CC BY
82
УДК 504.5:665.6:606
Г. Г. Ягафарова (д.т.н., проф.)1, Л. Р. Акчурина (асп.)1, Ю. А. Федорова (асп.)1, И. Р. Ягафаров (к.т.н., зав.сектора экологии)2, А. Х. Сафаров (к.т.н., доц.)1
Повышение эффективности рекультивации нефтезагрязненных грунтов
1 Уфимский государственный нефтяной технический университет, кафедра прикладной экологии 450062, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1; тел. (347) 2431737, e-mail: [email protected] 2 Уфимский государственный нефтяной технический университет, Научно-исследовательский проектный институт нефти и газа г. Уфа, ул. Кольцевая, 9, к. 204; тел. (347) 2605842
G. G. Yagafarova1, L. R. Akchurina1, Y. A. Fedorova1, I. R. Yagafarov2, A. Kh. Safarov1
Enhancing of the effectiveness of remediation of petropolluted soil
1 Ufa State Petroleum Technological University 1, Kosmonavtov Str, 450062, Ufa, Russia; ph. (347) 2431737, e-mail: [email protected] 2Scientific-Research Project Institute of Oil and Gas 9, Koltsevaya Str., Ufa, Russia; ph. (347) 2605842
Представлен способ очистки нефтезагрязненных грунтов, основанный на применении аборигенных нефтеокисляющих микроорганизмов и избыточного ила биологических очистных сооружений нефтехимических предприятий. Предлагаемый способ эффективен при ликвидации нефтяных загрязнений и рекомендуется для широкого внедрения.
Ключевые слова: аборигенные нефтеокисля-ющие микроорганизмы; биодеструкция; избыточный ил.
The way of clearing of petropolluted soil is developed. The way is based on application of native petrooxidizing microorganisms and superfluous sludge of biological treatment facilities of the petrochemical enterprises. The offered way is effective at liquidation of oil pollution and it is recommended for wide introduction.
Key words: native petrooxidizing microorganisms; biodestruction; superfluous sludge.
С развитием нефтяной промышленности, в частности, добычи, транспортировки, переработки нефти и нефтепродуктов проблема загрязнения окружающей среды нефтяными углеводородами становится особенно актуальной. Накопление в окружающей среде нефтяных загрязнений негативно влияет на природные биоценозы, способствует деградации и выводу из сельскохозяйственного оборота значительных территорий. Известные механические и физико-химические методы очистки нефтезаг-рязненных сред не всегда эффективны при ликвидации остаточного нефтяного загрязнения, несмотря на их дороговизну. На завершающих этапах рекультивации грунтов с невысоким процентным содержанием нефти и нефтепродуктов наибольшего эффекта очистки можно достичь, используя биотехнологические
методы 1. Одним из перспективных направлений рекультивации нефтезагрязненных земель является применение биопрепаратов на основе аборигенных микроорганизмов из числа диких штаммов 2. Значительно повысить степень биодеструкции можно также путем внесения биостимуляторов. Из литературных данных 3 известно, что биомасса избыточного ила по мере хранения претерпевает ряд изменений, схожих с процессами формирования почвенного гумуса. Она содержит в своем составе белки, углеводы, гуминовые кислоты, биогенные макро-и микроэлементы: калий, кальций, соединения фосфора и азота, железо, цинк, марганец и др.
Целью данной работы явилось исследование эффективности биодеструкции нефтяных загрязнений при совместном внесении аборигенных нефтеокисляющих микроорганизмов и
Дата поступления 21.03.11
биомассы избыточного ила биологических очистных сооружений ОАО «Уфанефтехим», с последующим засевом участка нефтетолерант-ными растениями.
Материалы и методы исследования
Для проведения эксперимента использовали нефтезагрязненный грунт, отобранный на территории Туймазинского месторождения РБ. Среднее содержание нефти и нефтепродуктов в отобранных образцах составило 10.5% мас.
Наработка суспензии аборигенных микроорганизмов производилась в жидкой минеральной среде Маккланга 4 с добавлением нефтезагрязненного грунта из расчета 1% мас. В качестве источника углерода и энергии в колбы вносили нефть Туймазинского месторождения в количестве 1% мас. Для стимуляции роста микроорганизмов в качестве фактора роста использовали биогенную добавку био-трин (ТУ 9291-001-00479994-95).
Методика исследований заключалась в следующем: готовили три серии чашек с неф-тезагрязненным грунтом. В первую серию добавляли избыточный ил из расчета 3% мас., во вторую — суспензию аборигенных нефте-окисляющих микроорганизмов из расчета 3% мас., в третью — смесь аборигенных микроорганизмов и избыточного ила в соотношении 1:1, 3% мас. Контролем служили чашки без внесения суспензии аборигенов и избыточного ила. Периодически по мере необходимости осуществлялся полив водой до полной влаго-емкости. Эксперимент проводили при комнатной температуре. Об эффективности биодеструкции нефти и нефтепродуктов судили по их остаточному содержанию в пробах почвы. Содержание нефти и нефтепродуктов в почве определяли методом ИК-спектрометрии на кон-центратомере ИКН-025, после экстракции че-тыреххлористым углеродом, по известной методике 5. Косвенно о биодеструкции нефти и
нефтепродуктов судили по приросту нефте-окисляющих микроорганизмов, растущих на среде Раймонда 4 следующего состава, г/л: Ыа2СО3 - 0.1; СаС12 - 0.01; М^04 • 7Н20 -0.02; FeSO4 • 7Н20 - 0.02; ЫаН2Р04 - 1.5; К2НР04 - 1.0; MgSO4•7H2O - 0.2; ЫН4М03 -2.0; вода дистиллированная - до 1 л, в качестве единственного источника углерода и энергии использовалась нефть - 1% мас. Об эффективности очистки нефтезагрязненной почвы судили после 30, 60 и 90 сут.
Результаты и их обсуждение
Результаты исследований свидетельствуют о способности аборигенных микроорганизмов эффективно окислять содержащиеся в почве нефтепродукты. При этом, при совместном внесении суспензии аборигенных углеводоро-докисляющих микроорганизмов (АУОМ) и избыточного ила в нефтезагрязненную почву степень биодеструкции нефти и нефтепродуктов значительно, в среднем на 20%, выше, чем при их раздельном внесении (рис. 1). Общая численность микроорганизмов за 90 сут культивирования увеличилась на 1-2 порядка, что свидетельствует об активном росте бактерий (табл. 1).
Рис. 1. Биодеструкция нефти и нефтепродуктов с применением ассоциации аборигенных микроорганизмов и избыточного ила
Таблица 1
Прирост численности микроорганизмов, растущих на питательной среде Раймонда
Серия Численность микроорганизмов, КОЕ/ г
Начальная Конечная (через 90 суток)
1 2 3 4 Избыточный ил АУОМ АУОМ + избыточный ил Контроль (3 ± 1.3) ■ 105 (2 ± 0.3) ■ 106 (1 ± 0.2) ■ 106 (1 ± 0.2) ■ 102 (3 ± 0.5) ■ 106 (2 ± 0.3) ■ 107 (1 ± 0.2) ■ 108 (5 ± 1.4) ■ 103
Результаты лабораторных исследований подтверждаются в опытно-промышленных испытаниях, проведенных на полигоне ООО НПП «Уфабурнефть». Аборигенные нефтеокисляющие микроорганизмы вносились совместно с избыточным илом в соотношении 1:1, из расчета 3% мас. Дополнительно производился засев обработанного участка нефтето-лерантными растениями. В качестве нефтето-лерантных растений использовали пырей ползучий (Agropyrum repens), люцерну посевную (Medicago sativa), клевер ползучий (Trifolium repens), которые были обнаружены при проведении исследований нефтезагрязненных участков республики Башкортостан. За два вегетационных периода эффективность очистки неф-тешлама с первоначальным содержанием нефти и нефтепродуктов 10.1% мас. составила более 95%.
Таким образом, совместное внесение ассоциации аборигенных нефтеокисляющих микроорганизмов и избыточного ила, взятых в соотношении 1:1, значительно ускоряет эффект очистки нефтезагрязненных грунтов.
Последующий засев обработанного участка нефтетолерантными растениями обеспечивает быстрое залужение восстанавливаемых участков и наращивание зеленой биологически активной массы. Широкое применение избыточного ила в качестве биостимулятора для очистки нефтезагрязненных грунтов позволит значительно уменьшить площади илонакопителей и тем самым оздоровить окружающую среду.
Литература
1. Ягафарова Г. Г., Леонтьева С. В., Сафаров А. Х., Ягафаров И. Р. Современные методы переработки нефтешламов.— М.: Химия, 2010.— 190 с.
2. Патент РФ № 2352630 / Ягафарова Г. Г., Го-ловцов М. В., Леонтьева С. В., Сафаров А. Х., Ягафаров И. Р., Барахнина В. Б. // Б. И.-2009.- №11.
3. Трубникова Л. И. // Экология и промышленность России.- 2001.- №8.- С. 9.
4. Егоров Н. С. Руководство к практическим занятиям по микробиологии.- М.: МГУ, 1995.- 224 с.
5. ПНДФ 16.1:2.2.22-98 «Методика измерения массовой доли нефтепродуктов в почве и донных отложениях методом ИК-спектрометрии. Количественный химический анализ почв».
