Рекультивация нефтезагрязненых земель на примере Карсовайского месторождения Удмуртской Республики

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………….… 4
1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ…………………………………………….... 6
1.1 Методы рекультивации нефтезагрязненных земель.…………….. 6
1.1.1 Механические методы….…………...….………………………… 6
1.1.2 Физико-химические методы………………………….………….. 7
1.1.3 Биологические методы…………………….……………………. 15
1.1.4 Агротехнические методы…………………………….………..…. 23
1.1.5 Фитомелиоративные методы………………….…………………. 27
1.2 Естественное восстановление плодородия……………………….. 32
2 ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ РАЗДЕЛ…………………………...…………. 37
2.1 Экотоксикологическая характеристика компонентов нефти……………………………………………………………………………
38
2.2 Характеристика Карсовайского нефтяного месторождения Удмуртской Республики …………………….……………………………….
41
ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………..…… 48
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ…………………............. 50
ПРИЛОЖЕНИЯ………………………………………………………….……. 54

Весь текст будет доступен после покупки

Нефть и нефтепродукты, попадая в окружающую среду, оказывают негативное воздействие на природные компоненты экосистем. Они являются постоянным источником канцерогенного и мутагенного загрязнения. Поэтому рекультивация является одним из важнейших природоохранных мероприятий, направленных на восстановление прежнего плодородия загрязненных земель.
Рекультивация (реабилитация) нефтезагрязненных земель является одной из важнейших составляющих природообустройства. Она направлена на ликвидацию разлива нефти, с целью улучшения экологического состояния окружающей среды, а так же восстановления свойств компонентов природы и самих компонентов (Кузнецов, 2003).
Основными источниками окружающей среды нефтепродуктами являются: нефтепроводы, нефтепромыслы, нефтеперерабатывающие предприятия, транспорт, нефтехранилища и т.д.
Причинами загрязнения могут служить: погрузка, разгрузка, перекачка по нефтепроводу, коррозийный износ оборудования, стихийные явления (землетрясения, наводнения, оползни и т.п.), ошибки эксплуатационного персонала, действия сторонних организаций, процесс геологоразведки или добыча нефти (Кузнецов, 2003).

Весь текст будет доступен после покупки

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

1.1 Методы рекультивации нефтезагрязненных земель

Под рекультивацией понимается комплекс мер, направленных на восстановление природных объектов, нарушенных в результате природнохозяйственной деятельности человека. Процесс удаления разлитой нефти и нефтепродуктов требует довольно сложной технологии как при подготовке загрязненного участка к рекультивации, так и при проведении самого процесса (Кузнецов, 2003).
До недавнего времени, да и сейчас, многие предприятия, где не уделяют особого внимания вопросам борьбы с нефтяными загрязнениями, очистку почвы от нефти и нефтепродуктов проводят двумя методами — сжиганием нефтяного пятна и землеванием (пескованием). Как первый, так и второй метод приводят к длительному вторичному загрязнению окружающей среды. На участках выжигания пролитой нефти даже через 4 - 6 лет общее проективное покрытие растениями редко превышает 5 - 10 % площади. Зарастание такого рода техногенных экотопов начинается по трещинам образовавшейся на поверхности почвы плотной битуминозной корки (Иларионов, 2004).
При рекультивации почв применяют следующие методы:
- механические;
- физико-химические;
- агротехнические;
- микробиологические;
- фитомелиоративные.

1.1.1 Механические методы

Механическая очистка предусматривает сбор нефти и нефтепродуктов либо
вручную, либо с помощью обычных, а также специальных машин и механизмов. Как правило, на первом этапе данного способа очистки производят локализацию пролитой нефти путем создания вокруг разлива с помощью бульдозера земляного вала около 1 м высотой. После этого, если позволяют местные условия, рядом с местом разлива нефти оборудуют котлован-отстойник, который устилают нефтенепроницаемой пленкой. Затем из места локализации нефть перекачивают в котлован (который, как правило, обустраивают ниже уровня места разлива), а из него ее отправляют на товарный склад для дальнейшей переработки. Согласно А. И. Булатову (1997), степень механической очистки может достигать 80 %.
Для отделения нефти от загрязненной почвы могут быть использованы центрифуги, которые применяют для очистки буровых растворов от выбуренного шлама. В нашей стране для этих целей используют центрифуги ОГШ-132 и ОГШ-502 с частотой вращения ротора 600 и 2560 об/мин соответственно. Производительность центрифуги ОГШ-132 составляет 100 - 200 м3/ч. Этот способ позволяет производить экологически чистый сбор твердых отходов (Кузнецов, 2003).
Одним из способов рекультивации почвы при ремонтно-восстановительных работах на нефтепроводе заключается в том, чтобы механически не допустить загрязнения плодородного слоя почвы. С этой целью перед началом вскрытия трассы его срезают на глубину 20 - 30 см и транспортируют бульдозерами в бурты временного хранения. После проведения ремонтно-восстановительных работ срезанная плодородная часть почвы возвращается на прежнее место (Светлов, 2014).

1.1.2 Физико-химические методы

Эти методы разделяются на 2 способа: физически и химические.
Физические способы очистки почвы. Электрохимическая очистка про- исходит благодаря тому, что в процессе движения электрического тока сквозь почву осуществляются электролиз воды, электрокоагуляция, реакции электрохимического окисления и электрофлотации. Качественный уровень обеззараживания почвы при электрохимической очистке приближается к 100 % (минимальный показатель — 95 %). Таким способом можно удалять из почвы такие вредные элементы, как ртуть, свинец, мышьяк, кадмий, цианиды и др. К недостаткам способа можно отнести достаточно высокую стоимость (100-250 долл. США за 1 м3 почвы) (Бондалетова, 2002).
Электрокинетическая очистка может успешно применяться для глинистых и суглинистых почв, насыщенных влагой частично или полностью. Эта технология основана на применении таких процессов, как электрофорез и электроосмос. Для реализации способа требуется применение химических реактивов или растворов поверхностно-активных веществ.
Эффективность электрокинетической очистки почвы составляет 80-99 %, ее стоимость несколько ниже, чем стоимость электрохимической очистки (100-170 долл. США за 1 м3 почвы) (Скворцов, 2020).
Химические способы очистки почвы. Технологии химической очистки почвы подразумевают использование растворов поверхностно-активных веществ или сильных окислителей (активный кислород и хлор, щелочные растворы). Способ промывки применяется в основном для очистки почвы от нефти и нефтепродуктов, он также эффективен для удаления поверхностных водорастворимых соединений. Эффективность при промывке составляет до 99 % (Скворцов, 2020).
После того как почва очищена, можно проводить ее рекультивацию.
В качестве недостатков этого способа очистки почвы можно отметить дли- тельные сроки (1?4 года в среднем) и значительное количество загрязненной воды, которую тоже приходится очищать перед выбросом в окружающую среду. Для промывки требуется много пресной воды.
Химическая локализация загрязнителей состоит в создании защитных экранов с помощью химически активных веществ. Этот способ также является временным, поскольку ликвидации или удаления загрязнителей из грунта при этом не происходит, они лишь «консервируются» в массиве на определенное время (Скворцов, 2020).
Следующий метод - флотационный. Этот способ очистки обладает рядом неоспоримых преимуществ и должен занять одно из ведущих мест в данном секторе природоохранных мероприятий (Скворцов, 2020).
Физико-химический способ — флотация. Кроме таких преимуществ способа, как быстрота процесса, бесшумность, высокая эффективность, возможность утилизации извлекаемых компонентов, необходимо отметить экономическую целесообразность применения данного метода очистки в России. Различного вида флотационные машины достаточно долго используются на большинстве обогатительных заводов нашей страны. Производство аппаратов налажено, приобретены навыки работы с ними, успешно ведется модернизация существующих флотомашин, что важно для экономической стороны вопроса (Скворцов, 2020).
Также важным преимуществом использования предлагаемой техники является ее мобильность и возможность размещения даже в заболоченной местности, а также в северных районах страны, где использование многих способов, особенно микробиологических технологий, затруднено или невозможно. В основу флотационного способа по очистке почвы от нефтепродуктов положен физико-химический процесс очистки почвы. Сущность этого способа состоит в аэрировании очищаемой суспензии пузырьками воздуха (Скворцов, 2020).
Флотация — это процесс выделения мелкодисперсных загрязнений из воды с диспергированными пузырьками воздуха. Извлечение мелкодисперсных частиц из жидкости, в которой они находятся во взвешенном или коллоидальном состоянии, происходит в результате прилипания частиц к пузырькам газа (воздуха), образующимся в жидкости или введенным в нее. Прикрепившиеся к пузырькам воздуха, частицы всплывают на поверхность, образуя пенный слой с более высокой концентрацией частиц, чем в исходной жидкости. Вместе с тем пена должна прочно удерживать всплывающие частицы, не допуская их выпадения обратно в жидкость, что может обеспечиваться введением в раствор поверхностно-активных веществ.
Технологический процесс очистки почвы включает в себя приготовление суспензии путем смешивания ее с чистой водой и реагентами, а также физико-химическую отмывку (Скворцов, 2020).
После многостадийного процесса очистки во флотомашине загрязненная почва обезвоживается. После обезвоживания очищенная почва с влажностью 70-90 % сбрасывается на рельеф. Система флотационной очистки может быть оснащена системой оборотного водопользования, что значительно снижает объемы воды, используемой в технологическом процессе (Скворцов, 2020).
К недостаткам этого способа относятся повышенные энергозатраты, а также изменение некоторых свойств очищаемой почвы. При флотационном способе очистки почва лишается гумусовой составляющей, однако в очищенной таким образом почве сохраняется достаточное количество минералов для произрастания газона. При этом к очищенной почве можно добавлять удобрения, таким образом, повышая ее плодородие. Главным здесь является тот факт, что почва уже обезврежена от токсичной составляющей, которой являются нефтепродукты (Скворцов, 2020).

Весь текст будет доступен после покупки

1. Абрашин Ю. Ф. Способ очистки загрязненного нефтепродуктами грунта / Ю. Ф. Абрашин, С. М. Жулев, Н. С. Марков, Г. Н. Попов: А. с. 1749340 РФ, МКИ А-1, С 02, Е 01 Н 12/00. Опубл. 23.07.92. Бюл. №27.
2. Андерсон Р. К. Экологические последствия загрязнения нефтью / Р. К. Андерсон, А. Х. Мукатанов, Т. Ф. Бойко //Экология, 1980. - №6. - С. 21 – 25.
3. Арчегова И. Б. Восстановление – конструктивная часть проблемы защиты природы / И. Б. Арчегова, Т. В. Евдокимова, И. С. Котелина // Освоение Севера и проблемы рекультивации: Докл. 3 междунар. конф./ Сыктывкар: Коми научный центр УрО РАН, - 1997. - С. 4 – 9.
4. Бирюков В. Все как у людей / В. Бирюков // Нефть России. - 1996. - № 9. - С. 8 – 9.
5. Бондалетова Л.И. Промышленная экология. Томск, ТПУ, 2002
6. Братцев А. П. Поглощение нефти и нефтепродуктов торфяными почвами / А. П. Братцев //Влияние геологоразведочных работ на природную среду Большеземельской тундры / Тр. Коми науч. Центра УрО АН СССР. Сыктывкар, 1988. № 90. С. 29 – 25.
7. Булатов А. И. Охрана окружающей среды в нефтегазовой промышленности / А. И. Булатов, П. П. Макаренко, В. Ю. Шеметов. - М.: Недра, 1997. - 483 с.
8. Быков Ю. И. Техника экологической защиты Крайнего Севера при строительстве скважин / Ю. И. Быков. - Л.: Изд-во ЛГУ, 1991. - 240 с.
9. Гайнутдинов М. З. Рекультивация нефтезагрязненных земель лесостепной зоны Татарии / М. З. Гайнутдинов, С. М. Самосова, Т. И. Артемьева // Восстановление нефтезагрязненных почвенных экосистем: Сб. науч. тр. / М.: - Наука, 1988. - С. 82 -98.
10. Грибанов Г. А. Описание патента на изобретение / Советский патент 1990 года по МПК C09K3/32

Весь текст будет доступен после покупки