CC BY
108
УДК 665.61
А. А.-да Консейсао 1, Н. А. Самойлов 2, М. Р. Хусаинова 2
Обработка почвы сорбентом «0иЬК,0МЛБ80К,Б» при ликвидации аварийных разливов нефтепродуктов
и рекультивация почвы
1 Школа Жозина Машел, Республика Мозамбик Уфимский государственный нефтяной технический университет 450062, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1; тел.: (3472) 43-19-52
Рассмотрено использование сорбента «ОиЬКОМЛББОИБ» для осушки почв при ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов на поверхности почвы. Показана возможность рекультивация почв.
Ключевые слова: сорбент «ОиЬКОМЛББОИБ», отчистка почв от нефти и нефтепродуктов, рекультивация почв.
Сложность ликвидации аварийных разливов нефтепродуктов на поверхности почвы определяется в первую очередь существенной пропиткой поверхностного слоя почвы разливом нефтепродуктов 1 2. Часто для осушки почв от нефтепродуктов используется физико-химическое воздействие: испарение, вымывание, ультрафиолетовое облучение и т. п., при этом часто легкие и водорастворимые углеводороды, разлагаясь, мигрируют с места разлива. Тяжелый остаточный битумизирован-ный нефтепродукт может подвергаться биохимической деградации, при этом решающее значение играют микроорганизмы, осуществляющие внутриклеточное окисление углеводородов '.
Одной из существенных ошибок, допускаемых при рекультивации земель, является засыпка разлитой нефти и нефтепродуктов привозным грунтом — песком и торфом, так как при этом происходит консервация разлива.
Комплекс мероприятий по очистке почвы от нефтяного загрязнения включает два момента: первый — активизация абиотических физико-химических процессов деградации свежей нефти; второй — стимуляция почвенной углеводородокисляющей микрофлоры и фито-мелиорация.
В УГНТУ исследован процесс очистки почвы от нефти после аварийных разливов с использованием мозамбикского сорбента «ВиЬКОМЛББОКБ» 3-6.
Сорбент «ВиЬКОМЛББОКБ» не только способен поглощать значительные количества нефтепродуктов (20—45 г/г сорбента) с поверхности залитой продуктом почвы (табл. 1), но и может быть использован для осушки почвенного объема с целью дальнейшей рекультивации земель.
Таблица 1
Результаты сбора нефти и нефтепродуктов с поверхности почвы при помощи сорбента «DULROMABSORB»
Нефтепродукт Нефтепоглощение, г/г, при сборе нефтепродукта с поверхности почвы
песчаной черноземной глинистой
Бензин 25.6 26.2 22.5
Дизельное 22.2 30.7 23.8
топливо
Нефть (Сибирская) 32.6 35.0 27.6
Масло 48.9 40.4 47.5
«Novoil»
В базовых опытах в качестве исходной загрязненной почвы бралась навеска почвы (400 г), обработанная в течение суток 250 мл нефтепродукта до его полного впитывания.
Обработку почвы, смоченной нефтепродуктом, выполняли двумя способами: первый вариант — смешиванием поверхностного смоченного слоя почвы (10 см) с сорбентом или второй вариант — укладкой снятого загрязненного слоя почвы на слой сорбента. Во всех опытах количество сорбента составляло 11 г. После 24 часов контакта смоченной почвы с сорбентом в течение проводилось отделение сорбента от почвы и отжим собранного нефтепродукта из сорбента с целью утилизации продукта. Естественно, второй способ обработки более технологичен, легче проводится отделение отработанного сорбента от почвы. При сорбционной обработке почвы,
Дата поступления 04.04.07
пропитанной нефтепродуктами, собирается и утилизируется до 50% первоначально разлитого продукта (табл. 2). Итоговые величины нефтепоглощения при послойной обработке и смешивании поверхностного смоченного слоя почвы с сорбентом «ОиЬКОМАВБОКВ» близки между собой (табл. 2).
В полевых условиях послойную очистку почвы сорбентом «ВиЬКОМАВБОКВ» можно привести по следующей технологии (рис. 1). На поверхность почвы укладывается непроницаемая пленка (например, полиэтиленовая), на которой располагают слой сорбента «ВиЬКОМАВБОКВ» толщиной 2-4 см,
покрываемый сверху нефтепроницаемым материалом (например, хлопчатобумажной канвой) 6. На нефтепоглощающую систему наносится слой очищаемой почвы. После абсорбции нефтепродукта сорбентом очищенная почва при помощи канвы отделяется от сорбента, далее сорбент, насыщенный нефтепродуктом, удаляется с полиэтиленовой подложки и подается в отжимной устройство для выделения сорбированного продукта.
После сорбционной осушки почва выдерживалась две недели для дополнительного выветривания части оставшихся нефтепродуктов и подвергалась рекультивации различными
Таблица 2
Результаты осушки почвы сорбентом «DULROMABSORB» от загрязнения нефтепродуктами
Номер варианта Масса разли- Масса погло- Масса почвы Объем отжато Количество отжатого
методики осушки того нефте- щенного неф- после осушки го продукта, нефтепродукта на 1 г
почв сорбентом продукта, г тепродукта, г сорбентом, г мл сорбента, г/г
Нефтепродукт — Арланская нефть — 1 (плотность 0.92 г/см3)
1 вариант 230 147.4 341.4 100 8.4
1 вариант 190.4 306.3 135 11.3
1 вариант 186.6 323.8 115 9.6
2 вариант 129.6 401.3 123 10.7
1 вариант 187.8 357.6 120 10.04
Нефтепродукт — Арланская нефть - 2 (плотность 0.88 г/см 3)
1 вариант 220 173.7 360.4 122 9.8
2 вариант 158.7 401.9 125 10
2 вариант 308 155.1 405.8 124 10.7
2 вариант 220 233.5 425.1 184 14.7
1 вариант 136.2 317 90 7.2
Нефтепродукт — дизельное топливо
2 вариант 168.9 403.9 158 11.2
2 вариант 167.8 404.4 158 11.2
1 вариант 192.5 170.7 370.2 119 8.5
2 вариант 158.2 419.6 147 11.7
1 вариант 182.7 367.1 127 9.03
Нефтепродукт - бензин АИ-92
1 вариант 130.1 386.8 112 7.44
1 вариант 120.2 385.2 65 4.32
2 вариант 182.5 75.1 383 86 5.71
2 вариант 87.6 406.9 58 5.64
1 вариант 122.3 392.8 98 6.5
Рис.1. Обработка нефтезагрязненой почвы сорбентом «ОиЬКОМАВБОИВ»: а — однослойная; б — многослойная; 1 — грунт; 2 — полиэтиленовая пленка; 3 — слой очищаемой почвы; 4 — хлопчатобумажная канва; 5 — слой сорбента «ОиЬКОМАВБОИВ»
видами растений: пшеница (Triticum), овес посевной (Avena satival), укроп пахучий (Änethum graveolens), ячмень обыкновенный (Ногdeum vulgare) и морковь посевная (Daucus sativus) (рис. 2).
Рис. 2. Результат процесса рекультивации почвы после ее сорбционной обработки через месяц после посева растений
В контрольный (свежий) и обработанные сорбентом образцы почвы высевали по 50 семян пшеницы, овса, укропа и ячменя и по 10 семян моркови, затем наблюдались все изменения после посева (время всхожести, динамика роста растений и т. д.).
Процесс рекультивации интенсивно идет во всех образцах почв, всхожесть ростков достигает 80 % (морковь и ячмень) (табл. 3).
Из-за низкого качества семян не удалось добиться высокой всхожести всех видов растений на контрольных образцах почвы.
Приращение в высоте ростка в течение суток составляло примерно 0.5—1 см. Рост растений замедлялся по мере достижения ими
Результаты рекультивации после объемной
18—26 см в связи с проведением исследования в зимнее время и коротким периодом слабой освещенности растений (6—8 ч).
Динамика роста изученных растений показала, что вид нефтепродукта, загрязняющего почву, почти не влияет на скорость роста, но существенно сказывается на времени задержки всхожести семян (рис. 3).
Отмечено, что появление ростков ячменя происходит более быстрыми темпами, чем у моркови. Морковь на исследуемых почвах дала хорошую всхожесть только к концу исследования.
Посев растений на почве, необработанной сорбентом и выдержанной в течение месяца после имитации разлива нефтепродукта, показал, что лишь пшеница и морковь дали ростки при разливе бензина. Можно полагать, что выдерживание почвы привело к естественному испарению большей части бензина; в случае разлива остальных нефтепродуктов семена не прорастали.
Таким образом, применение для очистки загрязненной нефтепродуктами почвы только сорбента «ОиЬКОМАВБОКВ» без дополнительных мер по рекультивации (использование биопрепаратов для разложения нефти, использование торфа и т. д.) дает положительные результаты.
Поскольку эксперименты показали, что различные виды растений (зерновые культуры, корнеплоды, зонтичные растения) по-разному реагируют на специфические разливы, для рекультивации почвы после ликвидации аварийных разливов требуется систематический подбор растений, наиболее легко адаптирующихся к остаточному загрязнению конкретным видом нефтепродукта, и возможно выявление универсального рекультивирующего вида растений.
Таблица 3
сушки почв сорбентом «DULROMABSORB»
Вид загрязнения Количество ростков и высота растения
почвы Овес Морковь Пшеница Ячмень Укроп
Кол- Высота, Кол- Высота, Кол- Высота, Кол- Высота, Кол- Высота,
во см во см во см во см во см
Контроль
Без загрязнения 28 8-23 8 4-6 41 12-26 49 17-30 38 5-12
Обработанная сорбентом почва
Арланская нефть — (плотность 0.98) 17 1-19 7 3-4 36 4-27 24 10-33 30 2-11
Арланская нефть — (плотность 0.92) 17 6-21 4 2-6 28 7-26 42 8-31 19 4-12
Сибирская нефть 16 3-20 8 7 33 1-21 40 11-26 27 1-11
Бензин 30 6-19 6 1-5 35 3-25 33 3-29 30 3-10
Дизельное топливо 18 1-17 8 2-5 30 4-20 6 3-24 13 1-13
.а
н w v
К о
и
W
П
50 48 46 44 42 40 38 36 34 32 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0
* ь
J г
7
я \1А1/ \l 1
ДГ7 Г V V Н 1 \ / \ лл /
А/ ч J л/ vV ч ) \
9 Г V4 V\
е£\ д
Г Д
■ Г
1 I I J и
W ? 1 1
1
1
А
¥ Т \ \
1 1
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46
—О—Без загрязнения —Д— Арланская нефть-2
—■—Арланская нефть-1 X Сибирская нефть
Время, сутки
Рис. 3. Динамика всхожести овса
Литература
1. Усошин В. А., Егоров И. Ф., Коваленко Б. М., Козлов С. И. // Нефтегазовая вертикаль.— 2000.— №2.— С. 36.
2. Самойлов Н. А., Хлесткин Р. Н., Шеме-тов А. В., Шаммазов А. А.— Сорбционный метод ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов.— М.: Химия, 2001— 189 с.
3. Консейсао А. А.-да, Самойлов Н. А., Хлесткин Р. Н. // Труды II Международной научно-практической конференции «Экологические проблемы современности».— Пенза, 2006.— С. 126.
4. Консейсао А. А.-да, Самойлов Н. А., Хлесткин Р. Н. // Труды IV Международной науч-
но-практической конференции «Природноре-сурсный потенциал, экология и устойчивое развитие регионов России».— Пенза, 2006.— С. 114.
Самойлов Н. А, Консейсао А. А.-да. // Труды III Всероссийской конференции «Теория и практика массообменных процессов химической технологии (Марушкинские чтения)».-Уфа, 2006.- С. 148.
Консейсао А. А.-да, Самойлов Н. А., Хлесткин Р. Н., Кудряшова К. Л., Рахматуллин Т. Т. // Труды III Всероссийской конференции «Теория и практика массообменных процессов химической технологии (Марушкинские чтения)».-Уфа, 2006.- С. 150.
5
6
