Технология рекультивации нефтезагрязнённых земель на основе аборигенных штаммов

3.7 Определение эффективности обработок раствором биологического препарата

Эффективность обработки определяется двумя способами: анализом почв и визуально. Исходный почвенный образец анализируется на содержание нефти и нефтепродуктов и на присутствие нефтеокисляющей микрофлоры. Спустя 15 дней после обработки биопрепаратом проводится повторный анализ почвенных образцов. Снижение содержания н

ефтепродуктов и увеличение концентрации нефтеокисляющих микроорганизмов в исследуемом образце говорят о степени эффективности биопрепарата. Дальнейшие обработки приводят к снижению содержания нефтепродуктов, увеличивая концентрацию микрофлоры.

Визуальным способом это видно по изменению окраски обрабатываемой поверхности нефтезагрязненного участка: от черного цвета к буро-коричневому - коричневому - серому.

3.8 Необходимость внесения различных элементов питания

Ускоренное размножение углеводородокисляющих организмов, развивающихся при загрязнении почв, достаточно быстро приводит к исчерпанию доступных для микроорганизмов и жизненно необходимых им подвижных форм азота, фосфора и калия.

Соответственно, компенсация дефицита этих элементов в загрязнённой природной среде путём внесения общедоступных азотных, фосфорных и калийных минеральных удобрений должна ускорять развитие микрофлоры, а, следовательно, и процесс биоразложения нефти и нефтепродуктов в почве. Лимитирующим фактором является элемент, концентрация которого в загрязненной природной среде недостаточна. Например, при отсутствии в почве доступного азота, внесение фосфорного и калийного удобрений бесполезно. А при недостатке фосфора или калия, внесение азотных удобрений не приведет к увеличению скорости разложения углеводорода. Неэффективно и внесение минеральных удобрений в сильно кислую почву без корректировки pH путем внесения раскислителя или выбора удобрений, обладающих раскисляющим действием.

Внесение азотных и фосфорных минеральных удобрений весьма эффективно для стимулирования биоразложения углеводородов нефти, включая такие трудноразлагаемые соединения, как изопреноиды типа фитана и пристана. Правда, в наибольшей степени, внесение минеральных удобрений стимулирует разложение наиболее легко поддающихся разложению углеводородов. При этом следует отметить, что для достижения эффективности внесения минерального удобрения на кислых почвах, корректировка pH внесением извести обязательна.

Необходимое количество питательных веществ рассчитывается по следующим формулам (1,2,3).

Определение общего количества загрязнителя, Q

Q=СхМ (1)

где С - концентрация загрязнителя;

М - масса загрязненной почвы, грунта.

Количество необходимого азота, N

N= (2)

где N0-начальная концентрация азота в почве, грунте.

Количество необходимого фосфора, P

(3)

где P0-начальная концентрация фосфора в почве, грунте.

Вносить удобрения можно несколькими способами: рассеивание удобрений без заделки в почву оправдано только на участках с сохраненной растительностью. Поверхностное внесение достаточно эффективно на периодически заливаемых и переувлажненных торфяных почвах, а также в случаях, если предусматривается искусственное орошение.

При первом внесении предпочтение отдается удобным в применении комплексным удобрениям, содержащим азот, фосфор и калий в доступных для быстрого усвоения микроорганизмами формах и с минимальным количеством нитратного азота. Рекомендуются нитроаммофоска, карбаммофоска, фоскамид, нитроаммофос в смеси с калием хлористым. Если в комплексе удобрений соотношение N:P:K иное, в этом случае производится корректировка добавлением одного из видов удобрений.

3.9 Участие автора в рекультивационных работах

Очистка земли, загрязненной нефтью, проводилась в Западной Сибири в районе г. Покачи. Площадь загрязненного участка 11 га с уровнем загрязнения от 150 до 200 г нефти на кг почвы. Применялась технология восстановления с использованием биопрепарата содержащего бактерии рода Pseudomonas и Rhodococcus.

Она включает в себя следующие последовательные операции: рыхление поверхности почвы с целью разрушения нефтяной корки и увеличения аэрации загрязненного горизонта; внесение комплексных минеральных удобрений, содержащих наиболее сбалансированное сочетание азота, фосфора и калия. В начале сезона работ норма удобрений 30 кг на 1.5 м3 воды, а к концу сезона она была увеличена до 50 кг.

Все ингредиенты и препарат заделывались в грунт. В зависимости от загрязненности участков норма препарата и удобрений была разной. После 2-х недельного срока после первой обработки биопрепаратом при визуальном анализе больших изменений не наблюдалось. В это время была проведена последующая обработка по технологическому регламенту. По истечению 3-х недельного срока после первой обработки окраска загрязненного участка изменилась, но не на всех участках одинаково. Процесс очистки протекал в зависимости от степени загрязнения.

Загрязненный участок – это не только водоем и почва, но также растительность, которая перед последующими обработками удаляется (скашиватся). Далее в течение месяца, с 2-х недельным интервалом провели 3-ю и 4-ю обработки биопрепаратом с внесением минеральных и органических удобрений одновременно с боронованием и фрезерованием. Так поддерживался благоприятный микроклимат для бактерий.

После того, как прошло 1,5 месяца после первой обработки, провели посев многолетних трав ручным способом. После нескольких обработок на водной поверхности появились бурые пятна - продукты разложения нефти бактериями, на грунтах - красноватые образования. В конце сезона вносили препарат на основе бактерий более устойчивых к низким температурам.

Из обрабатываемых нами 11 га, очищенными оказалось 9,8 га, более загрязненные 1,2 га прошли лишь предварительную очистку, окончательно очищенными они будут только в следующем году. Если обработка не приносит желаемого результата то такой участок остаётся для последующей обработки.

4. Экономическая оценка результатов

Научные эксперименты апробации технологии рекультивации земель на основе аборигенных штаммов в Западной Сибири проводятся с 1996 года. Положительные результаты получены во всех опытах. Процент биодеградации углеводородов нефти составил от 58 до 90 % за летние месяцы рaботы. Установлено, что на скорость деструкции нефти и нефтепродуктов влияют уровень и давность нефтяного загрязнения, но технология эффективна на различных типах почв, в разных климатических условиях и при разном уровне нефтяного загрязнения. По региону Западной Сибири естественная деградация нефти составляет 8-11 % в год, нефтеокисляющая аборигенная микрофлора ее увеличивает в 7-11 раз. Количество нефтепродуктов при высокой степени замазученности (280 г/кг) за один вегетационный период снижается в 4,7 раза (до 60 г/кг), а при низком уровне (120 г/кг) – в 10 раз (до 12 г/кг).

Таблица 2. Эффективность технологии рекультивации нефтезагрязненных земель, Западная Сибирь, 2002 год

 Скачать реферат