Петрова 21,06 ПЕРЕДЕЛАЛА

качестве диагностических показателей загрязнения почв нефтью. Удобна для этой цели группа ферментов, объединяемых под общим названием почвен-

ные уреазы. Во-первых, они меньше подвержены воздействию других эколо-

гических факторов и, во-вторых, прослеживается четкая зависимость их ак-

тивности от степени загрязнения почв.

Применение микроорганизмов для оценки интегральной токсичности почвы и создание на их основе комплексной системы чувствительных, досто-

верных и экономичных биотестов является перспективной областью иссле-

дований. Многие физиологические группы почвенных микроорганизмов проявляют чувствительность по отношению к нефтяным углеводородам.

Общая численность микроорганизмов, как правило, достаточно четко отражает микробиологическую активность почвы, скорость разложения ор-

ганических веществ и круговорота минеральных элементов. На основании данного показателя можно не только судить о степени загрязненности почвы нефтью, но и о ее потенциальной способности к восстановлению, а также о процессах разложения нефти в естественных природных условиях и при ре-

культивации загрязненных почв.

Нефтяное загрязнение может также способствовать накоплению в почве микроскопических грибов, вызывающих заболевания растений и фитотокси-

ны. Последнее обстоятельство играет немаловажную роль при разработке мероприятий по фитомелиорации нефтезагрязненных земель.

Непосредственное воздействие нефти на растительный покров в том, что замедляется рост растений, нарушаются функции фотосинтеза и дыхания,

отмечаются различные морфологические нарушения, сильно страдают кор-

невая система, листья, стебли и репродуктивные органы.

2.2.Оценки загрязнения почв за границей и в России.

ВНидерландах и Германии для оценки загрязнения почв химическими веществами, в том числе и минеральными маслами, приняты три уровня, в

зависимости от которых необходимо проведение тех или иных мероприятий по охране окружающей среды.

В качестве исходного уровня для оценки загрязненности почв принята система «фоновых уровней» (reference). Они представляют собой региональ-

ный фон содержания токсичных элементов и веществ, характерный для тер-

ритории страны, и численно представляют сигнальный уровень 1 (содержа-

ние нефтепродуктов 0,01 мг/г). Уровень 2 – это повышенное загрязнение (1

мг/г), которые требует наблюдения за динамикой загрязнения и устранения причины загрязнения и которое можно считать уровнем, выше которого поч-

вы считаются «грязными». При сигнальном уровне 3 (содержание нефтепро-

дуктов 5мг/г) требуется очистка почв и грунтов.

ВРоссии согласно «Инструкции по рекультивации земель, нарушенных

изагрязненных при аварийном и капитальном ремонте магистральных нефтепродуктов» выделяют две степени загрязнения:

Умеренная, при которой загрязнение может быть ликвидировано путем активации процессов самоочищения агротехнических приемами (внесение удобрений, поверхностной обработки и глубоким рыхлением и т.д.)

Сильная, при которой загрязнение может быть ликвидировано путем проведения специальных мероприятий, способствующих созданию аэробных условий и активизации углеводородокисляющих процессов.

2.3. Влияние нефти на водные объекты.

Для полного окисления 1 л нефти требуется кислород, содержащий в

400 тыс. л воды при летнем содержании в речной воде 7-8 мг/л. Зимой подо льдом кислорода вдвое меньше, в этих условиях 1 л нефти полностью загу-

бит не менее 1 млн. л воды. Оставшаяся в воде и осевшая на дно нефть долго отравляет водоемы. Кроме того, она захватывает и концентрирует другие за-

грязнители - тяжелые металлы, пестициды.

2.4. Влияние нефти на растения

Негативное действие нефти на растения слагается из ее прямого токси-

ческого действия, ухудшения водного режима, воздушных свойств почв,

объедения ее элементами минерального питания, фитопатогенного и фито-

токсического действия грибной микрофлоры почвы. Степень и продолжи-

тельность ингибирования определяются дозой попавшей в почву нефти, поч-

венно-климатическими особенностями загрязненного участка, устойчиво-

стью растения к действию ксенобиотика. Наиболее выражено и продолжи-

тельно действие нефти на дерново-подзолистых почвах, в общем характер-

ные для зоны широколиственных лесов и характеризуются наиболее широ-

ким распространением в России (около 15 %).

Нефть, обладая контактным гербицидным действием, повреждает те ча-

сти растений, которые замазучены. Отмирание многолетников происходит после загрязнения корневищ, от которых они ежегодно возобновляются.

При попадании нефти на лесную подстилку и мохово-лишайниковый покров происходит резкое сокращение обилия лишайников и всходов сосны и кедра. При этом кустарнички и травы уже на второй год после разлива вос-

станавливают временно усохшие надземные органы.

Из растений быстрее всего восстанавливаются травы. В качестве пио-

нерных видов на старых разливах встречаются рогоз, ситник лягушачий, осо-

ки, частуха, череда, ситняг, канареечник, вейник, кипрей болотный, иван-чай,

пушица (за 3-5 лет).

2.5. Возобновление биоразнообразия нарушенных земель

В Горном институте КНЦ РАН (Кольского Научного Центра) разрабо-

тана технология восстановления нарушенных земель в соответствии с кон-

цепцией естественного почвообразования. Технология заключается в созда-

нии почвенно-растительного покрова посевом многолетних трав без нанесе-

ния плодородного слоя под полимерным покрытием, которое образуется при обработке поверхности водной полимерной эмульсией после посева.

В результате создания сеяного фитоценоза, нарушенные земли уже с первого года вовлекаются в биогеохимический круговорот элементов, кото-

рый является главным механизмом самоорганизации природных ландшафтов и биосферы в целом.

Данные мониторинга восстановления нарушенных земель свидетель-

ствуют о том, что по мере развития сеяного фитоценоза активизируются про-

цессы энергомассообмена, увеличивается корневая масса, возрастает количе-

ство растительных остатков, увеличивается численность микрофлоры, уси-

ливается биохимическая активность, формируется биогенно-гумусо-

аккумулятивный слой, как специфическое образование в минеральном суб-

страте, генетически связанное с растительностью.

Анализ данных мониторинга состояния сеяного фитоценоза при восста-

новления нарушенных земель на различных объектах в разных климатиче-

ских зонах показал, что основные тенденции их восстановления идентичны.

Сеянный фитоценоз характеризуется стабильно высокой биопродуктивно-

стью, на фоне которой отмечается быстрое накопление органического веще-

ства и формирование запасов гумуса. Образующиеся почвы уже в первое де-

сятилетие выполняют главные экосистемные функции: синтез и разложение органического вещества, депонирование элементов-биогенов в гумусе и т.д.

Длительное время существования сеяного фитоценоза при 100%-ной полноте проективного покрытия травостоя и его высокой продуктивности свидетельствует об обеспеченности растений элементами питания. Следстви-

ем своевременного прохождения всех фенофаз развития растений, включая репродуктивную фазу, является воспроизводство растительного покрова, ко-

торый характеризуется сравнительно устойчивым видовым разнообразием,

определяемым сеяными злаками и шлейфом из сопутствующих видов, био-

логические свойства которых позволяют им сосуществовать с сеяными вида-

ми. Образующиеся на засеянных площадях биогеохимические потоки. По ре-

зультатам ботанических исследований в этот период зафиксировано 16 под-

селившихся видов типичных луговых растений местной флоры.

Таким образом, мониторинг восстановления нарушенных земель свиде-

тельствует, что на первом этапе создается сеяный фитоценоз и адекватное ему почва и микрофлора, восстанавливается биогеохимический круговорот элементов. Устойчивость сеяного фитоценоза в течение длительного времени свидетельствует о постоянности межвидовых отношений, приспособляемо-

сти отдельных видов к изменениям внешней среды и оптимальном использо-

вании ими жизненных ресурсов. Сеяный фитоценоз, как упорядочивающая структура, создает условия для перехода к фитоценозу со структурной окру-

жающей ландшафта. Наследственный переход характеризуется обогащением видового состава растительного сообщества за счет видов местной флоры.

Увеличение биоразнообразия обеспечивает повышение компенсаторных возможностей созданной экосистемы по отношению к внешней среде.

2.6. Цели и задачи программы отчистки от загрязнений

Минимизация негативного воздействия производств на окружающую среду.

Рациональное использование природных ресурсовСнижение выбросов загрязняющих веществ до установленных норма-

тивов, повышение уровня утилизации попутного нефтяного газа, их утилиза-

ция и очистка.

Доведение содержания загрязняющих веществ в сточных водах, сбра-

сываемых в водные объекты и на рельеф, до установленных нормативов.

Предотвращение загрязнения и мониторинг подземных вод.

Переработка и утилизация промышленных отходовПереработка нефтяных шламов, утилизация или использование очи-

щенных от нефти грунтовЛиквидация шламовых амбаров

Ликвидация загрязнений и восстановление естественного состояния нарушенных почв

Защита технологического оборудования, резервуарного парка и трубо-

проводов от коррозионного воздействияМероприятия, направленные на совершенствование готовности к лик-

видации аварийных ситуацийРазработка новых технологий очистки сбросов сточных вод, выбросов

в атмосферу, рекультивация земель

Разработка, внедрение и функционирование системы экологического

мониторингаЭкологическое обучение и повышение квалификации сотрудников

природоохранных служб и персонала предприятия

2.7.Методические основы рекультивации нефтезагрязненых земель

Суть рекультивационных работ состоит в ускорении естественных про-

цессов самоочищения почв, максимальной мобилизации внутренних ресур-

сов экосистем на восстановление своих первоначальных функций при помо-

щи таких мероприятий, как рыхлые почвы, создание искусственного микро-

рельефа, внесение торфа, извести, минеральных удобрений, нефтеокисляю-

щих микроорганизмов, высев трав-мелиораторов.

Технологические решения по рекультивации загрязненных нефтью зе-

мель принимаются на основе результатов инвентаризации загрязненных участков. При выборе технологии обязателен учет следующих факторов:

Вид загрязнения

Давность разлива

Степень загрязнения участка

Вид биотопа

Особенности ландшафта, почвенно-растительного покрова

Обводненность биотопа

Облесенность участка

Несущая способность нефтезагрязненного грунта

Наличие инженерных коммуникаций

Проверка участков с отбором образцов на комплексный химический анализ, маркшейдерской съемкой проводится осенью предшествующего ре-

культивации года, весной проводится осмотр участков, отбор образцов почвы для учета произошедших изменений и корректировки плана проведения ра-

бот. Данные работы могут быть объедены в подготовительный этап.

В соответствии с ГОСТ 17.5.1.01-83 для восстановления нефтезагряз-

ненных земель проектов предусматривается проведение технического и био-

логического этапов рекультивации.

ГОСТ 17.5.3.04-83. Разработка проектов рекультивации нарушенных зе-

мель проводится с учетом следующих факторов:

-природные условия района (климатические, педологические, геологи-

ческие, гидрологические и вегетационные);

-расположение нарушенного (нарушаемого) участка;

-перспективы развития района разработок;

-фактическое или прогнозируемое состояния нарушенных земель к мо-

менту рекультивации (площади, формы техногенного рельефа, степени есте-

ственного зарастания, современного и перспективного использования нару-

шенных земель, наличия плодородного слоя почвы и потенциально плодо-

родных пород, прогноза уровня грунтовых вод, подтопления, иссушения,

эрозионных процессов, уровня загрязнения почвы);

-показатели химического и гранулометрического состава, агрохимиче-

ских и агрофизических свойств, инженерно-геологической характеристики вскрышных и вмещающих пород и их смесей в отвалах в соответствии с тре-

бованиями ГОСТ 17.5.1.03-86; -хозяйственные, социально-экономические и санитарно-гигиенические

условия района размещения нарушенных земель;

-сроки использования рекультивированных земель с учетом возможно-

сти повторных нарушений;

-охрана окружающей среды от загрязнения ее пылью, газовыми выбро-

сами и сточными водами в соответствии с установленными нормами ПДВ и ПДК.

Выбор направлений рекультивации определяется в соответствии с тре-

бованиями ГОСТ 17.5.1.02-85 и осуществляется в два этапа: технический этап и биологический этап (ГОСТ 17.5.1.01-83).

2.8. Подходы к восстановлению загрязненных нефтью земель, принятых

вмировой практике

Впрактике восстановления нефтезагрязненных почв технологии рекуль-

тивации классифицированы в категориях ex situ и in situ, их широко исполь-

зуют на обширных территориях Центральной и Восточной Европы и в Рос-

сии.

Технология ex situ применяют для обработки загрязненной почвы, пред-

варительно удаленной с поверхности выделенного участка земли (таблица.

2.1). Такие методы требуют использования технологических приемов, таких как экскавация, транспортирование и размещение удаленных грунтов. Изо-

ляция и обработка загрязненных материалов вне участка позволяют приме-

нять особо сложные приемы обработки, которые могут быть боле эффектив-

ными и быстродействующими, а также более безопасными для грунтовых вод, животного и растительного мира и местных жителей.

Технология in situ имеют преимущество вследствие непосредственного применения их на месте загрязнения (таблица 2.2). Это снижает риск воздей-

ствия загрязняющих веществ на человека и окружающую среду, что в свою очередь обеспечивает экономию средств. Основным недостатком данных яв-

ляется гетерогенная природа субстрата участка восстановления. Выбор и применение технологии осуществляется только на основании полученных данных о качестве обрабатываемой почвы.

Химические методы

2.9. Основные методы рекультивации нарушенных земель северных ре-

гионов, разработанные как в нашей стране, так и за рубежом

В России нормативно-технической базой при решении вопросов, свя-

занных с восстановлением земель, нарушенных при добыче и переработке полезных ископаемых и торфа, геологоразведочных, строительных и других работах, являются государственные стандарты в области рекультивации зе-

мель. Применение стандартов позволяет классифицировать нарушенные зем-

ли по направлениям рекультивации и техногенному рельефу, оценить породы по пригодности для биологической рекультивации, устанавливать различные виды использования с учетом генетического типа и состава грунтов, харак-

тера обводнения земель.

Государственным стандартом по рекультивации земель (ГОСТ 17.5.1.01-

78) определены следующие направления рекультивации: сельскохозяйствен-

ное, лесохозяйственное, водохозяйственное, рыбохозяйственное, санитарно-

гигиеническое, рекреационное и строительное.

Необходимость проведения работ по рекультивации северных регионах обуславливается следующими факторами:

Большой площадью нарушенных земель и их перспективным ростом

Значительным отрицательным влиянием некоторых категорий нару-

шенных земель на окружающую среду

Нахождением значительной части нарушенных земель в зеленой зоне городов и поселков

Слабо выраженным самозарастанием или его отсутствием В северных районах низкая биологическая продуктивность земель,

сложное горно-геологические условия разрабатываемых нефтяных и газовых месторождений, значительные затраты средств, на восстановительные рабо-

ты и др. требуют дифференцированного подхода к каждому объекту рекуль-

тивации. Здесь важен природоохранный аспект восстановления нарушенных земель, загрязняющих воздушный бассейн, водоемы, земельные угодья.

Главная задача рекультивационных работ на Севере заключается в том,

чтобы снизить отрицательное влияние нарушенных земель на окружающую