Біодеградація нафти

Биодеградация нефти

Калюжин В.А.

Добыча нафти, транспорт переробка її часто пов’язані з «відпливом вуглеводнів, що призводить до погіршення екологічній ситуації. Технічні кошти здатні забезпечити повного очищення забруднених об'єктів. Істотну при вирішенні питання очищення території від нафти можуть зробити біологічні средства.

Поскольку представники мікрофлори, тоді як іншими биообъектами, мають найбільшої метаболической активністю, то, очевидно, що це форма життя здатна найшвидше ліквідувати замазученность.

В ставлення до микробиологическому співтовариству аварійний розлив нафти може розглядатися як раптове збагачення середовища їхнього життя джерелом вуглецю і. У нормі у довкіллі завжди є факультативні биодеструкторы нафти. Разом про те, там-таки є види паразитуючі на деструкторах нафти, що дуже пригальмовує біодеградації нефти.

Для оптимізації процесу біодеградації нафти вирішити такі питання:

1. Спосіб може бути екологічно чистым.

2. Задля більшої фізіологічного балансу крім наявного джерела вуглецю і енергії необхідна добавка джерел азоту, фосфору, калію, магния.

3. Необхідно забезпечити аерацію, оскільки розкладання нафти найефективніше в аеробних условиях.

4. Забезпечити чисельну перевагу для біодеструкторів і захистити їхнього капіталу від паразитуючих видов.

5. Створити оптимальну концентрацію нефти.

6. Забезпечити необхідний рівень pH і вологості.

Поставленные питання вирішуються наступним путем:

Экологическая чистота досягається використанням аборигенной культури. З природного співтовариства методом селекції, в проточному хемостатном режимі чи методом періодичного культивування, виділяється найактивніша компонента. Тим самим досягається екологічна чистота, без інтродукції сторонніх видів.

Физиологический баланс забезпечується внесенням мінеральних добрив у відсотковому співвідношенні 3−8 N: 1−2 P: 1−2 K: 0,01 — 0,02 Mg. Найбільш вигідно як джерело азоту використовувати аміачну селітру. Позаяк у порівнянні коїться з іншими джерелами азоту: карбимидом, сульфатом амонію, нітратом натрію витрата аміачної селітри в 1,5 — 2 рази менше. З іншого боку, аміачна селітра найдешевший джерело азота.

Аэрация досягається оранкою грунту зі зниженням гравиометрической щільності на 10−30%. Кількісна перевагу досягається внесенням культури нефтеусваивающих мікроорганізмів в дозах 3−500 мг на 1 дм³ грунту. Робочий обсяг культури напрацьовується на мікробіологічних грядках. Захист нафтових деструкторів від паразитуючих видів забезпечується пористим носієм: торфом, тирсою і іншими матеріалами з розвиненою поверхнею. З цією метою біологічний матеріал вирощується на грядках з відповідного матеріалу. Мікроорганізми розмножуючись в микропорах в иммобилизированном стані недоступні для паразитуючих видів. Оскільки лінійні розміри паразитуючих видів значно більше розміру мікропор.

Опытным шляхом було встановлено, що биодеградация нафти найефективніша при концентрації до 20−25% на вагу безводного зразка. Якщо поверхнева концентрація нафти перевищує оптимальну, то виробляється або відкачка надлишку нафти чи глибинна оранка, для змішування з менш забрудненими горизонтами.

Необходимый рівень pH: pH5 — pH8 досягається з допомогою використання газу як мінеральної добавки як диаммоний фосфату. Останній має високий буферну ємність і підтримує оптимальний рівень pH. Можливо внесення як і розкислювачів. Найбільш вигідно використання доломіту. Оскільки доломіт водночас є джерелом магнію разом із тим, іони магнію, меншою мірою знижують доступність джерела фосфору для мікрофлори, ніж іони кальция.

Содержание, доступною для мікроорганізмів, води на заболоченій території перестав бути проблемою. Проте, в посушливих місцях, потрібно до одного 3−4 літрів води на деструкцію 1 кг нафти. Якщо атмосферне приплив вологи недостатній, то необхідний штучний полив. Комплекс даних заходів розробляється автором з 1986 р. по 1989 г. і захищений Російським патентом № 2 057 724. З 1987 р. розроблюваний спосіб використовується на вирішення практичних завдань. У 2000 р. очищено 35 га в республіці КОМИ і 25 га в Тюменської області у районі г. Нефтеюганска.

Изучалась як і стійкість різних видів рослин до нафти. Встановлено, що перспективними видами, придатними для засева на нефтезагрязненную територію, є: многоколосник ситниковый, щавель кормової, пирій сизий, житняк гребінчастий, вогнище прямий. Дані види дають хорошу всхожесть — понад 50 відсотків% при змісті нафти на грунті до 20% на вагу. Висока всхожесть відзначається на розливах, вік яких перевищує 2−3 месяца.

Влияние засоленості на биодеградацию нафти і біопродуктивність

В процесі нафтовидобутку за умов Західного Сибіру можливо забруднення боліт нафтою та шаровими водами, мають високий рівень засоленості. У микрорельефе боліт є як ділянки, повністю покриті водою, і височини, позбавлені води. Під час проведення рекультивационных робіт здійснюється, як біодеструкція нафти, і засів травами. У цьому роботі розглядаються два моменту: биодеградация нафтового плями, на засоленої водної поверхні, і відновлення рослинності на грунті вільному від води, але просоченому засоленої водою.

Биодеградация нафтового плями, з допомогою активної грунтової культурою, може протікати як і аеробних умовах, і анаеробних. Недолік кисню відзначається на розливах, де площа покриття нафтою перевищує 80−90% від площі водного дзеркала. Встановлено, що у такі умови значно — в 6−8 раз зростає витрата мінеральних добрив, тоді як ділянками з покриттям нафтою 50% і менш. Вочевидь, що у одному з етапів робіт з рекультивації необхідно зменшити площа нафтового плями. Це можна досягнути з допомогою відкачування нафти або за допомогою бонів.

В своє чергу рівень засоленості водойми у період піддається значним коливань. Так, після вступу талих вод, відбувається зниження концентрації солей. У літа частина води випаровується, що зумовлює підвищенню концентрації. Досліди враховувалися це все. Вивчалося впливом геть биодеградацию нафти, як розчинів мають усереднену концентрацію, і подвоєну, а як і розбавлених щодо 1:1. Встановлено, що солей, входять до складу шарових вод при досліджуваних концентраціях в 1,3 — 1,4 разу, прискорюють процес біодеградації нафти на порівнянні із прісною водою. У той час як розчини одного хлориду натрію, створюють те осмотическое тиск, як і пластові води, знижують швидкість біодеградації в 1,5 — 2 разу. Вочевидь, іони калію і магнію, наявні у шарових водах, активізують биодеградацию нафти. Тим самим було, пластові води, і з підвищеним рівнем засоленості стимулює микробиологическое розкладання нафти. На піднесених ділянках боліт, при рекультивационных роботах, необхідно відновлювати рослинність. Вивчалося вплив нафти і шарових вод, на різні групи рослин. Досліджувалися злакові, крестоцветные, сложноцветные і бобові рослини. Встановлено, що пластовою воді без нафти стійкі: пшениця, суданська трава, соняшник.

Биопродуктивность перелічених видів не знижується на засоленном грунті тоді як контролем. При спільному вплив засоленості і, біопродуктивність зберігає лише соняшник.

При засеве до дільниць, через 30 діб після забруднення нафтою та пластовою водою, висока стійкість відзначається як і тільки в соняшнику. Привертає увагу поведінка суданській трави, стійкою до нафти і засоленої воді, але з дає сходів за спільної вплив цих факторів. Тим самим було найбільш стійким до комплексу досліджуваних чинників виявився представник сложноцветных — соняшник.

Особенности біодеградації нафти на різних грунтах

Наиболее типовими грунтами у місцях нафтовидобутку у Західному Сибіру є пісок, глина, торф і бідний грунт. Були сплановані і проведено досліди з порівняльного вивченню біодеградації нафти на перелічених вище грунтах. Досліди використовувалася нафту з родовищ Тюменської області. У ролі біодобавок використовувалася активна аборигенная культура. Використовувалися також мінеральні добавки: аміачна селітра, диаммонийфосфат і хлористий калий.

Был проведено ряд досліджень, вивчалася биодеградация нафти на грунті. На перших етапах експерименту поставили завдання з’ясувати у якому з грунтів (пісок, глина, торф і бідний грунт) деструкція нафти протікає найефективніше. Було встановлено, що з тридцять діб відсоток деструкції нафти на торфі становив 65%, в піску — 52,2%, в глині - 34%, у грунті - 36%. Результат експерименту показав, що «найефективніше деструкція відбувається у торфі. У піску деструкція відбувається у 1,1 разу повільніше, а глині й у грунті - в 1,8 раз.

На наступний етап експерименту передбачалося з’ясувати яких дозах забруднення грунту нафтою деструкція протікає найефективніше. У результаті проведеного експерименту було встановлено, що деструкція найбільш ефективна при первинному забруднення 20−30% нафти. Вища концентрація призводить до уповільнення швидкості деструкции.

Третий етап експерименту, де мали встановити які добавки і якому типу водного режиму сприяє інтенсивному перебігові біодеградації. У цьому етапі експерименту як грунту був обраний пісок, оскільки пісок — найбільш типовий грунт околицях нафтовидобутку, застосовується для отсыпки технологічних майданчиків. А роботи з очищенні піску від нафти вважаються найскладнішими. Процес ускладнюється тим, що пісок на відміну від грунту має низькою сорбционной здатністю. Через це внесені добавки і мінеральні солі вимиваються водою. Через війну проведених дослідів було встановлено, що деструкція найефективніше протікає за повної комплексі внесених добавок: мінеральні солі і нефтеусваивающие культури. Але як уже зазначалося вище, внесені добавки легко вимиваються з піску. Тож у варіанті досвіду з промывным типом водного режиму виникла потреба якимось чином зафіксувати в піску внесені добавки. З цією метою було використано торфогранулы і деревна тирса. Торфогранулы — для фіксації мінеральних солей, а тирсу — для іммобілізації нефтеусваивающей культури. З’ясувалося, що інтенсивність біодеградації нафти на промывном режимі відповідало інтенсивності непромывного режиму, де немає відбувався процес вимивання добавок.

Результат досвіду свідчить, що планування робіт з очищенні від нафти піщаного грунту має враховувати особливості водного режима.

Список литературы

Для підготовки даної роботи було використані матеріали із сайту internet.