Казахский национальный медицинский университет

Казахский национальный медицинский университет
Асфендиярова студенты 1 курса факультета стоматологии
Абдулла Амиртемир и Исмоилов Саиджон
Научный руководитель: Садырова Г.А.
имени
С.Д.
ОЧИЩЕНИЕ ПОЧВЫ ОТ НЕФТЕПРОДУКТОВ И ЕЕ
ПРОИЗВОДНЫХ
Нефть является экологически опасным веществом, которое при попадании в
окружающую среду нарушает, угнетает и заставляет протекать иначе все жизненные
процессы : подавляет дыхательную активность и микробное очищение, изменяет
соотношение между отдельными группами естественных микроорганизмов, меняют
направление метаболизма, угнетает процессы азотфиксации, нитрификации, разрушение
целлюлозы, приводит к накапливанию трудно окисляемых продуктов, уменьшает
количество корневых выделений и органических остатков растений, являющихся
важнейшим фактором питания микроорганизмов. В настоящее время общая площадь
действующих и перспективных нефтегазоносных районов Республики Казахстан занимает
более 60% всей территории страны.[1]
На сегодняшний день являются действующими более 200 нефтегазовых
месторождений, находящиеся на территории Актюбинской, Атырауской, ЗападноКазахстанской, Кызылординской и Мангистауской областей.
Однако рост добычи нефти сопровождается увеличением нагрузок на природные
среды. При добыче, транспортировке, переработке и хранении нефти и её производных
происходит загрязнение окружающей среды нефтяными углеводородами.[2]
В результате разливов нефти почвы могут превращаться в типичные техногенные
пустыни, в которых практически полностью подавлена жизнедеятельность биотов.
Технологии, основанные на электрохимических методах используются для очистки
почвы от хлорированных углеводородов, фенолов и нефтепродуктов и обеззараживания
грунта и почвы. При пропускании электрического тока через грунты происходит
электролиз воды в поровом пространстве, электрофлотация, электрокоагуляция и
электрохимическое окисление. Эффективность окисления фенола - 70-92%.
Эффективность обеззараживания - 95-99%. Расход электроэнергии и стоимость
очистки составляют соответственно 32-160 кВт·ч/куб.м почвы и 86-260 $US/куб.м почвы.
В связи с этим, проблемы, связанные с разработкой способов и методов защиты
окружающей среды от нефти и нефтепродуктов, в настоящее время являются крайне
острыми и актуальными. В настоящее время мнение специалистов в обсуждаемой области
склоняется к тому, что для ликвидации нефтяных загрязнений и утилизации
нефтесодержащих отходов необходимо сочетать различные механические и химические
воздействия, а на завершающем этапе проводить биологическую доочистку до
экологически и санитарно безопасного уровня. Такие комплексные решения
обеспечивают максимальную степень эффективности и безопасности для окружающей
среды.[3]
Механические методы. Механические процессы очистки заключаются в
перемешивании и физическом разделении. В связи с возрастающей проблемой охраны
окружающей среды и дефицитом энергоемкого сырья наиболее перспективным
направлением переработки и утилизации амбарных нефтешламов является извлечение из
них нефти, воды и твердых остатков с последующим использованием в системе
повышения пластового давления, а твердых остатков в химической или дорожностроительной промышленности в качестве сырья. В настоящее время наметилась четкая
тенденция по раздельной переработке и утилизации эмульсионных и донных
нефтешламов. Нефтешламы и твердые отходы НПЗ проходят соответствующую
обработку, а затем утилизируются. Эмульсионные нефтешламы предварительно
деэмульгируются на различных аппаратах. Процесс извлечения полезных компонентов
затрудняется, если в составе нефтешламов преобладают плотные и нелетучие асфальтены.
При обычной технологии очистки с помощью механических средств углеводороды
извлекаются не полностью, остаются значительные количества эмульгированной нефти,
содержащей воду и твердые частицы. Как показали исследования, разделение шламов
сепарацией на центрифугах для некоторых видов шламов неэффективно.
Очистка ультразвуком. Ультразвук достаточно эффективен для очистки грунта от
нефтепродуктов. При схлопывании кавитационных полостей возникают микроструи с
высокими линейными скоростями. Они срывают нефтяные загрязнения с поверхности
твердых частиц. Эффективность очистки с использованием такой технологии составляет
около 99,5–99,8%. Происходит ионизация и активация молекул, которая стимулирует
процессы окисления и полимеризации углеводородных молекул.
Биовентиляция. В США самым распространенным методом очистки загрязненных
почв и грунтовых вод является биовентеляция. Сущность его заключается в том, что в
загрязненную зону через специальные вертикальные или горизонтальные скважины
нагнетается воздух в количестве, достаточном для снабжения кислородом почвенных
бактерий, разлагающих органические соединения до СО2 и воды. Под действием потока
воздуха жидкие загрязнения вместе с потоком воздуха транспортируются через почву. К
моменту достижения ими поверхности большая часть загрязнений успевает разложиться
под действием бактерий. Тем самым значительно снижается загрязненность отходящих
газов и уменьшаются затраты на его очистку.
Физико-химические методы. К физико-химическим способам очистки грунтов
относятся обработка их в устройствах различного типа подогретыми водными растворами
в присутствии поверхностно-активных веществ (ТМС Супринол) или других химических
реагентов, экстракция нефтепродуктов из почв различными растворителями, в том числе
вакуумная экстракция и др., к их числу можно отнести также известкование загрязненных
нефтью грунтов – обработку грунта негашеной известью в количестве 0,5-5% от массы
разлитого нефтепродукта, в результате чего образуется твердый продукт, прочно
удерживающий нефтепродукты в виде комплексных соединений.
Химические методы. Экстракция с помощью растворителей. Методы очистки
нефтесодержащих отходов заключаются в добавлении специальных химических
реагентов. Растворители должны полно и достаточно просто регенерироваться с
небольшими энергозатратами. Экстракционные методы выделения ароматических
углеводородов основаны на избирательной растворимости их в полярных растворителях.
В зависимости от типа реагента с загрязнением могут происходить следующие процессы:
осаждение, замещение, окисление-восстановление, комплексообразование. Дорогая и
низко производительная технология. Требует регенерации растворителя.Сотрудники.[5]
Биологические методы. ЮКГУ исследовали более двухсот культур, которые
способны разрушать нефтепродукты в природе. Из них были отобраны семь наиболее
активных. В конечном итоге в создании биологического препарата были задействованы
две культуры. Новый препарат ученые назвали “Пероил”. Порошкообразную субстанцию
достаточно залить водой, вылить на землю и перекопать. Сроки очистки зависят от
степени загрязнения почвы и погодных условий. При температуре выше 20 градусов
земля очищается от нефтепродуктов при загрязнении в 3% - за месяц, при более сильном
загрязнении - до десяти месяцев. Помимо микроорганизмов ученые провели опыты с
растениями. Установлено, что некоторые сосудистые растения, произрастая на
загрязненной
почве,
создают
благоприятный
газо-воздушный
режим
для
микроорганизмов.[6]
Почвенный покров Земли играет решающую роль в обеспечении человечества
продуктами питания и сырьем для жизненно важных отраслей промышленности. Все в
2
более широких масштабах проявляется загрязнение почвы тяжелыми металлами,
нефтепродуктами, усиливается влияние азотной и серной кислот техногенного
происхождения, ведущие к формированию техногенных пустынь в окрестностях
некоторых промышленных предприятий. Восстановление нарушенного почвенного
покрова требует длительного времени и больших капиталовложений.
Использованная литература:
1 http://www.microzym.ru/oilspills.htm
2Пиковский Ю.А., Геннадиев А.Н., Чериянский С.С., Сахаров Г.Н. Проблема
диагностики и нормирования загрязнения почв нефтью и нефтепродуктами //
Почвоведение. - 2003. -№ 9. - с. 1132-1140.
3 Оборин А.А., Калачникова И.Г., Масливец Т.А., Петрикевич С.Б., Грищенков
В.Г., Пунтус И.Ф., Боронин А.М. Восстановление нефтезагрязненных почвенных
экосистем. // Тезисы доклады конф. «Экобиотехнология: борьба с нефтяным
загрязнением окружающей среды». Пущино: Изд-во НЦБИ РАН, 2001. - С. 31-33.
4 Барышников Л.М., Грищенков В.Г., Аринбасоров М.У., Шкидченок А.Н.,
Боронин А.Н. Биодеградация нефтепродуктов штаммами – деструкторами и их
ассоциациями в жидкой среде.
5 http://suprinol.clean-ural.ru/press/articles
6 http://news.gazeta.kz/art.asp?aid=182394
3