Окт 05 2000

Проблема ликвидации прудов-отстойников

Опубликовано в 23:16 в категории Утилизация

Проблема ликвидации прудов-отстойников

на территории промывочно-пропарочной станции “Одесса-сортировочная”

и возможные пути ее решения

Г.А. Кожанова*, В.И. Соловьев

  • , Т.В. Гудзенко*, Н.С. Бобрешова*, Т.А. Беляева*, Т.Н. Кривицкая*, Н.М. Шурова
  • *, В.В. Губанов
  • *

    * Одесский государственный университет им. Мечникова

  • Научно-производственное предприятие “Эконад”, г. Одесса

  • *Одесский филиал Института биологии южных морей НАН Украины

    Пруды-отстойники и пруд-испаритель Одесской промывочно-пропарочной станции (ОППС) являются наиболее крупным локальным источником хронического загрязнения углеводородами нефти воздушного бассейна, прилегающих территорий и акваторий, а также подпочвенных вод Куяльницкой Пересыпи. Общая площадь прудов 4,50 га. В настоящее время в них скопилось около 30000,00 м3 нефтесодержащей подтоварной воды, - до 23000,00 м3 нетоварных нефтепродуктов в виде нефтешлама и загрязненных нефтепродуктами донных отложений с концентрацией нефтепродуктов 900,00-980,00 мг/г. Ежегодно с поверхности прудов испаряется около 35,00 тонн нефте-продуктов.

    Вышеперечисленные факты свидетельствуют о необходимости создания комплексной технологии обезвреживания нефтесодержащих подтоварных вод и утилизации донных отложений, загрязненных нефтешламами.

    При реализации технологических решений по ликвидации прудов-отстойников не должны образовываться вторичные отходы, то есть необходимо обеспечить экологическую безопасность района расположения ОППС. В этом аспекте привлекают внимание биотехнологии, основанные на применении бактерий-деструкторов и биопрепаратов.

    Использование микробиологических методов при ликвидации нефтяных загрязнений почвы и водных поверхностей является часто практически единственной возможностью восстановления природных биоценозов. К тому же микробиологические методы являются наиболее дешевы-

    ми по сравнению с другими способами. Микробиологическая деструкция углеводородов нефти в почве обеспечивается, в основном, двумя способами: стимуляцией развития аборигенной нефтеокисляющей микрофлоры почвенных биоценозов путем внесения дополнительных биогенных источников питания и применением биопрепаратов, созданных на базе селекционированных микроорганизмов-деструкторов (“Олеворин”, “Uni-rem”, “Валентис”, “Bio-rem”, “Нафтокс”, “Микромицет”, “Путидойл”, “Десна” и др.). При проникновении нефтепродуктов на большую глубину загрязненная почва может выбираться и санироваться в, так называемых, биоячейках и кагатах. Снижение содержания нефтепродуктов в почве может также осуществляться с помощью культур олигохет, которые в процессе своей жизнедеятельности улучшают ее структуру, повышают содержание гумуса и обогащают микрофлорой.

    Все приведенные выше данные по применению бактериальных препаратов и культур олигохет относятся к загрязненным почвам с максимальным содержанием нефтепродуктов 25,00-50,00 мг/г. Содержание нефтепродуктов в шламе из прудов ОППС может достигать 980,00 мг/г. Сведения об использовании микробиологических методов утилизации таких нефтешламов в литературе отсутствуют.

    Целью работы являлась разработка биологических методов утилизации донных отложений нефтешлама прудов-отстойников ОППС и апробация их в натурных условиях.

    При выполнении исследований использовались микробио-логические, химические, фитотоксикологические и другие методы исследований. Для деструкции нефтепродуктов в шламе и донных отложениях прудов применяли бактериальный препарат “Эконадин”, жидкую культуру бактерий-деструкторов нефтепродуктов и культуры олигохет - Eisenia fetida и Enchytraeus irregularis. Первый из них - Е.fetida (калифорнийская разновидность), широко применяется в вермикультуре для получения биогумуса.

    Препарат “Эконадин” – сорбент и деструктор углеводородов нефти, основанный на использовании непатогенных высокоактивных бактерий-деструкторов рода Pseudomonas, иммобилизованных по специальной технологии на природном органическом субстрате – торфе. “Эконадин” сочетает положительные свойства природных и синтетических сорбентов с бактериальными препаратами для биодеградации углеводородов нефти. Препарат сорбирует широкий спектр нефти и нефтепродуктов с последующей их биодеградацией в воде, донных отложениях и почве. “Эконадин”, защищен двумя патентами /1, 2, 3, 4/.

    Для отработки биотехнологии детоксикации и обезвреживания нефтешлама был проведен комплекс лабораторных исследований и эксперименты в натурных условиях на опытных площадках, расположенных на территории ОППС. На опытных площадках нефтешлам обрабатывали препаратом “Эконадин” в сочетании с природными органическими и минеральными компонентами, такими как песок, глина, растительные остатки, древесные опилки. Отрабатывались оптимальные количественные соотношения указанных компонентов. На контрольный участок препарат “Эконадин” не вносили. Наблюдения проводились в динамике.

    Были разработаны оригинальные биотехнологические методы. Оценка эффективности утилизации донных отложений нефтешлама про-водилась с использованием микробиологических, фитотоксиколо-гических методов. Анализ содержания углеводородов нефти проводили методом ИКС.

    В результате проведенного аналитического обследования территории, которая образовалась после засыпки грунтом части пруда-испарителя более 10 лет назад, установлено, что на вертикальном срезе грунта отмечалось загрязнение нефтепродуктами всех горизонтов, включая поверхностный. Наблюдалась аккумуляция нефтепродуктов травянистыми растениями. Содержание нефтепродуктов в растениях-представителях местных фитоценозов, составляло 1,80-2,00 мг/г сухого веса. Приведенные данные свидетельствовали о том, что метод засыпки грунтом пруда-накопителя не обеспечивал экологическую чистоту. Химические анализы показали, что содержание углеводородов нефти в различных образцах нефтешлама составляло 848,00-980,00 мг/г. При этом , как в образцах донных отложений нефтешлама, отобранных из пруда-отстойника, так и при взятии проб из пруда-испарителя, установлен многокомпонентный состав углеводородов нефти, свидетельствующий о процессах окисления. При этом, в донных отложениях из отстойника отмечались менее окисленные формы, по сравнению с таковыми из пруда-испарителя.

    Комплексное обследование прудов ОППС включало также химический анализ находящейся в них воды. В результате исследования установлено, что содержание нефтепродуктов в воде прудов-отстойников составляло 8,65-9,20 мг/л, в пруде-испарителе – 4,13 мг/л, буферного пруда – 2,88 – 4,13 мг/л.

    Микробиологические исследования нефтешлама из прудов ОППС выявили наличие в нем гетеротрофной и нефтеокисляющей микрофлоры. Установлено, что численность нефтеокисляющих бактерий в донных отложениях нефтешлама прудов-отстойников в летний период достигала 3,8х106 клеток/г, а в пруде-испарителе – 5,0х105 клеток/г, что свидетельствовало о процессах биодеградации нефтепродуктов в экосистеме прудов.

    Натурные наблюдения на полевых площадках показали, что биопрепарат “Эконадин” быстро локализовал водно-мазутные эмульсии донных отложений нефтешлама с последующей глубокой трансформацией углеводородов нефти. Проведенные полевые опыты свидетельствовали о возможности получения экологического эффекта в предельно сжатые сроки. Эффект регистрировался микробиологическими и химическими анализами, а также биотестированием с использованием в качестве тест-объектов высших растений. Микробиологические анализы показали возрастание титра нефтеокисляющих бактерий с увеличением срока экспозиции. Наблюдалась быстрая динамика снижения содержания нефтепродуктов в период наблюдения: с исходной концентрации 900,00-980,00 мг/г до 54,00 мг/г; 11,50 мг/г; 5,26 мг/г; 1,20 мг/г, соответственно, через 0,5-1-2-2,5 месяца.

    Визуальные наблюдения показали, что на опытной полевой площадке образовавшийся почвенный субстрат был сначала сыпучим, затем структурированным, водопроницаемым, без запаха нефтепро-дуктов. О его биологической полноценности свидетельствовали также результаты биотестирования: на опытном участке всхожесть растений через неделю после посева составляла 85,0-100,0 %. Биомасса растений на опытной площадке превосходила таковую на контрольном участке более чем в 3 раза. Также следует отметить, что пересаженные растения из естественного фитоценоза принялись и активно вегетировали на опытном участке. Все виды пересаженных растений были в физиологически активном состоянии, не теряли тургор в первый и последующие сроки наблюдения, отмечалось интенсивное развитие корневой системы и зеленой биомассы. Вместе с тем, зеленые растения были не только индикатором фитотоксической активности нефтешлама, но и активным компонентом его утилизации, так как они интен-сифицировали процессы биодеструкции нефтяного загрязнения, а также способствовали структуризации образовавшегося почвенного субстрата.    В то же время, на контрольной полевой площадке из всего разнообразия пересаженных растений выжили только единичные экземпляры полыни австрийской (из 4-х видов использованных растений). Растения теряли тургор и не развивались на протяжении всей экспозиции. В контроле регистрировалась липкая, маслянистая, вязкая масса, водонепроницаемая.

    Эксперименты с культурами олигохет E.fetida и E.irregularis свидетельствовали о возможности их использования в комплексе с микробиологическими методами при ликвидации прудов ОППС. Однако, как показали исследования, червей следует вносить в рекультивируемый слой загрязненной почвы после снижения содержания в ней нефтепродуктов до 25,00мг/г - для E. fetida, и 45,00-50,00 мг/г – для E. irregularis.

    Приведенные данные свидетельствовали об эффективности разработанной биотехнологии утилизации нефтешлама микробио-логическими методами с использованием препарата “Эконадин”.

    Литература

    1. Заява на патент України № 97094657 від 17/09/97р. Рішення №1213. Спосіб одержання бактеріального препарату для деструкції органічних речовин./ Кожанова Г.А.

    2. Заява на патент України № 97094658 від 17/09/97 Препарат, який використовується для сорбції та деструкції органічних сполук/ Кожанова Г.А.

    3. Кожанова Г.А., Васильева Т.В., Бобрешова Н.С., Беляева Т.А., Гудзенко Т.В. Нефтяные загрязнения,их биологическая активность и проблемы ликвидации //Микробиол. журнал. – 1994.- Т.56.-№2.- С.68.

    4. Кожанова Г.А., Бобрешова Н.С., Гудзенко Т.В. та iншi. Бiопрепарат “Еконадiн” в стратегiї захисту вiд нафтового забруднення акваторiй та берегових об’єктiв морегосподарського комплексу Чорноморського басейну // Науково-технiчний журнал “Вiсник Українського Будинку економiчних та науково-технiчних знань”. - №2. - 1998. - С. 68 - 69.

  • Нет пока ответов

    Комментарии закрыты.