Принцип организации системы биологической очистки грунта на месте загрязнения (in situ).
Биоремедиация in situ представляет собой очистку среды от поллютанта без удаления загрязненной почвы из района загрязнения. Данная технология является довольно бюджетной, так как не требует проведения землеройных работ.
Кроме того, данная технология, в отличие от технологии ex situ, почти не создает запыления воздуха и высвобождает меньше летучих поллютантов.
Один из подходов биоремедиации in situ предполагает введение в загрязненную почву кислорода. Это делается с помощью специального оборудования. Это способствует росту микроорганизмов и аэробной биодеградации поллютантов.
Как правило, такую технологию используют для очистки от нефтепродуктов.
Также стимуляция биодеградации реализуется посредством введения в почву питательных веществ, которые способствуют росту и метаболизму микроорганизмов, осуществляющих деградацию поллютанта. Обычно для этого используют удобрения, содержащие азот и фосфор.
Еще один популярный способ – это введение в почву микроорганизмов или ферментов, которые ускоряют процесс деградации содержащихся в почве органических поллютантов.
Кроме того, используются биореакторы. Прежде чем поместить в биореактор почву из нее удаляют крупные камни, грунт подвергается перемешиванию и в результате становится более однородным. Затем к нему добавляется вода, в результате получается глинистая суспензия. В нее добавляют микроорганизмы, которые производят очистку суспензии от поллютанта. Когда процесс очистки завершается, почва высушивается и возвращается окружающую среду.
Еще один подход биоремедиации in situ заключается в том, что с места загрязнения почву перемещают на определенную территорию. Почву насыщают питательными веществами, водой и аэрируют. Минус данного метода состоит в том, что он требует много времени и много места.
Данный метод реализуется несколькими способами. В одном из вариантов загрязненную почву удаляют с места загрязнения, после чего распределяют тонким слоем на специально огороженной по периметру площади. Это позволяет предотвратить процесс распространения загрязнения за ее пределы.
Чтобы обеспечить доступ кислорода к почвенным микроорганизмам почву вспахивают и добавляют в нее вещества, стимулирующие их роста. Кроме того, над почвой разбрызгивают воду, что позволяет поддерживать оптимальный уровень влажности и снижает запыленность воздуха.
Согласно другому способу загрязненную почву складывают слоем толщиной от одного до трех метров. После этого проводится ее аэрация с помощью системы труб, которые доставляют в почву воздух для стимуляции биодеградации. С целью облегчения аэрации почву смешивают с рыхлым веществом.
В процессе очищения под воздействием продувки воздуха из грунта испаряются различные вещества, в том числе и сам поллютант. Кроме того, в грунт добавляют удобрения и поддерживают влажность на определенном уровне.
Если грунт смешивается с разными разрыхлителями, то аэрацию проводят с помощью вакуумных насосов или вентиляторов. Также такую смесь можно аэрировать путем перемешивания в специальных резервуарах или размещать загрязненную почву с разрыхлителем в длинные кучи, регулярно перемешиваемые тракторами.
В любой случае соотношение разрыхлитель-почва составляет примерно 1:3. Почву перемешивают, благодаря чему поддерживается необходимая температура и влажность. Такой способ очистки занимает несколько недель, в то время как биоремедиация может занимать несколько месяцев.
Схема процесса очистки почвы от нефтепродуктов с внесением нефтеокисляющих микроорганизмов.
Биологическая очистка представляет собой внесение в почву бактерий, способных разлагать нефтепродукт и вырабатывающих вещества, способствующих его быстрому смыванию (биогенных ПАВ); веществ, необходимых для их роста, а также другие мероприятия для создания для них наиболее благоприятных условий.
Принцип организации системы биологической очистки грунта на месте загрязнения (in situ):
Схема процесса очистки почвы от нефтепродуктов с внесением нефтеокисляющих микроорганизмов
В настоящее время в процессе биоочистки используются преимущественно аэробные бактерии. Исследованиями показана их способность активно разлагать углеводороды, определены требования к условиям, наиболее благоприятствующим из росту. Их метаболизм подробно изучен и показано, что продукты переработки микроорганизмами нефтепродуктов не опасны для человека и окружающей среды.
На стадии планирования и осуществления проекта биоочистки для оценки времени очистки (а значит, и стоимости работ), а также выбора оптимальных параметров всего технологического процесса, целесообразными представляются прогнозы хода очистки на всех ее стадиях. Для таких прогнозов широко используют математическое моделирование.