Загрязнение почвы и акваторий

Размещено на http://www.allbest.ru/

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВЫ И АКВАТОРИЙ



Содержание

Введение

1. Реабилитация загрязненных территорий

2. Чернобыльская катастрофа

3. Защита от ядерной энергетики

4. Загрязнения подземных вод и их способы защиты

5. Радиоактивное загрязнение почвы

6. Загрязнение почвы нефтью и нефтепродуктами

Заключение

Список литературы



Введение

Хронические загрязнения почвы и акваторий в основном связаны с изношенностью технологического оборудования, а также, в не меньшей мере, с низкой культурой производства и отсутствием исполнительской дисциплины со стороны персонала организаций, осуществляющих добычу, переработку, транспортировку и хранение нефти. Основными источниками причин хронических загрязнений являются: скважины, трубопроводы, сборные пункты, нефтехранилища, пункты первичной подготовки нефти (нефтепромыслы), нефтепроводы, "нефтепродуктопроводы (нефте-проводы). - очистные сооружения, канализация, резервуары для хранения нефтепродуктов (нефте-хранилища) и др.

Мероприятия по предупреждению хронического загрязнения заключаются в ежедневном контроле за состоянием технологического оборудования, повышения трудовой дисциплины персонала, улучшению культуры производства, в текущем ремонте нарушенного оборудования, а также во внедрении на технических объектах новейших научно-технических разработок в области аварийной экологии.

При обнаружении хронического загрязнения с наличием свободной нефти (линзы), организация ответственная за это загрязнение должна организовать постоянное наблюдение за поведением «линзы», провести необходимые обследования и мероприятия по локализации и (или) ликвидации «линзы».

По факту обнаружения «линзы» свободной нефти компетентными органами проводится расследование с выводами о потенциальной опасности и срочности ликвидации этого загрязнения.

Работы по реабилитации загрязненных территорий (акваторий) и объектов планируются и проводятся в соответствии с разрабатываемыми программами. Выбор технологии по восстановлению (реабилитации) загрязненных территорий (акваторий) и объектов и состава мероприятий, планируемых для проведения на загрязненных объектах, зависит от конкретных масштабов последствий чрезвычайных ситуаций, социально-экономической значимости территории (акватории, объекта), степени необходимости восстановления их жизнедеятельности, перспектив развития, заинтересованности в этом органов власти и населения.

Отдельным разделом программы по реабилитации территории (акватории) и других загрязненных объектов выделяются мероприятия мониторинга прилегающих особо чувствительных (ценных) природных объектов жизнеобеспечения населения.

Мероприятия по реабилитации загрязненных территорий (акваторий) и объектов могут отражаться в планах ЛАРН отдельным разделом.



1. Реабилитация загрязненных территорий

Реабилитация загрязненных территорий (акваторий) и объектов проводится, как правило, в условиях повседневного функционирования территории (акватории) и объекта. Эти работы ведутся в соответствии с программами реабилитации, которые могут быть составными частями пленов ЛАРН или программ социально-экономического развития и выполняются лицензированными организациями за счет средств виновников загрязнений, соответствующих отраслей экономики, муниципальных образований, субъектов Российской Федерации, страховых средств и др.

Проблематика техногенно загрязненных территорий и широкий аспект ассоциированных задач является чрезвычайно актуальной для различных сфер научно-технической, социально-экономической и политической жизни как для отдельно взятых стран, так и для мирового сообщества в целом. Ежегодно в мире тратятся миллионы долларов на восстановление территорий, загрязненных разного рода поллютантами, включая реабилитацию радиоактивно загрязненных территорий.

В общем случае территория считается загрязненной, если имеет место неприемлемый уровень риска, вызванный поллютантами, связанный с (текущим или предполагаемым) использованием данной территории. При этом загрязнение территории может влиять на: - здоровье населения, - качество земельных угодий и водных систем, - различные характеристики экосистем, - здания и другие объекты, - визуальное восприятие территории, - а также на ряд других характеристик. Выбор и реализация «оптимальных» решений по реабилитации загрязненных территорий в условиях много альтернативности и неопределенности является ключевой проблемой принятия решений. Такие решения зачастую имеют большое социальное и экономическое значение для региона и для страны в целом. В то же время, задача количественной формализации социальных проблем в большинстве случаев далека от удовлетворительного решения. Каждая задача по реабилитации техногенно загрязненных территорий является специфической и требует особого подхода в каждом конкретном случае, однако большинство ключевых методов и подходов к принятию решений являются общими по своей структуре. Это ведет к попыткам разработки некоторой «универсальной» методологии поддержки принятия решений для рассматриваемого класса задач, направленной на создание воспроизводимых и прозрачных подходов к принятию решений. В задачах реабилитации техногенно загрязненных территорий типичной является следующая (упрощенная) схема защиты окружающей среды и населения:

1. Первым шагом в процессе поддержки принятия решений (ППР) является сбор и анализ конкретной информации (локализация, тип и уровень загрязнения, детальная характеристика местности и др.). На основании полученной информации принимается решение о необходимости получения тех или иных дополнительных данных для того, чтобы следующее решение было максимально корректным и адекватным сложившейся ситуации. При этом сопоставляется объем необходимых/рекомендуемых работ и объем соответствующих затрат;

2. На базе исходных данных, если это необходимо для дальнейшего анализа ситуации, проводится серия модельных оценок: интерполяция/экстраполяция полученных данных мониторинга, дальнейшие оценки на основе соответствующих моделей (анализ всех основных компонент риска), оптимизация мер защиты с учетом необходимых/возможных затрат и получаемой при этом выгоды, включая, в том числе, применение методов многокритериального анализа решений с привлечением группы экспертов и заинтересованных лиц/сторон;

3. В условиях значительной неопределенности модельных оценок эксперты принимают решение о необходимости увеличения объема данных мониторинга, или/и уточнении модельных оценок для последующего принятия решений на основе всей имеющейся информации и достигнутого уровня неопределенностей объективных критериев (уровней загрязнения, оценок рисков) и субъективных предпочтений (экспертных оценок, оценки значимости/важности тех или иных критериев);

4. После реализации выбранной системы защитных мероприятий проводится, как правило, дополнительный мониторинг для оценки результатов и эффективности мер защиты и, соответственно, принятых решений. Этот шаг также требует решения о локализации и объеме нового этапа мониторинга. Далее принимается решение о прекращении (по крайней мере активного) вмешательства, или повторении указанных выше процедур анализа данных мониторинга, модельных оценок и вмешательства. Управление загрязненными территориями на основе анализа рисков по указанной выше схеме может быть существенно расширено в случае необходимости более широкого учета экономических, социальных, психологических и других факторов.

В общем случае, принятие решений в задачах защиты населения и охраны окружающей среды требует интеграции информации и знаний широкого круга научных дисциплин с учетом экологических, экономических, социальных и многих других критериев и также законодательных требований с использованием методов многокритериального анализа решений.

В такой ситуации опыт и знания одного специалиста, как правило, недостаточны. Типичной является (или должна быть) ситуация, когда группа экспертов - специалистов по всему возможному кругу проблем - принимает участие в процессе анализа ситуации и выработки решений для лиц, принимающих решения (ЛПР).

2. Чернобыльская катастрофа

Самая серьезная авария, которая может произойти с ядерным реактором, это его неконтролируемый разгон. И такие аварии неоднократно происходили на исследовательских реакторах. Наиболее известная из них это авария на военном реакторе SL-1 мощностью 3 МВт в 1961 г. в США. Неконтролируемый разгон на мгновенных нейтронах, это нечто сродни ядерному взрыву, различие только в том, что выделяемая при этом (тепловая) энергия разрушает реактор раньше, чем выделится её достаточное количество, сравнимое с энергией ядерного взрыва. Поэтому такой взрыв называют тепловым, хотя он и имеет ядерную природу.

Считалось (до Чернобыльской аварии), что такая авария на энергетическом реакторе атомной станции произойти не может, так как конструкция и физика реакторов этого не допускают. В энергетическом реакторе не может быстро появляться достаточно большая положительная реактивность, а с медленными процессами справляется аварийная защита, она быстро вводит большую отрицательную реактивность и глушит реактор. Самая серьезная авария, которая может произойти на энергетическом реакторе, это прекращение охлаждения активной зоны и её последующее разрушение от выделяющегося тепла. Даже при аварийном заглушении реактора, в активной зоне продолжается остаточное тепловыделение из-за радиоактивного распада накопившихся продуктов деления урана. Для предотвращения таких аварий на всех реакторах существуют системы аварийного охлаждения и системы безопасности. Но при грубом нарушении правил эксплуатации такие аварии могут происходит.

По этому, второму, пути и пошло расследование причин Чернобыльской аварии, начатое правительственной комиссией 27 апреля 1986 г. (группа А.Г. Мешкова).

Картина начала аварии виделась достаточно просто. Из-за грубого нарушения регламента (работа на малом уровне мощности с малым расходом питательной воды и с 8-ю включенными ГЦН) возник режим кавитации. Циркуляция воды через реактор прекратилась, произошло быстрое вскипание во всем объеме активной зоны, и реактор обезводился. Возможен и еще более интересный сценарий с тем же началом. Из-за кавитации (а это как бы частые гидравлические удары) мог разрушиться напорный трубопровод, т. е., произойти та самая МПА (только на самом деле), а защитную систему САОЗ персонал как раз и отключил (по программе выбега) и реактор остался без воды. Именно этот вариант развития аварийного процесса рассматривался как наиболее вероятный.

В течение недели это расследование было закончено и составлен соответствующий акт. Магнитные записи программы ДРЕГ и осциллограммы выбега к этому времени еще не были расшифрованы, но основные события аварии: резкий рост мощности реактора, сброс аварийной защиты и др. были однозначно зафиксированы приборами БЩУ. Акт расследования, был подписан всеми членами комиссии А.Г. Мешкова, за исключением двух: зам. министра энергетики Г.А. Шашарина и директора ВНИИАЭС А.А. Абагяна. Они не поставили свои подписи не потому, что были не согласны с актом, а просто разумно возражали против такой спешки - приедем в Москву и там завтра подпишем. Однако это "завтра" так и не состоялось. Сигнал тревоги, прозвучавший в мирной ночи на Чернобыльской атомной электростанции 26 апреля 1986 года в 1 час 23 минуты, всколыхнул весь мир. Он стал грозным предупреждением человечеству о том, что колоссальная энергия, заключенная в атоме, без надлежащего контроля над ней может поставить вопрос само существования людей на планете.

Последнее время прогресс в науке, достижения в других областях культуры позволили людям вырваться в космос, предоставили в их распоряжение неизвестные ранее источники энергии.

За это же время население земли удвоилось, выдвинув перед человечеством, и прежде всего перед научной общественностью задачу, отпуская новых путей удовлетворения всевозрастающий потребностей человека. В связи с этим во многих странах ядерная энергия стала заменять традиционные виды топлива.

Чернобыльская беда ясно дала понять миру, что вышедшая из под контроля ядерная энергия не признает государственных границ. Проблемы обеспечения ее безопасного использования и надежного контроля над ней должны стать заботой всего человечества.

Радиоактивное загрязнение биосферы это превышение естественного уровня содержания в окружающей среде радиоактивных веществ. Оно может быть вызвано ядерными взрывами и утечкой радиоактивных компонентов в результате аварий на АЭС или других предприятиях, при разработке радиоактивных руд и т. п.

При авариях на АЭС особенно резко увеличивается загрязнение среды радионуклидами (стронций-90, цезий-137, церий-141, йод-131, рутений-106 и др.). В настоящее время, по данным Международного агентства по атомной энергетике. (МАГАТЭ), число действующих в мире реакторов достигло 426 при их суммарной электрической мощности около 320 ГВт (17% мирового производства электроэнергии).

3. Защита от ядерной энергетики

Ядерная энергетика, при условии строжайшего выполнения необходимых требований, более или менее экологически чище пo сравнению с Теплоэнергетикой, поскольку исключает вредные выбросы в атмосферу (зола, диоксиды, углерода и серы, оксиды азота и др.). Так, во Франции быстрое наращивание мощностей АЭС позволило в последние годы значительно уменьшить выбросы диоксида серы и оксидов азота в секторе энергетики соответственно на 71 и 60%.

В Японии для стабилизации энергообеспечения страны намечается в ближайшие два десятилетия построить около 40 новых АЭС, что удовлетворит 43% энергопотребностей. Однако в целом в мире отмечена тенденция сокращения строительства новых АЭС. Использование атомной энергии в широких масштабах приводит к накоплению радиоактивных отходов. Возникает проблема их захоронения. Научные открытия и развитие физико-химических технологий в XX в. привели к появлению искусственных источников радиации, представляющих большую потенциальную опасность для человечества и всей биосферы. Этот потенциал на много порядков больше естественного радиационного фона, к которому адаптирована вся живая природа. Естественный радиационный фон обусловлен рассеянной радиоактивностью земной коры, проникающим космическим излучением, потреблением с пищей биогенных радионуклидов и составлял в недавнем прошлом 8-9 микрорентген в час (мкР/ч), что соответствует среднегодовой эффективной эквивалентной дозе (ЭЭД = НD) для жителя Земли в 2 миллизиверта (мЗв). Рассеянная радиоактивность обусловлена наличием в среде следовых количеств природных радиоизотопов с периодом полураспада (T1/2) более 105 лет (в основном урана и тория), а также 40К, 14С, 226Ra и 222Rn. Газ радон в среднем дает от 30 до 50% естественного фона облучения наземной биоты. Из-за неравномерности распределения источников излучения в земной коре существуют некоторые региональные различия фона и его локальные аномалии.

Указанный уровень фона был характерен для доиндустриальной эпохи и в настоящее время несколько повышен техногенными источниками радиоактивности в среднем до 11-12 мкР/ч при среднегодовой ЭЭД в 2,5 мЗв. Эту прибавку обусловили:

а) технические источники проникающей радиации (медицинская диагностическая и терапевтическая рентгеновская аппаратура, радиационная дефектоскопия, источники сигнальной индикации и т. п.);

б) извлекаемые из недр минералы, топливо и вода;

в) ядерные реакции в энергетике и ядерно-топливном цикле;

г) испытания и применение ядерного оружия. Деятельность человека в несколько раз увеличила число присутствующих в среде радионуклидов и на несколько порядков - их массу на поверхности планеты.

4. Загрязнения подземных вод и их способы защиты

Главную радиационную опасность представляют запасы ядерного оружия и топлива и радиоактивные осадки, которые образовались в результате ядерных взрывов или аварий и утечек в ядерно-топливном цикле - от добычи и обогащения урановой руды до захоронения отходов. В мире накоплены десятки тысяч тонн расщепляющихся материалов, обладающих колоссальной суммарной активностью. С 1945 по 1996 г. США, СССР (Россия), Великобритания, Франция и Китай произвели в надземном пространстве более 400 ядерных взрывов. В атмосферу поступила большая масса сотен различных радионуклидов, которые постепенно выпали на всей поверхности планеты. Их глобальное количество почти удвоили ядерные катастрофы, произошедшие на территории СССР.

Долгоживущие радиоизотопы (углерод-14, цезий-137, стронций-90 и др.) и сегодня продолжают излучать, создавая приблизительно 2%-ю добавку к фону радиации. Последствия атомных бомбардировок, ядерных испытаний и аварий еще долго будут сказываться на здоровье облученных людей и их потомков. Пока еще трудно говорить о влиянии техногенного превышения естественного фона радиации на биоту биосферы. Мы еще не знаем, как может сказаться на биоте океана разгерметизация затопленных контейнеров с радионуклидами и реакторов затонувших подводных лодок. Во всяком случае, можно предполагать некоторое повышение уровня мутагенеза.

Радиационные загрязнения, связанные с технологически нормальным ядерным топливным циклом, имеют локальный характер и доступны для контроля, изоляции и предотвращения эмиссий. Эксплуатация объектов атомной энергетики сопровождается незначительным радиационным воздействием. Многолетние систематические измерения и контроль радиационной обстановки не обнаружили серьезного влияния на состояние объектов окружающей природной среды. Дозы облучения населения, проживающего в окрестностях АЭС, не превышают 10 мкЗв/год, что в 100 раз меньше установленного допустимого уровня. Вероятность радиационных аварий реакторов АЭС сейчас оценивается как 10-4-10-5 в год.

Основными источниками радиоактивного загрязнения Мирового океана являются:

- загрязнения от испытаний ядерного оружия (в атмосфере до 1963 г.);

- загрязнения радиоактивными отходами, которые непосредственно сбрасываются в море;

- крупномасштабные аварии (ЧАОС, аварии судов с атомными реакторами);

- захоронение радиоактивных отходов на дне и др. (Израиль и др., 1994).

Во время испытания ядерного оружия, особенно до 1963 г., когда проводились массовые ядерные взрывы, в атмосферу было выброшено огромное количество радионуклидов. Так, только на арктическом архипелаге Новая Земля было проведено более 130 ядерных взрывов (только в 1958 г. - 46 взрывов), из них 87- в атмосфере.

Отходы от английских и французских атомных заводов загрязнили радиоактивными элементами практически всю Северную Атлантику, особенно Северное, Норвежское, Гренландское, Баренцево и Белое моря. В загрязнение радионуклидами акватории Северного Ледовитого океана некоторый вклад сделан и нашей страной. Работа трех подземных атомных реакторов и радиохимического завода (производство плутония), а также остальных производств в Красноярске-26 привела к загрязнению одной из самых крупных рек мира - Енисея (на протяжении 1500 км.). Очевидно, что эти, радиоактивные продукты уже попали в Северный Ледовитый океан. Воды Мирового океана загрязнены наиболее опасными радионуклидами цезия-137, стронция-90, церия-144, иттрия-91, ниобия-95, которые, обладая высокой биоаккумулирующей способностью переходят по пищевым цепям, и концентрируются в морских организмах высших трофических уровней, создавая опасность, как для гидробионтов, так и для человека. Различными источниками поступления радионуклидов загрязнены акватории арктических морей, так в 1982 г. максимальные загрязнения цезием-137 фиксировались в западной части Баренцева моря, которые в 6 раз превышали глобальное загрязнение вод Северной Атлантики. За 29-летний период наблюдений (1963-1992 гг.) концентрация стронция-90 в Белом и Баренцевом морях уменьшилась лишь в 3-5 раз. Значительную опасность вызывают затопленные в Карском море (около архипелага Новая Земля) 11 тыс. контейнеров с радиоактивными отходами, а также 15 аварийных реакторов с атомных подводных лодок.

Работами 3-й советско-американской экспедиции 1988 г. установлено, что в водах Берингова и Чукотского моря, концентрация цезия-137 близка к фоновой для районов океана и обусловлена глобальным поступлением данного радионуклида из атмосферы за длительный промежуток времени. Однако эти концентрации (0,1,Ки/л) были в 10-50 раз ниже, чем в Черном, Баренцевом, Балтийским и Гренландском, морях, подверженных воздействию локальных источников радиоактивного загрязнения.

Все вышеперечисленное показывает, что человек, вероятно, забыл: океан - это мощная кладовая минеральных и биологических ресурсов, в частности, он даёт 90% нефти и газа, 90% мировой добычи брома, 60% магния и огромное количество, морепродуктов, что важно при увеличивающемся населении нашей планеты.

По этому поводу знаменитый исследователь Жак-Ив Кусто напоминает: «Море - продолжение нашего мира, часть нашей Вселенной, владения, которые мы обязаны, охранять, если хотим выжить».

5. Радиоактивное загрязнение почвы

В связи с широким использованием в народном хозяйстве радиоактивных веществ появилась опасность загрязнения почв радионуклидами. Источники радиации - ядерные установки, испытание ядерного оружия, отходы урановых шахт. Потенциальными источниками, радиоактивного загрязнения могут стать аварии на ядерных установках, АЭС (как в Чернобыле, Екатеринбурге, а также в США, Англии). В верхнем слое почвы концентрируются радиоактивные стронций и цезий, откуда они попадают в организм животных и человека. Лишайники северных зон обладают повышенной способностью к аккумуляции радиоактивного цезия. Олени, питающиеся ими, накапливают изотопы, а у населения, использующего в пищу оленину, в организме в 10 раз больше цезия, чем у, других северных народов.

В последнее время все чаще можно услышать о загрязнении почв или водоемов нефтью и нефтепродуктами. Источниками загрязнения являются предприятия нефтегазодобычи, нефтепереработки, транспорта нефти и нефтепродуктов, которые при проведении регламентных работ наносят весьма ощутимый вред окружающей среде.

Ежегодно в мире при добыче, транспорте, хранении и использовании теряется около 50 миллионов тонн нефти и нефтепродуктов.

Эти загрязнители, попадая в почву, вызывают в ней значительные, порой необратимые изменения: образование битуминозных соланчаков, гудронизацию, цементацию и т. п.

В результате нарушения почвенного покрова усиливаются нежелательные природные процессы: эрозия почв, дефляция, криогенез.

Попадая в окружающую среду нефтепродукты оказывают губительное действие на живые организмы и нарушают условия их обитания.

Проблема охраны окружающей среды от загрязнений нефтью и нефтепродуктами, а также их утилизации приобретает все большую остроту в связи с ограниченностью возможностей, а иногда и экологической небезопасностью применения для этих целей механических, физических и химических способов очистки.

В связи с этим актуальной является возможность использования для очистки от загрязнений нефтью и нефтепродуктами микроорганизмов, способных расти и проявлять активную деятельность в среде с высоким содержанием нефти и нефтепродуктов, способных к биодеструкции каких-либо веществ.



6. Загрязнение почвы нефтью и нефтепродуктами

При ежегодной мировой добыче нефти 2 млрд. 500 млн. т. в год теряется около 50 млн. т., или примерно 2%. Земли и воды загрязняются при добыче нефти, транспортировке ее и ее продуктов, переработке, хранении, заправке машин топливом в результате аварий, утечек, протечек, испарений. Опасны не только крупные аварии на водном и железнодорожном транспорте, при прорыве нефтепроводов, но и мелкоочаговые загрязнения вокруг многочисленных мелких баз хранения и распределения топливно-смазочных материалов (ТСМ), топливозаправочных станций, при хранении и ремонте техники. Например, в Российской Федерации имеется около 36 тыс. хозяйственных баз ТСМ и около 2500 районных баз, через которые ежегодно проходит примерно 10 млн. т. бензина и 20 млн. т. дизельного топлива. Из-за несовершенства оборудования этих баз, небрежного обращения с нефтепродуктами их потери на испарение, утечки и проливы по приближенным оценкам составляют около 0,4...2,3% годового оборота. Иными словами, в год потери нефтепродуктов на хозяйственных базах составляют от 120 до 690 тыс. т. В этих же пределах находятся и потери на районных базах. Несмотря на сравнительно небольшие потери, приходящиеся на одну базу, они представляют большую экологическую опасность, так как создают мелкоочаговое, но практически равномерное загрязнение обжитых районов страны. Поэтому очень важно принятие неотложных мер по всемерному сокращению потерь нефтепродуктов, а также по очистке загрязненных территорий.

Разнообразная деятельность человека, связанная с варварской эксплуатацией среды обитания, привела к угрозе потери природных ресурсов Земли на рубеже веков и поставила задачу сохранения и защиты природы. Широкое применение в борьбе с загрязнением почв и водоемов нефтью и нефтепродуктами начинают получать биологические методы. Биологические методы имеют ряд преимуществ, в первую очередь - это экологическая чистота и безопасность, а также минимальное нарушение физического и химического состава очищаемых объектов. Большинство технологий биологической очистки являются дешевыми и не очень трудоемкими. Их эффективность высока при низких концентрациях нефтепродуктов.

Биологическая очистка чаще всего используется для удаления органических загрязнителей, азотных и фосфорных соединений. Биологические методы очистки можно подразделить на:

- методы микробиодеградации загрязнителей;

- методы биопоглощения и перераспределения загрязнителей.

Методы микробиодеградации основаны на деструкции загрязнителей различными видами микроорганизмов. Эффект достигается за счет активизации аборигенной микрофлоры или внесения в грунт определенных культур микроорганизмов, а также всевозможных комплексных препаратов. В результате этого микроорганизмы начинают активно поглощать загрязнитель и вызывать его деструкцию.

Активизация биодеградации в нефтезагрязненных почвах и грунтовых водах достигается внесением минеральных удобрений. Ускоряют биодеградацию нефти целлюлозосодержащие отходы - солома, опилки. Эффективно внесение опилок со стимуляторами разложения нефти.

Методы внесения культур микроорганизмов применяются в тех случаях, когда необходимая аборигенная микрофлора отсутствует. Они могут применяться при массированном и аварийном загрязнениях, в сложных условиях, при отсутствии развитого естественного биоценоза. Достоинством этих методов является их селективность и возможность выведения штаммов микроорганизмов, разрушающих сложные токсичные соединения.

Технологии микробиологического обезвреживания органических экотоксикантов основаны на активации аборигенной микрофлоры или внесении в грунт культур определенных микроорганизмов и создании оптимальной среды для их развития. Простейшими способами активации микрофлоры являются механические рыхление, вспашка, дискование. Необходимым условием размножения микроорганизмов является создание оптимального температурного диапазона. Для ускорения миграции микроорганизмов в последние годы используют электрокинетическую активацию биодеградации. Ультразвук также способствует ускорению биодеградации экотоксикантов. Другим широко распространенным способом биоактивизации является улучшение аэрации почвы за счет добавок воздуха (продувка почв воздухом под различным давлением).

Необходимым условием биодеградации нефтяных загрязнений является внесение минеральных удобрений. Идеальной для биоразложения является нейтральная среда. Для нейтрализации щелочных грунтов вносят гипс, для нейтрализации кислых грунтов - известь. Одним из методов, обеспечивающих диспергирование нефтяных загрязнений и улучшающих контакт с микроорганизмами, является внесение поверхностно-активных веществ (ПАВ). Сочетание применения ПАВ с внесением минеральных удобрений ускоряет биодеструкцию.

Внесение культур микроорганизмов используется только при аварийных загрязнениях или при отсутствии развитого естественного биоценоза. Микроорганизмы-деструкторы нефтяных углеводородов известны давно и выделены из различных сред: пресных и морских вод, донных загрязнений, пластовых вод нефтяных месторождений, загрязненных нефтью почв и др.

Микроорганизмы, деградирующие нефть, являются обычными представителями биоценозов водоемов и почв загрязненных нефтью, принадлежащих в основной массе к родам:

1) из бактерий- Micrococcus, Brevibacterium, Acinetobacter, Pseudomonas, Bacillus, Nocardia, Corynebacterium;

2) из грибов-Aspergillus, Penicillium, Streptomyces, Actinomucor;

3) из дрожжей-Candida, Torulopsis, Cryptococcus и др.

Микроорганизмы, выделенные из пластовых вод нефтяных месторождений в основном относятся к углеводородокисляющим, сульфатвосстанавливающим бактериям, денитрифицирующим, аммонифицирующим, метаноокисляющим, нитрифицирующим, тионовым, целлюлозоразрушающим. После открытия способности микроорганизмов разрушать углеводороды прошло более полувека, прежде чем биологи перестали считать эти процессы микробиологической экзотикой. И лишь в последние 15-20 лет появилась убежденность, что это свойство широко распространено в мире микробов.

Общепризнанным стало то, что микроорганизмы способны сравнительно легко превращать молекулы углеводородов-веществ, весьма устойчивых к действию химических реагентов.

Превращение веществ углеводородной природы осуществляется в основном двумя путями:

- в процессе культивирования микроорганизмов на средах с углеводородами, в качестве единственного источника углерода и энергии;

- в процессах соокисления культурами, растущими за счет других ростовых субстратов.

Микроорганизмы, способные усваивать углеводороды нефти, могут быть использованы для решения экологических проблем, поэтому при поиске микроорганизмов-деструкторов необходимо учитывать, что вносимая в почву микробная биомасса не должна быть чужеродной для почвенной микрофлоры. Еще одним важным условием является их непатогенность. Микроорганизмы-деструкторы должны обладать высокой жизнестойкостью, так как они могут подвергаться воздействию неблагоприятных факторов окружающей среды, таким как колебания температуры, высокая и низкая влажность, изменение рН среды, нехватка питательных элементов.

Для ликвидации нефтяных загрязнений в почве разработан целый ряд биопрепаратов, содержащих в составе активный штамм-деструктор или сообщество микроорганизмов, обладающих катаболической активностью в отношении нефтяных углеводородов, и минеральные добавки. Наиболее известными зарубежными биопрепаратами являются американские препараты Микробар и Парабан (США). В товарном виде они представляют собой порошкообразные вещества и хорошо растворимые в воде. По данным НИИ гигиены имени Эрисмана, они деструктируют углеводороды с длиной цепи С12, однако в строго определенном диапазоне рН (6,5-7,5), солености, температуры (10-35С).

В 1994 г. произошла Усинская катастрофа - серия прорывов на нефтепроводе Харьяга - Усинск, вызванная его изношенностью. Тогда вылилось около 100 тыс. тонн нефти, что позволило считать эту аварию самым крупным разливом нефти на суше. В пяти поселках была объявлена чрезвычайная экологическая ситуация.

В месте катастрофы почти полностью уничтожена фауна и флора. Многочисленные притоки рек, озера отравлены. Тонны нефти, попавшей в многочисленные притоки Печоры, на много лет поставили под удар жизнь и здоровье людей, населяющих не только эти места, но и прилегающие районы. Особую тревогу вызвала возможность попадания нефти в Баренцево море. Негативные экологические последствия могли затронуть Канаду, США и ряд стран Северной Европы.

Общая площадь загрязненных и нарушенных земель в зоне аварии 1994 г. составила 270,4 га земель, из них 115,79 га были загрязнены аварийной нефтью. Возникла необходимость принятия срочных мер по обеспечению локализации, ликвидации разливов нефти и восстановлению земель.

Нефть - является сложным органическим веществом. Нефти разных месторождений неоднородны по своему составу. Выделяют 4 типа нефтей: парафиновые, парафинонафтеновые, циклоалкановые и нафтено-ароматические. Нефть оказывает влияние на развитие почвенной биоты и ее биохимическую активность. Реакция почвенных микроорганизмов зависит от концентрации и индивидуальных особенностей микроорганизмов, а также от состава нефти. Незначительное загрязнение нефтью вызывает снижение количества микроорганизмов. Нефть подавляет дыхательную активность и микробное самоочищение, изменяет соотношение между отдельными группами естественных микроорганизмов, угнетает процессы азотфиксации, нитрификации, разрушения целлюлозы, приводит к накапливанию трудноокисляемых продуктов.

Процесс рекультивации делится на 3 этапа: подготовительный, технологический, биологический.

Рекультивация в Усинском районе проводится с использованием бактериального препарата «Деворойл», так как он наиболее хорошо подходит для природно-климатических условий района. При необходимости возможно использование фиторемидиации.

Затраты на реабилитацию данной территории составляют 14850000 руб. (при загрязнении почвы 150 г/кг) и 19800000 руб. (при загрязнении почвы 200 г/кг).

Загрязнение почв нефтью и нефтепродуктами - одна из сложных и многоплановых проблем экологии и охраны окружающей среды. В настоящее время успешно развиваются технологии биоремедиации нефтезагрязненных территорий. При этом решение проблемы достигается за счет стимуляции микробных ценозов путем внесения удобрений, микроорганизмов, которые способны наиболее эффективно утилизировать данный загрязнитель или путем внесения различных биопрепаратов.

Единственным реальным в настоящее время способом борьбы с последствиями разлива нефти и нефтепродуктов является комплекс работ, включающий механическое или физико-химическое удаление разлитых нефтепродуктов с последующей очисткой остающейся в почве нефти биологическими методами при помощи биодеструкции нефтеокисляющими микроорганизмами. В то же время существующие в настоящее время в России препараты оказываются недостаточно эффективными в различных экстремальных почвенно-климатических условиях различных регионов России, в связи с чем для ликвидации масштабных последствий разливов нефти в настоящее время необходим активный поиск и выделение аборигенных штаммов и разработка новых препаратов.

Однако необходимо отметить, что природные аборигенные микроорганизмы обладают ограниченной нефтеокисляющей активностью, несмотря на более высокую устойчивость к воздействию факторов внешней среды. Поэтому возможным перспективным решением является разработка новых, не существующих в природе видов микроорганизмов.

Эти новые виды, обладающие как минимум на порядок более высокой нефтеокисляющей активностью, должны создаваться обязательно с искусственным ограничением срока жизни с целью предотвращения биогенной катастрофы.

Разработаны и активно внедряются большое количество коммерческих микробиологических препаратов иностранного и отечественного производства, таких как «Дестройл», «Путидойл», «Деворойл» и др.

Однако в природных условиях биодеградация протекает под воздействием всего комплекса почвенной биоты.

Проблема нефтяного загрязнения почв в настоящее время в нашей стране практически не решается. Работы по очистке нефтяных загрязнений с использованием микроорганизмов не координируются, их научный и технологический уровень невысокий. Таки образом, проблема загрязнения нефтью и нефтепродуктами почв Российской Федерации стоит в настоящее время как никогда остро и для поиска путей разрешения всех ее аспектов необходима координируемая концентрация усилий всех заинтересованных правительственных, научных и производственных организаций.



Заключение

На территории Российской Федерации нефтепромыслы занимают значительные плошали в Западной и Восточной Сибири, Поволжье, на Северном Кавказе и в других регионах.

Согласно современным требованиям природопользования, выполнения любой хозяйственной деятельности не должно приводить к необратимым нарушениям природной среды.

Добыча, транспортировка, хранение и использование нефтепродуктов относятся к наиболее агрессивным отраслям по сумме техногенных факторов, оказывающих воздействие на окружающую среду.

Почвы считаются загрязненными нефтью или нефтепродуктами, если их концентрация приводит к:

- угнетению или деградации почвенного покрова;

- понижению продуктивности сельскохозяйственных земель, нарушению природною равновесия в почвенном биоценозе;

- сокращению видового разнообразие алыофлоры. мезофауны. почвенных микроорганизмов и беспозвоночных животных и т. п.;

- вымыванию нефти и нефтепродуктов из почв в подземные или поверхностные волы;

- возрастанию доли углерода нефти и нефтепродуктов в органическом углероде почв.

В России официально утвержденных научно-обоснованных нормативов допустимого содержания нефти в почве до сих нор не существует. В инструкциях по рекультивации земель, загрязненных нефтью (РД 39-0147103-365-86).

Внедренной на предприятиях Миннефтепрома в 1987 г., были разработаны ориентировочные уровни загрязнения почв нефтью, однако при этом не выполнялись требования, отвечающие понятию «допустимый уровень содержания». Допустимым уровнем содержания нефти в почве следует считать такой, при котором обеспечивается выполнение почвой своих экологических функций и не проходит негативного воздействия не сопредельные среды (вода, воздух), растения и человека. Так же на уровне проектов существуют нормативы допустимого остаточного содержания нефти и продуктов её трансформации в почвах после проведения рекультивациоиных и иных восстановительных работ являющиеся нормативами качества окружающей среды.



Список литературы

загрязнение радиоактивный подземный

1. М.И. Будыко. «Современные проблемы экологии» М.: 1994 г., 307 с.

2. А.П. Акимова. «Экология», М.: 2001 г.

3. Доклад правительству России «О состоянии окружающей природной среды.

4. Краснодарского края в 2001 г., М.: 2002 г.

5. Гаврилов В.П. Чёрное золото планеты. - М.: Недра, 1990 г.

6. Голованов А.И., Зимин Ф.М., Сметанин В.И. Рекультивация нарушенных земель / Под ред. А.И. Голованова. - М.: КолосС, 2009. - 325 с.

7. Другов Ю.С., Родин А.А. Экологические анализы при разливах нефти и нефтепродуктов. - СПб., 2000 - 250 с.

8. Емцев В.Т. Микробиология: учебник для вузов / В.Т. Емцев, Е.Н. Мишустин. - 5е изд., перераб. и доп. - М.: Дрофа, 2005 - 445.

Размещено на Allbest.ru