CC BY
22УДК 581.5
Технические науки
Амосова А. А., кандидат биологических наук доцент кафедры «Химическая технология и промышленная экология» ФГБОУ ВО «Самарский государственный технический университет»
Россия, г. Самара
Горяйнов В. А., магистрант 2 курс, Нефтетехнологический факультет ФГБОУ ВО «Самарский государственный технический университет»
Россия, г. Самара
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ ТЕХНОЛОГИИ БИОРЕКУЛЬТИВАЦИИ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ ПОЧВ С ПОМОЩЬЮ СОРБЕНТОВ ПРИРОДНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ
Аннотация: Статья посвящена разработке способов повышения эффективности биоремедиации нефтезагрязненных почв. Осуществлена сравнительная оценка характеристик наиболее широко применяемых сорбентов природного происхождения, таких как сосновые и березовые опилки, торфяной сорбент и сорбент из мха.
Ключевые слова: нефтезагрязненные почвы, биоремедиация, сорбенты.
Аннотация: The article is devoted to the development of methods for increasing the efficiency of bioremediation of oil-contaminated soils. A comparative assessment of the characteristics of the most widely used sorbents of natural origin, such as pine and birch sawdust, peat sorbent and moss sorbent, has been carried out. Keywords: oil contaminated soils, bioremediation, sorbents.
В настоящее время аварийные разливы нефтепродуктов являются одной из наиболее распространенных причин загрязнения почв повышенными концентрациями углеводородов. В 2020 году количество только официально
зарегистрированных аварий на территории Самарской области составило более 2 тысяч. Поэтому разработка способов повышения эффективности биоремедиации нефтезагрязненных почв с помощью различного рода сорбентов очень актуальна.
На данный момент в мире при ликвидации разливов нефти предлагается применять порядка двухсот различных сорбентов, которые могут быть классифицированы по различным критериям [1]. К наиболее распространённым природным сорбентам можно отнести многообразные виды глин, диатомитовые породы, песок, цеолиты, туфы, пемзу, древесную щепу и опилки, а также модифицированный торф, макулатура [2].
В рамках представленных исследований рассматривалась возможность повышения эффективности биоремедиации нефтезагрязненных почв путем внесения в загрязненные почвы различных сорбентов, таких как сосновые и березовые опилки, торфяной сорбент и сорбент из мха.
Модельные образцы почвы создавались в лабораторных условиях путем внесения в почву нефтепродуктов; первая серия экспериментов осуществлялась с модельными образцами почвы с исходной концентрацией углеводородов 4,2 г/кг, вторая серия экспериментов осуществлялась с модельными образцами почвы с исходной концентрацией углеводородов 8,4 г/кг. Исследуемые сорбенты вносились в почву в объеме 10-10,1% от общей массы.
Эксперимент длился 90 суток, по истечении которых в модельных образцах почвы определялось содержание нефтепродуктов методом ИК-спектрометрии [3].
Результаты эксперимента с первой серией модельных образцов показали, что в образце №1 почвы контрольного варианта (без сорбентов, без аэрации, без увлажнения) через 90 суток концентрация углеводородов составила 3,7 г/кг.
4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1
0,5 0
■ Исходная концентрация у/в, г/кг ■ Концентрация у/в через 90 суток
Рисунок 1. Содержание углеводородов в модельных образцах почвы через 90 суток
эксперимента, г/кг
В модельном образце №2 почвы контрольного варианта (без сорбентов, с аэрацией, с увлажнением) через 90 суток концентрация углеводородов составила 2,27 г/кг, что вдвое ниже исходной концентрации.
В модельных образцах №3 почвы с добавлением сорбента из мха и №4 с добавлением березовых опилок через 90 суток концентрация углеводородов составила 1,68 г/кг. В модельных образцах №5 почвы с добавлением торфяного сорбента и №6 с добавлением сосновых опилок через 90 суток концентрация углеводородов составила 1,61 г/кг.
Интересно, что полученные данные указывают на почти одинаковый уровень снижения углеводородов в почве в присутствии древесных опилок и торфа либо мха; хотя, сорбционная емкость торфа составляет 1,3 - 1,7 г/г, а нефтеемкость мха составляет 6,3 г/г [4].
Результаты эксперимента со второй серией модельных образцов показали, что в образце №1 почвы контрольного варианта (без сорбентов, без аэрации, без увлажнения) через 90 суток концентрация углеводородов составила 7,2 г/кг.
1,608
Образец №1 Образец №2 Образец №3 Образец №4 Образец №5 Образец №6
9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
Рисунок 2. Содержание углеводородов в модельных образцах почвы через 90 суток
эксперимента, г/кг
В модельном образце №2 почвы контрольного варианта (без сорбентов, с аэрацией, с увлажнением) через 90 суток концентрация углеводородов составила 5,00 г/кг. Сравнивая данный результат с результатом, полученным с подобным образцом почвы в первой серии, можно отметить, что увеличение исходной концентрации несколько снижает динамику элиминации углеводородов.
Сравнительная оценка эффективности сорбентов во второй серии экспериментов показала, наименьшую интенсивность снижения концентрации загрязнителя в присутствии торфяного сорбента. В модельном образце №3 через 90 суток концентрация углеводородов составила 3,8 г/кг. Сравнивая данный результат с результатом, полученным с подобным образцом почвы в первой серии, следует также отметить снижение динамики элиминации углеводородов.
В модельных образцах почвы №5 с добавлением сорбента из мха, №4 с добавлением сосновых опилок и №6 с добавлением березовых опилок через 90 суток концентрация углеводородов колеблется от 3,44 до 3,37 г/кг, что указывает на их достоверную эффективность.
,372
Образец №1 Образец №2 Образец №3 Образец №4 Образец №5 Образец №6 ■ Исходная концентрация у/в, г/кг ■ Концентрация у/в через 90 суток
Полученные результаты согласуются с величинами нефтеемкости исследуемых сорбентов, которые составляют 5,5 г/г у опилок и 6,3 г/г у мха, в то время как для торфяного сорбента данная величина колеблется от 1,3 - до 1,7 г/г [4].
Таким образом, применение данного вида сорбентов с низкой себестоимостью и высокой нефтеемкостью при рекультивации нефтезагрязненных земель на сегодняшний день представляется перспективным и эффективным.
Процесс биорекультивации нефтезагрязненных почв с помощью исследованных природных сорбентов предлагается осуществлять двумя способами:
1) При обезвреживании на открытых площадках (для «свежих» проливов нефтепродуктов) следует произвести обработку сорбентами (рассеивание), взрыхление (культивация) грунта либо вручную, либо с применением многофункциональной специализированной техники с целью диспергирования сорбентов в массе грунта.
2) При обезвреживании в стационарных условиях следует выполнить взрыхление нефтезагрязненной почвы, далее обработку почвы сорбентами, повторное взрыхление (перемешивание) обработанной почвы.
Библиографический список:
1. Аренс В.Ж., Гридин О.М., Яншин А.Л. Нефтяные загрязнения: как решить проблему// Экология и промышленность России. 1999. №9.С. 33-36.
2. Гусев В. С. Изучение ассоциации цианобактерий и нефтеокисляющих бактерий в условиях нефтяного загрязнения методом полного факторного эксперимента/ В. С. Гусев, Т. В. Коронелли, М. А. Линькова, В. В. Ильинский // Микробиология. - 1981. Т. 50. Вып. 6. - С. 1097 -1103.
3. Восстановление нефтезагрязненных почвенных экосистем. Ред. Глазовская М.А., М.: Наука, 1988, 254 с.
4. Кузнецов Ф. М. Рекультивация нефтезагрязненных почв / Ф. М. Кузнецов, А. П. Козлов, В. В. Середин, Е. В. Пименова. - ПГСХА: Пермь, 2003. - 196 с.
