Технологии и способы реабилитации загрязненных территорий

После завершения аварийных работ по приказу генерального директора создается комиссия по осмотру земель с участием заинтересованных сторон. При осмотре земель комиссия определяет географическое положение нарушенного участка, его площадь, источник и характер нарушения и загрязнения почв, делает заключение о возможных способах рекультивации.

Определяющими параметрами при выборе методов реабилитации загрязненных нефтью площадей являются:

1) физико-химический состав разлитой нефти, ее поведение в окружающей среде;

2) рельеф поверхности, на которой произошел разлив, структура подстилающего слоя почвы, ее механический состав;

3) погодные условия по времени года;

4) качество сбора нефти с подстилающей поверхности;

5) наличие сохранившейся растительности, сухостоя и захламления;

6) глубина проникновения нефти в грунт.

На основании материалов обследований назначается необходимый перечень рекультивационных мероприятий[2].

Запрещается планировать следующие экологически опасные способы ликвидации разливов:

- выжигание нефти на поверхности почвы;

- засыпка территории разлива песком.

Технология наиболее приемлемого способа реабилитации загрязненной территории:

1. Смыв остаточных линз нефти в теплое время (лето) с последующей откачкой.

2. Стимуляция микробиологического разложения нефти (фрезерование, известкование, внесении минеральных удобрений и т. д.).

3. Фитомелиорация.

Смыв (орошение) применяется на грунтах с явно выраженным рельефом (на склонах) и на берегах водотоков и водоёмов. Он может быть применен при разливах на локализованных непроницаемой стенкой полосами боновых направляющих заграждений с контролируемым сбросом через проточные нефтесборщики (накопители) на грунтах и на болотах любого типа участков с надежной (жесткой) локализацией. В зависимости от площадей и объемов нефти допускается сооружение траншей-щелей.

Стимуляция микробиологического разложения остаточной нефти достигается путем последовательного проведения следующих мероприятий:

- фрезерование почвы;

- известкование;

- внесение минеральных удобрений;

- орошение аэрированной водой;

- создание искусственного микрорельефа;

- внесение культур нефтеокисляющих микроорганизмов;

- фитомелиорация.

Фрезерование почвы решает одновременно несколько задач: резко снижает концентрацию нефтепродукта в верхних слоях почвы путем разбавления более чистым грунтом из нижних горизонтов, увеличивает поверхность соприкосновения остаточной нефти с биологически активной средой, улучшает водно-воздушный режим почв, позволяет равномерно распределить по пахотному слою почвы, вносимые минеральные удобрения и известь.

Известкование применяется на кислых почвах, имеющих рН менее 5,5, и ставит целью поддержать реакцию почвенной среды близкой к нейтральной или слабощелочной (рН 6-8). Оно улучшает физические свойства почвы, облегчает потребление микроорганизмами азота и фосфора, снижает подвижность токсичных веществ нефти, нейтрализует накапливающиеся органические кислоты. Известкование является непременным условием эффективного применения минеральных удобрений и поддержания на максимальном уровне активности нефтеокисляющей микрофлоры. Через 2-3 месяца после внесения известковых удобрений определяют кислотность почвы и если рН меньше 5,4 проводят повторное известкование.

Внесение минеральных удобрений предполагает обеспечение нефтеокисляющих микроорганизмов и трав-мелиорантов усвояемыми формами азота, фосфора, калия. Потенциальная потребность в минеральных удобрениях (без учета повторной утилизации при отмирании микрофлоры), оптимальное соотношение азотных, фосфорных и калийных удобрений определяется на основе потребности углеводородоокисляющих микроорганизмов при утилизации конкретного количества углеводородного загрязнителя с учетом фракционного состава остаточных нефтепродуктов. Учитывая низкую обеспеченность лесных и болотных почв доступными формами азота, фосфора и калия, основной объем удобрений планируется на первое внесение и приурочен к фрезерованию почвы. Фрезерная заделка обеспечивает более равномерное распределение элементов питания в загрязненных слоях почвы, более легкую адаптацию к удобрениям почвенной микрофлоры. На бедных гумусом песках удобрения следует вносить невысокими дозами. В силу слабой поглотительной способности, низкой буферности и периодического пересыхания песчаных почв, более высокие дозы могут угнетать почвенную микрофлору и быстро вымываться осадками. При первом внесении предпочтение отдается удобным в применении комплексным удобрениям, содержащим азот, фосфор и калий в доступных для быстрого усвоения микроорганизмами форме и с минимальным количеством нитратного азота. При благоприятном водно-воздушном и тепловом режиме легко усвояемые азот, фосфор и калий быстро потребляются микроорганизмами и через 2-3 недели элементы минерального питания могут снова лимитировать биодеградацию нефти.

Для орошения аэрированной водой на участке устраивается коллекторная система канавок, обеспечивающая сток воды и нефти в специальные приемники, из которых вода, обогащенная кислородом и элементами минерального питания, необходимыми для нефтеокисляющих микроорганизмов, снова возвращается на участок по шлангам и садовым разбрызгивателям либо с помощью дальнеструйных тракторных установок, а нефть собирается нефтесборщиками. Непрерывное или периодическое орошение аэрированной водой в комплексе с внесением извести и минеральных удобрений значительно ускоряет микробиологическое окисление поверхностных загрязнителей.

Создание искусственного микрорельефа из чередующихся микроповышений (гребней) и микропонижений (борозд) целесообразно к применению для переувлажненных болотных почв, где процесс биодеградации нефтепродуктов тормозится плохой аэрацией, низкими температурами, высокой кислотностью торфа. За счет увеличения поверхности почвы ускоряется испарение легких фракций, улучшение аэрации и прогреваемости торфа создает в микроповышениях оптимальные условия для аэробных нефтеокисляющих бактерий и высших растений. Подвижная нефть вымывается в неглубокие хорошо прогреваемые борозды и разлагаются в водной среде значительно быстрее, чем в почве. Высеянные по микроповышениям травы застрахованы от вымокания в паводковый период.

Внесение культур нефтеокисляющих микроорганизмов в почву оправдано, если естественная нефтеокисляющая микрофлора бедна по видовому составу и не может быть стимулирована описанными выше приемами. Решение о целесообразности внесения микроорганизмов принимается после исследования почв на активность содержащейся в ней нефтеокисляющей микрофлоры. Однако внесенные в почву или водоемы не адаптированные к местным условиям чужеродные микроорганизмы вступают в конкурентные отношения с хорошо адаптированными к местным условиям членами аборигенных микробных сообществ и быстро вытесняются ими. Для применения бакпрепаратов необходимо наличие разрешительной документации:

1) гигиенический сертификат;

2) технические условия;

3) инструкция по применению.

Технические условия на микробиологические и биохимические препараты должны иметь в своем составе следующие разделы:

- технические требования (характеристик препарата, требования к упаковке и маркировке);

- правила приемки;

- методы испытаний (отбор проб, определение органолептических показателей, определение оксидазной активности);

- условия транспортировки и хранения;

- требования безопасности;

- требования по охране окружающей среды;

- гарантии изготовителя;

- оптимальные условия эффективной работы препарата.

Инструкция к микробиологическим и биохимическим препаратам должна содержать исчерпывающую информацию:

- по приготовлению рабочей формы препарата к применению;

- описание способствующих процессу очистки технических приемов и агрохимических мероприятий;

- описание процесса обработки, нормы внесения препарата для различных целей и условий применения;

- перечень необходимых для проведения работ технических средств, соответствующих правовым и техническим нормам и правилам;

- перечень мероприятий по технике безопасности при подготовке к применению рабочей формы препарата;

- рекомендации по проведению контроля, за процессом деструкции углеводородов.

Фитомелиорация как завершающий этап реабилитации загрязненных территорий, является показателем относительного качества рекультивации земель, служит снижению концентрации углеводородов в почве до допустимых уровней и обеспечивает создание устойчивого травостоя из аборигенных или сеяных многолетних трав, адаптированных к соответствующим почвенно-гидрологическим условиям и способных к длительному произрастанию на данной площади. Травянистые растения улучшают структуру почвы, увеличивают ее воздухопроницаемость, поглощают мутагенные, канцерогенные и другие биологически опасные продукты, препятствуют вымыванию из рекультивируемого слоя почвы элементов минерального питания.

Достаточно простым и эффективным способом реабилитации загрязненных почв, при небольшой площади загрязнения является применение торфа в качестве потенциально плодородной породы. Достоинства торфа при его применении заключаются в:

- его высокой адсорбционной способности по отношению к нефтепродуктам;

- природных свойствах торфа как носителя микроорганизмов, способных окислять нефть, что исключает его утилизацию;

- потенциальной возможности торфа к самозарастанию высшими растениями, что способствует скорейшей деградации нефтепродуктов и препятствует размыванию торфа по поверхности обработанных площадей[3].