Электрохимическая очистка почвы от нефти

Электрохимическая очистка почвы от нефти

Защита растений — новости
Защита растений — форум
Вредители и болезни деревьев и кустарников
Насекомые вредители
Ускорители роста и средства защиты растений
Народные средства защиты растений
Подготовка растений к зиме
Всё о газонах и газонных травах, семена трав
Семена декоративных растений
Лекарственные растения
Ядовитые растения
Лечение онкологии травами
Лечение травами
Благоустройство
Готовые проекты
Клумбы, цветники
Живая изгородь, шпалеры
Парковое искуство — замки, монастыри, усадьбы
Розы
Агротехника роз
Клематисы
Садовая мебель
Кованные изделия
Рекультивация земель
Методы рекультивации
Шламовые амбары
Загрязнение почвы
О порядке консервации земель
Известкование почвы
Минеральные удобрения
Органические удобрения
Мелиорация
Ирригация и орошение
Гидропоника
Сидераты
Почвы
Болота
Озеро Байкал
всё о пчёлах
Сад и огород
Овощи
Календарь садовода
Календарь огородника
Календарь рыбовода
Грибы
Экологические новости
Архив новостей
Обмен ссылками
Каталог сайтов
Карта сайта

Поиск по сайту

Очистка почвы,
загрязненной нефтепродуктами

Наиболее распространенными загрязнениями окружающей природной среды, объектов железнодорожного транспорта является нефть и продукты переработки нефти. Нефть является экологически опасным веществом, которое при попадании в окружающую среду (грунт, почву, водоемы) угнетает важные жизненные процессы, подавляя или заставляя их протекать по-другому. Причиной загрязнения земли является производственная деятельность предприятий, а путями загрязнения – разливы нефтепродуктов во время их транспортировки к месту назначения. К числу причин загрязнения следует добавить аварийные разливы нефти и нефтепродуктов из цистерн.

Выбор способов очистки грунтов определяется многими факторами, важнейшими из которых является характер загрязнения земель и нормативные требования к их качеству. В промышленно развитых странах используются два подхода к решению проблемы очистки.

Первый способ, так называемый функциональный, заключается в очистке почв до нормативных показателей содержания загрязняющих веществ и обеспечивающий в дальнейшем любое использование очищенной территории.

Второй – селективный, при котором степень очистки определяется нормативными требованиями в соответствии с целями дальнейшего землепользования.

Известным способом очистки от нефтезагрязнений является рекультивации земель – рыхление почв для увеличения проникновения кислорода и развития окислительно-восстановительных реакций, внесение органических и минеральных удобрений и посев трав с целью интенсификации природных процессов биохимического очищения.

Биотехнологический способ очистки грунта

Очистка с использованием торфа

Путидойл

В России создан ряд бактериальных препаратов, успешно применяемых для очистки почв от нефтяных загрязнений. К их числу относится «Путидойл«, который разработан на основе штамма углеводородокисляющих микроорганизмов. Технология применения заключается в обработке загрязненных участков грунтов раствором препарата вместе с минеральными солями, содержащими азот и фосфор.

Препарат «Путидойл» применялся в арктических условиях на о. Колгуев и на побережье Баренцева моря, где за короткий летний период были полностью очищены участки, загрязненные дизельным топливом. Препаратом за 15 дней был полностью очищен каменистый берег Онежского озера, загрязненный в результате аварии танкера.

Деворойл

Препарат «Деворойл» используется для очистки загрязненных нефтью участков на железнодорожных предприятиях. В состав бак-препарата входит выращенная по специальной технологии ассоциация клеток углеводородокисляющих микроорганизмов и добавки, активизирующие процесс биодеструкции нефти.

Биопрепарат «Деворойл» обладает рядом преимуществ перед другими известными способами биологической очистки нефтезагрязненных земель: нетоксичен и непатогенен; обладает высокой активностью окисления углеводородов различных классов и некоторых их производных, включая ароматические углеводороды и канцерогены типа бенз(а)пирен; адаптиро-ван к средам с соленостью до 150 г/л; устойчив к резким колебаниям тем-пературы и значительному химическому загрязнению среды; используется в малых дозах; транспортабелен и удобен в хранении.

Выгодным отличием препарата «Деворойл» от ряда других препаратов является его способность работать как на границе контакта с углеводородами, так и непосредственно в толще нефтяного слоя. Указанное свойство препарата обеспечивает выигрыш во времени, необходимом для нейтрализации загрязнения, что особенно важно при ликвидации аварийных ситуаций.

Продолжительность работ по биологической рекультивации, как правило, составляет 2–3 месяца. Степень очистки зависит от исходной величины загрязнения, вида нефтепродукта, механического состава грунта и создания оптимального водно-воздушного режима и может достигать 95% (при средних показателях 75–80%).

Утилизация отходов сжиганием

Очистка ультразвуком

Захоронение отходов на полигонах

Физико-химическим способ очистки грунта

Электрохимическая обработка загрязненных земель

Биовентиляция

В США самым распространенным методом очистки загрязненных почв и грунтовых вод является биовентеляция. Сущность его заключается в том, что в загрязненную зону через специальные вертикальные или горизонтальные скважины нагнетается воздух в количестве, достаточном для снабжения кислородом почвенных бактерий, разлагающих органические соединения до СО2 и воды. Под действием потока воздуха жидкие загрязнения вместе с потоком воздуха транспортируются через почву. К моменту достижения ими поверхности большая часть загрязнений успевает разложиться под действием бактерий. Тем самым значительно снижается загрязненность отходящих газов и уменьшаются затраты на его очистку.

Источник

Технологии очистки почв от нефтепродуктов

Исследование и характеристика процесса электрохимической и электрокинетической очистки почв от нефти и нефтепродуктов. Анализ технологии очистки засоренных вредными веществами почв методом фитоэкстракции. Определение необходимости утилизации сорбента.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Нефть — это жидкий природный раствор, состоящий из большого числа углеводородов (УВ) разнообразного строения и высокомолекулярных смолисто-асфальтеновых веществ. В нем растворено некоторое количество воды, солей, микроэлементов. Главные элементы: С — 83-87%, Н — 12-14%, N, S, O — 1-2%, реже 3-6% за счет S. Десятые и сотые доли процента нефти составляют многочисленные микроэлементы.

При выходе нефти в окружающую среду вода и почва загрязняются углеводородами, входящими в ее состав. В то же время происходят процессы, приводящие к разложению нефти: распространение, испарение и растворение. Попадание нефти и нефтепродуктов в почву приводит к снижению её биологической продуктивности, а так же снижению продуктивности и угнетению фитомассы растительного покрова.

Мы должны иметь представление о том, что попадая в почву, нефть опускается в грунте вертикально вниз под влиянием гравитационных сил и распространяется вширь под действием поверхностных и капиллярных сил. Скорость продвижения нефти зависит от ее свойств, грунта и соотношения нефти, воздуха и воды в многофазной движущейся системе. Пески и гравийные грунты, например, благоприятны для миграции нефти; илы и глины задерживают её продвижение. В горных породах нефть движется в основном по трещинам. Чем меньше доля нефти, тем труднее ее фильтрация в грунте. При содержании в грунте 10 — 12 % (уровень остаточного насыщения) нефти она становится неподвижной. Движение прекращается также при достижении нефтью уровня грунтовых вод. Но тенденция к распространению нефти, обусловленная капиллярными силами, сохраняется. Нефть начинает перемещаться в направлении уклона поверхности грунтовых вод.

Выбор способов очистки грунтов определяется многими факторами, важнейшими из которых является степень и характер загрязнения земель, природно-климатические особенности района загрязнения и нормативные требования к качеству земель.

1. Классификация технологий и методов

В 2001 году Международным Научным Центром Новых Технологий Организации Объединенных Наций по промышленному развитию при поддержке: Фонда «Национальный Центр Экологического Менеджмента и Чистого Производства для нефтяной и газовой промышленности», Российского экологического федерального информационного агентства и национального информационного агентства «Природные ресурсы», был создан справочник «ТЕХНОЛОГИИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПОЧВ, ЗАГРЯЗНЕННЫХ НЕФТЬЮ И НЕФТЕПРОДУКТАМИ», где был представлен список уже используемых технологий и технологий которые находятся на стадии развития.

В данном издании было выделено две основные категории технологий:

— первая категория включает методы, используемые для обработки загрязненной почвы, предварительно удаленной с поверхности выделенного участка земли. Применение таких технологий не требует больших затрат на процессы изъятия почвы, ее транспортировки и целесообразного объема транспортируемых материалов. Следует иметь в виду, что изъятие земель может вызвать искажение морфологической структуры обрабатываемого участка и нарушения течения как поверхностных, так и подземных вод. Тем не менее, изоляция и обработка загрязненных материалов вне участка позволяют применять более сложные приемы обработки, которые могут быть более эффективными и быстродействующими, а также более безопасными для грунтовых вод, животного и растительного мира, местных жителей.

— вторая категория включает методы имеющие преимущества вследствие непосредственного применения их на месте загрязнения. Это снижает риск воздействия загрязняющих веществ на человека и окружающую среду во время извлечения, транспортировки и восстановления загрязненных участков почв, что в свою очередь обеспечивает экономию средств. Основным недостатком данных технологий является гетерогенная природа субстрата участков восстановления, как с геологической точки зрения, так и с точки зрения распространения загрязнения. Выбор и применение технологий могут быть сделаны только на основании полученных данных о качестве обрабатываемой поверхности почвы. Кроме того, может потребоваться специализированная очистка загрязненной зоны, а наличие преференциальных потоков воздуха и воды может привести к неадекватной обработке рассматриваемого участка.

При общей оценке технологий в справочнике было представлено 27 зарубежных технологий и 62 технологии России и стран CНГ.

В настоящее время выделяют три основных метода очистки почв от нефти и нефтепродуктов:

1.Физические методы очистки почвы:

a) Электрохимическая очистка. Применяется для удаления из почвы хлорсодержащих углеводородов, различных нефтепродуктов, фенолов. На чем основана работа метода электрохимической очистки? В процессе движения электрического тока сквозь почву осуществляется электролиз воды, электрокоагуляция, реакции электрохимического окисления и электрофлотации. Степень окисления фенола находится в пределах от 70 до 90 процентов.

Качественный уровень обеззараживания почвы при электрохимической очистке приближается к ста процентам (минимальный показатель — 95%). Метод позволяет удалять из почвы также такие вредные элементы как ртуть, свинец, мышьяк, кадмий, цианиды и др. К минусам метода можно отнести достаточно высокую стоимость (100-250$ за 1 мі почвы).

b) Электрокинетическая очистка. Используется для очищения почвы от цианидов, нефти и производных нефти, тяжелых металлов, цианидов, хлористых органических элементов. Типы почв, к которым может успешно применяться электрокинетическая очистка — глинистые и суглинистые, насыщенные влагой частично или полностью.

Технология основана на применении таких процессов как электрофорез и электроосмос. Уровень контроля и воздействия на процессы очищения почвы достаточно высокий. Для использования метода требуется применение химических реактивов или растворов поверхностно-активных веществ.

Эффективность электрокинетической очистки почвы составляет от 80 до 99 процентов. Стоимость несколько ниже чем при электрохимической очистке (100-170$ за 1 мі почвы).

2.Химические методы очистки почвы:

a) Метод промывки. Технологии химической очистки почвы подразумевают использование растворов поверхностно-активных веществ или сильные окислители (активный кислород и хлор, щелочные растворы). В основном метод применяется с целью очистки почвы от нефти. Эффективность при методе промывки составляет до 99%.

После того как почва очищена, можно проводить ее рекультивацию.

Из минусов химических методов очистки почвы можно отметить длительные сроки (1-4 года в среднем) и значительное количество загрязненной воды, которую тоже приходится очищать перед выбросом в окружающую среду.

3.Биологические методы очистки почвы:

a) Фитоэкстракция. Технология очистки засоренных вредными веществами почв методом фитоэкстракции — это выращивание определенных видов растений на загрязненных участках грунта.

Фитоэкстракция демонстрирует хорошие результаты при очистке почвы от медных, цинковых и никелевых соединений, а также кобальта, свинца, марганца, цинка и хрома. Для удаления подавляющего количества указанных элементов из почвы, нужно обеспечить несколько циклов растительных культур. По окончании процесса фитоэкстракции растения следует собрать и сжечь. Полученный после сжигания пепел считается вредными отходами и подлежит утилизации.

b) Фиторемедиация и биостимулирование. Еще один биологический метод — целенаправленное усиление активности специфической микрофлоры почвы, которая занимается разложением нефти. Также, допустимо добавление определенных микробных культур в почву.В результате создаются благоприятные условия для микроорганизмов, которые осуществляют утилизацию нефтепродуктов и нефти.

В почвах с застарелыми нефтяными загрязнениями (>5 лет) или при их повторном загрязнении численность микроорганизмов-нефтедеструкторов повышается в результате протекания естественной автоселекции. Много почвенных нефтедеструкторов содержится в торфе. Для активизации углеводородоокисляющей способности почвенной микрофлоры бывает достаточно провести агротехнические мероприятия, внести в почву различные добавки, выполняющие роль стимуляторов и соокислителей при деградации углеводородов, то есть использовать метод биостимулирования.

При ликвидации свежих нефтяных проливов необходимо использовать метод биоагументации(входит в состав фиторемедиации) — привнесение в загрязненную среду биопрепаратов, содержащих микроорганизмы-нефтедеструкторы, в экстремальных условиях (в кислой среде, при дефиците влаги, дефиците питательных веществ в почве) в качестве деструкторов нефти более эффективны дрожжи и грибы. В результате мицелиального роста грибы проникают между локальными источниками питания, в почвенно-нефтяные агломераты и благодаря своей устойчивости к низкому содержанию влаги и низкому рН активно участвуют на поздних стадиях разложения остатков нефти в очищаемых средах.

Наибольшее количество биопрепаратов требуется для утилизации сырой нефти и мазута, наименьшее — для утилизации жидких парафинов, светлых нефтепродуктов. Перед внесением биопрепарата осуществляют вспашку почвы, внесение мелиорантов и структураторов, стартовой дозы минеральной подкормки. Раствор минеральной подкормки вносят в почву за 2-3 сут. до обработки биопрепаратом. По окончании агромелиоративных работ готовят рабочую суспензию биопрепарата. В препаратах, поставляемых в виде порошков, микроорганизмы находятся в состоянии покоя. Для получения активных клеток необходимо осуществить их мягкий вывод из покоящегося состояния. При проведении очистных работ в полевых условиях для перевода клеток в активное состояние отмеренное количество порошка биопрепарата разводят в воде с добавленными минеральными солями (например, с аммофоской или диаммофоской

Для обработки обширных загрязненных территорий может использоваться сельскохозяйственная авиация. Если предварительная обработка загрязненных участков почв перед внесением биопрепарата невозможна, то тогда используют многократную обработку биопрепаратами с корректировкой рН и внесением удобрений. Активный процесс биодеструкции протекает за 3-10 недель, затем наблюдается медленное снижение содержания углеводородов нефти. На начальных стадиях скорость биодеструкции может быть повышена повторными внесениями препарата (2-3 приема) в рекомендуемых или повышенных дозах.

С помощью методов биостимулирования и использования биопрепаратов можно удалить до 90-98 % нефтезагрязнений в почвенной среде. Оставшиеся углеводороды, смолы, асфальтены, битумы и другие высокомолекулярные соединения устойчивы к биологическому разложению, но инертны и мало опасны для окружающей среды.

2. Технические средства и технологии очистки почв от нефтепродуктов и локализации загрязнения при аварийных разливах нефти

Во время возникновения аварийных ситуаций одной из главных задач является ограничение площади разлива нефти. Разлившуюся нефть отводят в естественные понижения местности, защитные амбары, роют траншеи или оконтуривают земляными дамбами. Эти операции выполняют параллельно с основными работами по ликвидации аварии. Отвод нефти в естественные понижения не всегда возможен и целесообразен из-за отсутствия их или ввиду загрязнения новых площадей по пути движения нефти. Для ограждения разлитой нефти можно применять также различные подручные средства, такие как бревна, камышовые маты и т.д. В некоторых случаях может оказаться целесообразным предотвращать распространение нефти сооружением канав, по которым направляют разлитую нефть в заранее выбранное место. Для этих целей можно использовать пластмассовые желоба, применяемые в гидротехнике и мелиорации для подвода воды. Преимуществом таких желобов является то, что их можно собирать в любых условиях.

Наибольшие трудности возникают при загрязнениях водо-насыщенных, обводненных грунтов и грунтов с высоким уровнем грунтовых вод. Такие грунты, как правило, обладают низкой несущей способностью и оказываются непроходимыми для землеройной техники. Кроме того, при высоком уровне грунтовых вод существенно возрастает опасность загрязнения их нефтью. Сбор нефти с поверхности обводненных грунтов даже при условии сооружения грунтовых дамб также сложен из-за наличия мелкого кустарника, кочек, воды и т.п. В подобных ситуациях наиболее эффективной представляется такая технология как отвод нефти с дневной поверхности за пределы или к границе загрязненного участка и закачка ее в емкость.

При разливах нефти на замерзающей земле и на снегу сооружают снежные дамбы, производят перемешивание нефти со снегом и грузят смесь в емкость, где нефть после таяния снега отделяется от воды.

Для сбора остатков нефти с поверхности суши (после откачки насосами) можно использовать сорбенты, которые наносят на нефтяное пятно. После пропитывания сорбента нефтью его собирают, не нарушая верхнего слоя почвы, и вывозят на специальные пункты, где сорбент утилизируют. нефть фитоэкстракция сорбент

Сорбенты — вещества селективного действия, они должны поглощать нефть и как можно меньше воды. Эти сорбенты должны обладать высокой скоростью поглощения нефти, чтобы не допустить значительного впитывания ее в почву; иметь склонность к образованию смеси с нефтью по всей толщине разлива; легко формироваться в виде матов или рукавов, которые можно свертывать, выжимать и снова использовать; создавать на поверхности земли слои, которые можно легко удалять; не образовывать при перемешивании с нефтью липкого вещества; иметь способность к биологическому разложению или сжиганию, когда удаление их невозможно или представляет значительные трудности.

Сорбенты могут быть натурального и синтетического происхождения. В принципе можно применять любые поглощающие материалы. При этом исходят из доступности сорбента, его стоимости, а также возможности сбора насыщенного нефтью сорбента, его регенерации или сжигания.

Благодаря имеющемуся опыту и собранным данным технологии восстановления загрязненных почв постоянно развиваются. Обобщая имеющийся опыт по проблемам восстановления почв загрязненных нефтью и нефтепродуктами, мы можем комбинировать технологии и создавать оптимальные методики рекультивации для различных регионов с учетом существующего разнообразия почвенно-климатических зон, что имеет большое значение для рационального природопользования. Это позволяет оптимизировать выбор наиболее приемлемых методов, как с экологической, так и экономической точки зрения.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Описание факторов образования каштановых почв: климат, рельеф, вода и выветривание. Морфологическое строение почв, мощность отдельных горизонтов, гранулометрический состав. Степень подверженности эрозионным процессам. Хозяйственное использование почв.

курсовая работа [41,3 K], добавлен 17.10.2011

Состав и свойства отходов бурения. Способы их утилизации. Исследование процесса разделения нефтяного шлама в поле центробежных сил и влияния растворителей и деэмульгаторов на его эффективность. Разработка установки для очистки резервуаров-отстойников.

диссертация [419,9 K], добавлен 25.06.2015

Понятие физики почв как области почвоведения о физических свойствах почв. Представление о физических свойствах и режимах почвы в период эмпирического накопления знаний о почве (ок. 8 тыс. лет до н.э. — XV в.), в эпоху Возрождения (XVI-XVIII вв.).

реферат [42,9 K], добавлен 04.02.2015

Эрозия почв как глобальная проблема человечества. Понятие и виды эрозии почв. Анализ последствий почвенной эрозии и методы борьбы с ними. Результаты эрозийных процессов. Основные принципы проектирования почвозащитных севооборотов для склоновых земель.

курсовая работа [57,6 K], добавлен 24.03.2015

Система автоматизации установки предварительной очистки нефти: структура и взаимодействие элементов, предъявляемые требования, обоснование выбора датчиков и контроллерного средства. Проектирование системы управления установки, расчет надежности.

дипломная работа [480,3 K], добавлен 29.09.2013

Источник