроорганизмов внесли 120-150 кг на 1 га двойного суперфосфата. Для равномерного распределения внесенных компонентов и улучшения аэрации почвы проводили рыхление на глубину не менее 25-30 см.

Сразу после внесения в почву минерал-мелиоранта алюмосиликатной природы одновременно обеспечил сорбцию нефтяных углеводородов и почти 10-ти кратное увеличение численности углеводородокислящих микроорганизмов. Уровень активности азотфиксирующих микроорганизмов на 10 сутки после внесения минеральных удобрений и природного высокопористого минерал-мелиоранта алюмосиликатной природы возрос на порядок и составил 95-98% от потенциально возможного для данного типа почвы. За три месяца рекультивации содержание нефтепродуктов снизилось до 22-26 г/кг почвы. Это соответствует 85%-ной очистке почвы.

Пример 6.

Исходное содержание нефтепродуктов на участке загрязненной дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы площадью 1·104 м2 составляло 170 г на 1 кг почвы, что соответствует 28%-му уровню загрязнения (от объема почвы). Исходный уровень потенциальной активности азотфиксации (по Виноградскому) почвы на фоновом (незагрязненном) участке составлял 15-18%. На рекультивируемом загрязненном участке данный показатель соответствовал фоновому. Внесение природного высокопористого минерал-мелиоранта алюмосиликатной природы (вермикулит приморского месторождения) в дозе 2 т/га способствовало незначительному увеличению активности азотфиксации до 25%, что свидетельствует о слабом отклике азотфиксирующей микрофлоры почвы на присутствие нефтепродуктов и внесение вермикулита (Naz=1,4-1,7). С учетом климатических условий, типа почвы и отклика микроорганизмов-азотфиксаторов на нефтепродукты для расчета стартовой дозы внесения минеральных азотных удобрений был коэффициент Kaz=55. При этом стартовая доза азотного удобрения (азофоски) составила 70-90 кг действующего вещества на 1 га, что соответствовало 440-570 кг. Для оптимизации фосфорного питания углеводород окисляющих микроорганизмов внесли 160-200 кг двойного суперфосфата на 1 га. Для равномерного распределения внесенных компонентов и улучшения аэрации почвы проводили рыхление на глубину не менее 25-30 см. Сразу после внесения в почву природного высокопористого минерал-мелиоранта алюмосиликатной природы одновременно обеспечивается сорбция нефтяных углеводородов и более чем 5-ти кратное увеличение численности углеводород окисляющих микроорганизмов. На всем протяжении периода наблюдений (3 месяца) уровень активности азотфиксирующих микроорганизмов колебался в диапазоне 25-30%.

За три месяца рекультивации была достигнута 56%-ная степень очистки почвы. Содержание нефтепродуктов в почве не превышало 75-77 г/кг почвы.

Таким образом, применение предлагаемого способа позволяет в короткие сроки (при низкой и средней степени загрязнения - за один летний сезон, при высокой степени - за два сезона) провести детоксикацию и восстановление основных экологических функций почвы. Использование азотного минерального удобрения в оптимальной дозе с учетом уровня исходной азотфиксирующей активности конкретной почвы и ее отклика на нефтяные углеводороды и внесение природных алюмосиликатных минералов обусловливает скорость восстановления, максимально возможную для данного типа почвы.

Способ также экономически и экологически выгоден, так как наряду с экономией дорогостоящих минеральных удобрений обеспечивает стимулирование активности азотфиксирующих микроорганизмов и симбиотрофной с ними углеводород окисляющей микрофлоры без загрязнения окружающей среды излишками минеральных элементов, вносимых в составе удобрений.

Способ рекультивации почвы, загрязненной нефтью и нефтепродуктами, включающий внесение в почву минеральных азотных и фосфорных удобрений с последующим рыхлением на глубину 25-30 см, отличающийся тем, что одновременно с минеральными азотными и фосфорными удобрениями вносят природный высокопористый минерал-мелиорант алюмосиликатной природы, а дозы азотных удобрений рассчитывают по формуле

D=Naz·Kaz,

где D - стартовая доза действующего вещества азотного удобрения, кг/га;

Naz - показатель отклика азотфиксирующей микрофлоры почвы на внесение нефтепродуктов и природного высокопористого минерала - мелиоранта алюмосиликатной природы;

Kaz - коэффициент пересчета для конкретного типа почвы, значение которого для темно-серой лесной почвы составляет 20, для торфяной супесчаной - 6 и для дерново-подзолистой среднесуглинистой - 55.

www.findpatent.ru