Лекция № 5 (2ч) Биоремедиация загрязненных почв и грунтов

План лекции:

1. Ремедиация загрязненных почв in situ.

2. Обработка удаленных почв и грунтов

Интенсивный рост промышленности и городов в последние 50—100 лет привели к необратимому загрязнению почв и грун­тов на значительных территориях. Загрязненные места должны быть рано или поздно подвергнуты очистке — ремедиации (ле­чению). Это крайне сложная задача, так как почвы и грунты ге-терогенны и геологическая структура загрязненных территорий разнообразна. Растворимые или частично растворимые продукты могут транспортироваться на значительные расстояния в гори­зонтальном направлении; некоторые легкие малорастворимые соединения, попав в грунтовые воды, могут плавать на поверх­ности и выноситься в верхние горизонты; тяжелые компоненты, такие, как смолистые фракции нефти, могут оседать на дно и транспортироваться очень медленно. Таким образом, загрязне­ния могут накапливаться в разных участках, что требует специ­фических подходов к разработке методов ремедиации загрязнен­ных территорий. В настоящее время существует два основных подхода к очистке загрязненных почв и грунтов — (1) обработка на месте (in situ) или (2) экскавация, т.е. вывоз и обработка на специальных предприятиях (ex situ).

Почвы являются основным ядром геохимического ландшафта. Именно в них протекают важ­нейшие геохимические процессы, определяющие условия миграции, рассеива­ния и концентрации атомов [Перельман, 1975; Глазовская, 1988, и др.]. Поэто­му при геохимическом изучении ландшафтов наибольшее внимание уделяется почвам. Геохимическое картирование осуществлялось на ключевых участках по профилям, а на остальной территории - как маршрутные исследования. Изучалось содержание тяжелых металлов в различных горизонтах почв и бо­лее детально в верхнем слое.

Чаще всего в почвах отме­чаются повышенные концентрации свинца, цинка, ванадия, стронция, меди и молибдена, реже - кобальта, никеля, бария и иттрия. Максимальные значения большинства химических элементов в почвах наблюдаются на территориях городов Саранск и Рузаевка. Содержание свинца и цинка на отдельных участ­ках превышает фоновые значения более чем в 10 раз. Изменение кислотности почв в результате выпадения кислотных дождей приводит к увеличению под­вижных форм тяжелых металлов, что способствует их поступлению в подзем­ные и поверхностные воды.

На большей части Мордовии содержание химических элементов в почвах определяется естественными условиями их формирования. Техногенное за­грязнение почвенного покрова отмечается около промышленных предприятий и вдоль отдельных участков автодорог.

Химические вещества, поступающие с выбросами промышленных предприятий и транспортных средств в окружающую среду, частично накапливаются в почвах и растениях, а частично с миграционными потоками поступают в по­верхностные и подземные воды. В зависимости от формы, в которой находятся химические элементы, они могут растворяться или оставаться в твердой фор­ме. В результате геохимического стока атомы мигрируют в пониженные уча­стки местности и частично аккумулируются в донных отложениях, концентрация химических элементов в которых зависит от загрязненности водного объ­екта.

Наибольшее содержание химических веществ отмечается в донных от-тожениях Сурской ландшафтно-геохимической макроарены, в которой они имеют преимущественно глинистый и суглинистый характер.

Наибольшей контрастностью отличаются донные отложения рек Инсар, Нуя, Пьяна и Рудня. В районе г. Рузаевка донные отложения реки Инсар со­держат аномальные концентрации цинка, свинца, галлия, кобальта, ванадия, эария, циркония, бериллия и скандия. Ниже Саранска помимо вышеперечисленных элементов отмечены повышенные концентрации олова и никеля.

В реке Пьяна и ее притоках (Пьянка и Саля) донные грунты накапливают цинк, свинец, кобальт, хром, стронций, барий, ванадий, галлий и цирконий.

Широкое распространение в Мокшинской ландшафтно-геохимической мезоарене песчаных отложений не способствует накоплению тяжелых металлов в донных отложениях. Только в реке Иссе наблюдаются аномальные концентрации свинца, цинка, галлия и бериллия, а местами - ванадия, циркония, бария и скандия.

Высокое содержание тяжелых металлов в донных отложениях рек Инсар, Нуя и Исса свидетельствует о значительной их загрязненности. Слабая защищенность грунтовых вод в ландшафтах водно-ледниковых равнин может привести к их техногенному загрязнению.

Важное значение при региональном мониторинге приобретает гидрогеохимическое обследование окружающей среды с учетом выявленных закономерностей. В качестве интегрального индикатора техногенной нагрузки на водосборы могут служить донные отложения.