CC BY
136
Эмфронный н<учяо-жтодичесгу.й журнал
Омского
Силачи А.Ю., Сигналова М.А., Шлёкова И.Ю. Биоремедиация почв в промышленных зонах города // Электронный научно-методический журнал Омского ГАУ. - 2018. -№2 (13) апрель - июнь. - URL http://e-journal.omgau.ru/images/issues/2018/2/00586.pdf. - ISSN 2413-4066
УДК 579.6
Силачи Анжела Юрьевна
Магистрант
ФГБОУВО Омский ГАУ, г. Омск ayu. silachi [email protected]
Сигналова Мария Александровна
Магистрант
ФГБОУ ВО Омский ГАУ, г. Омск ma. [email protected]
Шлёкова Инна Юрьевна
Кандидат биологических наук, доцент ФГБОУ ВО Омский ГАУ, г. Омск [email protected]
Биоремедиация почв в промышленных зонах города
Аннотация: В статье рассмотрена проблема загрязнения земель, используемых для размещения твердых и жидких отходов. Приведены данные по размещению отходов в городе Омске, в том числе накопителей в северо-западной промышленной зоне. Проанализированы способы рекультивации земель. Предложен наиболее оптимальный способ рекультивации -биоремедиация.
Ключевые слова: биоремедиация, накопители, шламы, отходы, полигон.
I. ВВЕДЕНИЕ И АКТУАЛЬНОСТЬ
В настоящее время на территории городов большое количество земель используется для размещения отходов. Твердые отходы, шламы, жидкие нефтесодержащие отходы, зола теплоэлектростанций на протяжении многих лет размещаются в промышленных зонах. В связи с ухудшающимся состоянием природной среды большое внимание уделяется разработке технологий утилизации накопленных отходов. После их выемки освободятся огромные площади, загрязненные нефтепродуктами, металлами и другими химическими соединениями. При правильной рекультивации данные земли могут быть использованы для удовлетворения потребностей развивающихся городов.
Тема актуальна, так как постоянно повышается антропогенная нагрузка, и требуется восстановление участков после хозяйственной деятельности человека [1].
II. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ
Цель работы - предложить наиболее экологически безопасный способ рекультивации земель, освобожденных от размещаемых отходов (на примере города Омска)
Для достижения цели поставлены следующие задачи:
1. изучить способы рекультивации земель.
2. предложить наиболее экологически безопасный и экономически выгодный способ
рекультивации.
3. проанализировать ситуацию с размещением отходов и накопителей в городе Омске и
разработать рекомендации.
III. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ
Объектами являются загрязненные почва-грунты на территории северо-западной промышленной зоны города Омска. Исследования осуществлялись с помощью научно -аналитического обзора, анализа информации, сопоставления данных новейших исследований.
IV. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
Существуют различные способы рекультивации земель такие как сорбция, дренирование почвы, биоремедиация. Методы ремедиации, основанные на обработке токсикантов, классифицируются как физические, в том числе термические методы, химические, в том числе отверждение и стабилизация, и биологические методы -биоремедиация.
Одним из перспективных мы считаем метод биоремедиации.
Биоремедиация - лечение жизнью (bios - жизнь, remediatio - лечение), очистка, восстановление с помощью живых организмов.
Биоремедиация - это комплекс методов очистки почв и вод, основанный на использовании биохимического потенциала микроорганизмов (бактерий, грибов), водорослей, высших растений. Важнейшее преимущество этих технологий заключается в их безопасности для окружающей среды: они основаны на процессах самоочищения живой природы, и, как правило, при этом отсутствуют вторичные отходы, образующиеся при других методах ремедиации [2].
Требующие очистки территории отличаются друг от друга по качеству и количеству загрязнений, почвенным и климатическим условиям и, главное, целям и задачам очистки, то есть планируемому использованию очищенной территории. Для ремедиации почв успешно применяют технологии, которые воздействуют на сам загрязнитель, при этом происходит деструкция или окисление токсичных веществ или их трансформация в менее токсичные соединения.
Успешное развитие биоремедиационных технологий для восстановления загрязненных почв началось в 1970-е гг., прежде всего, в связи с очисткой земель, остающихся после нефтедобычи, аварий при транспортировке и переработке нефти и применения нефтепродуктов.
Преимущество биоремедиационных технологий связано с широчайшими возможностями живых систем, особенно микроорганизмов, метаболизировать в той или другой степени огромное число различных органических веществ. Кроме того, очень важно, что применение биоремедиационных технологий предполагает мягкое воздействие на очищаемую среду, не приводящую к существенным изменениям основных почвенных показателей. Важным моментом также является меньшая стоимость биоремедиации.
К недостаткам биологических процессов очистки и восстановления почв относятся низкая скорость биодеградации токсиканта и необходимость проведения предварительного
обследования загрязненного участка для уточнения технологических режимов биотехнологических работ.
При использовании биоремедиации необходимо создание условий, обеспечивающих активность микроорганизмов: аэрации, рН, температуры, влажности, солености, достаточных количеств биогенных элементов. Высокие концентрации поллютантов могут ингибировать развитие микроорганизмов, в то время как слишком низкие - не обеспечивать микроорганизмы энергией для роста, а кометаболизм загрязнений при потреблении альтернативного источника энергии затруднен. При выборе биоремедиации как метода очистки необходимо учитывать возраст загрязнения, попавшего в природную среду. Если загрязнения - органические ксенобиотики и застарелые, то существует большая вероятность появления в таких средах микроорганизмов-деструкторов, способных разлагать данные поллютанты [3].
На территории Омской области инвентаризировано 1 532 объекта размещения отходов (в том числе - 412 объектов размещения биологических отходов). Из них только ЗАО «Полигон» соответствует требованиям природоохранного законодательства: построен по проекту, получившему положительное заключение государственной экологической экспертизы, имеет необходимые системы защиты окружающей среды от негативного влияния отходов. ЗАО «Полигон» эксплуатирует полигон промышленных отходов Омска, обеспечивающий размещение и утилизацию промышленных отходов всех классов опасности, кроме II.
Большое количество опасных объектов и полигонов с промышленными отходами находятся в северо-западной промзоне Омска.
В Омском филиале АО «ТГК-11» золошлаковые отходы размещаются на золошлакоотвалах структурных подразделений ТЭЦ-2, ТЭЦ-4, ТЭЦ-5 и шламоотвале ТЭЦ-3 общей площадью 1 049 га, некоторые из которых также размещены в северо -западной промзоне.
На территории ПАО «Омский каучук» располагается склад твердых бытовых отходов завода, накопители жидких отходов (рис.1).
Также существуют так называемые «буферные пруды нефтезавода», где осуществляются работы по выемки накоплений. Общая площадь прудов — свыше 160 гектаров. По требованию Ростехнадзора часть пруда осушили, а поднятый осадок со дна смешивается с соломой (рис.1 ).
Бывшую свалку Советская-1, закрытую уже несколько лет назад, до настоящего времени не рекультивировали, а в залежах мусора стали протекать неконтролируемые химические реакции. Они являются причиной горения, из-под земли вырываются клубы удушливого дыма [4].
Рис. 1. Северо-западная промзона 3
Все площадки шламонакопителей загрязняют почвы-грунты и после удаления шламов и осадков необходимо обязательно произвести окончательный этап восстановительных работ - рекультивацию очищаемой территории с целью восстановления плодородия почв, биоты поверхностных водоемов.
На первом этапе рекультивации почв на очищаемых участках необходимо провести пробный посев тест-культур с целью определения проявляемости и степень фитотоксичности. Также следует определить целесообразность фитомелиоративных работ, необходимость проведения мероприятий для интенсификации процессов биодеградации оставшихся углеводородов, улучшения агрофизических свойств почвы [1].
Вторым этапом рекультивации является фитомелиорация. Задача этого этапа -восстановление стабильного растительного покрова. Возобновление естественного растительного покрова на нефтезагрязненных и химическизагрязненных почвах происходит очень медленно, поэтому создаются культурные фитоценозы, обеспечивающие условия для его восстановления. Для фитомелиорации на территории очищенной до концентрации нефтепродуктов не более 3 г/кг, подходят растения-сидераты, бобовые культуры, травы с разветвленной корневой системы, произрастающие в естественных условиях или специально подобранные. Эти растения улучшают газовоздушный обмен, обогащают почву азотом и биологически активными соединениями, выделяемыми корневой системой, что способствует росту углеводородокисляющих микроорганизмов и в итоге ускоряет разложение остаточных углеводородов [3].
Общая длительность рекультивации зависит от почвенно-климатических условий, характера загрязнения, используемой технологии очистки и ремедиации. Период рекультивации может продолжаться от 2 до 10 лет и более.
Возможность использования рекультивированных участков в качестве угодий сенокосного и пастбищного типов определяется уровнем накопления углеводородов и продуктов их трансформации в выращиваемой фитомассе, так как в растениях, произрастающих на загрязненных нефтью почвах, могут накапливаться такие токсиканты, как полициклические ароматические углеводороды.
Несмотря на то, что биологическая очистка нефтезагрязненной и химическизагрязненной поверхности почв и водоемов длится дольше по сравнению с другими способами, требует соблюдения технологических этапов, материального и технического обеспечения, биоремедиация является более экологически приемлемой для очистки сред с невысокими уровнями загрязнений, а также для доочистки почв и грунтов с высокими уровнями загрязнений, для предварительной очистки которых использовались механические и физико-химические методы.
Дальнейшее совершенствование методов биоремедиации нефтезагрязненных и химически загрязненных сред возможно за счет:
■ использования биопрепаратов, содержащих психрофильные микро- организмы-тедеструкторы, для очистки территорий северных регионов;
■ использования биопрепаратов с высокой плавучестью для очистки водных сред;
■ использования биопрепаратов, обладающих эмульгирующей и диспергирующей способностью по отношению к углеводородам нефти;
■ разработки методов, повышающих степень высвобождения нефтепродуктов, сорбированных частицами почвы, доставки кислорода, минерального питания вглубь загрязненных комочков почвы;
■ совершенствования технологии получения и применения биопрепаратов;
■ использования консорциумов микроорганизмов совместно с водорослями, вермикультурой, растениями [2].
IV. ВЫВОДЫ
Применение данной технологии является экологически безопасным и достаточно экономически выгодным способом восстановления земель, которые длительное время использовались для размещения различных производственных отходов, и позволит вернуть их в фонд города для градостроительства.
Ссылки на источники
1. Некрасова А.Е., Бобренко Е.Г., Кныш А.И., Сологаев В.И. Рекультивация породного отвала ОАО шахта "Капитальная" Кемеровской области // Вестник омского государственного аграрного университета. 2016. №1(21). С. 154-160.
2. Кузнецов А.Е. Прикладная экобиотехнология: в 2 т. Т. 1. - М. : БИНОМ, 2012 г. 672 с.
3. Кузнецов А.Е., Градова Н.Б. Научные основы экобиотехнологии. - М.: Мир, 2006. 504 с.
4. Горящая земля, ядовитые озера и «химическая» капуста //Информационное агентство "ОМСКРЕГИОН". URL: http://omskregion.info/news/54311-
goryachshaya_zemlya_yadovite_ozera_i_ximicheskaya_/ (дата обращения: 24.04.2018).
Anzhela Silachi
Master's Degree Student
FSBEI HE Omsk SA U, Omsk
Maria Signalova
Master's Degree Student
FSBEI HE Omsk SA U, Omsk
Inna Shlekova
Candidate of Biological Sciences, Associate Professor
FSBEI HE Omsk SA U, Omsk
Bioremediation of Soils in Industrial Zones of a City
Abstract: The article deals with the problem of pollution of land used to house solid and liquid wastes. The data on the location of waste in the city of Omsk, including storage in the northwestern industrial zone, are given. The ways of land reclamation are analyzed. The most optimal way of reclamation is suggested - bioremediation.
Key words: bioremediation, storage, sludge, waste, landfill.
