Методы очистки нефтезагрязненных грунтов

Введение 5
1 Влияние нефти и нефтепродуктов на окружающую природную среду 6
2 Уровни содержания нефтепродуктов в почвах 9
3 Методы оценки нефтяных загрязнений 14
3.1 Инфракрасная спектрометрия 15
3.2 Ультрафиолетовая люминесценция 18
3.3 Газовая хроматография 19
3.4 Хромато-масс-спектрометрия 20
3.5 Гравиметрия 22
3.6 Заключение по разделу 23
4 Методы рекультивации нефтезагрязненных грунтов 26
4.1 Механические методы 26
4.2 Физико-химические методы 30
4.3 Биологические методы 32
4.3.1 Биоремедиация 33
4.3.2 Фиторемедиация 35
4.4 Заключение по разделу 41
5 Безопасность и экологичность 43
5.1 Анализ потенциальных опасных и вредных производственных факторов
при проведении работ 43
5.2 Инженерные и организационные решения по обеспечению безопасности
работ 45
5.3 Санитарные требования к лаборатории 46
5.4 Инструкция по безопасности выполнения исследовательских работ 51
5.5 Обеспечение взрывопожарной и пожарной безопасности 53
6 Экономическая часть 54
6.1 Экономический расчет метода биоремедации 55
6.2 Экономический расчет метода фиторемедиации 61
6.2.1 Технологические особенности фиторемедиации почв 61
6.2.2 Экономическая и экологическая эффективность фиторемедиации 61
Заключение 65
Список сокращений 66
Список использованных источников 67

Введение 5
1 Влияние нефти и нефтепродуктов на окружающую природную среду 6
2 Уровни содержания нефтепродуктов в почвах 9
3 Методы оценки нефтяных загрязнений 14
3.1 Инфракрасная спектрометрия 15
3.2 Ультрафиолетовая люминесценция 18
3.3 Газовая хроматография 19
3.4 Хромато-масс-спектрометрия 20
3.5 Гравиметрия 22
3.6 Заключение по разделу 23
4 Методы рекультивации нефтезагрязненных грунтов 26
4.1 Механические методы 26
4.2 Физико-химические методы 30
4.3 Биологические методы 32
4.3.1 Биоремедиация 33
4.3.2 Фиторемедиация 35
4.4 Заключение по разделу 41
5 Безопасность и экологичность 43
5.1 Анализ потенциальных опасных и вредных производственных факторов
при проведении работ 43
5.2 Инженерные и организационные решения по обеспечению безопасности
работ 45
5.3 Санитарные требования к лаборатории 46
5.4 Инструкция по безопасности выполнения исследовательских работ 51
5.5 Обеспечение взрывопожарной и пожарной безопасности 53
6 Экономическая часть 54
6.1 Экономический расчет метода биоремедации 55
6.2 Экономический расчет метода фиторемедиации 61
6.2.1 Технологические особенности фиторемедиации почв 61
6.2.2 Экономическая и экологическая эффективность фиторемедиации 61
Заключение 65
Список сокращений 66
Список использованных источников 67

Весь текст будет доступен после покупки

В настоящее время наиболее острой экологической проблемой остается загрязнение земель нефтью и нефтепродуктами (НП), которые создают угрозу здоровью людей и биологическому разнообразию. Загрязнение окружающей среды происходит при строительстве и эксплуатации нефтедобывающих скважин, транспортировке и переработке углеводородного сырья и других процессов, связанных с увеличением добычи и транспорта нефти.
В результате загрязнения происходят необратимые изменения: нарушение естественных биоценозов, изменение их видового разнообразия; снижение дыхательной и продуктивной способности организмов; снижение способности почв к самоочищению и самовосстановлению; деградация растительного покрова и депрессия функциональной активности флоры и фауны; изменение структуры почвы и т. д. Все это наносит непоправимый ущерб флористическим и фаунистическим природным богатствам.
Известно, что проведение рекультивационных мероприятий является обязательным и регламентируется на законодательном уровне.
Актуальностью работы является то, что чаще всего, очищение загрязненной территории не проводится в полном объеме, часть нефти просто откачивается либо засыпается песком, без проведения полноценной и правильной рекультивации.

Весь текст будет доступен после покупки

Известно, что нефть отрицательно воздействует на окружающую среду. Не соблюдение правовых норм, содержащихся в природоохранном законодательстве, приводит к нарушению функционирования экосистемы в целом и её элементов в частности [1].
Загрязнение окружающей среды происходит в результате добычи, транспортировки, переработки и утилизации нефти и НП, а также в результате несанкционированного сброса НП в водоёмы, техногенных аварий, промышленного производства. Стоки с городских территорий, морских портов, различных промышленных площадок также являются загрязнёнными данными веществами. Загрязнения нефтью и НП встречаются повсеместно: в почвенном слое, гидросфере, атмосфере. В связи с ухудшением экологической обстановки, имеющей место на загрязненной территории, мы наблюдаем существенное ухудшение состояния как растительного, так и животного миров. Причина такого масштабного негативного воздействия нефти на окружающую среду кроется в её химическом составе. В составе нефти содержится несколько тысяч жидких углеводородов. Их процентное содержание достигает 80…90 %. Также в состав нефти входят и другие органические соединения, такие как смолы, меркаптаны, нафтеновые кислоты, асфальтены и другие вещества. Кроме того, нефть содержит до 10 % воды и до 4 % газов. В небольшом количестве находятся минеральные соли и микроэлементы. Известно, что больше всего, около 57 %, в химическом составе нефти содержится алифатических углеводородов. Меньше содержание ароматических углеводородов, около 29 %. На долю асфальтенов и других соединений приходится 14 %. Химические компоненты легкой нефти отличает более высокая биологическая доступность, следовательно, они с большей вероятностью могут причинять токсические повреждения. Нефть этого вида достаточно быстро рассеивается в результате испарения и дисперсии, а значит, может нанести меньше вреда при условии, что уязвимые природные ресурсы в достаточной мере удалены от места разлива [1].
Факт загрязнения почвы НП фиксируется, когда пятно добирается до берега или вследствие выбросов прямо на землю. На участках добычи и переработки риски заражения более высокие вследствие нарушений технологических процессов, негерметичности оборудования. Не соблюдается и процедура утилизации отходов – она сложная, хранилища заполнены под завязку. В итоге их сливают в природную среду, а почва и песок, загрязненные нефтью или НП, нарушают экосистему [2].
При загрязнении НП почв, изменяется ряд их признаков и свойств. В первую очередь терпят изменения физические свойства, которые оказывают влияние на морфологические признаки почв, нарушается воздухообмен в почве, затрудняется поступление воды и, соответственно, различных питательных веществ, необходимых для обеспечения жизнедеятельности организмов почвы. Нарушение растительного покрова оказывает влияния на другие элементы экосистемы. Одним из наиболее опасных видов загрязнений является загрязнение гидросферы, так как вода является источником жизни для растительности и средой обитания для многих животных [1].
Влияние НП на живые организмы проявляется в нарушениях физиологической активности, болезнях, вызванных внедрением углеводородов в организм, изменениях в биологических особенностях среды обитания и т. д. Часть содержащихся в нефти фракций являются токсичными. Необходимо отметить, что чем выше концентрация данных фракций при поглощении или растворении их в воде, тем выше их токсичность. Нефть образует токсичные эмульсии, которые вызывают удушье у живых организмов. Нефть и НП нарушают экологическое состояние почвенных покровов и в целом деформируют структуру биоценозов. Почвенные бактерии, а также беспозвоночные почвенные микроорганизмы и животные не в состоянии качественно выполнять свои важнейшие функции в результате интоксикации легкими фракциями нефти [1].
Максимальный уровень загрязнения достигается на протяжение первых нескольких месяцев после произошедшего разлива. Вследствие проникновения углеводородов в почвенный покров происходит вытеснение воздуха и молекул воды из капилляров, что приводит к увеличению степени дисперсности почвы, увеличению ее плотности, дальнейший процесс агрегации характеризуется возникновением стойких пленок вокруг почвенного агрегата, которые перекрывают к почве доступ кислорода, что в результате приводит к гибели микроорганизмов внутри подобной системы [3].
Характер и длительность последствий разливов нефти зависит от многих факторов: количества и вида разлитой нефти, окружающие условия и физические характеристики в месте разлива нефти, фактор времени, преобладающие погодные условия, биологический состав пострадавшей от загрязнения среды, экологическая значимость входящих в него видов и их восприимчивость к нефтяному загрязнению. Самые существенные и продолжительные последствия вероятны при обстоятельствах, когда растворение нефти замедлено. Даже если интенсивность воздействия ниже уровня, вызывающего гибель организмов, наличие токсичных компонентов может привести к состоянию, близкому к смертельному [1].
С целью определения масштабов ущерба необходимо знать характеристики разлитой нефти. Разлив большого объема стойкой нефти (например, тяжелая топливная нефть), может нанести значительный ущерб, заключающийся в удушье организмов. Тяжелая топливная нефть, которая отличается низкой растворимостью в воде, оказывает менее выраженное токсическое воздействие в связи с низкой биологической доступностью своих химических компонентов [1].

Весь текст будет доступен после покупки

1 Двадненко, М. В. Воздействие нефти на окружающую среду / М. В. Двадненко, Р. В. Маджигатов, Н. А. Ракитянский // Международный журнал экспериментального образования. – 2017. – № 3-1. – С. 89–90.
2 Загрязнение окружающей среды нефтью и нефтепродуктами // Чистый мир. Экологические проблемы и организация жизни. – 2023. – URL: https://chistigorod.ru/problemy-ekologii/nefteprodukty-v-pochve.html (дата обращения: 10.05.2023).
3 Сидоров, Д. В. Влияние аварийных разливов нефти на почвы / Д. В. Сидоров // Вестник науки. – 2020. – № 12 (33). – С. 161–162.
4 Определение содержания нефтепродуктов в почве // Группа компаний «Лаборатория». – Красноярск, 2023. – URL: https://gklab.ru/opredelenie-soderzhaniya-nefteproduktov-v-pochve/#pdk-nefteproduktov-v-pochve (дата обращения 13.05.2023).
5 Уровни загрязнения почв нефтепродуктами // Хелпикс – Интернет-помощник. – 2016. – URL: https://helpiks.org/8-14314.html (дата обращения 10.05.2023).
6 Источники и состав загрязнителей нефтегазовой отрасли // Студенческая библиотека онлайн Studbooks.net. – 2015. – URL: https://studbooks.net/973759/ekologiya/istochniki_i_sostav_zagryazniteley_neftegazovoy_otrasli (дата обращения: 10.05.2023).
7 Леоненко, И. И. Методы определения нефтепродуктов в водах и других объектах окружающей среды (обзор) / И. И. Леоненко, В. П. Антонович, А. М. Андрианов, И. В. Безлуцкая, К. К. Цымбалюк // Методы и объекты химического анализа. – 2010. – № 2.
8 Определение ущерба окружающей природной среде при авариях на магистральных трубопроводах (направление подготовки 21.03.01, 21.04.01 Нефтегазовое дело) / В. Н. Грамм-Осипова, Е. В. Нисковская ; Инженерная школа ДВФУ. – Владивосток : Дальневост. федерал. ун-т, 2015. – 23 с.
9 Определение нефтепродуктов в почве методом ИК-спектрометрии // Учебные материалы онлайн Studwood.net. – 2015. – URL: https://studwood.net/817631/ekologiya/zagryaznenie_pochv_respubliki_belarus_nefteproduktami (дата обращения 10.05.2023).
10 Методы оценки нефтяного загрязнения почв // Файловый архив студентов Studfiles. – 2015. – URL: https://studfile.net/preview/9094181/page:7/#:~:text=Существующие%20люминесцентные%20методы%20оценки%20нефтяного,веществ%20и%20индивидуальных%20органических%20соединений (дата обращения: 10.05.2023).

Весь текст будет доступен после покупки