Проблема ліквідації ставків-відстійників на території промивально-пропарювальної станції “Одеса-сортувальна” та можливі шляхи її вирішення

Найбільшим локальним джерелом хронічного вуглеводневого забруднення повітряного басейну, прилеглих територій і акваторій, а також підземних вод р. Куяльниця Пересипи є відстійники та ставок-випарник Одеської промивно-пропарювальної станції (ОППС). Загальна площа ставка 4,50 га. Наразі в них накопичилося близько 30 тис. м3 нафтовмісних підвагонних вод, — до 23 тис. м3 невантажних нафтопродуктів у вигляді забруднених нафтопродуктами нафтошламів і донних відкладень з концентрацією нафтопродуктів 900,00-980,00. мг/рік. Щорічно з поверхні ставків випаровується близько 35 тис. тонн нафтопродуктів.
Наведені факти свідчать про необхідність створення комплексної технології нейтралізації нафтовмісних трюмних вод та утилізації забруднених нафтошламами донних відкладень.
При реалізації технологічних рішень ліквідації ставків і вигрібних ям не повинно утворюватися вторинних відходів, тобто необхідно забезпечити екологічну безпеку території розміщення ОППС. У цьому аспекті привертають увагу біотехнології, засновані на використанні бактерій-деструкторів і біопрепаратів.
Застосування мікробіологічних методів при ліквідації нафтових забруднень ґрунтів і водних поверхонь часто є практично єдиною можливістю відновлення природних біоценозів. Крім того, мікробіологічні методи найдешевші порівняно з іншими методами. Мікробіологічне знищення вуглеводневої нафти в ґрунті забезпечується, в основному, двома шляхами: стимуляцією розвитку аборигенної нафтоокислювальної мікрофлори ґрунтових біоценозів шляхом введення додаткових біогенних джерел живлення та використання біопрепаратів, створених на основі селекціонованих мікроорганізмів-руйнівників ( «Олеворін», «Уні-рем», «Валентис, Біо-рем, Нафтокс, Мікроміцет, Путідоіл, Десна та ін.). Коли нафтопродукти проникають на більшу глибину, забруднений ґрунт може бути видалений і санований у так званих біокамерах і кагатах.
Зниження вмісту нафтопродуктів у ґрунті можна здійснювати також за допомогою культур олігохет, які в процесі своєї життєдіяльності покращують його структуру, підвищують вміст гумусу та збагачують мікрофлору.
Усі наведені вище дані щодо використання бактеріальних препаратів та культур олігохет стосуються забруднених ґрунтів з максимальним вмістом нафти 25,00-50,00 мг/рік. Вміст нафтопродуктів в шламі ставків ОППС може досягати 980,00 мг/рік. Інформації про використання мікробіологічних методів утилізації таких нафтошламів в літературі немає.
Метою роботи була розробка біологічних методів утилізації донних відкладень нафтошламонакопичувачів-відстійників ОППС та їх апробація в природних умовах.
У дослідженнях використовувалися мікробіологічні, хімічні, фітотоксикологічні та інші методи дослідження. Для знищення нафтопродуктів у шламі та донних відкладеннях ставків використовували бактеріальний препарат «Еконадин», рідку культуру нафторуйнівних бактерій та культури олігохет – Eisenia fetida та Enchytraeus irregularis. Перший із них – E.fetida (каліфорнійський сорт), широко використовується у вермикультурі для виробництва біогумусу.
Препарат «Еконадин» — сорбент і деструктор вуглеводневої нафти, заснований на використанні непатогенних високоактивних бактерій-деструкторів роду Pseudomonas, іммобілізованих за спеціальною технологією на природному органічному субстраті — торфі. «Еконадин» поєднує в собі позитивні властивості природних синтетичних сорбентів з бактеріальними препаратами для біодеградації вуглеводневих масел. Препарат поглинає широкий спектр масел і нафтопродуктів з подальшим їх біодеградацією у воді, донних відкладеннях і грунті. «Еконадин», захищений двома патентами /1, 2, 3, 4/.
Для розробки біотехнологій, детоксикації та знешкодження нафтошламів проведено комплекс лабораторних досліджень та експериментів у природних умовах на дослідних майданчиках, розташованих на території ОППС. На дослідних ділянках нафтошлами обробляли препаратом «Еконадин» у поєднанні з природними органічними та мінеральними компонентами, такими як пісок, глина, рослинні залишки, деревна тирса. Розроблено оптимальні кількісні співвідношення зазначених компонентів. На станції контролю препарат «Еконадин» не завозився. Спостереження проводилися в динаміці.
Розроблено оригінальні біотехнологічні методи. Оцінку ефективності утилізації донних відкладень нафтошламів проводили мікробіологічними та фітотоксикологічними методами. Вміст вуглеводневої нафти аналізували методом ICS.
В результаті аналітичного обстеження території, яка утворилася після засипки ґрунтом частин ставка-випарника понад 10 років тому, встановлено забруднення вертикального розрізу ґрунту нафтопродуктами всіх горизонтів, в т.ч. поверхня. Спостерігалося накопичення нафтопродуктів трав’янистими рослинами. Вміст нафтопродуктів у представників рослин локальних фітоценозів становив 1,80-2,00 мг/г сухої маси. Наведені дані засвідчили, що спосіб засипання водойми-накопичувача ґрунтом не забезпечив екологічної чистоти. Хімічні аналізи показали, що вміст вуглеводневої нафти в різних пробах нафтошламу становив 848,00-980,00 мг/рік. При цьому, як у пробах донних відкладень нафтошламів, відібраних із відстійника, так і при відборі проб із басейну випарника, встановлено багатокомпонентний склад вуглеводневої нафти, що вказує на процеси окислення. Водночас у донних відкладеннях відстійника відмічено менш окислені форми, ніж у ставку-випарнику.
Комплексне обстеження ставків ОППС включало також хімічний аналіз води в них. В результаті досліджень встановлено, що вміст нафтопродуктів у воді відстійників становив 8,65-9,20 мг/л, у ставку-випарнику – 4,13 мг/л, у буферній ставку – 2,88-4,13 мг. /л .
Мікробіологічні дослідження нафтошламу ставків ОППС виявили наявність у ньому гетеротрофної та нафтоокислювальної мікрофлори. Встановлено, що кількість нафтоокислювальних бактерій у донних відкладеннях нафтошламу ставків у літній період досягала 3,8х106 кл/г, а у ставку-випарнику — 5,0х105 кл/г, що свідчить про процеси біодеградації нафтопродуктів. в ставкових екосистемах.
Натурні спостереження на польових ділянках показали, що біопрепарат «Еконадин» швидко локалізував водомазутні емульсії донних відкладень нафтошламу з подальшим глибоким перетворенням вуглеводневої нафти. Проведені польові досліди довели можливість отримання екологічного ефекту за дуже короткий проміжок часу. Ефект був зареєстрований мікробіологічним і хімічним аналізами, а також біотестуванням з використанням вищих рослин як тест-об’єктів. Мікробіологічні аналізи показали збільшення титру маслоокислювальних бактерій зі збільшенням тривалості експозиції. Спостерігалась швидка динаміка зниження вмісту нафтопродуктів за період спостереження: з вихідними концентраціями 900,00-980,00 мг/г до 54,00 мг/г; 11,50 мг/рік; 5,26 мг/рік; 1,20 мг/г відповідно через 0,5-1-2-2,5 міс.
Візуальними спостереженнями встановлено, що на ділянці дослідного поля сформований ґрунтовий субстрат був спочатку пухким, потім структурованим, водопроникним, без запаху нафтопродуктів. Про його біологічну цінність також свідчать результати біотестування: на дослідній ділянці схожість рослин через тиждень після сівби становила 85,0-100,0%. Біомаса рослин на дослідній ділянці перевищувала таку на контрольній більш ніж у 3 рази. Також слід зазначити, що пересаджені рослини з природного фітоценозу прижилися та активно вегетували на дослідній ділянці. Усі види пересаджених рослин перебували у фізіологічно активному стані, не втрачали тургору в перший та наступні періоди спостережень, відзначався інтенсивний розвиток кореневої системи та зеленої біомаси. При цьому зелені рослини були не лише індикатором фітотоксичної активності нафтошламу, а й активним компонентом його утилізації, оскільки інтенсифікували процеси біодеградації нафтового забруднення, а також сприяли структуруванню сформованого ґрунту. підкладка.
Водночас на ділянці контрольного поля з усього різноманіття пересаджених рослин збереглися лише поодинокі екземпляри полину австрійського (з 4 видів використаних рослин). Під час впливу рослини втрачали тургор і не розвивалися. У контролі зафіксована липка масляниста в’язка маса, водонепроникна.
Досліди з культурами олігохети E.fetida E.irregularis засвідчили можливість їх використання в комплексі з мікробіологічними методами при ліквідації ставкових ОППС. Проте, як показали дослідження, вводити хробака в рекультивований шар забрудненого ґрунту необхідно після зниження вмісту в ньому нафтопродуктів до 25,00 мг/г — для E.fetida і 45,00-50,00 мг/г — для E. irregularis.
Наведені дані свідчать про ефективність розробленої біотехнології утилізації нафтошламів мікробіологічними методами з використанням препарату «Еконадин».