Загрязнение почвы селитебной зоны поселка Степной г. Омска

Загрязнение почвы селитебной зоны поселка Степной г. Омска
нефтепродуктами и методы рекультивации.
Мухатаева Ж. Ж.
Омский Государственный Технический Университет
Омск, Россия
Soil pollution residential areas of the village Steppenwolf Omsk oil products
and methods of remediation
Mukhataeva Z. Z.
Omsk State Technical University
Omsk, Russia
Объектом исследования являлись технологии рекультивации городских почв.
Цель работы — разработка и апробация комплекса оригинальных
технологий рекультивации загрязненных и деградированных почв на
территории Омской области в п. Степной.
К загрязнению селитебной зоны привел выброс на участок вокруг котельной
№ 127 около 60 тонн нефтепродуктов.
Засыпая места разлива мазута грунтом, увеличивается масштабы
экологического бедствия, что нарушает нормы предписанные судом о
рекультивации территории.
Иcпользуется множество методов для ликвидации нефтяных загрязнений с
поверхности, в т.ч. механические, физико-химические, биологические,
фотохимические. Сорбционная очистка считается одной из наиболее
эффективных.
В результате исследования были обозначены основные этапы работ при
применении комплексов технологий рекультивации загрязненных и
деградированных городских почв - подготовительный,
агроэкотехнологический и мелиоративно-биотехнологический. Выявлены
стадии проведения каждого из этих этапов. Была показана высокая
эффективность использования препаратов на основе высоких концентраций
гуминовых веществ и гидрогеля для ремедиации и поддержания
биологической продуктивности почв промышленных территорий.
Для производств сорбентов используется природное синтетическое,
минеральное и органическое сырье. Известно использование в качестве
исходного сырья для получения нефтяных сорбентов лигноцеллюлозного
сырья, мхов и торфов.
Основные свойства нефтяных сорбентов нефтеёмкость и влагоемкость
(водопоглощение, плавучесть), также зависят от содержания органического
вещества в сапропеле и остаточной влажности, которые в свою очередь
определяются условиями термообработки - конечной температурой,
скоростью нагрева и продолжительностью термообработки.
В интересах устойчивого развития регионов необходимо вовлекать в
переработку местные ресурсы сырья. В этой связи важным для Омской
области является переработка озерно-болотных отложений - сапропелей.
Разведанные запасы сапропелей Омской области оцениваются в 156
миллионов тонн.
Перспективным направлением применения данного вида природного сырья
является приготовление сорбентов на его основе. Такие сорбенты могут быть
использованы для очистки сточных вод промышленных предприятий
различного профиля. В Омском промышленном регионе, в котором
сосредоточены нефтеперерабатывающая, машиностроительная и другие
отрасли, очистка сточных вод является весьма актуальной проблемой.
В результате обработки нативного сапропеля (содержание ОВ 73,2%) в
несколько стадий (формование, карбонизация в неокислительной среде,
активация водяным паром) получены образцы сорбентов СФМА - 1, СФМА 2, СФМА - 3 в виде черенков диаметром 3-5 мм. Условия синтеза
сапропелевых углеродных сорбентов приведены в таблице 1.
Таблица 1.
Сорбент
СФМА -1
СФМА -2
СФМА -3
Потеря массы, %
Температура ,°С
карбонизация активация при карбонизации при активации
600
620
11,1
9,8
600
700
11,1
16,6
600
750
11,1
26,5
В таблице 2 приведены физико-химические характеристики полученных
сорбентов: насыпная плотность, зольность Ас, удельная поверхность Sуд,
суммарный объем пор по влагоемкости, йодное число. Увеличение степени
активации (потери массы при активации) приводит к росту суммарного
объёма пор. С увеличением суммарного объёма пор углеродного сорбента
растет его адсорбционная способность. Определение осветляющей
способности по йоду является наиболее распространенной методикой
определения адсорбционных показателей углеродных сорбентов.
Сорбент
СФМА – 1
СФМА – 2
СФМА – 3
ρ, г/см3
0,35
0,33
0,3
Ас, %
51,2
58,5
64,8
Sуд, м2/г
V∑, см3/г
Йодное число, мг/г
120,4
175,2
165,0
0,74
0,85
0,94
14,7
23,3
28,7
Полученные сорбенты обладают достаточно развитой пористой структурой:
суммарный объем пор 0,74 - 0,94 см3/г, удельная поверхность 120 - 170 м2/г.
Такое соотношение удельной поверхности и суммарного объема пор
характерно только для мезо-макропористых сорбентов. Наличие в сорбенте
крупных пор, в которых перенос реагирующих веществ осуществляется за
счет молекулярной диффузии, облегчает доступ реагентов вглубь сорбента и
значительно увеличивает скорость реакции.Эту особенность полученных
сорбентов необходимо особо подчеркнуть, так как известные способы
получения углеродных материалов изприродного органического сырья –
древесины различных пород, лесосечных отходов, торфа,каменного угля,
косточек различных плодов не дают возможности получать материалы
снизким содержанием микропор и высоким содержанием мезо- и макропор.
Полученная серия углеродсодержащих образцов была применена для
сорбции растворенных нефтепродуктов из модельных растворов. Модельный
насыщенный водный раствор нефтепродуктов был приготовлен с
использованием летнего дизельного топлива и содержал 950 мг/л
нефтепродукта в растворенном состоянии. Концентрацию нефтепродуктов в
воде определяли спектрофотометрическим методом.
Показано, что адсорбционное равновесие достигается за 1 час на всех
исследованных сорбентах. При концентрации нефтепродуктов в воде 950
мг/л максимальная емкость составила для СФМА1 - 160 мг/г, СФМА2 - 185
мг/г,СФМА3 - 167 мг/г. Установлена зависимость количества
сорбированного нефтепродукта от его концентрации в воде в области
концентраций 1-20 мг/л. Ёмкость сорбентов в данном диапазоне
концентраций примерно одинакова и составляет 4,2 мг/г. Сорбция
растворенных нефтепродуктов в нашем случае удовлетворительно
описывается уравнением Фрейндлиха: А=4,76•C1/0,79.
Проведено сравнение сорбентов по эффективности удаления растворенных в
воде нефтепродуктов. Продолжительность сорбции составляла 1 час,
исходная концентрация нефтепродуктов 22 мг/л. Все сорбенты показывают
примерно одни и те же значения по минимальному остаточному содержанию
(0,8-1,1 мг/л) и степени очистки (95-96%).
Сорбенты оказались более универсальными и сохраняют свою
эффективность, как на промышленных участках, так и в селитебных и
рекреационных зонах.