Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОЧИСТКИ ПОЧВЫ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ НЕФТЬЮ И НЕФТЕПРОДУКТАМИ

Изобретение относится к способам восстановления загрязненной почвы, в частности нефтью и нефтепродуктами, с использованием микроорганизмов.

Известен способ очистки почвы (RU 2421291, МПК B09C 1/10, C12N 1/26, Т.Ф. Одегова, А.В. Баландина, Е.М. Бурлакова, К.М. Злотников, А.К. Злотников, А.В. Казаков. Способ рекультивации почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами. - Опубл. 20.06.2011), включающий поэтапное выполнение цикла восстановительных работ в две стадии с фитомелиоративной обработкой. На первой стадии в почвенный покров вносят комплексную суспензию из микромицета Phoma eupyrena и сельскохозяйственного биопрепарата Альбит, полученного на основе гидролизата бактерий Pseudomonas aureofaciens ВКМВ - 1973Д и гидролизата бактерий Bacillus megaterium, а на второй стадии биологической обработки в почвенный покров вносят комплексную суспензию из микромицета Cephaliophora tropica и упомянутого сельскохозяйственного препарата Альбит.

Недостатком данного способа является высокая стоимость используемой комплексной суспензии из микромицета и биопрепарата Альбит, основой которого являются специально выведенные микроорганизмы, а применение которого требует создания определенных условий, обеспечивающих их наибольшую эффективность (температура, pH, источники фосфора и азота).

Также известен способ очистки почв от загрязнений нефтью и нефтепродуктами (RU 2191643, МПК B09C 1/10, C12N 1/20, C12N 1/20, C12R 1/01, В.М. Саксон, С.А. Кузнецов, И.В. Бойкова, И.И. Новикова. Способ очистки почвы от загрязнений нефтью и нефтепродуктами. - Опубл. 27.10.2002), предусматривающий введение в загрязненную среду суспензии биопрепарата, содержащего нефтеокисляющие бактерии, с предварительной подготовкой и активацией биопрепарата путем барботирования его водной суспензии воздухом в течение 1,5-2,5 ч. В качестве биопрепарата используют консорциум нефтеокисляющих микроорганизмов Pseudomonas putida ПИ Ko-1, Pseudomonas fluorescens ПИ-896, Micrococcus sp. ПИ Ky-1, Burkholderia caryophylli Jap-3, Serratia odorifera Jap-1.

Недостатком данного способа является высокая стоимость биопрепарата, основой которого являются специально выведенные микроорганизмы, применение которого требует создания определенных условий, обеспечивающих их наибольшую эффективность (температура, pH, источники фосфора и азота), и необходимость его предварительной подготовки.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ очистки почв (RU 2137559, МПК B09C 1/10, B09C 1/08, Т.П. Алексеева, Н.Н. Терещенко, Т.И. Бурмистрова, В.Д. Перфильева, Ю.В. Савиных, Л.Д. Стахина. Способ очистки почвы от загрязнения нефтью и нефтепродуктами. - Опубл. 20.09.1999), заключающийся во введение в загрязненную среду культуры микроорганизмов и минеральных добавок, содержащих азот и фосфор. При этом в качестве источника микроорганизмов используют торф, который предварительно активируют введением минеральных добавок, содержащих азот и фосфор, с последующей инкубацией в мезофильном режиме в течение 3-7 суток.

Недостатком данного способа является то, что в качестве источника микроорганизмов используют торф, что невозможно применить во всех районах без дополнительных затрат на его доставку, кроме того, требуются дополнительные материальные затраты и значительное время на инкубацию торфа для обеспечения необходимого уровня численности углеводородокисляющих микроорганизмов.

Целью изобретения является снижение затрат и времени на очистку почвы от нефти и нефтепродуктов за счет исключения применения дорогостоящих биопрепаратов и времени на их подготовку.

Указанная цель достигается использованием опила соснового, являющегося отходом лесозаготовительного производства, и доочистки почвы с помощью быстрорастущего растения - горчицы обыкновенной (Brássica nígra (L) Koch).

Сущностью изобретения является то, что в качестве реагента используют опил сосновый фракции 2-10 мм, который в количестве 10-30% от объема загрязненной почвы наносят на поверхностью предварительно взрыхленной на глубину загрязнения почвы, перемешивают опил сосновый с загрязненной почвой с периодичностью не реже одного раза в трое суток, поддерживают в смеси опила с почвой влажность 60-70%, причем названный комплекс технологических операций выполняют в вегетационный период на протяжении 40-90 суток, по истечении которых определяют остаточную концентрацию нефти и нефтепродуктов в обработанной почве, сравнивают результат с уровнем предельно допустимой концентрации нефти и нефтепродуктов в почве, при превышении остаточной концентрации нефти и нефтепродуктов в обработанной почве уровня предельно допустимой концентрации производят доочистку почвы путем посева быстрорастущего растения - горчицы обыкновенной в количестве 30 г/м², которая интенсивно поглощает нефть и нефтепродукты и накапливает их в корнях и листьях, после увядания удаляют растения с корнями и листьями с поверхности почвы и утилизируют их, повторно определяют остаточную концентрацию нефти и нефтепродуктов в обработанной почве.

На фиг. 1 представлена схема осуществления предлагаемого способа очистки почв от нефти и нефтепродуктов, включающая в себя анализ природно-климатических условий местности и типологию загрязненной почвы 1, определение глубины проникновения и концентрации нефти и нефтепродуктов в загрязненной почве 2, определение необходимого количества опила соснового - 10-30% от объема загрязненной почвы 3, нанесение на поверхность загрязненной почвы опила соснового фракцией 2-10 мм, объемом 10-30% от объема загрязненной почвы 4, перемешивание опила соснового с загрязненной почвой 5, рыхление смеси загрязненной почвы с опилом сосновым на глубину загрязнения в течение 40-90 суток 6, поддержание в смеси опила с почвой влажности 60-70% в течение 40-90 суток 7, определение остаточной концентрации нефти и нефтепродуктов в обработанной почве в конце вегетационного периода 8, сравнение остаточной концентрации нефти и нефтепродуктов в обработанной почве с уровнем предельно допустимой концентрации 9, 10 выявление соответствия уровню предельно допустимой концентрации, при необходимости осуществляется доочистка почвы 12 путем посева быстрорастущего растения, например горчицы обыкновенной, жизненный цикл которой составляет 15-20 суток 13, удаление с поверхности почвы растений с корнями и листьями и их утилизация 14, повторное определение остаточной концентрации нефти и нефтепродуктов в обработанной почве 15.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

При загрязнении почв нефтью и нефтепродуктами, являющимися одними из наиболее токсичных и распространенных веществ, оказывающих негативное влияние на состояние окружающей среды, необходимо проведение мероприятий по утилизации загрязнения и очистке загрязненных почв.

Перед началом проведения мероприятий по очистке почвы анализируют природно-климатические условия местности загрязнения и типологию загрязненной почвы, определяют глубину проникновения и концентрацию нефти и нефтепродуктов в загрязненной почве.

После проведения названных мероприятий на поверхность загрязненной почвы наносят и перемешивают с ней опил сосновый фракции 2-10 мм, являющийся отходом деревообрабатывающей промышленности и широко распространенный на территории Российской Федерации, в количестве 10-30% от объема загрязненной почвы. Опил сосновый при внесении его в загрязненную почву, с одной стороны, служит органическим сорбентом и предотвращает дальнейшую миграцию нефти и нефтепродуктов, уменьшая степень их вымывания из почв до 5 раз по отношению к чистой почве, а с другой, является источником интенсификации жизнедеятельности аборигенных нефтеусваивающих микроорганизмов, активность которых при внесении опила соснового и создании определенных условий резко возрастает, поскольку опил сосновый является для микроорганизмов питательной средой и увеличивает их биологическую массу в загрязненной почве, ускоряя тем самым скорость деструкции нефтяного загрязнения.

Полученную смесь загрязненной почвы с опилом сосновым рыхлят на глубину загрязнения периодичностью не реже одного раза в трое суток и поддерживают в ней влажность 60-70%, с целью создания микроорганизмам благоприятных условий жизнедеятельности. Комплекс данных технологических операций выполняют в вегетационный период на протяжении 40-90 суток.

Применение предлагаемого способа очистки почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами, позволяет уменьшить концентрацию нефти и нефтепродуктов в загрязненных почвах до 60% и обеспечивает восстановление загрязненных почв с последующей возможностью их дальнейшего хозяйственного использования.

В случае если за вегетационный период не достигнуто уменьшение концентрации нефти и нефтепродуктов в почве до уровня предельно допустимой концентрации, на всей площади загрязнения производят посев быстрорастущего растения - горчицы обыкновенной (Brássica nígra (L) Koch) в количестве 30 г/м². Рост и развитие горчицы обыкновенной (Brássica nígra (L) Koch) происходит 15-20 суток и обеспечивает накапливание нефти и нефтепродуктов в корнях и листьях растения. После окончания роста горчицы обыкновенной ее с корнями и листьями удаляют с поверхности почвы и утилизируют. Применение метода фиторемедиации в качестве доочистки позволяет добиться сокращения концентрации нефти и нефтепродуктов в почве не менее чем на 75% от первоначальной.

Таким образом, предлагаемый способ очистки почв от загрязнения нефтью и нефтепродуктами позволяет добиться эффективной и экологически безопасной очистки почв с различной степенью загрязненности нефтью и нефтепродуктами без ее выемки и транспортировки, без применения дополнительного спецоборудования, при минимальных трудозатратах и времени на подготовку очищаемого грунта. Для очистки почв предлагаемым способом не требуется применение дорогостоящих биопрепаратов, поскольку опил сосновый содержит в себе элементы, необходимые для жизнедеятельности и развития микроорганизмов, обеспечивающих высокую скорость деструкции нефти и нефтепродуктов. Кроме того, опил сосновый является дешевым, экологически чистым сырьем, обеспечивающим сорбцию нефти и нефтепродуктов на своей поверхности, улучшающим структуру почвы и усиливающим почвенный газообмен, и широко распространен на территории Российской Федерации.