Zanieczyszczenie środowiska olejami. zanieczyszczenie środowiska na skutek wycieków ropy

Według szacunków do Oceanu Światowego trafia rocznie 6–15 mln ton ropy i produktów naftowych. Tutaj przede wszystkim należy zwrócić uwagę na straty z tym związane transport cysternami. Po wyładunku ropy, w celu zapewnienia tankowcowi niezbędnej stateczności, jego zbiorniki napełnia się wodą balastową; do niedawna zrzut wód balastowych wraz z pozostałym olejem odbywał się najczęściej na otwarte morze. Niewiele tankowców ma zbiorniki zaprojektowane specjalnie na wodę balastową, które nigdy nie są napełniane olejem.

Znaczne ilości ropy przedostają się do morza po umyciu zbiorników i zbiorników oleju. Szacuje się, że około 1% ropy i produktów naftowych ze wszystkich przewożonych ładunków trafia do morza. Na przykład tankowiec o wyporności około 30 000 ton podczas każdego rejsu zrzuca do morza około 300 ton oleju opałowego. Przy transporcie 500 milionów ton ropy rocznie straty oleju opałowego wynoszą około 5 milionów ton rocznie, czyli 13 700 ton dziennie!

Ogromna ilość produktów naftowych trafia do oceanów Na ich używać. Same silniki wysokoprężne statków emitują do morza aż 2 miliony ton ciężkich produktów naftowych (oleje smarowe, niespalone paliwo).

Wielkie straty podczas odwiertów na morzu, gromadzenia ropy w lokalnych zbiornikach i pompowania głównymi rurociągami. W tym przypadku traci się do 0,25% całkowitej ilości wyprodukowanej ropy.

Wraz ze wzrostem wydobycia ropy naftowej na morzu gwałtownie rośnie liczba transportów tankowcami, a co za tym idzie, wzrasta liczba wypadków. W ostatnich latach wzrosła liczba dużych tankowców przewożących ropę. Supertankowce stanowią ponad połowę całkowitego wolumenu transportowanej ropy. Taki olbrzym nawet po zaciągnięciu hamulca awaryjnego pokonuje ponad 1 milę (1852 m), zanim całkowicie się zatrzyma. Naturalnie ryzyko katastrofalnych kolizji z takimi tankowcami wzrasta kilkakrotnie.

Transport ropy i produktów naftowych do morza wodami rzecznymi. W ten sposób do mórz trafia aż 28% całkowitej ilości napływającej ropy.

Napływ produktów naftowych wraz z opadami atmosferycznymi. Lekkie frakcje ropy odparowują z powierzchni morza i dostają się do atmosfery. Zatem około 10% całkowitej ilości ropy i produktów naftowych trafia do Oceanu Światowego.

Odprowadzanie nieoczyszczonej wody z fabryk i składów ropy zlokalizowane na wybrzeżach morskich i w portach. W Stanach Zjednoczonych do Oceanu Światowego trafia rocznie ponad 500 tysięcy ton ropy.

Pokryty filmami olejowymi.

Filmy olejowe pokrywają: rozległe obszary oceanów Atlantyku i Pacyfiku; Morze Południowochińskie i Morze Żółte, strefa Kanału Panamskiego, rozległy obszar wzdłuż wybrzeża Ameryki Północnej (szerokość do 500-600 km), obszar wodny pomiędzy Wyspami Hawajskimi a San Francisco na północnym Pacyfiku i wiele innych obszarów są całkowicie zakryte. Takie filmy olejowe powodują szczególnie duże szkody w morzach półzamkniętych, śródlądowych i północnych, gdzie są przenoszone przez obecne systemy. Tym samym Prąd Zatokowy i Prąd Północnoatlantycki transportują węglowodory z wybrzeży Ameryki Północnej i Europy w rejony Morza Norweskiego i Morza Barentsa. Ropa przedostająca się do mórz Oceanu Arktycznego i Antarktydy jest szczególnie niebezpieczna, gdyż niskie temperatury powietrza hamują procesy chemicznego i biologicznego utleniania ropy nawet w lecie. Zatem zanieczyszczenie ropą ma charakter globalny.

Zazwyczaj straty ropy i produktów naftowych podczas produkcji i przetwarzania wynoszą 1-2%, w przypadku Rosji wynosi to około 5 milionów ton rocznie; Według bardziej pesymistycznych szacunków, jedynie podczas rafinacji ropy naftowej do gleby przedostaje się 1,5% całkowitej objętości paliwa. W ciągu dziesięcioleci działalności w glebie wokół wielu rafinerii ropy naftowej zgromadziły się ogromne ilości ropy i produktów naftowych – czasami setki tysięcy ton. Nic dziwnego, że pod większością fabryk, magazynów, fabryk, parków transportowych i lotnisk istnieją całe jeziora benzyny. Na przykład gleba w pobliżu Groznego w Czeczenii zamieniła się w jedno z największych „pól” naftowych stworzonych przez człowieka: eksperci twierdzą, że jej rezerwy sięgają miliona ton. Według niektórych szacunków obwód moskiewski pochłania rocznie 37 tys. ton produktów naftowych.

Roczny globalny koszt oczyszczania i rekultywacji gleby z zanieczyszczeń węglowodorowych wynosi dziesiątki miliardów dolarów.

Źródła zanieczyszczeń olejami

Oczywiście głównymi źródłami zanieczyszczenia środowiska produktami naftowymi są przedsiębiorstwa i urządzenia przemysłu wydobywczego ropy i gazu oraz rafinacji ropy naftowej. Na obszarach wydobycia ropy naftowej wszystkie elementy biosfery podlegają intensywnym wpływom, co prowadzi do braku równowagi w ekosystemach.

Przede wszystkim poważne obawy budzi zanieczyszczenie środowiska ropą i produktami naftowymi w związku z wypadkami w przybrzeżnych odwiertach i wrakami tankowców. Kiedy warstwa oleju rozprzestrzeni się na powierzchni wody, tworzy warstwę węglowodorów o różnej grubości, pokrywającą duże powierzchnie. I tak 15 ton oleju opałowego rozsypuje się w ciągu 6-7 dni, pokrywając powierzchnię około 20 metrów kwadratowych. km. Zanieczyszczenie gleby ropą i jej produktami ma z reguły charakter lokalny i powoduje nie mniej destrukcyjne skutki.

Jednakże zanieczyszczenia spowodowane wypadkami stanowią jedynie niewielką część całkowitego zanieczyszczenia. Zatem według Narodowej Akademii Nauk w Waszyngtonie wypadki i wypadki podczas wydobycia i transportu ropy naftowej i produktów naftowych stanowią niecałe 6%, a jednocześnie straty w transporcie stanowią 34,9% całkowitej ilości zanieczyszczeń węglowodorami, z czego 31,1% trafia do rzek, a tylko 0,8% do atmosfery.

Spaliny samochodowe zawierają ponad 200 związków, z czego 170 stanowi zagrożenie dla fauny i flory, przede wszystkim metale ciężkie, które gromadzą się w glebie wzdłuż jezdni, a przede wszystkim ołów. Górne poziomy organiczne pokrywy glebowej szczególnie mocno zatrzymują metale ciężkie. Dlatego też przedmiotem monitoringu jest ściółka leśna oraz wierzchnia pięciocentymetrowa warstwa gleby w odległości 5-10 m i 20-25 m od krawędzi jezdni.

Samochody nie są jedynymi mobilnymi trucicielami środowiska produktami ropopochodnymi. Z reguły koleje niezelektryfikowane charakteryzują się dużym zanieczyszczeniem olejem w rejonie toru kolejowego, a stały dopływ produktów naftowych do toru kolejowego sprawia, że ​​biologiczne oczyszczanie terenu jest praktycznie niepraktyczne.

Metody eliminacji zanieczyszczeń olejowych

Wraz ze wzrostem skali wydobycia, transportu, magazynowania i rafinacji ropy naftowej, problem zwalczania przypadkowych wycieków i emisji ropy naftowej i produktów naftowych staje się palącym problemem globalnym, w którym decydujące i nadrzędne znaczenie mają kwestie środowiskowe i ekonomiczne. Metody i środki ochrony przed awaryjnym rozprzestrzenianiem się nie są jeszcze dostatecznie rozwinięte. Zgodnie z nowymi krajowymi i międzynarodowymi przepisami prawa dotyczącymi ochrony środowiska, podejmowane są znaczne wysiłki w celu praktycznego rozwiązania tego problemu.

Do chwili obecnej oczyszczanie gleby i osadów olejowych nie jest przeprowadzane wystarczająco skutecznie i w zasadzie pozostaje problemem praktycznie nierozwiązanym, i to pomimo faktu, że prawie wszyscy wiodący firmy z zakresu tworzenia aparatury chemicznej.

Kiedyś w rafineriach ropy naftowej w Jarosławiu i Wołgogradzie zbudowano pierwsze na świecie stacje separatorów do oczyszczania osadów olejowych. Ze względu na nieudane doświadczenia prace nad zastosowaniem separatorów do oczyszczania osadów olejowych nie były kontynuowane i 25 lat później nasza technologia wróciła do Rosji za pośrednictwem zachodnich firm. W 1971 roku w Rafinerii Nafty Ufa wybudowano instalację do spalania mułów olejowych, osadów dennych zbiorników osadowych i piany flotacyjnej, jednak ze względu na jej nieefektywność eksploatowano ją do 1980 roku. Mniej więcej w tym samym czasie szwedzka firma Alfa-Laval stworzyła oczyszczalnię osadów roponośnych. Niestety, doświadczenie eksploatacyjne pokazało, że oczyszczalnia taka może oczyszczać jedynie świeże, nowo powstałe osady olejowe; w żadnym wypadku nie jest ona przeznaczona do oczyszczania osadów dennych zbiorników osadowych. W 1990 roku w Stowarzyszeniu Produkcyjnym Permnefteorgsintez zainstalowano instalację oczyszczania osadów olejowych niemieckiej firmy KHD (za jej odpowiednik można uznać instalację firmy Flottweg). Na początku lat 90-tych powszechnie znane stały się metody niszczenia rozlanej ropy za pomocą bioszczepów. Obecnie stosuje się specjalnie stworzone bioszczepy: putedoil, devoroil itp. Amerykańska firma Bogart Environmental Services opracowała własną metodę oczyszczania gleby z produktów naftowych. Od kilku lat z powodzeniem sprawdza się w Kuwejcie, oczyszczając piaszczystą glebę z wycieków ropy.

Konsekwencje środowiskowe wycieków ropy są trudne do uwzględnienia, gdyż zanieczyszczenia ropą zakłócają wiele naturalnych procesów i zależności, znacząco zmieniają warunki życia wszelkiego rodzaju organizmów żywych i kumulują się w biomasie.
Olej jest produktem długotrwałego rozkładu i bardzo szybko pokrywa powierzchnię wód gęstą warstwą filmu olejowego, który uniemożliwia dostęp powietrza i światła.

Amerykańska Agencja Ochrony Środowiska opisuje skutki wycieku ropy w następujący sposób. Po 10 minutach od zanurzenia tony oleju w wodzie tworzy się plama oleju o grubości 10 mm. Z biegiem czasu grubość warstwy maleje (do mniej niż 1 milimetra), a plama rozszerza się. Jedna tona ropy może pokryć obszar do 12 kilometrów kwadratowych. Dalsze zmiany zachodzą pod wpływem wiatru, fal i pogody. Zwykle plama dryfuje zgodnie z wolą wiatru, stopniowo dzieląc się na mniejsze plamy, które mogą przemieszczać się na znaczne odległości od miejsca wycieku. Silne wiatry i burze przyspieszają proces dyspersji folii.

Międzynarodowe Stowarzyszenie Ochrony Środowiska Przemysłu Naftowego zwraca uwagę, że podczas katastrof nie następuje natychmiastowa masowa śmierć ryb, gadów, zwierząt i roślin. Jednakże w perspektywie średnio- i długoterminowej skutki wycieków ropy są niezwykle negatywne. Wyciek najsilniej uderza w organizmy żyjące w strefie przybrzeżnej, szczególnie te żyjące na dnie lub powierzchni.

Najbardziej narażone na wycieki ropy na powierzchnię zbiorników wodnych są ptaki spędzające większość życia na wodzie. Zewnętrzne zanieczyszczenie olejem niszczy upierzenie, splątuje pióra i powoduje podrażnienie oczu. Śmierć następuje w wyniku kontaktu z zimną wodą. Średnie i duże wycieki ropy zwykle powodują śmierć 5000 ptaków. Jaja ptasie są bardzo wrażliwe na olej. Niewielkie ilości niektórych rodzajów oleju mogą wystarczyć do spowodowania śmierci w okresie inkubacji.

Jeśli wypadek miał miejsce w pobliżu miasta lub innego zaludnionego obszaru, efekt toksyczny jest wzmocniony, ponieważ ropa naftowa/produkty naftowe tworzą niebezpieczne „koktajle” z innymi substancjami zanieczyszczającymi pochodzenia ludzkiego.

Jak podaje Międzynarodowe Centrum Badań nad Ratownictwem Ptaków, którego specjaliści zajmują się ratowaniem ptaków dotkniętych wyciekami ropy, ludzie stopniowo uczą się ratować ptaki. I tak w 1971 roku ekspertom tej organizacji udało się uratować zaledwie 16% ptaków, które stały się ofiarami wycieku ropy w zatoce San Francisco – w 2005 roku liczba ta była bliska 78% (w tym samym roku Centrum opiekowało się ptakami na rzece Pribilof Islands, Luizjana, Karolina Południowa i Republika Południowej Afryki). Zdaniem Centrum do umycia jednego ptaka potrzeba dwóch osób, 45 minut i 1,1 tys. litrów czystej wody. Następnie umyty ptak wymaga od kilku godzin do kilku dni ogrzewania i adaptacji. Ponadto należy ją karmić i chronić przed stresem wywołanym szokiem pokrycia filmem olejowym, bliskim kontaktem z ludźmi itp.

Wycieki ropy zabijają ssaki morskie. Najczęściej zabijane są wydry morskie, niedźwiedzie polarne, foki i nowonarodzone foki futerkowe (które wyróżniają się obecnością futra). Futro zanieczyszczone olejem zaczyna się matowić i traci zdolność zatrzymywania ciepła i wody. Olej, wpływając na warstwę tłuszczową fok i waleni, zwiększa zużycie ciepła. Ponadto olej może powodować podrażnienie skóry, oczu i zakłócać normalne pływanie.

Olej, który dostanie się do organizmu, może powodować krwawienie z przewodu pokarmowego, niewydolność nerek, zatrucie wątroby i zaburzenia ciśnienia krwi. Opary powstałe z oparów oleju powodują problemy z oddychaniem u ssaków znajdujących się w pobliżu dużych wycieków ropy.

Ryby są narażone na wycieki oleju do wody poprzez spożycie skażonej żywności i wody oraz wchodząc w kontakt z olejem podczas tarła. Śmierć ryb, z wyłączeniem młodych, następuje zwykle podczas poważnych wycieków ropy. Jednakże ropa naftowa i produkty naftowe mają różny wpływ toksyczny na różne gatunki ryb. Stężenie oleju w wodzie wynoszące 0,5 ppm lub mniej może zabić pstrąga. Olej ma niemal zabójczy wpływ na serce, zmienia oddychanie, powiększa wątrobę, spowalnia wzrost, niszczy płetwy, prowadzi do różnych zmian biologicznych i komórkowych, wpływa na zachowanie.

Larwy i młode ryby są najbardziej wrażliwe na działanie oleju, którego rozlewy mogą zniszczyć ikrę ryb i larwy znajdujące się na powierzchni wody, a także młode w płytkich wodach.

Oddziaływanie wycieków ropy na organizmy bezkręgowe może trwać od tygodnia do 10 lat. To zależy od rodzaju oleju; okoliczności, w jakich nastąpił wyciek i jego wpływ na organizmy. Bezkręgowce giną najczęściej w strefie przybrzeżnej, w osadach lub w słupie wody. Kolonie bezkręgowców (zooplankton) w dużych ilościach wody szybciej wracają do poprzedniego stanu (przed rozlaniem) niż te w małych ilościach wody.

Rośliny w zbiornikach wodnych giną całkowicie, jeśli stężenie węglowodorów poliaromatycznych (powstających podczas spalania produktów naftowych) osiągnie 1%.

Ropa naftowa i produkty naftowe zakłócają stan ekologiczny pokryw glebowych i generalnie deformują strukturę biocenoz. Bakterie glebowe, a także bezkręgowce glebowe i zwierzęta nie są w stanie efektywnie wykonywać swoich najważniejszych funkcji w wyniku zatrucia lekkimi frakcjami oleju.

Nie tylko flora i fauna cierpią z powodu takich wypadków. Lokalni rybacy, hotele i restauracje ponoszą poważne straty. Poza tym z problemami borykają się także inne sektory gospodarki, szczególnie te przedsiębiorstwa, których działalność wymaga dużych ilości wody. Jeśli wyciek ropy nastąpi w zbiorniku słodkiej wody, zarówno lokalna ludność (na przykład przedsiębiorstwom użyteczności publicznej znacznie trudniej jest oczyścić wodę wprowadzaną do sieci wodociągowej), jak i rolnictwo doświadczają negatywnych konsekwencji.
Długoterminowe skutki takich incydentów nie są dokładnie znane: jedna grupa naukowców jest zdania, że ​​wycieki ropy mają negatywne skutki na wiele lat, a nawet dziesięcioleci, inna, że ​​krótkoterminowe skutki są niezwykle poważne, ale w dość krótki czas odbudowy dotkniętych ekosystemów.

Obliczenie szkód spowodowanych wyciekami ropy na dużą skalę jest dość trudne. Zależy to od wielu czynników, takich jak rodzaj rozlanej ropy, stan dotkniętego ekosystemu, pogoda, prądy oceaniczne i morskie, pora roku, stan lokalnego rybołówstwa i turystyki itp.

Materiał został przygotowany w oparciu o informacje pochodzące z otwartych źródeł

Problem ochrony środowiska staje się szczególnie dotkliwy ze względu na zanieczyszczenie zbiorników wodnych i gleb ropą i produktami naftowymi. Oddziaływania te są najbardziej zauważalne podczas wydobycia ropy naftowej, jej rafinacji, transportu, na skutek technologicznych i przypadkowych uwolnień produktów do środowiska.

Wiadomo, że 1 litr oleju zanieczyszcza aż do 1000 m 3 wody, co wynika z obecności w nim naturalnych środków powierzchniowo czynnych, które tworzą stabilne emulsje olejowo-wodne (Gandurina L.V., 1987).

Należy zauważyć, że na wszystkich etapach produkcji i transportu rocznie traci się ponad 45 milionów ton ropy (na lądzie - 22 miliony ton, na morzu - 7 milionów ton, 16 milionów ton przedostaje się do atmosfery w postaci produktów niecałkowite spalanie paliwa). Całkowita ilość węglowodorów ropopochodnych przedostających się do środowiska morskiego wynosi 2-8 mln ton rocznie, z czego 2,1 mln ton to straty podczas transportu statkami i tankowcami, 1,9 mln ton transportowane jest rzekami, pozostała część pochodzi z odpadów komunalnych i przemysłowych obszarach przybrzeżnych, obszarach zurbanizowanych oraz z innych źródeł (Shaporenko S.I., 1997).

Do połowy 2004 roku światowa flota tankowców powiększyła się do 3,5 tys. statków o nośności 10 tys. ton i większej. Jego całkowita nośność wynosi około 310 milionów ton. Ponadto ponad 70% statków o łącznej nośności 270 mln ton jest przeznaczonych do transportu ropy i produktów naftowych. Z tego czy innego powodu flotę tankowców doświadczają katastrof, powodując zanieczyszczenie środowiska.

Tym samym katastrofa tankowca Prestige w listopadzie 2002 roku doprowadziła do zanieczyszczenia 3000 km wybrzeży Hiszpanii, Francji i Wielkiej Brytanii. W rezultacie zginęło 300 tys. ptaków, ogromne straty poniosły rybołówstwo i marikultura, a do morza przedostało się 64 tys. ton oleju opałowego (z raportu World Wildlife Fund). Podczas wypadku tankowca Exxon Valdez na Alasce w 1989 roku rozlało się ponad 70 tysięcy ton ropy, zanieczyszczając 1200 kilometrów wybrzeża. Podczas listopadowych sztormów w 2007 r. w rejonie Cieśniny Kerczeńskiej rozbiło się kilka statków, w wyniku czego na niewielkim obszarze do morza przedostało się około 100 ton produktów naftowych.

W 2010 roku w Zatoce Meksykańskiej doszło do katastrofy na skalę planetarną. Po 36-godzinnym pożarze platforma wiertnicza zatonęła, po czym do oceanu zaczęło spływać do 1000 ton ropy dziennie. W Zatoce Meksykańskiej utworzyła się ogromna plama ropy o wymiarach 78 na 128 km, która ostatecznie dotarła do wybrzeży Luizjany, Florydy i Alabamy (Rysunek 1-4). Wyciek został zmniejszony dopiero po pięciu miesiącach.

Ropa i produkty naftowe występujące w ekosystemach wodnych mają szkodliwy wpływ na wszystkie ogniwa łańcucha ekologicznego, od mikroskopijnych glonów po ssaki.

Trwające zanieczyszczenie mórz i zbiorników słodkowodnych ropą i produktami naftowymi stawia przed badaczami wyzwanie polegające na znalezieniu sposobów przywrócenia naturalnych parametrów wody.

Obecnie istnieje duża liczba metod i metod oczyszczania zanieczyszczonej wody, które można podzielić na następujące.

Czyszczenie mechaniczne opiera się na odcedzaniu, filtrowaniu, osadzaniu i bezwładnościowym oddzielaniu różnych zanieczyszczeń i odpadów. Ta metoda oczyszczania ścieków pozwala na oddzielenie nierozpuszczalnych zanieczyszczeń i cząstek zawieszonych w wodzie. Metody czyszczenia mechanicznego są najtańsze, jednak ich zastosowanie nie zawsze jest skuteczne.

W trakcie czyszczenie chemiczne drenuje Może gromadzić się duża ilość osadu, który należy przefiltrować i usunąć w inny sposób. Jedną z najskuteczniejszych (choć kosztownych) metod oczyszczania wody jest zastosowanie procesów koagulacji, sorpcji, ekstrakcji, elektrolizy, ultrafiltracji, oczyszczania jonowymiennego i odwróconej osmozy. Te fizyczne i chemiczne metody oczyszczania ścieków Wyróżniają się zadowalającą skutecznością w oczyszczaniu wody z węglowodorów ropopochodnych. Jednak przy ich powszechnym stosowaniu konieczne jest budowanie specjalnych zakładów oczyszczania, posiadanie drogich odczynników chemicznych itp.

Metoda biologiczna czyszczenie Woda zaolejona skutecznie neutralizuje ścieki różnego pochodzenia i opiera się na wykorzystaniu specjalnych mikroorganizmów utleniających węglowodory. Wysoką skuteczność wykazują biofiltry z cienkim filmem bakteryjnym, stawy biologiczne w usuwaniu łatwo zniszczalnej materii organicznej z zamieszkującymi je mikroorganizmami, zbiorniki napowietrzające z osadem czynnym z bakterii i innych mikroorganizmów (Fergusson S., 2003).

Wymienione powyżej metody stosowane są głównie do oczyszczania ścieków i obszarów wodnych na lądzie. W morzach stosuje się różne metody.

Aby wyeliminować wyciek ropy na pełnym morzu, stosuje się metody mechaniczne, termiczne, fizykochemiczne i biologiczne.

Jedną z głównych metod reagowania na wycieki ropy jest mechaniczne zbieranie rozlanej ropy i produktów naftowych w połączeniu z bomami. Ich zadaniem jest zapobieganie rozprzestrzenianiu się oleju po powierzchni wody, zwiększanie jego stężenia w celu ułatwienia procesu oczyszczania, a także odprowadzanie oleju (trałowania) z obszarów najbardziej wrażliwych ekologicznie. Wysięgniki olejosorbcyjne to niezawodny, skuteczny i łatwy w utrzymaniu, przyjazny dla środowiska i akceptowalny ekonomicznie system oczyszczania wody z zanieczyszczeń olejowych. Największą skuteczność osiąga się w pierwszych godzinach po wycieku oleju. Do oczyszczenia obszarów wodnych i eliminacji wycieków oleju (zbierania oleju i zanieczyszczeń) stosuje się różne konstrukcje odpieniaczy oleju.

Metoda termiczna opiera się na spalaniu oleju i jest stosowana, gdy warstwa jest wystarczająco gruba i bezpośrednio po zanieczyszczeniu, przed utworzeniem emulsji z wodą. Metodę tę zazwyczaj stosuje się w połączeniu z innymi metodami reagowania na wycieki.

Metoda fizykochemiczna z wykorzystaniem dyspergatorów i sorbentów jest skuteczna w przypadkach, gdy mechaniczne zebranie oleju nie jest możliwe, np. gdy grubość filmu jest niewielka lub gdy rozlany olej stwarza realne zagrożenie dla obszarów wrażliwych ekologicznie. Dyspergatory to specjalne środki chemiczne stosowane w celu zwiększenia naturalnej dyspersji (rozpuszczenia) oleju w celu ułatwienia jego usunięcia z powierzchni wody, zanim wyciek dotrze do obszaru wrażliwego ekologicznie. Sorbenty (drobno zmielone pozostałości roślin zielnych i drzewiastych, torfy, porosty itp.) wchodząc w interakcję z powierzchnią wody, absorbują produkty naftowe, po czym tworzą się grudki nasycone olejem. Następnie są one usuwane mechanicznie, a pozostałe cząstki ulegają zniszczeniu na różne sposoby, w tym biologicznie.

Metoda biologiczna opiera się na wykorzystaniu mikroorganizmów wykorzystujących ropę i produkty naftowe. Stosuje się go głównie po zastosowaniu metod mechanicznych i fizykochemicznych.

Wśród znanych metod biologicznych szczególne miejsce zajmują biotechnologie wykorzystujące produkty biologiczne i konsorcja mikroorganizmów tworzone na bazie rodzimej mikroflory występującej w naturalnych ściekach. Istnieje szeroka gama komercyjnych produktów biologicznych, których działanie opiera się na biochemicznym niszczeniu węglowodorów wchodzących w ich skład przez szczepy mikroorganizmów. Produkty biologiczne najczęściej zawierają jeden lub więcej rodzajów mikroorganizmów.

Stosowanie biologicznej metody oczyszczania różni się od innych metod bezpieczeństwem środowiskowym, wysoką efektywnością i opłacalnością ekonomiczną. Dzięki optymalnemu doborowi konsorcjum mikroorganizmów w połączeniu z zastosowaniem substancji biostymulujących (niektóre substancje organiczne, nawozy mineralne itp.) można dziesiątki i setki razy przyspieszyć biologiczne utlenianie zanieczyszczeń olejowych i zmniejszyć zawartość pozostałości produktów naftowych do wartości prawie zerowych (Morozov N.V., 2001 ).

Przy recyklingu węglowodorów ropopochodnych z wykorzystaniem konsorcjów mikroorganizmów i produktów biologicznych należy wziąć pod uwagę warunki klimatyczne (głównie pH i temperaturę), właściwości ropy naftowej z określonych złóż, a także interakcję zastosowanych mikroorganizmów z rodzimą mikroflorą czyszczone obiekty.

Obecnie istnieje szeroka klasa mikroorganizmów heterotroficznych wchodzących w skład preparatów bakteryjnych. Ponadto każdy indywidualny kompleks mikroorganizmów wyróżnia się indywidualnością w stosunku do niektórych węglowodorów ropopochodnych. Przykładowo preparaty monobakteryjne charakteryzują się wąską specyficznością w odniesieniu do poszczególnych węglowodorów, niewielkim zakresem pH, zasolenia, temperatury i stężenia węglowodorów. To jest ich wada.

W warunkach naturalnych w rozkładzie oleju bierze udział cała mikrobiocenoza z charakterystyczną strukturą połączeń troficznych i metabolizmem energetycznym. Dlatego preparaty polibakteryjne mają szersze możliwości adaptacyjne i środowiskowe w zakresie wykorzystania mikroorganizmów w procesach czyszczenia.

Na Uniwersytecie Federalnym w Kazaniu (Rejon Wołgi) (Rosja, Kazań) w drodze ukierunkowanej selekcji utworzono konsorcja, w skład których wchodzą stowarzyszenia trzech, dziewięciu i dziesięciu szczepów mikroorganizmów utleniających węglowodory. Zostały odizolowane od ścieków z rafinerii ropy naftowej OJSC Kazanorgsintez, licznych pojazdów mechanicznych i ścieków miejskich odprowadzających wodę zanieczyszczoną ropą. Konsorcjum charakteryzuje się wysoką aktywnością oksydacyjną (końcowy produkt utleniania ropy handlowej (odsolonej i odwodnionej) oraz produktów naftowych wynosi 2040 mg CO 2 w ciągu 20 dni); zdolny do wzrostu na zubożonej pożywce o wysokim stopniu utleniania oleju (w tym węglowodorów aromatycznych zawartych w parafinach olejów ciężkich); w temperaturze 5-35°C i szerokim zakresie pH (od 2,5 do 10 jednostek). Jedną z głównych zalet opracowanego przez nas konsorcjum bakterii jest ich wyjątkowa zdolność przystosowania się do specyficznych warunków użytkowania, odporność na długi i ciągły proces oczyszczania ścieków z zanieczyszczeń olejowych oraz prostota technologii.

Dzięki temu, że w skład konsorcjum wchodzi duża liczba szczepów mikroorganizmów, szybko dostosowują się one do różnych warunków środowiskowych. Konsorcjum jest niejako „dostrojone” do pracy z niektórymi węglowodorami zawartymi w ściekach. Kiedy zmieniają się warunki środowiskowe, w tym skład zanieczyszczeń, szybko przestawiają swój metabolizm, zmieniając strukturę konsorcjum. Lek nie działa destrukcyjnie (w przeciwieństwie do agresywnych chemikaliów) na sprzęt i jest przyjazny dla środowiska.

Konsorcjum mikroorganizmów utleniających węglowodory przeznaczone jest do głębokiego oczyszczania i doczyszczania ścieków zawierających węglowodory:

1) statki pływające autonomicznie, stacje benzynowe, myjnie i stacje napraw samochodów, stacje transportu zmechanizowanego, lokalne przedsiębiorstwa przemysłowe i małe oczyszczalnie ścieków;

2) wielkogabarytowe ścieki fabryczne z różnych gałęzi przemysłu, rolnictwa i gospodarstw domowych z szeroką gamą pozostałościowych produktów naftowych i węglowodorów;

3) przy przygotowaniu wysokostężonych ścieków zawierających węglowodory, pochodzących z lokalnego przemysłu, zakładów syntezy organicznej i gospodarstw rolnych, do poziomu odprowadzania do oczyszczalni biologicznych w celu ich całkowitej neutralizacji;

4) podczas oczyszczania i doczyszczania zaolejonych ścieków balastowych ze statków autonomicznie pływających;

5) do doczyszczania wielkogabarytowych ścieków procesowych z pozostałości zanieczyszczeń olejowych po biologicznym oczyszczaniu ścieków.

6) Konsorcjum można również wykorzystać do oczyszczenia dużych obszarów morskich.

Pełną wersję artykułu można znaleźć na stronie Moskiewskiego Towarzystwa Przyrodników (http://www.moip.msu.ru)

Autorzy: Nikołaj Wasiljewicz Morozow, Olga Wadimowna Żukowa(Kazań (obwód Wołgi) Uniwersytet Federalny [e-mail chroniony] [e-mail chroniony]), Anatolij Pawłowicz Sadczikow(Międzynarodowe Centrum Biotechnologii Moskiewskiego Uniwersytetu Państwowego im. M.V. Lomonosova [email protected])