CC BY
373
УДК 631.4:504.054(571.12)
В.Н. Щукина ТюмГАСУ, Тюмень
ОСОБЕННОСТИ РЕКУЛЬТИВАЦИИ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ ТЮМЕНСКОЙ ОБЛАСТИ
Как известно, процесс рекультивации заключается в проведении комплекса работ, направленных на восстановление продуктивности и хозяйственной ценности земель, а также на улучшение условий окружающей среды.
На территории месторождений нефти основными потенциальными источниками загрязнения почв нефтью и нефтепродуктами являются:
- Трубопроводы различного назначения;
- Шламовые амбары;
- Скважины;
- Пункты сбора и подготовки нефти;
- Кустовые насосные станции;
- Технологические резервуары.
Для каждого загрязненного участка определяется общая площадь, степень и давность загрязнения, биотоп, почвенно-гидрологические условия, и другие показатели, имеющие значение для выбора технологии рекультивационных работ. Весь комплекс работ по рекультивации загрязненных нефтью земель подразделяется на два основных этапа: технический и биологический.
Технический этап рекультивации включает: сооружение подъездных путей (в случаях отсутствия подъездных дорог к подлежащим рекультивации участкам, прокладываются временные подъездные пути, переезды через трубопроводы, обеспечивающие возможность доставки к месту разлива необходимой спецтехники и материалов); локализация аварийных разливов нефти; сбор разлитой нефти; срезка верхнего сильнозагрязненного слоя почвы; удаление сухостоя.
Биологический этап рекультивации должен обеспечить создание благоприятных условий для биодеградации остаточной нефти и высеваемых на рекультивированном участке растений.
Биологический этап рекультивации нефтезагрязненных земель в природных условиях Тюменской области может состоять из следующих процессов:
1. Торфование.
На участках с сильным загрязнением почвы нефтью целесообразно использование торфа в качестве потенциально плодородной среды (высокая адсорбционная способность к нефтяному загрязнению, возможность окисления нефти содержащимися в нем микроорганизмами, потенциальная способность
к естественному зарастанию растениями).
Торфование используется и в недоступных для механизированной обработки почвы местах или как самостоятельный агротехнический прием при свежих разливах вместо обработки почвы.
2. Фитомелиорация.
Работы по созданию древесно-кустарниковой и травянистой растительности начинаются после снижения концентрации нефтепродуктов в почве до нижних пределов фитотоксичности, соответствующих уровню низкой степени загрязненности по общепринятой классификации (до 10 % нефти в торфе и до 2 % - в минеральных грунтах).
3. Рыхление нефтезагрязненного слоя почвы.
4. Известкование.
5. Внесение минеральных удобрений.
6. Орошение аэрированной водой.
7. Создание искусственного микрорельефа.
8. Использование микроорганизмов-биодеструкторов нефти.
Проанализировав различные технологии рекультивации
нефтезагрязненных земель Тюменской области, были обнаружены некоторые противоречия. Например, в части использования торфа в процессе рекультивации.
С одной стороны, в условиях Крайнего Севера торф является основным источником органических удобрений и внесение норм торфа (120-720 т/га) в сочетании с минеральными удобрениями на тундровые земли значительно повышает их плодородие, что создает оптимальные условия для роста и развития многолетних трав при биологической рекультивации этих земель
[3].
Но с другой стороны, восстановление плодородия лесных (предназначенных для выращивания леса) земель сельскохозяйственными методами, т. е. внесением навоза, торфа, высевом многолетних трав, неприемлемо ни с экономических, ни с экологических позиций. Поскольку использование торфа потребует нарушения огромных территорий болот, высев многолетних трав может привести к окончательному уничтожению ягодников черники, брусники, голубики, других ценных лесных растений, затруднит лесовосстановление.
Биологическая рекультивация техногенно нарушенных лесных земель должна не только повышать плодородие почв, но и обеспечивать восстановление исходных биогеоценозов, способных воспроизводить все виды лесных ресурсов, обладать всеми средозащитными функциями, формироваться на принципах саморегулирования. Таким требованиям удовлетворяет биологический метод рекультивации, основанный на выращивании лесных насаждений, которые по составу и структуре аналогичны типам леса, уничтоженным при временном пользовании земельным участком, обеспечивают восстановление естественного круговорота азота, фосфора, калия, подъем их из глубинных слоев почвы и
материнской породы, накопление и фиксацию в корнеобитаемом слое почвы[4].
Кроме этого, при рекультивации нефтезагрязненных земель важную роль играют условия окружающей среды, а именно температура воздуха.
Согласно этому отметим, что существующиетехнологиивосстановления нефтезагрязненных почв, как правило, рассчитаны на проведение рекультивационных работ лишь в теплый период времени, что вполне объяснимо. Аборигенные и интродуцированные микроорганизмы, принимающие участие в биодеструкции углеводородов нефти, наиболее активны в диапазоне температур +15 - +25°С. С понижением температуры воздуха процессы разложения нефти и нефтепродуктов приостанавливаются. Для северных районов активный период восстановительных работ составляет в среднем 1,5-2,0 месяца.
В новых технологиях, основой которых являются углеводородокисляющие бактерии, в качестве носителя и сорбента используется торфяная крошка.
В условиях отрицательных температур значительно повышается вязкость разлитой нефти и использование торфяной крошки на загустевшей нефти малоэффективно.
При высоком уровне стояния нефти на месте аварии необходимо использовать гранулированный торф, способныйпод весом своей тяжести утонутьв нефтяном пятне.
Основным предназначением данной технологии является восстановление замазученных земель [1].
Данная технология недостаточно эффективна и экономически выгодна при рекультивации торфяных почв.
Торфяные почвы северных регионовсодержат значительное количество углеводородокисляющих микроорганизмов. В связи с этим способ биологической очистки нефтезагрязненных почв, предполагающий внесение моно- и поликультур нефтеусваивающих микроорганизмов, целесообразно применять, с точки зрения получения наименьших ресурсозатрат, только для минеральных почв или в условиях интенсивной очистки почв на специально оборудованных технологических площадках.
Следующая технология рекультивации нефтезагрязненных почв представляет собой комплекс агромелиоративных мероприятий, направленных на максимальное стимулирование активности аборигенной углеводородокисляющей микрофлоры самой почвы, в том числе и в неблагоприятных почвенно-климатических условиях северных регионов.
Особенность данной технологии состоит в том, что стимулирование активности микрофлоры обеспечивается за счет внесения природных алюмосиликатных минералов, сочетающих в себе свойства сорбента, как для нефти, так и для углеводородокисляющих микроорганизмов почвы, а также источника микроэлементов, необходимых для активации нефтеокисляющих и азотфиксирующих микроорганизмов почвы, обеспечивающих значительный дополнительный приток атмосферного азота в почву.
Применяемая в рамках данной технологии схема внесения минеральных удобрений разработана с учетом характера и динамики естественных микробиологических процессов в очищаемой почве и способствует поддержанию этих процессов на максимально высоком уровне, тем самым значительно сокращая сроки очистки почвы [2].
Поэтому при решении проблемы рекультивации нефтезагрязненных торфяных почв более целесообразным представляется разработка способов стимулирования активности аборигенной нефтеусваивающей микрофлоры загрязненного грунта, не требующих трудоемких, дорогостоящих операций, связанных с выделением, культивированием и внесением углеводородокисляющей культуры микроорганизмов.
В заключение следует отметить, что успешным результатом завершения комплекса рекультивационных работ признается достижение соответствия основных характеристик состояния восстановленного участка установленным нормативным требованиям. Виды и объемы работ, необходимые для эффективной рекультивации каждого конкретного участка, производятся исходя из результатов, полученных в процессе обследования загрязненного участка и разработанного проекта на выполнение работ.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Салангинас Л.А. Технология рекультивации загрязненных нефтью земель в зимний период с использованием аборигенных микроорганизмов-деструкторов нефти / Л.А. Салангинас. - Екатеринбург: ЗАО научно-производств. система «Элита-комплекс», 2002. - 71 с.
2. Терещенко Н.Н. Рекультивация нефтезагрязненных почв / Н.Н. Терещенко, С.В. Лушников, Е.В. Пышьева // Экология и промышленность. - 2002. - № 10. - С. 17-20.
3. Тихановский А.Н. Использование торфа при рекультивации земель на Крайнем Севере / А.Н. Тихановский // Сб. матер. междунар. симпоз. - Тюмень: ТГСХА, 2006. - 324 с.
4. Чижов Б.Е. Руководство по проведению биологического этапа рекультивации техногенно нарушенных лесных земель Ханты-Мансийского автономного округа / Б.Е. Чижов, А.И. Захаров, Г.А. Гаркунов. - Ханты-Мансийск, 2003.
© В.Н. Щукина, 2007
