Біотехнологія очищення грунтів,
біотехнологія очищення грунтів,
забруднених вуглеводнями нафти
і нафтопродуктів, препаратом “десна”
О.М. Дульгеров*, Т.Л. Качур*, А.Ю. Нудьга**
*Інститут мікробіології і вірусології
ім. Д.К. Заболотного НАН України, м. Київ
**Український дослідницький центр екології нафти і газу, м. Київ
Проблеми охорони навколишнього середовища від забруднення вуглеводнями останнім часом стають все актуальнішими, що пов`язано з високою вартістю робіт при застосуванні механічних, фізичних, хімічних та термічних способів очищення, а також з обмеженністю їх можливостей. Окрім того, щорічно збільшується кількість джерел надходження вуглеводнів у навколишнє середовище. В їх перелік входять практично всі автотранспортні підприємства, трубопроводний транспорт, підприємства нафтохімічної та нафтогазодобувної промисловостей. На території всіх нафтоперегонних заводів є “лінзи” нафтопродуктів, об`єм яких вимірюється десятками, а іноді і сотнями, тисяч тон. Територію країни вкривають густим мереживом трубопроводи. Тільки нафто- і газопроводів з діаметром труби 400 і більше мм прокладено понад 22 000 км. Аварії, пов`язані з викидом вуглеводнів, трапляються як внаслідок відмови обладнання (найчастіше єлектрохімічна та біологічна корозія), так і несанкціонованого проникнення в трубопроводи.
У великих містах значною проблемою є утилізація накопичених нафтошламів та мулу очисних споруд промислових стічних вод на автопідприємствах. Вивозити їх на полігони твердих побутових відходів заборонено, то ж їх зберігають на території підприємств на виділених, проте не обладнаних, майданчиках, де вони стають джерелом вторинного забруднення. Тільки в Києві на АТП згідно з даними Державного управління екобезпеки в м.Києві накопичилось приблизно 5 тисяч тон нафтошламів, які є постійним забрудником зливових вод і, відповідно, Дніпра.
Нафта та її похідні, потрапляючи в грунт, викликають значні, іноді необоротні, зміни: утворення гудронізованих солончаків, бітумізацію та цементацію. В результаті грунт втрачає свою родючість, стає гідрофобним, підвищується ерозія, вивітрювання і т.д.
Нафта, як суміш високовідновлених сполук, надзвичайно важко піддається біологічному окисленню. В природних умовах розклад вуглеводнів може тривати десятиріччями [3,4]. Вуглеводні нафти поряд з пестицидами визнані у світі пріоритетними забруднюючими речовинами [1,2].
Одним з біотехнологічних методів очищення стічних вод та реабілітації грунтів є використання мікробних препаратів, в складі яких присутні мікроорганізми – деструктори вуглеводнів. Внесення біопрепаратів в забруднений грунт підвищує швидкість утилізації нафтопродуктів та сприяє відновленню природних екосистем.
Відомо, що прискорити процесс очищення грунту від нафтового забруднення можна двома способами:
– Активізуючи діяльність природної мікрофлори шляхом внесення мінеральних добрив та агротехнічних заходів;
– Внесення в середовище мікроорганізмів, адаптованих до забрудника.
Проте, найвищий ефект досягається при поєднанні обох способів – інтродукція адаптованих мікроорганізмів – деструкторів вуглеводнів під час проведення агротехнічних заходів.
Практично в усьому світі широко застосовуються біопрепарати для очищення навколишнього середовища від нафти і нафтопродуктів. В Російській Федерації застосовуються переважно 2 препарати – “Путідойл” та “Деворойл” – як для очищення грунту, так і для водної поверхні. У Франції фірма “Єльф-Акітен” акцентує увагу на препараті “INIPOL-EAP 22”, який застосовують як для очищення грунту на території нафтопромислів, так і при забрудненні морської акваторії. В Німеччині пріоритет віддають препаратам “Konsan” i “Noggies”. Фірми “Polybac Corporation” та “Sun Oil” (США) успішно використовують препарати “Petrobak” і “Fenobak”. На Україні найбільш відомими препаратами є “Деворойл”, який випускається по ліцензії РФ ВАТ”Фермент” (м.Ладижин), “Еконадін” - розробка Одеського держуніверситету та “ДЕСНА” – авторський препарат, який випускається Іваньківським спиртовим заводом.
Інститутом мікробіології і вірусології спільно з УДЦ екології нафти і газу розроблено ряд біотехнологій очищення грунту і води від вуглеводнів при різних типах забруднення: поверхневих, підземних, комбінованих. Біотехнологічні підходи базуються на використанні препарата “ДЕСНА” і підтвердили свою ефективність при ліквідації аварій в Полтавській, Сумській, Кіровоградській областях та м.Києві.
В 1999 році на території Сумської області в результаті несанкціонованої врізки в трубопровід сталась аварія, в результаті якої було забруднено понад 500 кв.м грунту на глибину 40-60 см. Забруднена ділянка має форму овала, розміщеного на незначному схилі (максимальний перепад висот – 0.8 м). Родючий шар представлений дерново-підзолистим (1/3 ділянки) та сірим луговим грунтом. Так як викид вуглеводнів газового конденсату відбувся в заплаві річки, то, окрім грунту, було забруднене також озерце площею приблизно 400 кв.м. Для контролю процесу очищення були відібрані зразки грунту в 5 точках, а також контрольний зразок поза межами забрудненої зони для визначення фонового вмісту вуглеводнів.
Забруднена територія була оброблена відповідно до розробленої біотехнології препаратом “ДЕСНА”. Кількість внесеного препарату становила 10% від кількості вуглеводнів.
Контроль ефективності процесу очищення грунту та детоксикації нафтопродуктів проводили аналітичним визначенням вмісту вуглеводнів та дослідженням фітотоксичності грунту висівом тест-культури – крес-салату.
Перші візуальні результати очищення були відмічені на 10 день після обробки – з поверхні водойми повністю зник не тільки 15мм шар вуглеводнів, але й райдужна плівка, почався активний розвиток синьо-зелених водоростей у воді. Але аналітичні дослідження мулу водойми та грунту на рівні урізу води показали вміст вуглеводнів на рівні 150 – 175мг\\кг при фоновому вмісті 4-15 мг\\кг. На 21 день у водоймі була відмічена поява земноводних, вміст вуглеводнів перевищував фоновий у 2-2,5 рази. На 30 добу спостережень вміст вуглеводнів у грунті не перевищував 3 550 мг\\кг (початковий вміст – 11-16 г\\кг), тобто досяг значень допустимої норми при разовому забрудненні грунту, тимчасово затвердженої Міністерством екобезпеки (4000мг\\кг). Згідно з даними тесту на фітотоксичність нормальний розвиток відмічено у 87% рослин тест-культури. На 65 добу було досягнуто фонового рівня в цій місцевості (170-220 мг\\кг). Розвиток рослин крес-салату на очищеному грунті випереджав ріст тест-культури на контрольному зразку (маса надземної частини на 12% була більшою). Останнє дозволяє нам зробити висновок, що продукти деструкції вуглеводнів препаратом “ДЕСНА” та його власні компоненти мають і фітостимулюючу активність.
Таким чином, можна стверджувати, що нами розроблено не тільки препарат “ДЕСНА” для очищення грунту і води від нафтопродуктів, але і ряд високоефективних біотехнологій реабілітації навколишнього середовища, два варіанти з яких тут наведені.
Література
1. Израэль Ю.А., Ровинский Ф.Я. Комплексный фоновый мониторинг в СССР//Комплексный глобальный мониторинг состояния биосферы. Тр.3 Международ. Симпозиума 14-19 окт.,1985. Ташкент, Л., 1986. С.89-105.
2. Коронелли Т.В. Принципы и методы интенсификации биологического разрушения углеводородов в окружающей среде//Прикладная биохимия и микробиология, 1996, Т.32, №6. С.579-585.
3. Atlas R.M. Microbial degradation of organic compounds within complex effluents//Environ/Hazard Asses.Effluents/ Proc/ Pellston Environ/ Workshop.Cody.Wyo., 22-27 Aug., 1983.NY.,1986.P.163-171.
4. Colwell R.R., Mills A.Z., Walker I.D. et al. Microbial ecology studies at the Metula spill in the straits of Magellan //J.Fish.Res.Board Can. 1978.Vol.35, N5.P573-580.