2
Оглавление
Стр.
Введение.......................................................... 5
1. Проблема загрязнения объектов суши нефтью н
нефтепродуктами........................................... 6
1.1. Источники и пути загрязнения окружающей среды
нефтью и нефтепродуктами.................................. 6
1.2. Экологическая опасность и трансформация нефти
и нефтепродуктов в окружающей среде.......................... 12
1.3. Методы и способы очистки нефтезагрязненных почв
и фунтов..................................................... 17
1.4. Решение проблемы очистки нефтезафязненных фунтов
на железнодорожном транспорте................................ 28
2. Объекты и методы исследования. .
Анализ нефтезагрязненных грунтов............................. 33
2.1. Объекты исследования........................................... 33
2.2. Методы исследования....................................... 33
2.2.1. Определение содержания нефтепродуктов в грунтах. Расчет
пофешности определения....................................... 34
2.2.2. Определение содержания нефтепродуктов в отработанных
моющих растворах............................................. 35
2.2.3. Определение тяжелых металлов в отработанных моющих
растворах.................................................... 36
2.3. Анализ нефтезафязненных фунтов............................... 37
2.3.1. Исследование свежезафязненных фунтов......................... 38
2.3.1.1. Характеристики нефти и нефтепродуктов -
загрязнителей фунта......................................... 39
2.3.1.2. Постановка модельного эксперимента по зафязнению песчаного фунта нефтью и нефтепродуктами............................ 43
3
2.3.2. Исследование натурных (техногенно-загрязненных) грунтов 44
2.3.2.1. Характеристики экстрагируемых органических
соединений из натурных грунтов............................... 46
3. Моющие средства и исследование их моющей
способности ло отношению к нефтезагрязненным грунтам .. 52
3.1. Анализ промышленных моющих средств (МС)........................ 52
3.2. Оценка эффективности МС при очистке
нефтезагрязненных грунтов.................................... 56
3.2.1. Отмывка искусственно - загрязненных (модельных)
грунтов...................................................... 57
3.2.2. Отмывка техногенно - загрязненных (натурных) грунтов 71
3.3. Характеристики отработанных моющих растворов
после отмывки нефтезагрязненных грунтов...................... 73
3.3.1. Содержание нефтепродуктов в отработанных моющих растворах........................................................... 73
3.3.2. Содержание тяжелых металлов в отработанных моющих растворах........................................................... 77
4. Очистка нефтезагрязненных грунтов с использованием экологически безопасного моющего средства на основе перкарбоната натрия................................................. 80
4.1. Использование нового принципа физико-химической
очистки нефтезагрязненных грунтов............................ 80
4 1.1. Предложение моющего средства на основе
пероксидных соединений - флотационного отмывателя нефтепродуктов (ФОН)......................................... 82
4.2. Отмывка нефтезагрязненных грунтов с использованием ФОНа.. 86
4.2.1. Отмывка искусственно - загрязненных (модельных)
грунтов...................................................... 87
ный биоценоз, деградирует наземная растительность, загрязняются поверхностные и грунтовые воды, приземная атмосфера. Эти явления сопровождаются механическими нарушениями, а иногда и просадками земной поверхности, подтоплением или осушением территории, истощением горизонтов пресных вод, эрозией, гудронизацией и другими негативными для природной среды процессами [109,110].
При разливе на поверхность земли нефть и нефтепродукты распространяются и загрязняют почву и подземные воды. Жидкие УВ, как и любая жидкость, продвигаются в пористой или трещиноватой проницаемой среде под влиянием сил гравитации. В зоне разлива преобладает вертикальное движение вглубь породы. Вертикальное продвижение нефти вдоль почвенного профиля создает хроматографический эффект, приводящий к дифференциации состава нефти: в верхнем гумусовом горизонте сорбируются высокомолекулярные компоненты, а в нижние проникают в основном низкомолекулярные соединения, имеющие высокую растворимость в воде и более высокую диффузионную способность [1]. Только тогда, когда проникающие жидкие УВ встречают непроницаемые породы или поверхность подземных вод, они начинают скапливаться, а потом растекаться в горизонтальном направлении. Различают три фазы [18] распространения жидких УВ в массиве горных пород или техногенных грунтов. После разлива нефти и нефтепродуктов на поверхности земли сначала происходит просачивание зоны аэрации. На границе между насыщенной и ненасыщенной водой среды идет активная миграция (боковое распространение). На уровне подземной воды, в хорошо проницаемых горных породах с малой капиллярностью, может происходить, так называемая пассивная миграция - унос нефти и нефтепродуктов текущей подземной водой.
Процесс естественного фракционирования и разложения нефти начинается с момента ее поступления на поверхность суши. Закономерности этого процесса во времени были выяснены в самых общих чертах в ходе многолет-
него эксперимента, проводимого на модельных участках в различных природных зонах [19, 20, 35, 36].
В биогеохимическом воздействии нефти на экосистемы участвует множество углеводородных и неуглеводородных компонентов, в том числе минеральные соли и микроэлементы. Попадая на земную поверхность, нефть оказывается в качественно новых условиях существования: из анаэробной обстановки с очень замедленными темпами геохимических процессов она попадает в аэрируемую среду, в которой, помимо абиотических геохимических факторов (кислород, ультрафиолетовое излучение), огромную роль играют биогеохимические факторы, прежде всего деятельность микроорганизмов [19, 20, 21, 22). Будучи высокоорганизованной субстанцией, состоящей из множества сложных соединений, нефть деградирует очень медленно, процессы окисления одних структур ингибируются другими структурами, трансформация отдельных соединений происходит по пути образования форм, в дальнейшем трудноокисляемых [23, 24]. Скорость этого процесса в различных биоклиматических зонах разная, более медленная - в высоких широтах, более быстрая - в низких.
Общая для всех природных зон направленность процесса трансформации нефти - постепенное снижение ее содержания в почвах вследствие физико-химических и микробиологических процессов разложения, минерализации, перевода в малорастворимые или нерастворимые в органических растворителях формы. Ведущие факторы, контролирующие скорость и направленность процесса трансформации, - температура среды и количество атмосферных осадков. Процессы метаболизма нефти в южных районах идут во много раз быстрее, чем в северных. В субтропической зоне, например, в течение первого года превращается в различные продукты микробиологического метаболизма свыше 40 % нефти, оставшейся в почве после фотохимического разложения и испарения на поверхности. Но в условиях аридного климата все эти продукты остаются на месте и почвам долго не удается вое-
- Київ+380960830922