 |
| | |  |
НАШИ ПАРТНЕРЫ
| | ||
|  |
| ||
| ||
|
|
РЕАБИЛИТАЦИЯ ЗАГРЯЗНЕННЫХ НЕФТЬЮ ВЕРХОВЫХ БОЛОТЮ. А. Вершинин, В. И. Толстограй, М. Ю. Вершинин Сибирский научно-исследовательский и проектный институт рационального природопользования, г. Нижневартовск, Россия По данным Б. Е. Чижова (1998) на территории Аганского и Ватинского месторождений нефти ХМАО по долевому участию основные виды воздействия нефтегазодобычи на окружающую природную среду располагаются в следующий ряд, %: механические повреждения лесных насаждений – 27,4; разливы нефти – 21,6; затопление территорий – 19,7; разливы буровых растворов – 12,9; разливы минерализованных вод – 7,8; минерализация почв (разрушение мохово-травяного покрова) – 6,1; термическое и химическое воздействие факелов – 4,5. Проведенная нами инвентаризация загрязненных нефтью земель ряда крупных месторождений Нижневартовкого района показала, что 60-90% разливов происходит на болотах, при этом глубина визуально наблюдаемого проникновения нефти из-за высокого уровня стояния грунтовых вод в 80-90% случаев не превышает 10- 15 см . Нефтяное загрязнение отличается от многих других антропогенных воздействий тем, что оно дает не постепенную, а, как правило, «залповую» нагрузку на среду, вызывая быструю ответную реакцию. При оценке последствий такого загрязнения не всегда можно сказать, вернется ли экосистема к устойчивому состоянию или будет необратимо деградировать. Во всех мероприятиях, связанных с ликвидацией последствий загрязнения, с восстановлением нарушенных земель, необходимо исходить из главного принципа: не нанести экосистеме больший вред, чем тот, который уже нанесен при загрязнении. Концепция восстановления загрязненных экосистем опирается на этот принцип. Ее суть – максимальная мобилизация внутренних ресурсов экосистемы на восстановление своих первоначальных функций. Самовосстановление экосистемы и рекультивация представляют собой непрерывный биогеохимический процесс. Рекультивация – это продолжение (ускорение) процесса самоочищения при котором используются природные резервы экосистемы: климатические, микробиологические, ландшафтно-геохимические. Применяющиеся в настоящее время в ХМАО технологии рекультивации загрязненных нефтью земель базируются на рекомендациях Б. Е. Чижова (2000), в которых не просматриваются принципиальные различия между рекультивацией минеральных дренированных почв и болот. В основе большинства технологий лежит глубокая механическая обработка почвы, что обосновано для суходолов, но, на наш взгляд, может быть губительным для болот, особенно для верховых олиготрофных грядово-мочажинных. Рекомендуемые технологические схемы в целом, как и отдельные их операции, противоречат основным принципам природообустройства: принципу природных аналогий, сбалансированности и адекватности воздействий (А.И. Голованов, 2000 г .). Принцип природных аналогий означает применение технологий, которые по возможности воспроизводят естественные процессы функционирования компонентов природы. Принцип сбалансированности означает соответствие хозяйственной деятельности на рекультивируемой территории ресурсным и экологическим возможностям природных систем. Принцип адекватности воздействий предусматривает необходимость отслеживать состояние управляемых природных систем и управлять ими в зависимости от меняющейся во времени ситуации. Рекомендуемые технологии рекультивации не воспроизводят естественные процессы, не учитывают должным образом ресурсные и экологические возможности загрязненных торфяных болот. Болотный ценоз является достаточно сложной самоорганизованной системой, функциональные особенности которой сложились на протяжении веков. Отдельные слои торфяных залежей в зависимости от их расположения по глубине обладают характерными особенностями. Так, верхний (деятельный), срединный и придонный слои существенно отличаются между собой по влажности, газосодержанию, степени разложения, плотности, зольности, кислотности, катионному составу и многим другим свойствам. Верхний слой торфяной залежи пронизан корнями деревьев и кустарников, в результате чего образуется прочный переплетенный каркас, обусловливающий несущую способность болота. Торфяные залежи весьма богаты микроорганизмами, но в сибирских торфяно-болотных почвах, как правило, наблюдается резкое снижение количества микроорганизмов, начиная с глубины 10 см . В почвенных горизонтах ниже 30 см число бактерий и актиномицетов составляет лишь около 1% их содержания в верхнем горизонте (Гантимурова, 1970). Фрезерование разрушает сложившуюся структуру торфяной залежи, останавливает процесс торфообразования и затягивает самовосстановление болотного биоценоза на годы. Для болотных растений характерен ряд общих морфолого-биологических признаков: все они многолетние, обладают хорошо развитыми длинными, ветвящимися корневищами, у всех хорошо выражена приспособленность к обитанию в условиях недостаточной аэрации субстрата, преимущественно вегетативное размножение и положение перезимовывающих органов с почками возобновления под поверхностью субстрата (Тюремнов, 1976). В связи с этим, фрезерование (уничтожение растительности) представляется не обоснованными. Здесь негативное воздействие, особенно на олиготрофных торфяных болотах, может привести к последствиям, ухудшающим исходное состояние загрязненной природной экосистемы, что нарушает требования ст.43 ФЗ «Об охране окружающей среды». Следует также отметить, что фрезерование гарантирует проникновение загрязнителя в подповерхностные слои торфяной залежи, что приводит к гибели микрофлоры и замедлению процесса разложения нефти. Технология проведения реабилитационных работ на загрязненных нефтью болотных ландшафтах должна основываться на мягких технологиях, не затрагивающих основной биопродуцирующий торфогенный слой. К таким технологиям может относиться предлагаемая и уже прошедшая определенный уровень апробации технология засыпки загрязненных болотных ценозов биологически- и сорбционно-активным дисперсным торфом. В лабораторном опыте мульчирование загрязненной нефтью торфяной залежи сухой торфокрошкой позволило за счет сорбции нефти мульчирующим материалом вдвое снизить токсическую нагрузку на болотный биоценоз (таблица 1). Таблица 1 Перераспределение нефти на торфяной залежи при мульчировании ее торфокрошкой
Торф является достаточно активной биосистемой, содержащей большое количество, в том числе и окисляющих углеводородное сырье, микроорганизмов. Являясь пористой системой, фрезерный торф содержит очень большое количество воздуха. По литературным данным (Задруцкий, 1970) воздухоемкость фрезерного торфа составляет 515-2300% на единицу объема твердого вещества. Воздух заполняет наиболее крупные поры в частицах и пространства между ними. Таким образом, эта активная биосистема кроме всего прочего содержит и достаточно большое количество окисляющего агента. Вытягивая из загрязненного торфогенного слоя практически половину загрязнителя, в деструктивный процесс включается нанесенный биологически- и сорбционно-активный материал, что в конечном итоге и приводит к росту деструктивной активности системы торфогенный слой – нефть – дисперсный торф в целом (таблица 2). Положительным эффектом в данном случае является и то, что активный биопродуцирующий слой торфяной залежи, а именно торфогенный слой как минимум в два раза освобождается от техногенной нагрузки и способен продолжать продуцировать растительную массу. Миграция нефти через слой торфа в воздушно-сухом и влагонасыщенном состоянии протекает не одинаково. По экспериментальным данным, полученным Н.П. Солнцевой (1998) при изучении процессов миграции нефти в почвах тундры, мокрый торф в границах капиллярной каймы представляет своеобразное «сито», пропускающее загрязнитель в обе стороны от канала загрязнения, в результате чего идет активное растекание поллютантов по поверхности почвенно-грунтовых вод. Торф во влагонасыщенном состоянии резко теряет способность удерживать нефть, нефтеемкость падает в 4-6 раз. Выпадение атмосферных осадков способствует миграции нефти вглубь слоя. Внесение сорбирующих добавок на поверхность разлитого загрязнителя предотвращает его распространение. Таблица 2 Динамика биодеградации нефти на торфяной залежи
В полевом опыте на грядово-мочажинном верховом болоте (УГВ 10- 15 см ) при нормированном (10 л/м 2 ) загрязнении нефтью на контроле основная масса нефти была сосредоточена в слое 5- 10 см , при фрезеровании торфяной залежи нефть распределялась на всю глубину обработки почвы (до 40 см ), при торфовании, также как и на контроле, на глубине 5- 10 см , но под 15- 20 см слоем сухой торфокрошки. На контроле легкие фракции нефти могли испаряться с поверхности разлива, при торфовании нефть активно сорбировалась торфокрошкой (таблица 3). После разлива нефти надземная часть аборигенной болотной растительности погибла на всех вариантах опыта, но при торфовании за счет сорбировния половины нефти из залежи торфокрошкой концентрация нефти в зоне расположения органов вегетативного размножения многолетних растений оказалась либо ниже уровня фитотоксичности, либо нефть не дошла до них, и к осени на этом варианте опыта началось активное отрастание болотных растений (таблица 4). На следующий год в варианте с торфованием разлива нефти возобновила рост многолетняя аборигенная растительность и появились массовые всходы болотных растений, на контроле во второй половине лета началось восстановление болотного фитоценоза из семян аборигенной растительности. Таблица 3 Влияние технологий рекультивации на динамику содержания нефти в торфе, %
Таблица 4 Динамика восстановления аборигенной растительности
Более интенсивная биодеградация нефти в торфокрошке и большая биомасса растений обусловлены более благоприятными условиями для эффективной деятельности микроорганизмов, роста и развития растений (таблица 5). Таблица 5 Количество микроорганизмов в образцах торфа, КОЕ х 10 6 Количество микроорганизмов в мульчирующем разлив нефти слое торфокрошки многократно превышает уровень контроля и фрезерования, но в самой залежи количество микроорганизмов несколько меньше, чем на контроле. Есть основания полагать, что биодеградация основной части нефти при торфовании происходит в мульчирующем слое и по мере разложения нефти происходит дальнейшее перераспределение токсиканта между торфяной залежью и торфокрошкой. Таким образом, использование активных рекультивационных мероприятий на загрязненных нефтью болотных экосистемах, связанных с разрушением биопродуцирующего торфогенного слоя, недопустимо вследствие прекращения торфообразовательного процесса, ускорения процесссов минерализации органического вещества торфа, интенсификации проникновения загрязнителя в низлежащие анаэробные слои залежи и консервации их там на долгие годы, нарушения биосферных функций болот, как одних из составляющих «легких» планеты. В системе торфяная залежь – нефть – дисперсный торф активность разложения загрязняющего вещества не только не снижается, но и интенсифицируется за счет использования биодеструктивного потенциала нанесенного торфа, содержащего значительные количества окисляющего агента, происходит быстрое самовосстановление болотных биоценозов без разрушения торфяной залежи. Литература Гантимурова Н. И. Микрофлора торфяно-болотных почв //В кн. Микрофлора почв Западной Сибири. – Новосибирск, 1970. – С. 149. Голованов А. И., Зимин Ф. М. Природообустройство. М.: МГУП, 2000.- 148 с. Задруцкий С. А. Коэфициент усадки и воздухоемкость переработанного фрезерного торфа // В сб. Физико-химия торфа и торфяная механика. Минск, Наука и техника, 1970. – С. 35-38. Солнцева Н.П. Добыча нефти и геохимия природных ландшафтов.- М.: Издательство МГУ, 1998.- 376 с. Тюремнов С.Н. Торфяные месторождения. - М.: Недра, 3-е изд. перераб., доп. , 1976. - 488 с. Чижов Б.Е. Лес и нефть Ханты-Мансийского автономного округа. Тюмень, 1998. 141 с. Чижов Б.Е. Рекультивация нефтезагрязненных земель Ханты-Мансийского автономного округа. Изд-во Тюменского госуниверситета, 2000. 48 с. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|