I әдеби шолу

1.1 Қазіргі таңда мұнаймен ластану мәселесі

Мұнай өнеркәсібі бүгін - бұл ірі халық шаруашылық кешені болумен қатар, ол шаруашылық өз заңдылықтары бойынша даму үстінде. Шикі мұнай – бұл әлем бойынша ең сатылатын шикізаттардың бірі болып табылады. Қазақстанда көмірсутекті шикізаттың ресурстарын интенсивті түрде игеру әлі де жалғасуда. Енді мұнай мен газды өндіру мен тасымалдаумен қатар, мұнайдың химиялық өндірісі даму жолына алынды. Қазақстанда мұнай мен мұнайдың химиялық өндірісі дамыған орталық болып Батыс Қазақстан жері саналады. Ауқымды жобалар мен көмірсутекті өндіру шаралары Қазақстан Республикасының Ақтөбе, Атырау, Батыс Қазақстан, Манғыстау мен Қызылорда жерлерінде жүргізіледі [1].

Мемлекеттің халық шаруашылығы үшін мұнай деген не?

Мұнай химия саласында синтетикалық каучук, спирт, полиэтилен, полипропилен, пластмассаның көптеген түрлері мен одан жасалған бұйымдар, жасанды ұлпалар үшін шикізат ретінде; моторлы отындар (жанармай, керосин, дизельді және реактивті отын), майлар, бу қазанды-пешті отындары (мазут), құрылыс материалдары (битумдар, гудрондар, асфальт) үшін жасалу негізі; ақуыз препараттарын алу үшін пайдаланатын шикізат (қосымша - 1) [2].

Мұнай әлемдік отынды-энергетикалық балансында елеулі орын алады: жалпы энергетикалық ресурстар қорын пайдалану бойынша ол 48% үлесіне тиесілі. Әлемде химиялық және мұнай химиясысының өнеркісібінің тез дамуына байланысты, мұнайға деген қажеттілік жылдан-жылда өсуде.

Қазіргі таңда отын мәселесі ең өзекті мәселелердің біріне айналған сияқты: ол адамның даму эволюциясында әр түрлі жаңа ресурстарды ойлап табылуына қарамастан (атомды және геотермальді энергия, күн энергиясы, тасу мен су қайту әрекеттерінің гидроэнергиясы, жел және басқа да дәстүрлі энергияларға жатпайтын энергиялар түрлерінің негіздері) әлі қарастырылуда және де экономиканың қай саласын алмасақ та, оның энергиясының көзі боп отын ресурсы - мұнай болып саналады. Осыған байланысты қазіргі ғылыми – техникалық революция шарттары бойынша өндіру күштерінің дамуы соншалық, ол өндіру процесіне бүкіл биосфера компоненттерін қоса алады. Бірақ өндірудің бұл қабілетін пайдалану арқылы индустриалды дамыған елдер тағы да басқа кедергілерге тап болды – ол қоршаған орта күйінің нашарлауы, табиғи ресурстардың таусылу жағдайы.

Әлемдік қоғамдастық XX жүзжылдықты қорытқанда, мынадай нәтижеге келді: адамның өміріне ең қауіпті апат – атомды қауіп емес, катастрофиялық жағдайдағы экологиялық жағдай болып табылады. Ең үлкен қауіпшілікті тудыратын жағдай: ішуге жарамды судың тапшылығы, оның сапалық жағынан өзгерісі, санитарлы – гигиеналық талаптарға сәйкес келмеуі, сапасыз ішуге жарамды суды қолданудың тұрғындар денсаулығына әсер берген салдары.

Ғалымдардың санауы бойынша, Жер бетіндегі тұзды судың аумағының 97.5% үлесі теңіздер мен көлдер үлесіне тиесілі. Басқаша айтқанда, әлемдік су қорларының аумағының тек 2.5% үлесі ғана тұщы суға тиесілі.

Сонымен қатар осы тұщы судың 75%-ы тау мұздықтары мен полярлы бөріктерде “қатып тұрған жағдайында» болса, ал 24%-ы жер астында топырақ сулары ретінде таралатын болса, 0.5%-ы жер қойнауының ылғалы ретінде таралған болса, онда ең арзан және де қолайлы сулар – өзендер, көлдер мен басқа да жер үсті тоғандарына қалған тұщы судың аумағы әлемдік су қорының 0.01%-на сәйкес келеді. Біздің білуімізше, адамның өмірі және Жердегі барлық тірі ағзалар үшін судың мәнін қарастыратын болсақ, бұл келтірілген сандар судың әлемдегі ең құнды қазынаның бірі екенін куәландырады.

Әлемдегі судың бетін ластағыш заттар болып ең көп таралған спецификалық заттар қалдықтары: мұнай өнімдері, фенолдар, жеңіл тотығатын органикалық заттар, металл қоспалары, аммоний және нитрит азоттары. Көптеген тоғандарда спецификалық ластағыш заттар концентрациясы кездеседі: лигнин, ксантогенат, формальдегид және т.б. Су бетін ластайтын заттардың құрамына екінші қайтара процестер үлкен әсер беріп, экологияға жағдайына үлкен зардаптар әкеледі және фито мен агроценоздарға зардап тигізеді.

Көптеген кәсіпорындар, мұнай өндіруші болсын, мұнайдың химиялық саласы бойынша тұрақталған кәсіпорындар болсын немесе өндірістің басқа салалары да бойынша тұрақталған кәсіпорындар түрлері болсын, органикалық ластағыштары бар ағынсыз сулардың басым бөлігін және тоғандарға үлкен қауіп төндіретін қиын тотығатын мұнай өнімдерді жасап шығарады [3].

Қазіргі кезде тоғандар беттерінің мұнай көмірсутектерімен ластану процесі мұнайдың апаттық төгілуінен ғана емес, әр түрлі регламенттік жұмыстар нәтижесінде де туындауы мүмкін. Сондықтан да мұндай пайда болу себептері экожүйеге түсірілген техногенді жүктемені ұлғайтады. Қазіргі таңда мұнайдың су экожүйелеріне түсіретін әсердің бес типі анықталған:

1) нәтижесі летальді болатын тірі жануарларды уландыру;

2) гидробионттардың физиологиялық белсенділігінің бұзылуы;

3) тірі организмнің мұнай өнімдерімен толығымен қапталуы;

4) организмге көмірсутектердің енуі нәтижесінде, тірі организмнің ауруға шалдығуы;

5) тіршілік ету ортасының негативті өзгерістері [3-8].

Сулы ортаның қозғалысы оның ластануын топырақ пен жерге қарағанда жылдамдатып, оған қолайлы жағдайлар туғызады. Бір жағынан, ол ластану жерінің қиын қолжетімділігіне байланысты (әсіресе батпақты жерлерде), яғни ағын арқылы ластанудың бір аймақтан басқа аймаққа тасымалдану мүмкіндігі, ал екінші жағынан, ол судың бетінде жіңішке қабықша болып таралған мұнай дағының өзгеру процестеріне байланысты, мұнай өнімдерін жинау қиындығы болып табылады (қосымша-2) [8].

Судың бетіндегі мұнайдың түрлену процесін шартты түрде мына кезеңдерге бөлуге болады: 1 – мұнай мен мұнай өнімдерінің жеңіл қайнайтын компоненттердің булануы; 2 – кейбір компоненттердің еруі; 3 – келесідегі трансформациямен гидробионттардың жұтылуы; 4 – түбінде бактериальді тотығу процесі (анаэробты); 5 – түбіне тұндыру; 6 – топырақта шоғырлану және сулы көкжиекте судың кездесуі; 7 – мұнайдың эмульгирлену процесі; 8 – жағалауды ластайтын сулы-мұнайлы қара майлы түйіршіктердің пайда болуы; 9 – алдыңғы түйіршектер сияқты, бірақ та енді түйіршіктер судың тасу мен қайту әрекеттерінің нәтижесінде судың беткі қабықшасынан пайда болуы; 10 – жағалаудағы суларда кездесетін мұнай компоненттерінің фотототығу процесі; 11 – судың бетіндегі бактериальді тотығу процесі (аэробты) [8].

Мұнаймен ластануда үш экологиялық фактор топтары бірлесіп әрекет ететіні баяғыдан белгілі: 1) тұрақты өзгеріс процесінде болатын мұнай құрамының күрделігі; 2) әрдайым өзгеріс пен дамуда болатын экожүйе құрамы мен құрылысының гетерогендік қасиетінің күрделігі; 3) экожүйеге (температура, ылғалдылық, қысым және т.б.) әсер ететін сыртқы факторлардың әр алуандылығы мен құбылмалығы. Сондықтан да экожүйенің мұнаймен ластану процесінің зардаптарын бағалау мен осы зардаптардың жолдарын қарау да осы үш факторларды қарастыру арқылы жүзеге асырылады [3].

Мұнай мен мұнай өнімдерінің апатты түрде төгіліп кету зардаптарын жою әдетте үш қадамда жүргізіледі:

• Төгіліп кетуді оқшаулау процесі;

• Су бетінен мұнай немесе мұнай өнімін алу немесе толығымен жою процесі;

- жиналған өнімнің утилизациясы немесе қайта өндіру процесі.

Сондықтан да экожүйенің қалыпты күйі үшін су бетінен мұнай өнімдерін толығымен оперативті түрде жою процесі үлкен маңыздылыққа ие [8].

Су бетінде жүзіп жүрген мұнайды тазартудың әйгілі тәсілдеріне механикалық жою, глобулдау тәсілі, сорбция, химиялық және микробиологиялық ыдырау және т.б. [3] түрде тазартуды жүргізу өз үлесін қосуда. Олардың ішінде қазіргі таңда қоршаған ортаны тазарту үшін қолданылатын әдістердің ең қолайлысы болып микроорганизмдер енгізу әдісі болып табылады. Ол микроорганизмдер биологиялық экожүйелерді тазарту үшін органикалық ластағыштарды көміртектің негізі ретінде пайдаланып, токсикалық мұнай өнімдерін көмірқышқыл газы мен суға дейін трансформациялағанша экожүйені тазартып реттейд [9,10,11].

Батыс Қазақстан жеріндегі судың мұнай мен мұнай өнімдерімен ластануы су экожүйесінің толығымен қирауына және де су экожүйесінің қайта қалпының келмеуіне әкеледі. Сондықтан да мұнай өндіріс шығындарын қайта өндіру процесі үлкен мағынаға ие. Қазіргі кезде ол шығындарды азайтудың әдістер саны көп, бірақ та оларды практикада қолдану мүмкін емес. Микробиологиялық әдісінің артықшылығы оның мұнай концентрациясын (5% жоғары) нәтижелі түрде төмендету және қоршаған ортаның қайта ластануын болдырмау болып табылады. Және де сонымен қатар бұл әдіс күрделі технологияларды қажет етпейді [12].

Қазіргі кезде мұнайды тотықтыратын микроорганизмдер негізінде жасалған препараттар ойлап табылуда. Ластанған ортаға мұнай көмірсутектерін тотықтыра алатын таза микроорганизмдер түрлерін енгізу арқылы біз ол экожүейлердің тазарту процесін тездетеміз. Биологиялық деградация процесінің ұзақтығын қысқарту арқылы спецификалық субстраттарды микроорганизмдер көмегімен суды тазарту деградация процесінің тұрақтылығын реттейді [13,14,15]. Сонда бұл процесті қарастырғанда, біз ластанған ортаның аборигендік микрофлорасын белсенді қалыпқа келтірумен қатар, белсенді биодеструкторлар штаммдарына ие биопрепараттарды енгізуді да қарастырамыз. Микробиологиялық әдісті қолдану бізге мұнайды ластанған жерлерден оңай жолмен және көп күш қолданбай жоюға мүмкіндік береді [16]. Сондықтан да деградациялық белсенділігі басым және мұнай көмірсутектерінің жоғары концентрацияларына төтеп бере алу қабілеті бар микроорганизмдерді интродукциялау процесі болашақта жаңа микробиологиялық технологияларды дамытуға және мұнаймен ластанған территорияларды қайта қалпына келтіруге көптеген мүмкіншіліктер береді. Ол микроорганизмдер мұнай мен мұнай өнімдерінің кез келген түрінде өсіп дами алады.

Қазіргі кезде мұнайдың биохимиялық ыдырау процесі үшін таза және тиімді мұнай сорбенттері мен препараттары жоқ, бірақ та мұнай сорбенттерінің орнына қазіргі кезде көбінесе гидрофобты перлит, вермикулит және басқа да заттар қолданылады.

Перспективті бағыт болып бір заттың ішіне мұнайдың физико-химиялық сорбциясы мен мұнайдың қоршаған ортаға түсіретін микробиологиялық фактордың әсерінен болатын биодекструция құбылыстарының қосарланып келуі қолданылады.

Мұнайдың көмірсутектерін сорбция процесіне жіберетін заттарға қойылатын талаптардың бірі – гидрофобты бетке ие жоғары дамыған саңылаулы құрылымның болуы.