Экономический аспект очистки почв от нефтяного загрязнения с помощью углеводородокисляющих микроорганизмов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Иркутский национальный исследовательский технический университет

экономический аспект ОЧИСТКи ПОЧВ ОТ НЕФТЯНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ УГЛЕВОДОРОДОКИСЛЯЮЩИХ МИКРООРГАНИЗМОВ

В.Ю. Конюхов, А.В. Афонина

Аннотация

В статье рассмотрен метод очистки нефтезагрязнённой почвы с помощью углеводородокисляющих микроорганизмов, приведены исследования, которые проводятся в Иркутске.

Ключевые слова: углеводородокисляющие микроорганизмы, нефтезагрязнённая почва, биоремедиация.

Annotation

ECONOMIC ASPECT OF SOIL CLEANING FROM OIL POLLUTION BY HYDROCARBON OXIDIZING MICROORGANISMS

V. Konyukhov, A. Afonina

Irkutsk National Research Technical University,

The article describes the method of purification of oil-contaminated soil using hydrocarbon-oxidizing microorganisms. It presents the researches conducted in Irkutsk.

Keywords: hydrocarbon-oxidizing microorganisms; oil-contaminated soil; bioremediation.

Основная часть

Многочисленные виды бактерий и грибов способны окислять углеводороды. Углеводородокисляющие бактерии распространены повсеместно и лишь в некоторых экологических нишах их численность невысока. Окисление углеводородов осуществляется оксигеназами (ферменты, осуществляющие включение кислорода в концевую метальную группу углеводорода). Промежуточными продуктами при распаде углеводородов являются спирты, альдегиды, жирные кислоты, которые затем окисляются до и .

Самой природой подсказан биологический путь восстановления природных объектов, загрязненных углеводородами нефти, правда, в естественных условиях он протекает достаточно долго и зависит от климатических условий, вида почвы и тяжести загрязнения [1]. Биологическая очистка почвы и грунтовых вод, загрязненных различными органическими веществами, имеет значительное преимущество по сравнению с обычно применяемыми методами, поскольку наряду с разложением вредных веществ до , и неорганических солей сохраняется биологическая активность почвы [2].

Так как углеводородокисляющие микроорганизмы являются постоянными компонентами почвенных биоценозов, появилось стремление использовать их катаболическую активность для восстановления загрязненных нефтью почв. Ускорить очистку почв от нефтяных загрязнений с помощью микроорганизмов возможно в основном двумя способами:

– активизируя метаболическую активность естественной микрофлоры почв путем изменения соответствующих физико-химических условий среды;

– внесением специально выделенных из естественной микрофлоры активных нефтеокисляющих микроорганизмов в загрязненную почву.

В настоящее время интенсивно разрабатываются и применяются методы микробиологической очистки природных сред от нефтяного загрязнения, основанные на использовании чистых или смешанных культур углеводородокисляющих микроорганизмов в сочетании с различными веществами, стимулирующими их активность. Эффективность этих методов может быть значительно повышена путем изменения соответствующих физико-химических условий среды и внесением ассоциации специально подобранных штаммов микроорганизмов, обладающих выраженными углеводородокисляющими свойствами [3]. Одним из важных условий микробиологической очистки нефтезагрязнений является способность различных групп микроорганизмов (бактерий, актиномицетов, дрожжевых грибов и миксомицетов) совместно «бороться» с загрязнением, а также обладать высокой иннокулятивной жизнеспособностью [4].

В г. Иркутске и Иркутской области давно существует потребнось в разработке эффективного метода микробиологического очищения нефтезагрязнённых почв. почва микроорганизм загрязнение нефтяной

В Государственном докладе за 2010 г. Министерства природных ресурсов и экологии Иркутской области уделяется внимание проблеме загрязненных почв в пос. Тыреть. В докладе говорится: «В 2010 году были продолжены наблюдения за загрязнением почв нефтепродуктами (НП) в районе аварии, произошедшей в марте 1993 г. на 654 км нефтепровода «Красноярск-Иркутск» вблизи пос. Тыреть Заларинского района Иркутской области. В результате аварии на поверхность почвы вытекло ориентировочно 14 тонн нефти, разлив которой произошел вдоль русла реки Унга по правому берегу. Частично нефть была откачена, частично - пожжена. Площадь нефтяного пятна в мае 1993 г. составила приблизительно 31,75 га. Последующие обследования проводились в июне и октябре 1994 г., в 1995, 1999, 2003 и 2007 гг.

В границах первоначального растекания нефтяного пятна загрязнение почв нефтепродуктами остается высоким и в среднем превышает фоновое в 81,2 раза. На пути миграции нефти по рельефу местности от места аварии к руслу реки Унга загрязнение почвы достигает 205 Ф и варьирует от 21 до 525 Ф. За заградительными дамбами ниже по течению реки, в ее дельте, концентрация НП в почве колеблется от 0,7 до 20 Ф.

Максимальный уровень загрязнения почв обнаружен на правобережной территории перед заградительными дамбами в дельте реки Унга. Кумуляция НП здесь в 20 раз превзошла зарегистрированный в 1995 году уровень загрязнения и достигла 546 Ф.

Наблюдаемые колебания концентраций НП являются следствием поверхностной и внутрипочвенной миграции нефти по рельефу местности, переноса её талыми, дождевыми и грунтовыми водами. Поскольку процесс самоочищения почв от НП длителен, их содержание в почвах обследуемой территории остается достаточно высоким. Число случаев превышения концентрации НП в почвах фонового уровня наблюдаются в 88 % проб, уровня 5 Ф - в 56 % и уровня 10 Ф - в 44 %» [5].

Также Министерством природных ресурсов и экологии Иркутской области в 2012 г. было проведено очередное наблюдения за загрязнением почв нефтепродуктами в районе Жилкинской нефтебазы г. Иркутска. В докладе министерства отмечается: «В целом по всей обследованной территории среднее значение содержания нефтепродуктов в поверхностном слое почвы превышает фоновое значение в 3,1 раза. Максимальное на обследованной территории содержание нефтепродуктов в верхнем горизонте почвы составило 13,6 Ф (береговая зона реки Ангара).

Данные многолетнего мониторинга (1990-2012 гг.) территории, прилегающей к нефтебазе, показывают, что содержание нефтепродуктов в почве этой зоны неуклонно растет.

Почвы береговой зоны реки Ангара загрязнены гораздо сильнее, чем почвы территории, прилегающей к нефтебазе» [6].

В 2011 г. Иркутская область стала лидером по темпам роста добычи нефти и увеличила максимальный прирост добычи в физическом выражении на 3,3 млн т., таким образом было добыто 6,6 млн т. нефти, в 2012 г. добыча была увеличена ещё на 47% и составила 9,7 млн т., в 2013 г. увеличилась на 13,4% и составила 11 млн т, в 2014 г. добыча нефти выросла на 18,2% и составила 13 млн т.

В целом по Иркутской области наблюдается тенденция роста запасов углеводородного сырья. Связана она с геологоразведкой на вновь открытых месторождениях. За последние пять лет на геологической карте Иркутской области появилось 21 месторождение, открытия сделаны частными компаниями. Все объекты сейчас находятся на этапе разведки.

Количество месторождений добываемой нефти ежегодно растёт. Но вместе с тем растёт и износ трубопроводов, учащаются аварий на этих трубопроводах, а так же продолжает увеличиваться количество шламовых отходов. Ежегодно от 3 до 5 % добытой нефти проливается на суше и попадает в почву. Таким образом, с ростом добычи нефти растёт и количество попадания её в почву.

Чтобы снизить нагрузку на экосистему региона и быть готовым к поддержанию её в нормальном состоянии, директором ЦИТ СИФИБР было принято решение о создании метода эффективного восстановления почв после нефтяного загрязнения углеводородокисляющими микроорганизмами, выделенными из почв Иркутской области и создание биопрепарата.

Разработка и применение биопрепарата должны осуществляться с учетом характерных для нашего региона климатических факторов, ведь, стимулируя аборигенные микроорганизмы, или внося в биоценоз штаммы, ранее выделенные в данном регионе, мы не привносим в него таких сильных изменений, как в случае внесения чужеродных, не свойственных для региона штаммов-биодеструкторов. Кроме того, иногда бывает сложно прогнозировать эффективность применения чужеродных штаммов для биоремедиации в связи с неподходящими для них природными условиями.

В ООО «ЦИТ СИФИБР» уже больше года ведется разработка данного метода. В результате проведенных исследований из нефтезагрязненной почвы Иркутского региона были выделены 115 аборигенных культур бактерий, потенциально способных к биодеградации нефти. Для дальнейшего исследования проведен скрининг наиболее активных деструкторов нефти в жидкой минеральной среде с добавлением нефти. Выявлено 8 наиболее активных штаммов, которые за один месяц культивирования утилизировали более 50 % нефти. Именно эти 8 штаммов используются для дальнейших экспериментов.

Чтобы начать производство биопрепарата для очистки почвы от нефтяного загрязнения потребуется 7 200 тыс. руб. на приобретение оборудования.

Основные конкурентные преимущества биопрепарата, создаваемого ООО «ЦИТ СИФИБР», перед конкурентам:

- возможность использования при t°С от +3 до +35;

- продолжительность очистки от 3 до 6 мес.;

- эффективность очистки 85-90%;

- цена ниже, чем у конкурентов.

Объём рынка Иркутской области можно оценить в 3 220 млн. руб.

Расчётная чистая прибыль после выхода на производственную мощность (предположительно в 2018 г.) составит 7 894 681,5 руб.

NPV - 5615702,12 руб.

IRR - 164,9%.

Дисконтированный срок окупаемости - 24,5 мес.

Индекс доходности - 6,62.

Показатели NPV и IRR > 0, что говорит об экономической эффективности проекта. Индекс доходности больше 1, что так же показывает привлекательность проекта.

Так же был произведён расчёт точки безубыточности, которая показывает минимальный объём производства и реализации товаров, при котором расходы будут компенсированы доходами, а при производстве и реализации каждой последующей единицы продукции организация начнёт получать прибыль. Точка безубыточности в денежном выражении составила 2 175 840 руб.

Таким образам можно с уверенностью сказать, что данный проект ООО «ЦИТ СИФИБР» достаточно привлекателен для реализации и достоин внимания.

Библиографический список

1. Киреева Н.А. Микробиологические процессы в нефтезагрязненных почвах. М.: Наука, 1995. 178 с.

2. Звягинцев Д.Г. Биология почв / Д.Г. Звягинцев, И.П. Бабьева, Г.М. Зенова. М.: Изд-во МГУ, 2005. 445 с.

3. Середина В.П. Нефтезагрязненные почвы: свойства и рекультивация / В.П. Середина, Т.А. Андреева, Т.П. Алексеева, Т.И. Бурмистрова, Н.Н. Терещенко. Томск: Изд-во ТПУ, 2006. 270 с.

4. Кузнецов А.Е. Научные основы экобиотехнологии: учеб. пособие для студентов / А.Е. Кузнецов, Н.Б. Градова. М.: Мир, 2006. 504 с.

5. Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Иркутской области за 2010 год». Иркутск: ООО Форвард, 2011. 400 с.

6. Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Иркутской области за 2012 год». Иркутск: Изд-во ИГ СО РАН, 2013. 337 с.

7. Илюшкина Е.С., Конюхов В.Ю. Классификация экологических инноваций // Вестник ИрГТУ. 2012. № 7. С. 181-187.

8. Коновалов П.Н., В.Ю. Конюхов В.Ю., Копылова Е.Ю.: Проблема переработки и утилизации промышленных отходов // Молодёжный вестник ИрГТУ. № 1. 2015.

Размещено на Allbest.ru