Говоря о процессах восстановления нефтезагрязненных почвенных экосистем, многие исследователи (например, Т.П. Славина, М.И. Кахаткина и др., 1986) обращают внимание на то, что обычные рекультивационные мероприятия имеют ряд недостатков - не всегда способствуют восстановлению почв и растительности и часто сами наносят долговременный вред природе. Землевание замедляет процессы разложения нефти. Вывоз загрязненного слоя создает новые очаги вторичного загрязнения. Исследования показывают, что при сжигании нефти сроки естественного восстановления нефтезагрязненных почв значительно увеличиваются, происходит образование полициклических ароматических УВ, обладающих канцерогенными свойствами, следовательно увеличивается токсичность почв, затормаживается восстановление всех блоков экосистемы.
В настоящее время научно обоснованные методы ликвидации последствий загрязнения отсутствуют. Для максимального уменьшения неблагоприятного воздействия необходимо знание законов трансформации загрязненных экосистем и загрязняющих веществ, прогноз их изменения во времени.
Н.М. Исмаилов, Ю.И. Пиковский (1988) считают, что концепция восстановления загрязненных экосистем должна опираться на следующий принцип: не нанести экосистеме больший вред, чем тот, который уже нанесен при загрязнении. Суть концепции - максимальная мобилизация внутренних ресурсов экосистемы на восстановление своих первоначальных функций. Рекультивация, по определению исследователей, - это продолжение процесса самоочищения, при котором используются природные резервы экосистемы: климатические, микробиологические, ландшафтно-биохимические.
Концепция восстановления загрязненных земель исходит из положения, что в разных почвенно-климатических и ландшафтно-геохимических условиях процессы трансформации загрязнителей аналогичного типа в одних и тех же дозах происходят с разной скоростью и останавливаются на разных стадиях. Различаются и результаты воздействия разных доз загрязнителей на экосистемы. Самоочищение и самовосстановление экосистем - стадийный биохимический процесс трансформации загрязняющих веществ, сопряженный со стадийным восстановлением биоценоза.
|
|
В соответствии с этапами биодеградации происходит регенерация биоценозов. Процессы идут разными темпами на разных ярусах экосистем. Значительно медленнее, чем микрофлора и растительный покров, формируется сапрофитный комплекс животных. Полной обратимости процесса, как правило, не наблюдается. Наиболее сильная вспышка микробиологической активности приходится на второй этап биодеградации нефти. При дальнейшем снижении численности всех групп микроорганизмов до контрольных значений, численность углеводородоокисляющих организмов на многие годы остается аномально высокой по сравнению с контролем.
Н.М. Исмаилов, Ю.И. Пиковский (1988) неоднократно подчеркивают, что механические и физические методы рекультивации не могут обеспечить полное удаление нефти и нефтепродуктов из почвы. Разложение нефти в почве в естественных условиях - процесс биогеохимический, в котором главное и решающее значение имеет функциональная активность комплекса почвенных микроорганизмов, обеспечивающих полную минерализацию нефти и нефтепродуктов до углекислого газа и воды. Ускорить очистку почв с помощью микроорганизмов можно в основном двумя способами: активизацией метаболической активности микрофлоры почв путем изменения физико-химических условий среды (агротехнические приемы) или внесением специально подобранных активных нефтеокисляющих микроорганизмов в загрязненную почву.
|
|
Анализ многочисленных работ по рекультивации нефтезагрязненных почв дает противоречивые результаты - одни и те же мероприятия в разных условиях приводят к неодинаковым последствиям. Вышеупомянутые авторы намечают наиболее общие принципы интенсификации самоочищающей способности почв. На первом этапе, когда геохимическая обстановка наиболее токсична, целесообразно проводить подготовительные мероприятия: аэрацию, увлажнение, локализацию загрязнения. На втором этапе возможен пробный посев культур с целью оценки остаточной фототоксичности почв, работы по регулированию водного режима и кислотных условий, в случае необходимости - рассоление. На третьем этапе восстанавливаются естественные растительные биоценозы, создаются культурные фитоценозы, практикуется посев многолетних растений. Длительность процесса рекультивации зависит от почвенно-климатических условий и характера загрязненности.
В настоящее время все способы рекультивации почв не являются
достаточно приемлимыми.Рассмотрим их основные недостатки:
· Оработка почвы сольвентами приводит к частичному или полному
уничтожению в почве колоний микроорганизмов,что приводит соответственно к обеднению почвенного состава и уничтожению всех
|
|
плодородных свойств почвы.В результате выпаривания,которое про-
исходит при температуре не ниже 700-800С вся почвенная органика
сгорает в прямом смысле слова.В результате этих мер очистки почвы
мы имеем полностью стерильную почву,которая не пригодна для жиз-
ни растений и останется такой еще в течении многих лет,даже если пы-
таться стимулировать рост бактерий,внося в почву новые штаммы микро организмов или производя смешивание “пустой” почвы с почвенными культурами,взятыми из других областей.
С экономической точки зрения данный метод также является невы-
годным,т.к. вещества,которыми обрабатывается почва используются в
больших количествах и являются дорогостоящими.
· Срезка зараженного грунта приводит прежде всего к образовванию
новых очагов загрязнения.В результате срезки появляются места с почвенным голоданием,что особенно актуально в местах наиболее частых разливов нефти,т.е. за Полярным кругом.При выполнении этих работ затрачивается большой объём средств,т.к. необходимо эвакуировать большое количество зараженного грунта,что приводит к занятости большого числа людей и техники.
· Наиболее перспективным методом обеззараживания почв,по мнению
автора данного доклада является принудительное окисление нефти и нефтепродуктов при помощи почвенных микроорганизмов.Практика внесения в почву бактериальных штаммов сейчас пока еще не очень распространена.Этому имеется много причин,одной из которых является несовместимость условий нормальной жизнедеятельности бактерий с условиями данного региона.Например в местах основной нефтедобычи,т.е. в условиях крайнего севера,многие виды бактерий не жизнеспособны в следствии низких температур и специфического почвенного состава.Поэтому необходимо производить исследования для выявления возможных бактериальных штаммов.
В настоящее время ведутся исследования в области исскуственного стимулирования роста бактериальных штаммов.Известны два основных направления.
Первое: внесение в почву,загрязненную нефтью аналогичной незагрязненной почвы для образования семейств бактерий и стимуляции их роста.
Второе: Использование метал-лигандных соединений. В почву в виде суспензии вводятся металлические соединения, в результате вокруг катиона металла образуется магнитное поле в котором молекулы воды, кислорода, азота ориентируются особым образом, что создает особый водно-кислородный режим, из-за которого значительно улучшаются физико-химические свойства почв. Кроме этого в магнитном поле катиона гораздо лучше развиваются бактерии, в результате деятельности которых идет процесс окисления нефти. В природных условиях В качестве катионных центров обычно выступают щелочные металлы Ca, K,Na. Исследования показывают, что потенциал переходных металлов гораздо больше, что и учитывается в приготовлении почвенных добавок. Обычно используются ферриты Fe-S,Fe2-S2 и т.д. В этом случае имеется еще один плюс в том что эти вешества в огромных количествах встречаются в отвалах теплоэлектростанции и при их отделении они получаются почти чистыми. Внесение их в зараженную почву имеет двоякий эффект во-первых стимуляция роста бактериальных семейств, во-вторых окультуривание почв.
Здесь представлены исследования, проведенные авторами этого доклада. Первое исследование наглядно показывает стерильность зараженной почвы. Второе определение Состава загрязнителей при помощи спектрального анализа.
ДИАГРАММА 1
ДИАГРАММА 2