Диссертация (1172981), страница 19
Текст из файла (страница 19)
Эффективность обработкиреагентов БОК-6 НШ-1, характеризующегося высокой степенью выветривания и содержаниемпреимущественно тяжёлых нефтяных фракций, была невысока – 44% по общему содержаниюорганического вещества. Содержание нефти и нефтепродуктов в НШ-2, обработанномраствором БОК-6, снизилось на 77%, в НШ-1 – на 92%.
Обработка НШ-1 реагентом АддиМаксПВ01 не дала положительного эффекта: наблюдалась частичная очистка, но вследствиеневозможности разделения полученной дисперсной системы данный образец был признан неочищенным и не использовался в дальнейшем исследовании.122Выводы по Главе 4Проведены модельные испытания, позволившие выделить наиболее перспективныемоющие ПАВ на основе данных об их эффективности, полученных входе модельныхиспытаний. Установлено, что наибольшая эффективность обработки загрязненных нефтью почвдостигается при щелочных значениях рН моющих растворов (БОК-6, АддиМакс ПВ-01), однакощелочная обработка природных почв может привести к преимущественному вымываниюгуминовых кислот, которые определяют плодородие почвы и способность к самоочищению.Установлено, что солюбилизация природных органических соединений в значительной степенизависит от щелочности растворов ПАВ, но это не единственный фактор, указывающий наспособность некоторых химических реагентов вымывать гуминовые вещества из почвы.Для обеспечения экологической безопасности применения ПАВ в процессах очисткиНЗПГ проведена оценка био- и фитотоксичности исследуемых реагентов.
Наименеетоксичными являются ПАВ марок Стенор 25Р15Е10 и АддиМакс ПВ01, представляетсявозможным их применение в процессах очистки нефтезагрязненных природных грунтов.Очищенные до приемлемых уровней остаточного содержания нефтепродуктов природныегрунты возможно возвращать в окружающую среду для дальнейшей фито- и биоремедиации.Высокая биотоксичность (ЛК = 0,1…1,0 мг/дм3) некоторых ПАВ указывает на то, что данныереагенты следует использовать ограниченно – например, для очистки нефтешламов, которые непредполагают их возврата в окружающую среду.Предложенный универсальный алгоритм выбора реагента на основе ПАВ позволилпровести сравнительный анализ десяти исследуемых реагентов по трем группам критериев:экологическая безопасность, эффективность и экономическая целесообразность.
Такимобразом, были выбраны два реагента – БОК-6 и АддиМакс ПВ01, характеризующиесяразличной степенью экотоксичности и высокой степенью эффективности снижения содержанияНУВ в модельных почвогрунтах различной природы.Кроме того, разработана упрощенная матрица выбора направления использованияреагентов на основе ПАВ, согласно которой использование высокоэффективного и токсичногоБОК-6 рекомендовано в процессах обработки нефтешламов и НЗПГ, возврат которых вокружающую среду не предусмотрен. В то же время, как менее эффективный (по результатаммодельных экспериментов) АддиМакс ПВ01 возможно использовать при рекультивации НЗПГметодами ex-situ или in-situ ввиду его низкой экотоксичности.123Полученные выводы нашли экспериментальное подтверждение, так как дальнейшееисследование эффективности отмыва нефтешламов и арктических НЗПГ выбраннымиреагентами показало, что нет универсального ПАВ – эффективный в случае почв АддиМакс,оказался неэффективен.
Отсюда следует, что выбор химического реагента для обработкизагрязненныхнефтьюпочвпредварительных испытаний.индивидуаленидолженосновыватьсянарезультатах124ГЛАВА 5 ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНОАКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВУстановленныевходеисследованияуровниэффективностииэкологическойбезопасности реагентов на основе ПАВ позволили выявить наиболее перспективные реагентыдля обработки НЗПГ – БОК-6 и АддиМакс ПВ01. Однако, особое внимание при выборереагента для рекультивации уязвимых арктических земель должно быть уделено изучениюизменений экологических характеристик нефтезагрязненных почвогрунтов, ввиду чего намибыла проведена оценка изменения экотоксикологических свойств и качества арктическихпочвогрунтов в результате реагентной их обработки.5.1 Изменение экотоксикологических характеристик нефтезагрязненных арктическихпочвогрунтов в результате реагентной обработкиВ целях определения динамики изменения экотоксикологических характеристикприродных почвогрунтов в результате их реагентной обработки были так же выбраны пробы№2, 5 и 9 (фон) с содержанием нефтепродуктов 3, 11 и ˂0,01 %масс., соответственно.
Выборфоновой пробы был необходим для установления закономерностей влияния реагентнойобработки без учета влияния снижения нефтяного загрязнения. Кроме того, данные результатыпозволяют оценить влияние метода очистки почв на соседние слабо- и незагрязненныетерритории вследствие массопереноса неиммобилизированных вторичных загрязнителей –химических реагентов.5.1.1 ФитотоксичностьВлияние реагентной обработки природных почвогрунтов на рост и развитие высшихрастений было определено аппликатным методом для двух высших растений в тест-системе125«Фитоскан».
На рисунке 5.1 представлена диаграмма изменения фитоэффектов по отношению кфитоэффектам, оказываемым необработанными почвогрунтами.Рисунок 5.1 – Изменение показателя среднего фитоэффекта в результате реагентной обработкиобразцов НЗПГБыло установлено полное ингибирование роста двух высших растений: овса посевного иредьки масличной – при тестировании образцов почвы, обработанных БОК-6, по сравнению споказателями роста растений в тест-системе с необработанными образцами почвогрунтов.Фитоэффекты, вызванные АддиМакс ПВ01, достигали 38%-го уровня ингибирования, какминимальное значение, и 16%-го стимулирующего эффекта.1265.1.2 БиотоксичностьИсследования изменения биотоксичности образцов почвогрунтов до и после реагентнойобработки с использованием тест-культуры простейших проводили по средней летальнойконцентрации, вызывающую гибель 50% тест-организмов за 24-часовую экспозицию, и побезвредной концентрации, вызывающей гибель не более 10% тест-организмов.
Тест проводилсяв отношении проб №2, 5, 9, однако результаты биотеста для пробы №2, характеризующейсябольшим содержанием глинистых частиц, создающих устойчивую дисперсную систему ванализируемых водных вытяжках, оказались нерепрезентативными вследствие высокойсмертности тест-культуры. Результаты исследований представлены на рисунке 5.2 ив таблице 5.1.а)б)а) данные для фоновой пробы №9; б) данные для пробы №5 с 11% масс. нефтепродуктовРисунок 5.2 – Динамика биотоксичности исходных и обработанных почвогрунтов127Таблица 5.1 – Результаты определения изменения биотоксичности образцов почвогрунтов вотношении пресноводных инфузорийСредняя летальная доза ЛД50-24, %ПробаДоБезвредная доза БД10-24, %После обработкиобработкиБОК-6АддиМаксДоПосле обработкиобработкиБОК-6ПВ01АддиМаксПВ01№9 (фон)10010>100100.20.2№50,22>10010<0,2<0,2Биотесты показали тенденцию к увеличению биотоксичности обработанных почв посравнению с исходным уровнем биотоксичности почв.
Высокий уровень биотоксичностифоновой пробы (98%) был установлен для 100% дозы водного экстракта, что можно объяснитьнизкой прозрачностью анализируемого раствора. Кроме того, биотоксичность обработанныхобразцов почвы, как правило, была более значимой для реагента БОК-6, та же зависимостьбыла установлена при оценке биотоксичности водных растворов реагентов.5.1.3 Изменение ферментативной активности нефтезагрязненных почвогрунтовПочвенные ферменты участвуют в процессах трансформации органического вещества впочве [196], тем самым определяя ее плодородие и способность к самоочищению и являютсяодними из важнейших показателей при биодиагностике почв [197, 198].
Так, каталаза идегидрогеназы,относимыевосстановительныхпроцессахуглеводородов нефти [133, 199].кклассупочв,оксиредуктаз,приводящихкучаствуютвокислительно-детоксикациииминерализации128Рисунок 5.3 – Показатели ферментативной активности почвогрунтов до и после их реагентнойобработкиВ эксперименте установлено, что каталазная активность исходных арктических почвявляется низкой, что говорит о низком исходном потенциале почвы к самоочищению [200].После химической обработки проб почвы значение этого показателя было дополнительноснижено. Что же касается дегидрогеназной активности почв, то значение этого показателяпосле их обработки реагентами возросло в 5…13 раз для фоновой пробы, в 3…4 раза для пробы№2 и в 1,3 раза для пробы №5, обработанной АддиМакс ПВ01.Как показано на рисунке 5.3, после обработки пробы №2 произошло значительноеувеличение активности каталазы, полученный результат противоречил ранее установленнымтрендам.
Для подтверждения того, что увеличение каталазной активности обеспечиваетсяисключительно биохимическими процессами, был поставлен дополнительный эксперимент.Проведено дополнительное каталазной активности данного образца почвогрунта после еготермической инактивации при 100⁰С в течение 3 ч в аэробных условиях. Повторный анализкаталазной активности показал ее увеличение до 4,6 мл O2/мин./г. полученный результатпозволяет сделать вывод о том, что в обработанном образце присутствуют химическиесоединения, взаимодействующие с H2O2, что приводит к искажению результата определениякаталазной активности.Вцелом,снижениекаталазнойактивностинефтезагрязненныхпочвявляетсяхарактерной тенденцией для почв, загрязненных нефтью, нефтепродуктами и (или) тяжелымиметаллами [201, 202, 203].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
