Рекультивация почв загрязненных нефтегазовыми выбросами

Оглавление. Введение . 3 1. Основные этапы рекультивации з емель . 4 2. Рекультивация земель на предприятиях Сургутского, Нефтеюганского и Нижневартовского районов 8 3. Заключение 18 4. Список литературы . 19 Введение. Нефть и нефтепр одукты , поступая в окружающую среду , оказ ывают негативное влияния на природные компоне нты экосистемы . Они являются постоянным источ ником канцерогенного и мутагенного загрязнения . Поэтому проведение рекультивационных работ явл яется одним из важнейших природоохранных меро прия т ий , направленных на восстановлен ие прежнего плодородия загрязненных земель. Шестилетние исследования (1987 – 1992 гг .) позвол или составить схемы загрязненности нефтью и минерализованными водами территории месторожден ий : Аганского , Южно – Аганского , Ватинск ого , Мегионского , Мало – Черногорского , а также Белозерной и Приобской частей Самотлорского , общей площадью 1222,8 кв.км . Отмечено 1202 разлива (площадью от 100 кв.м . и более ) неф ти общей площади 1640,94 га . Чисто солевое загр язнение встречается в 7 раз р еже . Были составлены таблицы с характеристикой каж дого разлива : площадь , биотопическая приуроченност ь , степень и давность загрязнения , рекомендуем ые способы рекультивации . Установлено , что из общего количества нефтезагрязненных земель в проведении рекульт и вационных работ нуждается 95,9%, ежегодно площади нарушенных земе ль , требующих рекультивации , растут со скорост ью 10 тыс . га . в год . Причиной этого являе тся то , что отводимые предприятиям во врем енное пользование земли не возвращаются в срок . Почти полов и на площадей , п одлежащих рекультивации , переносится к сдаче на последующие годы , а тем временем «осваиваются» и загрязн яются новые территории . Технологии рекультивации замазученных земель должны основываться на понимании последствий попадания нефти в почву и стимуляц ии конкретных физических и биохимических проц ессов ее дегенерации . 1. Основные этапы и рекультивации земель. Попадая на земную поверхность , нефть из анаэробной обстановки с очень замедленными темпами ге охимических процессов переносится в ки сло родную среду , где помимо абиотических большую роль играют биохимические факторы . Сырая нефть , содержащая до 50% легких (с температурами кипения до 250 градусов ) наиболее токсичных фракций , подвергается физико-химическому воздействию : испарению , вымыва н ию , ультрафиолетово му облучению и т . п ., вследствии чего л егкие и водорастворимые углеводороды , разлагаясь , мигрируют с места разлива . Остаточный тя желый битумизированый нефтепродукт подвергается биохимической деградации . Решающее значение играю т микроор г анизмы , осуществляющие внут риклеточное окисление углеводородов. Комплекс мероприятий по очистке почвы от нефтяного загрязнения включают два моме нта : первый - активизация абиотических физико-химиче ских процессов деградации свежей нефти ; второ й - стимуляция по чвенной углеводоокисляющей микрофлоры и фитомелиорация. Подготовительный этап рекультивации земель. Основной целью подготовительного этапа является расчистка участка от усыхающего и мертвого древостоя , завалов из срубленной ранее и сваленной в кучи древес и ны , строительного и бытового мусора и обва ловка со стороны возможного повторного загряз нения нефтью и минерализованными водами , при условии , если она небыла сделана в хо де ликвидации аварии . Не допускается выжигани е и засыпание нефтяных пятен песком , поз д нее на месте аварии экологическая оценка по «Метод ике оценки фитопри годности нефтезагрязненных земель» Агротехниче ский этап . Основная цель создать слой почвы со свойствами , благоприятными для биологической рекультивации . Работы включают в себя : - рыхление почвенного гор изонта для ускорения физико-химических и биох имических процессов деградации нефти с исполь зованием мальчирующих грунтов (на сильнозагрязнен ных лесных почвах ); - создание искусственного микрорельефа из чередующихся продольных микроп овышений (бугров ) и микропонижений (канавок ) на болотных почвах с избыточным увлажнен ием ; Стимуляция почвенной микрофлоры должна на чинаться только при снижении концентрации общ его нефтепродукта до 23-25% в органогенных или 15-18% минеральных почвенных горизон тах в сред нем по участку . Это же условие касается и использования бактериальных препаратов , наибо лее перспективным из которых является «Путидойл» созданный микро биологами ЗапСибНИГНИ. При снижении концетрации остаточных нефте продуктов в рекультивировационн ом слое в среднем по всему участку до значений безопасных для фитомелиорантов (15% в органогенных и 8% в минеральных и смешанных грунтах ) можно приступать к биологическому этапу реку льтивации. Биологический этап. Включает в себя комплекс агротехнических и фитомелиоративных мероприятий , проводимых с целью восстановления плодородия нарушенных з емель. - фитомелиорационное и аг ротехническое стимулирование почвенной углеводоокисл яющей микрофлоры ; - формирование устойчивых травостоев или всходов (подроста ) древесных пород. Рекультивацию можно считать завершенной п осле создания густого и устойчивого травостоя , при этом концентрация остаточных нефтепроду ктов со значениями коэффициента окисления не фти более 90% не должна превышать в среднем по участку 8,0% в органо генных и 1,5% в минеральных и смешанных грунтах. Рекультивация зем ель на предприятиях Сургутского , Нефтеюганского и Нижневартовского районов. По состоянию на 01.01.1998г ., вследствие аварийности на нефтепроводах на территори и Нижневартовского района было накоплено 3481,3га земель , загрязненных не фтью. В 1997году темп ы рекультивационных работ по сравнению 1997годом снизились и площадь рекультивационных земел ь составила всего -100,96га. Одним из факторов , оказавших влияние н а о бъемы рекультиванных земель , явилось отсутствие у нефтедобывающих предприятий необх одимых средств для финансирования проведения рекультивационных работ ; другим – низкая ква лификация производителей рекультивационных работ , вследствие чего не были соблюдены в полном объеме требования по приемке рекультивированных земель. Самой большой и опасной ошибкой , допус каемой при рекультивации земель , является зас ыпка разлитой нефти привозным грунтом – песком и торфом . При этом разлитая нефть выводится из процесса мик робиологическог о окисления , а «рекультивирова нный» подобным образом участок на многие годы становится источником посто янного загрязнения грунтовых и подземных вод. АО «Ойл-Эколоджи», созданное в 1992году , занимается ликвидаци ей аварийных разливов нефти и восстанов лением экологического равновесия . Его деятельност ь характеризует комплексный подход к решению экологических проблем . Начиная с 1993 года , АО занимается рекультивацией замазученных земель с использов анием микроорганизмов . С 1992года используются б олотоходы , со специальным навесным оборуд ованием для фрезерования почвы и рытья ка налов , изготовленные по заказу АО «Ойл-Эколоджи» Темпы рекультивации земел ь на территории Нижневартовского района. Предприятие Накоплено замазу ченных земель на 01.0198г. Площадь загрязненных земель за 1997г. Кол-во нерекультивированных амбаров на 01.01.98г. Площадь рекультивированных земель Га. Га. Га. Га. 1995 1996 1997 ОАО "Нижнева ртовскнефте газ " 1474 19,64 771 33,22 46,78 45 в том числе : ОДАО "Белозернефть " 737 11,53 228 Х Х Х ОДАО "Приобьнефть " 420 5,88 180 31,2 41,9 29 ОДАО "Нижневартовскнефть " 183 1,93 170 Х Х Х ОДАО "Самотло рнефть " 134 0,3 193 2,02 4,88 16 ТПП "Лангепаснефтегаз " 1162,3 5,24 831 22,9 64,1 33 ОАО "Славнефть- Мегионнефтегаз " 227,4 3,3 9 71,1 74 Х ОАО "Славнефть- Мегионнефтегазгеология " Х Х 42 Х Х Х ОАО "Черного рнефть " 242 0,97 121 85,3 155,8 Х ОАО "Томскнефть " 43 0,31 66 Х 5,2 3 ОАО "Варьега ннефть " 60,1 Х 8 Х Х Х СП "Варьеган нефть " 46,1 2,35 24 Х 7,2 16 НГДП "Ермако вское " 48,5 2,06 35 38,7 12,9 3 АК "Югранефт ь " 22 0,28 6 2,3 Х Х СП "Белые ночи " 112 0,62 30 Х Х Х ОАО "Варьега ннефтегаз " 41,5 0,12 54 Х Х Х ОАО "Негусне фть Х Х 7 Х Х Х СП ЗАО "Соболь " Х Х 2 Х Х Х ОАО НК "Магма " Х Х 2 Х Х Х СП "Черногор ское " Х Х 5 Х Х Х НГДУ "Заполя рье " 2,4 Х 13 Х Х Х Всего 3481,3 34,89 2026 253,5 365,98 100 Биотехнологический способ основанный на использовании торфа. Торф о бладает высокой сорбиционной способностью . Микроф лора торфа обладает сильной деструктивной фун кцией и не требует значительного адаптацинног о периода при загрязнении нефтью . Даже в свежезагрязненном торфе наблюдается 13-кратное увеличение численности углеводородокисляющих ба ктерий . Рекультивацию нефтезагрязненных почв с использованием торфа проводят поэтапно : 1. Первичная очистка , обваловка и сбор разлито й нефти с помощью торфа. 2. Механическое отделение путем сжатия торфа . Отжатая нефть поступа ет в нефтеприемники , торф - на приготовление биопрепарата. 3. Приготовление торфяно го грунта методом активации нефтеокисляющих м икроорганизмов с помощью дополнитель но чи стого торфа и заранее приготовленной суспензи и углеводородокисляющих микроорганизмов (можно и органические добавки ). 4. Внесение биологически активного препарата на нефтезагрязненные почвы. При отсутствии мощных аварийных разливов необходимость первич н ой очистки отпадает . Готовится суспензия углеводородокисляющих бактерий с помощью фер мента . После прохождения стадии биологической очистки в ферментере торф может снова скл адироваться или использоваться как сорбент . П роведение еще в 1985году рекультивации нефтезагрязненных почв с помощью торфа на одном из месторождений п /о «Сургутнефтегаз» дал о экономический эффект , оцениваемый в то в ремя в размере 4,5 тысяч рублей на каждые 0,5 га рекультивируемых площадей . Биотехноло гия ликвидации шламовых амбаров. В наше вр емя практику засыпки песком шламовых амбаров применять уже нельзя , подобная «рекультивация» приводит к дли тельной консервации углеводородов нефти без д оступа воздуха , в результате чего создаются «мины замедленного действия». С таких мест «р екультив ации» углеводороды нефт и попадают в подземные воды и расходятся по всему району . Предлагается следующий порядок действий : 1.Если ш ламовый амбар (ША ) находится в работе 2-3 неде ли и на его дне отсутствуют тяжелые ф ракции нефти , очистку следует начи нать со сбора нефти с поверхности . Затем про изводят откачку буровой жидкости и засыпку грунтом. 2. Если ША находился в работе более длительное время чем 2-3 недели , то на е го дне скопился слой асфальтено-битумных фрак ций , то сначала удаляют нефть с пове рхности , затем откачивают буровую жидкость и только после этого производят механическую очистку тяжелых фракций нефти со дна. 3. Для предотвращения выпадения тяжелых фракций на дно ША предлагается не позд нее чем через 3 суток с момента сбр оса нефти производить ее откачку . Если амб ар задействован непрерывном технологическом цикл е , необходимо не реже 1 раза в трое сут ок производить откачку нефти. Исходя из всех данных можно сдел ать вывод , что длительность всего природного процесса т рансформации нефти в разны х почвенно-климатических зонах составляет от нескольких месяцев до нескольких десятков лет . Наиболее эффективным принципом ликвидации н ефтезагрязнений следует считать интесификацию пр оцессов естественного очищения почв и воды , ак т ивизацию регенерационной способност и аборигенных биоценозов. Биотехнологический метод рекультивации п очв и очистки пресноводных водоемов , загрязне нных нефтью и нефтепродуктами был применен при ликвидации аварийных разливов на нефт епромыслах ХМ АО. Экономический эффект рекультивации 1 га земель составил , по оценке ОА О «Сургутнефтегаза» 20тыс . рублей (в ценах 1989г .) ОАО «Юганскнефтегаз» в последние годы успешно применяет биологические методы , предусматривающие как использование активных штаммов микроорганизмов - деструкторов , так и стимуляцию естественных процессов самоочищения загрязненных почв . На территории куста № 49 ЦДНГ -2 НГДУ Юганскнеф ть были произведены испытания в 1999г ., в массе почвы находилось от 18 до 26% нефти . В нефтезагряз ненную почву вноси ли различные дозы бактериального препарата Бациспецина , полученого на основе природного штамма Bacillus , выделенног о из почвы , в сочетании с минеральными удобрениями и без них . В процессе иссле дований установлено , что двукратное и четырех кратное увеличение дозы препарата не оказывало существенного влияния на эффективность его действия. В нижеприведонной таблице даны показ атели биологической активности рекультивируемой почвы (численность микроорганизмов , интенсивность дыхания почв ы с выделением СО ) и остаточного содержания нефти . Результаты показали , что в нефтеза грязненной почве , обработанной биопрепаратом , в течении 3 месяцев численность популяции микроор ганизмов , участвующих в трансформации углеводород ов , возрастает в нескол ько раз , а интенсивность минерализации органического вещества , показателем которой является выделение СО – в 2 раза . За 3 месяца даже при высокой степени загрязненн ости (в среднем около 20% сырой нефти к м ассе почвы ) эффективность биодеградации нефти в проц ессе рекультивации превысила 40%, прич ем действие биопрепарата проявилась как самос тоятельном его внесении , так и в сочетани и с минеральными удобрениями . Подобные резуль таты были получены в промысловых условиях НГДУ Быстринскнефть ОАО «Сургутнефтегаз» и на Алкинской площади НГДУ Уфане фть АНК «Башнефть». Формирование искусственного растительного покрова возможно только с применением мине ральных удобрений . Основным агроприемом при с оздании различных травяных покрытий на гориз онтальных исклоновых участках нужно считать нанесение на поверхность минерального субстр ата слоя торфа толщиной 5-8 см , с последующим внесением минеральных удобрений . Тщательное выравнивание и прикатывание нанесенного слоя торфа , а также смешивание его путем неглуб окой перек о пки с песком и суг линком дает положительный эффект . Применяют в нашем регионе такие культуры , как овсяниц а овечья , полевица белая гигантская , двукисточ ник тростниковидный , еще на хорошо удобренном песчанном субстракте без торфа лучшими д ернообразующими яв л яются овсяница кра сная (сорта Широкореченская , Свердловская , Ирбитска я ), мятлик луговой (сорт УрГУ ), мятлик узколи стный , волосенец сибирский , овсяница скальная , овсяница разнолистная , ежа сборная совместно с кострецом безостным. Большинство приведе нных видов и сортов травянистых растений формирует в условиях ХМАО зрелы е семена . Некоторые злаки , бобовые и гвозд ичные дают жизнеспособный самосев . З аключение. Площади нарушенных земель , требующих р екультивации , растут примерно со скоростью около 10тыс.га в г од . Причинами этого является то , что отвод имые предприятиям во временное пользование зе мли не возвращаются в срок . В 99% случаев нарушенные земли возвращаются в лесной фон д , и на лесхозы ложитс я очень трудная для них задача восстановления выру бленных или деградирующих древостоев . Материальна я база лесхозов не может выдержать тех масштабов техногенного нарушения земельных уго дий . О рекультивации болотных , озерных и р ечных экосистем вообще не ид е т речи , они попросту бесхозны . После обустройс тва месторождений и прокладки коммуникаций би орекультивации подвергается не более 20-30% нарушенных земель . Предприятия-землепользователи не справляю тся с такими объемами , поэтому между земле владельцами и земл е пользователями дол жен быть посредник – специализированное пред приятие , обладающее материальной и научной ба зой для решения проблем рекультивации . Для проведения рекультивации необходима инвентаризация поврежденных земель и определение основных путей рекул ь тивации . Обязательному восстановлению подлежат в первую очередь с уходольные угодья , как самые продуктивные , а также песчаные и супесчаные развеваемые хо лмы с признаками оврагообразования , минеральные бугры гряды пучения . Одной из основных задач также явля е тся рекультивация промплощадок , так как последние являются «н овообразованием» , не имеющим аналога в природ е . По завершении буровых работ рекультивация таких территорий должна быть направлена на создание некоего ландшафта с заданными свойствами . Список литературы. 1. Отчет : Состояние окружающей среды и природных ресурсов в Нижневартовском районе ./Выпуск № 1 г . Нижневартовск . 1997г. Руководитель : Член-кор . РАЕН к.с-хн . Н.Я.Крупинин. 2. Экология ХМАО ./ Тюмень ;Софт-Дизайн .1997г. Составите ли : Л.Н.Добринский , В.В,Плотников. 3. Пути и средства достижения сбалансированного эколого-экономического развития в нефтяных регионах Западной Си бири : Статьи «Мониторинг нефтесолевого загрязнен ия Среднего Приобья и опыт рекультивации нефтезагрязненых земель» А.В.Соромотин,С.Н.Гашев,М. Н.Казанцев,А.В.Рыбин . « Опыт практического при менения способа комплексной очистки замазученны хтерриторий» А.Р.Келус,А.И.Нестере нко . Труды NDI ; Выпуск № 1,г . Нижневартовск . 4. Биотехнические методы ликвидации загрязнения почв нефтью и нефт епродуктами ./ Р.К.Андерсон /ВНИИОЭНГ 1993г. 5. Использование биопрепара тов для очистки и рекультивации нефтезагрязне ных почв ./ Андерсон Р.К ., Калимулинин А.А . и др .//НТЖ . Нефтепромысловое дело . 1995г№ 6. 6. Охрана природы и рациональное использования природн ых ресур сов .//Нефтяного хозяйство ./1997г.№ 9.