Диссертация (Экологические аспекты применения ПАВ для восстановления нарушенных арктических земель)

Федеральное государственное автономное образовательное учреждениевысшего образования «Российский государственный университет нефти и газа(национальный исследовательский университет)имени И.М. Губкина»На правах рукописиКУЛИКОВА Ольга АлексеевнаЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРИМЕНЕНИЯ ПАВ ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯНАРУШЕННЫХ АРКТИЧЕСКИХ ЗЕМЕЛЬ03.02.08 – Экология (в химии и нефтехимии)Диссертация на соискание ученой степеникандидата технических наукНаучный руководительдоктор технических наук,профессор Мазлова Е.А.Москва – 20192ОГЛАВЛЕНИЕВведение ......................................................................................................................................

6Глава 1 Основные подходы к изучению территорий техногенного загрязненияв Арктике и их реабилитации ............................................................................................................. 131.1Климатические, географические, экосистемные особенностиАрктической зоны ................................................................................................................................

131.2Проблема накопленного вреда окружающей среде и его ликвидациив условиях Арктики.............................................................................................................................. 141.2.1 Нефтяное загрязнение арктических экосистем и его экологические последствия ... 171.2.2 Обзор современных методов и технологий рекультивации нефтезагрязненныхземель Крайнего Севера и Арктики ...................................................................................................

201.2.3 Опыт реализации проектов ликвидации объектов накопленного вредаокружающей среде в арктической зоне России и стран мира ......................................................... 241.2.4 Реагентный метод очистки нефтезагрязненных почвогрунтовв условиях Арктики.............................................................................................................................. 281.3Экологические аспекты применения реагентов на основе поверхностно-активных веществ в процессах очистки нефтезагрязненных земель и нефтешламов ..................

391.3.1Поведение и биодеградация реагентов на основе поверхностно-активныхвеществ в объектах окружающей среды ............................................................................................ 391.3.2Экотоксикологические характеристики реагентов на основеповерхностно-активных веществ ........................................................................................................ 401.3.3Критерии выбора реагентов на основе поверхностно-активных веществдля очистки нефтезагрязненных почв и нефтешламов ....................................................................

421.4Методы контроля восстановления почв и их экосистемных функций ................. 43Выводы по Главе 1 ................................................................................................................... 44Глава 2 Характеристика методов исследования .................................................................... 452.1 Методы полевых исследований ........................................................................................ 452.2. Методы камерального исследования объектов антропогенного загрязнения.............

4632.2.1 Определение химических и физических характеристик проб природныхпочвогрунтов, донных отложений, шламов и поверхностных вод ................................................. 462.2.2 Исследование эффективности реагентного метода обработки нефтезагрязненныхмодельных почв, природных грунтов и нефтешламов ..................................................................... 512.2.3 Определение миграционной способности тяжелых металлов .................................... 522.2.4 Методы установления характеристик исследуемых реагентов, влияющихна экотоксикологические свойства НЗПГ и НШ .............................................................................. 53Глава 3 Изучение объектов техногенного загрязнения ........................................................

573.1 Изучение территории техногенного загрязнения п-ова Ямал ....................................... 573.1.1 Естественная устойчивость арктических почв исследуемых территорийк загрязнению нефтью и нефтепродуктами ....................................................................................... 573.1.2 Характеристика пунктов мониторинга на территории нефункционирующейстанции тропосферной релейной связи «Кама» ................................................................................ 613.1.3 Результаты экологического мониторинга исследуемой территории ......................... 653.2 Результаты камеральных исследований химического загрязнения объектовокружающей среды ..............................................................................................................................

733.2.1 Результаты определения состава органических соединений и их распределенияпо глубине почвенного профиля......................................................................................................... 773.2.2 Характеристика валового содержания химических элементов,в том числе тяжелых металлов ........................................................................................................... 833.3 Результаты определения физических характеристик исследуемых почвогрунтов ..... 883.4 Характеристика растительного сообщества как индикатора экологическогосостояния исследуемых территорий .................................................................................................. 903.5 Анализ требований к реабилитации исследуемой территории техногенногозагрязнения ...........................................................................................................................................

92Выводы по Главе 3 ................................................................................................................... 94Глава 4 Исследование физико-химических процессов обработки техногенных почврастворами поверхностно-активных веществ ................................................................................... 964.1 Влияние параметров обработки почв на содержание в них органическихсоединений (на примере модельных почв) ........................................................................................

9644.1.1 Приготовление модельных почв и нефтепродуктов .................................................... 964.1.2 Моделирование нефтезагрязненных почв .................................................................... 984.1.2 Исследуемые реагенты на основе поверхностно-активных веществ ......................... 984.1.3 Изучение эффективности снижения содержания органических соединенийна примере модельных почв.............................................................................................................. 1004.2 Экотоксикологические характеристики исследуемых поверхностно-активныхвеществ ................................................................................................................................................

1064.2.1 Фитотоксичность ........................................................................................................... 1074.2.2 Биотоксичность.............................................................................................................. 1104.3 Планирование работ по рекультивации территорий техногенного загрязненияс использованием поверхностно-активных веществ ...................................................................... 1114.4 Изучение эффективности обработки образцов почвогрунтов Арктической зоны ....

1184.5 Исследование эффективности обработки нефтешламов реагентами на основеповерхностно-активных веществ ...................................................................................................... 1194.5.1 Характеристика исследуемых образцов нефтешламов ............................................. 1204.5.2 Исследование эффективности очистки нефтешламов ............................................... 121Выводы по Главе 4 .................................................................................................................

122Глава 5 Экологическая безопасность применения поверхностно-активных веществ .... 1245.1 Изменение экотоксикологических характеристик нефтезагрязненных арктическихпочвогрунтов в результате реагентной обработки ......................................................................... 1245.1.1 Фитотоксичность ...........................................................................................................

1245.1.2 Биотоксичность.............................................................................................................. 1265.1.3 Изменение ферментативной активности нефтезагрязненных почвогрунтов .......... 1275.1.4 Характеристика отработанных растворов реагентов на основе поверхностноактивных веществ ...............................................................................................................................

1295.2 Изменение экотоксикологических характеристик нефтешламов в результатереагентной обработки ........................................................................................................................ 1315.2.1 Фитотоксичность ........................................................................................................... 1315.2.2 Биотоксичность.............................................................................................................. 13255.3 Результаты опытно-промышленных испытаний комбинированной технологиирекультивации арктических земель с использованием реагентов на основе поверхностноактивных веществ (на примере ТРРС «Кама») ...............................................................................

1335.3.1 Рекультивация нефтезагрязненных участков ............................................................. 1335.3.2 Первичные результаты in-situ реагентной обработки арктическихпочвогрунтов ...................................................................................................................................... 139Выводы по Главе 5 ................................................................................................................. 140Заключение..............................................................................................................................