Направление 1. Транспортное и строительное машиностроение

_______________________________________________________________________________________

УДК 614.76

ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОВ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ГРУНТОВ, ЗАГРЯЗНЕННЫХ НЕФТЕПРОДУКТАМИ

С. А. Павлов, кандидат технических наук;

Н. В. Шершнев, магистрант;

Н. М. Андрюхов, аспирант

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский автомобильно-дорожный государственный технический

университет (МАДИ)», Москва, Россия

Аннотация. В статье рассмотрены методы восстановления грунтов, пострадавших от загрязнения нефтепродуктами.Методы восстановления обычно классифицируются тремя группами: механические, физико-химические и биологические. В работе проанализирована и рассмотрена эффективность применения различных способов рекультивации грунтов, загрязненных нефтепродуктами.

Ключевые слова: Восстановление грунтов, нефтепродукты, рекультивация, бульдозерное оборудование.

USING OF METHODS FOR RESTORING SOILS CONTAMINATED WITH PETROLEUM

PRODUCTS

S.A. Pavlov, Ph.D. tenh. Sciences;

N. V. Shershnev, master student, group 1mDM; N. M. Andryukhov, graduate student

Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «Moscow Automobile and Road Construction State Technical University», Moscow, Russia

Annotation.The article contains methods for restoring soils affected by oil pollution.Recovery methods are usually classified into three groups: mechanical, physico-chemical, and biological. There is an analysis and estimation of effectiveness of various methods of recultivation of soils contaminated with petroleum product.

Keywords: soil Restoration, oil products, reclamation, bulldozer equipment.

Нефть является важнейшим энергоресурсом не только в настоящее время, но и останется им на обозримое будущее, оказывая огромное влияние на мировую экономику. Неспособность достаточно полно оценить опасность угрозы, возникающей при заражениигрунтовнефтепродуктами, приводит к серьезным и сложно устраняемымпоследствиям.Масштабы загрязнения нефтью и особо долгий период разложения с выделением токсичных веществ представляет собой всеобщую опасность для всей планеты. Естественноесамоочищение грунтов от нефтепродуктов – длительный процесс, особенно в условиях низких температур. Поэтому актуальность восстановления загрязненных грунтов различными способами требует детального рассмотрения.

В естественных природных условиях нефтяные продукты подвергаются разложению с помощью множества комплексов различных групп микроорганизмов. Чтобы ускорить и улучшить процессы биологического распада разрабатываются новые, более совершенные способы восстановления грунтов.

Классификация методов восстановления грунтов от нефтяных загрязнений:

1. Механические.

1.1Откачка нефти в ёмкости.Данная мера предпринимается в первую очередь при крупном разливе нефтяных продуктов. Для этого требуется наличие специальной техники и резервуары для сбора. При таком способе очистка грунта не проводится, основная задача – сбор и транспортировка.

1.2Замена почвы. Загрязненную почву вывозят в специальные карьеры, где нефтяные загрязненияподвергаются длительному естественному разложению.

2.Физико-химические.

35

ОБРАЗОВАНИЕ. ТРАНСПОРТ. ИННОВАЦИИ. СТРОИТЕЛЬСТВО

Сборник материалов III Национальной научно-практической конференции

_______________________________________________________________________________________

2.1Сжигание. Способ, который используют в чрезвычайных ситуациях, чтобы избежать попадания

всточные воды нефтяных загрязнений. В зависимости от их типа уничтожается до 75%загрязнений, остальная часть попадает в грунт. После применения этого способа землю необходимо вывозить на карьер для дальнейшей рекультивации.

2.2Предотвращение возгорания. Способ применяется в случае разлива нефтепродуктов на территории жилых зон, на автомобильных трассах, где возгорание становится более опасным явлением, чем загрязнение грунта. Чтобы изолировать поврежденную площадь на неё сверху наносят противопожарную пену или сорбирующие вещества.

2.3Промывка почвы.Данный способ очистки от нефтяных загрязнений проводится в специальных барабанах, где вода, с помощью которой выполнялась промывка,собирается в гидроизолированные пруды с дальнейшим отстаиванием и дополнительной фильтрацией.

2.4Дренирование почвы.Этот метод очистки сводится к промыванию грунта дренажными системами и может использоваться с добавлением специальных бактерий, которые разлагают нефтезагрязнения.

2.5Экстракция растворителями.Для выполнения такого способа грунт загружается в промывочные барабаны, в них добавляются летучие растворители, а их остатки впоследствии отгоняют с помощью пара.

2.6Сорбция.Используется при попадании нефтепродуктов на твердые поверхности, такие как асфальт, бетон. Проводится засыпка сорбентами,которые поглощают нефтепродукты и тем самым снижается риск возникновения пожарной опасности.

2.7Десорбция термическая.Редко применяемый метод, который требует наличия специального технического оборудования. Такая технологияпозволяет получать полезные продукты,например, вещества, состоящие из мазутных фракций.

3.Биологические методы.

3.1Биоремедиация.Метод, основанный на применении специальных нефтеразрушающих микроорганизмов. Заключается во внедрении микроорганизмов в грунт с помощью запашки или поверхностного рыхления. Для увеличения скорости восстановления грунтов, обработанные участки подпитывают растворами удобрений.

3.2Фиторемедиация.В основе способа лежит разложение остатков нефти с помощью посева трав, устойчивых к нефтепродуктам(клевер, щавель). Растения активизируют микрофлору почвы и вводят её в окончательную стадию восстановления от нефтезагрязнений [1, 2].

Преимущества и недостатки методов

Достаточно долго самым распространенным способом являлось сжигание нефтепродуктов, однако метод малоэффективен и достаточно вреден по ряду причин: во-первых, нефть должна лежать на поверхности слоем, потому что пропитанная ею почва гореть не будет, а во-вторых, на месте поражения невозможно восстановление продуктивности почвы, при сгорании выделяется огромное количество токсинов.

С помощью пиролиза или экстракции паром невыгодно проводить очищение больших объемовнефтезагрязнений, поскольку метод дорогостоящий.

Складирование грунта с нефтезагрязнениями в карьерах создает возможность вторичного загрязнения и попадания в сточные воды.

Для качественного удаления загрязненных участков грунтов часто применяют различные сорбирующие вещества. В качестве сорбентов используют органические и растительного вида отходов (отходы с посевов, торф и т. д.).

Один из применяемых способов очистки, который удаляет до 85% нефти, это промывание. Но применение в больших масштабах не целесообразно, из-за того, что используемые вещества наносят вторичный вред окружающей среде [3].

Восстанавливают также с применением микробиологических препаратов и дождевых червей. Для более эффективного результата эти способы совмещают, и скорость восстановления увеличивается в разы на рисунке 1.

36

Направление 1. Транспортное и строительное машиностроение

_______________________________________________________________________________________

Рисунок 1 – Изменение количества нефтезагрязнений в грунтах с течением времени при микробиологической рекультивации

Усовершенствование биологической рекультивации

Доказано, что биологическая рекультивация является наиболее эффективным методом восстановления[4].Поскольку внесение микроорганизмов подразумевает перемешивание с загрязненным грунтом, именно эта фаза технологического этапа восстановления требует применения специальной техники. Значительный объем загрязненных участков обрабатывается экскаваторами и бульдозерами на рисунке 2.

Именно на бульдозер, как землеройно-транспортную машину, приходится до 70% работы по перемещению загрязненного грунта с формированием отстойных участков и 40% по перемешиванию. Возможность сочетания выполнения этих двух типов работ с помощью бульдозера позволит значительно сократить сроки восстановления грунтов, загрязненных нефтепродуктами.

Рисунок 2 –Перемешивание экскаваторами нефтешламов

В исследованиях В. И. Баловнева рассматривается возможность интенсификации процесса перемешивания грунтов с помощью шнекового оборудования [5]. Изучалось влияние конструктивных и технологических показателей шнекового оборудования на производительность и работу бульдозера на рисунке 3.

37

ОБРАЗОВАНИЕ. ТРАНСПОРТ. ИННОВАЦИИ. СТРОИТЕЛЬСТВО

Сборник материалов III Национальной научно-практической конференции

_______________________________________________________________________________________

Рисунок 3 – Шнековый рабочий орган

Предполагается, что время перемешивания загрязненного грунта и путь его перемещения будут значительно влиять на качество пермешиванияна рисунке 4.

Рисунок 4. – Интенсифицирующий рабочий орган

В дальнейшем основная задача будет заключаться в исследовании траектории движения частиц загрязненного материала по винтовой поверхности шнекового рабочего органа[6].

Выводы

Ежегодный рост добычи нефти увеличивает рост потерь нефтепродуктов в нефтезагрязнений в окружающую среду. Одним из эффективных способов борьбы с нефтезгарязнениями является биологический способ восстановления грунтов. На основании анализа работы бульдозера, разработана конструкция интенсифицирующего рабочего органа со шнековым оборудованием. Предполагается, что применение такой конструктивной схемы исполнения оборудования для перемещения и перемешивания позволит значительно сократить срок рекультивации земель, загрязненных нефтепродуктами.

Библиографический список

1.Логинов, О.Н. Биотехнологические методы очистки окружающей среды от техногенных загрязнений / О.Н. Логинов, Н.Н.Силищев, Т.Ф. Бойко, Н.Ф. Галимзянова.–Уфа: Гос. изд. научно-тех. литературы «Реактив»,

2000. – 100 с.

2.Вельков, В.В. Биоремедиация: принципы, проблемы, подходы / В.В.Вельков // Биотехнология. – 1995. –

№3-4. – С. 20-27.

3. Исмайлов, Н.И. Современное состояние методов рекультивации нефтезагрязненных земель / Н.И. Исмайлов, Ю.И. Пиковский // Восстановление нефтезагрязненных почвенных экосистем. – М.: Наука, 1988. – С. 222-236.

4.Алиев, С.А. Рекомендации по рекультивации нефтезагрязненных земель / Д. В.Гвозденко, М. П.Бабаев, Д.А.Гаджиев.– Баку: Элм, 1981. – 26 с.

5.Баловнев, В. И. Повышение производительности для машин землеройных работ / В. И. Баловнев, Л.А. Хмара.

–Киев: Будивэльнык, 1988 – 152 с.

6.Андрюхов, Н. М. Очистка прибрежных полос различным оборудованием / Н. М. Андрюхов// Сборник докладов XXIII Московской международной межвузовской научно-технической конференции студентов, магистрантов, аспирантов и молодых ученых. – 2019. – С. 33-36.

38