товит» создан на основе ассоциативных азотфиксаторов. Препарат обогащает почву биологическим азотом, нормализует питание растений, повышает устойчивость растений к заболеваниям. Микроорганизмы, входящие в состав биопрепарата, продуцируют антибиотические вещества, подавляющие развитие в почве фитопатогенных микроорганизмов.

Фосфорное удобрение «Бактофосфин» повышает урожайность сельскохозяйственных культур в результате мобилизации нерастворимых соединений фосфора в почве, устойчивость растений к грибным заболеваниям, позволяет сократить расход фосфорных минеральных удобрений в 2 раза и более, восстановить биологическую активность почв в районе применения.

Препараты-биоактиваторы для растениеводства относятся к биологическим регуляторам, стимуляторам роста растений. Они стимулируют прорастание семян, развитие ризосферной микрофлоры, активируют фотосинтез, разложение пожнивных остатков, процесс формирования гумуса. Основу препаратов составляют регуляторы роста растений (фитогормоны гетероауксины, цитокинины, гиббереллины), другие биологически активные вещества, ассоциативные культуры бактерий – естественных обитателей прикорневой зоны растений, синтезирующих фитогормоны. Препараты также содержат микроэлементы, необходимые для питания растений.

4.6.Сравнение методов ремедиации

Эффективность использования тех или иных методов ремедиации определяется прежде всего целями и задачами очистки и зависит от многих локальных факторов: почвенно-климатических условий, физико-химических свойств очищаемой среды, характера и уровня загрязнений, уровня технических и са- нитарно-гигиенических требований к ремедиационным работам, формой хозяйственного использования земли после ремедиационных работ, необходимых сроков их выполнения, имеющихся технологических и технических возможностей, финансовых, экологических ограничений, отношений с административными органами и других факторов.

Если объем или территория загрязненной зоны небольшие, обычно используются методы ex situ или on site, за исключением случаев, когда изъятие загрязненного материала технически невозможно, например, на застроенных участках. Эти методы обеспечивают возможность создания оптимальных условий для очистки и ускоряют ремедиацию, однако требуют дополнительных затрат на сбор, складирование и обработку материала.

Использование способов очистки in situ наиболее эффективно, если загрязнение летучее, растворимо в воде и/или биодоступно, расположено в глубинных почвенных горизонтах, под зонами застройки или на большой территории, и почвы имеют высокую проницаемость и гомогенность. В ряде случаев методы in situ позволяют продолжать использование территории, содержащей загрязненные зоны, непосредственно в ходе ремедиационных мероприятий. Методы in situ сложно применять для очистки почв от биологически стойких, нелетучих и

нерастворимых соединений, какими являются, например, бензпирены и полихлорированные бифенилы, тяжелые металлы и радионуклиды.

При in situ очистке загрязненных почв возможны объемный, поверхностный и линейный подходы к проведению работ.

При объемном подходе целью ремедиации является удаление всей массы загрязнения из среды. Этот метод применим к участкам с небольшим количеством загрязнений, расположенным, например, в районах застройки, селитебных зон, автозаправочных станций, нефтебаз и др., и выполняется в относительно короткие сроки.

При поверхностном подходе решается задача предотвратить распространение загрязнения в вертикальном направлении, например, в водоносные горизонты или проникновение паров летучего загрязнения в жилые здания.

Основная цель при линейном подходе – предотвращение горизонтального распространения загрязнения. Ремедиационные средства монтируются в направлении вертикальной оси или плоскости, например, для извлечения загрязненных грунтовых вод через скважины или ряд вертикальных колодцев. Другим примером является сооружение биобарьера (биоэкрана) в вертикальной плоскости для биодеградации органических соединений или обездвиживания тяжелых металлов, мигрирующих через барьер.

Если время, в течение которого загрязнение должно быть удалено или нейтрализовано, не является решающим фактором, то могут быть использованы менее затратные экстенсивные методы очистки, в частности метод самоочищения (природного истощения). В этом случае задача ремедиационных мероприятий сводится к контролю за распространением загрязнений. Однако при высоких концентрациях загрязнений и их опасности для окружающей среды и человека применение методов самоочищения неприемлемо.

Интенсивными методами удаления загрязнений являются конвективный транспорт и биодеградация. Выбор наиболее эффективного метода определяется свойствами загрязнения, глубиной его проникновения, уровнем грунтовых вод. Если загрязнение летуче и находится выше грунтовых вод, то наиболее подходящим является метод экстракции почвенных газов. Если загрязнение нелетуче, водорастворимо и биоустойчиво, то лучшие результаты дает использование метода промывки. При наличии загрязнений ниже верхнего уровня грунтовых вод целесообразнее использовать метод промывки и метод барботирования в сочетании с методом экстракции почвенных газов. Недостатком таких интенсивных вариантов ремедиации является необходимость последующей очистки извлекаемых почвенных газов и вод, в то время как при экстенсивном методе бо‚льшая часть присутствующих в них загрязнений обезвреживается в результате естественных процессов самоочищения, поэтому стоимость очистки ниже интенсивных методов.

Небиологические методы ремедиации считаются более надежными по сравнению с методами биоремедиации (табл. 4.8, 4.9). Эффективность небиологических методов, как правило, мало зависит от характеристик загрязнений почвы и воды и практически не зависит от климатических условий места расположения загрязненного объекта. Ремедиационные работы при использовании физико-

химических или химических методов могут длиться от нескольких дней до нескольких недель (в зависимости от масштаба проекта), процессы биоремедиации могут продолжаться от нескольких месяцев до нескольких лет.

Основными преимуществами биологических методов являются протекание процесса очистки в относительно мягких условиях, не изменяющих качество окружающей среды, значительно меньшие затраты на ее осуществление, высокая эффективность очистки. Стоимость биоремедиации (в условиях США) на 10–40% ниже, чем цена аналогичного проекта, выполненного при использовании физико-химических методов.

Биологические методы не могут использоваться в зонах с высокой концентрацией загрязнений, если загрязнение небиодоступно, если возможно образование токсичных продуктов биотрансформации.

При использовании биоремедиации необходимо создание условий, обеспечивающих активность микроорганизмов: аэрации, pH, температуры, влажности, солености, достаточных количеств биогенных элементов и других компонентов питания в формах, доступных для микробных клеток. Высокие концентрации поллютантов могут ингибировать развитие микроорганизмов, в то время как слишком низкие – не обеспечивать микроорганизмы энергией для роста, а кометаболизм загрязнений при потреблении альтернативного источника энергии затруднен. Биодоступность загрязнений может ограничиваться вследствие, например, их адсорбции глинистой фракцией или почвенным органическим материалом, иммобилизацией в порах с меньшим диаметром, чем размер клеток бактерий. При многокомпонентном загрязнении возможно удаление лишь наиболее доступных составляющих. При очистке глубоких почвенных горизонтов могут возникнуть трудности с обеспечением оптимальных условий протекания биологических процессов.

При выборе биоремедиации как метода очистки важно учитывать возраст загрязнения, попавшего в природную среду. Если загрязнения – органические ксенобиотики и застарелые, то существует большая вероятность появления в таких средах микроорганизмов-деструкторов, способных разлагать данные поллютанты. В этом случае система мер по обезвреживанию загрязнений и ремедиации почв сводится к оптимизации условий в почвенной среде, обеспечивающих активность биодеструкторов с помощью методов in situ, обеспечению транспорта субстратов и минерального питания к микроорганизмам. Основные технические приемы для стимулирования биодеградации включают промывку почвы, экстракцию (откачку) почвенных растворов и газовой среды под вакуумом, горизонтальным дренированием или через колодцы, барботирование (нагнетание) воздуха в подпочвенные слои. Преимущества применения метода стимулирования: не требуется получать специальные разрешения на применение микроорганизмов-биодеструкторов и относительно низкие затраты. Однако этот метод можно использовать только при невысоком уровне загрязнения. При аварийных ситуациях и высоких уровнях загрязнения он неэффективен.

При высоком уровне и небольшом сроке загрязнения целесообразен метод биоаугментации. Микроорганизмы для этого метода могут быть выделены непосредственно из загрязненных сред или используются имеющиеся биопрепараты. Микроорганизмы вносятся в загрязненную среду вместе с другими добавками, обеспечивающими их жизнедеятельность. Данный способ повышает скорость ликвидации загрязнений и может быть эффективен при высоком уровне загрязнения. Для реализации способа биоаугментации требуются предварительные лабораторные и экспериментальные исследования на каждом объекте для подбора необходимых микроорганизмов, дополнительные затраты на накопление их биомассы, а также получение специальных разрешений на применение биопрепаратов.