 |
|
Загрязненная почва.
Использование нефти человеком, ее добыча, транспортировка и хранение во внутренних морских водах и на суше отрицательно влияет на развитие всех элементов окружающей среды, особенно морских жителей акватории. В настоящее время количество буровых платформ в мире насчитывается более 6500. Более 3 тыс. танкеров занято перевозкой нефтепродуктов. Каждый год в мировой океан сбрасывается от 2 до 10 млн.т. нефти по тем или иным причинам.
С помощью аэрофотосъемки со спутников было зафиксировано, что около 30% всей поверхности океана покрыто нефтяной пленкой, которая вызывает массовую гибель морской фауны и птиц. Транспортировка основной массы нефтепродуктов на суше проходит по трубопроводам. Наиболее незащищенной частью магистральных трубопроводов являются переходы через каналы, реки, озера.
Магистральные трубопроводы пересекаются с шоссейными и железнодорожными путями, реками, озерами и каналами. На земной поверхности нефть частично подвержена фотохимическому разложению. Механизм этого процесса до сих пор не изучен. Важной характеристикой в процессе изучения разливов на почвах является содержание парафина в нефти. Чтобы оценить и проконтролировать уровень загрязнения окружающей среды, нужно разобрать группы нефтепродуктов, которые отличаются друг от друга.
Перечислим характерные особенности: – степень токсичности для живых организмов;
– скорость разложения в окружающей среде;
– характер происходящих процессов трансформаций в атмосфере, почве, грунте, биоценозах и акватории.
В почвах техногенные загрязнения находятся в следующих состояниях:
– в пористой среде
– в жидкой легкоподвижной форме;
– на частицах почвы или горной породы
– в связанной форме (сорбированной);
– в поверхностном слое земли - в виде плотной органоминеральной смеси.
Почву принято считать загрязненной нефтью, если концентрация горючего материала достигает уровня, когда происходит: – угнетение или деградация растительного покрова; – снижение продуктивности сельскохозяйственных угодий; – нарушение экологического равновесия в почвенном биоценозе; – вытеснение одним или двумя произрастающими видами растительности других, замедление деятельности микроорганизмов; – вымывание нефти из почв в поверхностные или подземные воды.
Безопасный уровень загрязнения почв нефтепродуктами - уровень, при котором не наступает ни одно из перечисленных выше последствий, вследствие нефтяного загрязнения. Ведение отбора проб производится для контроля уровня загрязнения почв, эколого-токсилогической оценки, для наблюдения за уровнем загрязнения почв от утечек нефтепродуктов, предупреждения критических ситуаций для животного мира.
Если экологическая авария все же произошла, то в процессе отбора проб устанавливается:
– глубина проникновения нефти в почву, ее направление и скорость внутрипочвенного потока;
– возможность и масштабы проникновения нефти из почв в водоносные горизонты;
- область распространения нефти в пределах загрязняемого водоносного горизонта; – причина загрязнения нефтью почв и вод.
Несмотря на описанные выше экологические проблемы, в мире есть не только методы, находящиеся на этапе разработки, но и те которые успешно применяются.
2.2. Методы локализации и ликвидации нефтяного загрязнения почв.
В настоящее время существует выбор различных методов по снижению и предотвращению нефтяных загрязнений почв. В общем виде можно представить их классификацию следующим образом: - механический; - физико-химический; - микробиологический; - агротехнический. Выбор определенного метода напрямую зависит от следующих факторов: уровень загрязнения, состав нефти, продолжительность загрязнения, свойства почвы, ландшафтные и климатические условия.
Как правило, используется комплексный подход в решении данных вопросов.
Механические методы. Механическая рекультивация загрязненных нефтью почв и грунтов проводится следующим образом: сначала откачивают нефть или нефтепродукты в емкости, производят обваловку загрязнения, делают замену почвы (т. е. сгребают и вывозят загрязненный слой). Этот метод применяется в качестве первичного мероприятия при крупном разливе нефти.
Осуществление метода происходит с помощью специального оборудования. Разрешение проблемы очистки почвы при проникновении нефтепродукта в грунт этими способами невозможно. Ликвидация нефти с поверхности почвы осуществляется с помощью соответствующих насосов.
Очистка загрязненного нефтью слоя производят экскаваторами, бульдозерами или тракторами. Далее происходит захоронение загрязненного слоя почвы в специальных могильниках. Возникает вопрос выбора места для их захоронения, так как сами могильники нередко становятся зонами риска вторичного загрязнения. Растекшуюся при аварии нефть перевозят в естественные углубления, защитные амбары или траншеи.
Это краткосрочные меры, потому что отвод нефти в углубления со временем вызывает очаг новых загрязнений по направлению движения горючей жидкости, защитные дамбы из однородного грунта также можно использовать только на небольшой промежуток времени, поскольку возможна фильтрация нефтепродукта сквозь тело дамбы. Замена почвы проводится при растекании нефтепродукта на ограниченных участках и при проникновении ее на глубину свыше 10 см.
Пораженную нефтью почву собирают и вывозят на свалку для ее полного разложения, при этом происходит уничтожение верхнего плодородного слоя.
Физико-химические методы: Физико-химические методы удаления загрязнений почвы нефтью включают:
• сжигание почвы,
• промывка почвы,
• сорбция нефтепродуктов с поверхностного слоя почвы,
• электрохимическая очистка почвы и др.
Сжигание - самый быстрый и дешевый способ борьбы с разливами большого количества нефти и нефтепродуктов. Оно считается экстренной мерой и применяется только тогда, когда существует угроза прорыва нефти в водный источник.
В зависимости от типа нефтяного продукта ликвидируется от 1/2 до 2/3 разлива, оставшаяся часть проникает в почву.
Из-за недостаточно высокой температуры в атмосферу попадают продукты возгонки и неполного окисления нефти; землю после сжигания необходимо отправлять на свалку, так, например, в Москве каждый год вывозят более 70 тысяч т. сгоревшей земли. К такому методу, как сжигание почвы, прибегают в редких случаях, так как оно предполагает образование канцерогенных веществ, и сводит к минимуму возможность практического применения этого метода вблизи промышленных объектов и населенных пунктов. При этом нефть не подлежит утилизации, что приводит к большим материальным тратам.
Водная процедура обработки почв проходит в промывных барабанах с применением ПАВ, детергентов, моющих веществ и т.д. После промывные воды отстаиваются в специальных прудах или гидроизолированных емкостях, затем там проводится их разделение и очистка. Дренирование почвы - это еще один способ промывания почвы от нефтяных продуктов на месте с помощью дренажных систем. Он может проходить в сочетании с микробиологическими методами.
Среди многих способов промышленной очистки грунтов важную роль следует отвести электрохимическому способу. Его принцип основан на использовании поля постоянного электрического тока и предполагает применение соответствующих устройств для очистки почвы от нефтяных продуктов.
Применение данного способа показывает хорошие результаты. К примеру, под действием поля постоянного электрического тока из водонасыщенных глин, поврежденных нефтепродуктом, ликвидируется 50% загрязнителей. В случае утечки нефтяных продуктов с помощью специального оборудования, можно прибегнуть к методу термической десорбции, он позволит получить полезные продукты вплоть до мазутных фракций.
Разливы нефти также устраняются при помощи экстракционного метода. Экстракцию загрязнителей обычно проводят в промывных барабанах с использованием летучих растворителей с последующей отгонкой их остатков паром. В ситуации нефтяного разлива легковоспламеняющихся продуктов в жилых кварталах, цехах, на автомагистралях, где взрыв и его последствия могут оказаться опаснее загрязнения почвы, разлив изолируется противопожарными пенами сверху или засыпается сорбентами. За последнее время наибольшую популярность среди физико-химических методов ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов приобрел сорбционный метод.
Сорбция как метод сбора нефтяного продукта с поверхности почвы. Самым эффективным и актуальным методом оперативного сбора нефти при аварийных разливах является сорбция - применение различных сорбентов, образующих за счет процессов сорбции агломераты при контакте с нефтью.
Анализ технических условий сбора нефти и физико-химических закономерностей сорбции позволяет сформировать базовые требования к оптимальному сорбенту для сбора нефти и нефтепродуктов с поверхности почвы.Такими требованиям являются: большая сорбционная емкость сорбента; высокая селективность по отношению к извлекаемому веществу.