Мероприятия по очистке почвы доклад

Обновлено: 06.05.2024

В районе расположения месторождения существует опасность загрязнения почвенного покрова нефтепродуктами, что связано с использованием большегрузной техники и неизбежным попаданием в почву нефти и сопутствующих вредных веществ, которые являются тяжелыми, трудно-окисляемыми, и токсичными.

Источниками данного загрязнения на территории месторождения являются:

· дизельная электростанция для обеспечения электроэнергией объектов прикарьерной площадки;

· автозаправочные станции контейнерного типа для снабжения карьерной техники топливом (источниками выделения загрязняющего вещества здесь являются резервуары для хранения бензина, дизельного топлива и масла)

· открытые автостоянки автотранспорта, где размещается карьерная техника (грузовые карбюраторные и дизельные, легковые карбюраторные автомобили, экскаваторы, автопогрузчики).

· Мехмастерская для проведения ремонтных работ

Загрязняющими веществами в данном случае являются мазут, солярка, дизельное топливо, бензин, отработанные масла, моторные масла, промасленная ветошь.

Отравленная нефтью почва практически не способна самостоятельно очиститься от нефтяного загрязнения — естественное разложение нефти и нефтепродуктов в обычных условиях происходит крайне медленно т.к. повышенные концентрации углеводородов подавляют всякую самоочищающую активность почвы, в экосистеме накапливаются трудноокисляемые продукты, серьезно препятствующие самоочищению и самовосстановлению.

Процессы разрушения и разложения нефтяных загрязнителей в природе идут — в основном за счет содержащихся в почве и воде микроорганизмов обладающих способностью извлекать из углеводородов энергию необходимую для строительства новых колоний и их жизнедеятельности.

В природе, не подвергающейся вмешательству человека, экосистема настроена на самоочищение т.е. природа сама справляется с переработкой более не нужного ей органического материала. В утилизации органики участвует почва содержащая естественную биоту — живой компонент, представленный разнообразными представителями растительного и животного мира. Вместе микроорганизмы составляют микрофлору почвы отвечающую за метаболизм в результате которого мертвая органика перерабатывается в плодородный гумус. В результате загрязнений почвы органическими веществами подавляется естественная биота, меняются соотношения между отдельными группами микроорганизмов и в целом изменяется направление метаболизма, нарушаются естественные процессы самоочищения. В загрязненной экосистеме с подавленной полезной микрофлорой развиваются вредные и патогенные микроорганизмы, ухудшается санитарное состояние.

Этим обусловлена необходимость создания высокоэффективного, экологически безопасного, и экономически доступного средства, способного быстро и эффективно разрушать нефть и нефтепродукты до экологически безвредных веществ, эффективно действующего загрязненных нефтепродуктами почвах.

Биологический метод очистки почвы от загрязнения состоит в том, что в очищаемую почву вносятся высокие концентрации специально подобранных микроорганизмов, которые ранее были выделены из почвы, селекционированы и размножены в форме готового к применению препарата. В результате в нужном месте в нужное время искусственно создается высокая концентрация клеток микробных сообществ, быстрой усваивающих загрязнители в качестве главного источника энергии жизнедеятельности и при этом перерабатывающих их в продукты собственного метаболизма: углекислый газ (СО2), воду (H2O. К преимуществам биоремедиации относят недеструктивный характер в отношении окружающей среды, возможность целенаправленного применения в нужном месте в нужное время, высокая скорость усвоения и переработки микроорганизмами загрязнителей на безвредные для окружающей среды продукты жизнедеятельности бактерий, экологическая и гигиеническая безопасность.

Биологическая очистка является оптимальным способом очистки и восстановления жизнеспособности почвы, т.к. сочетает в себе не высокую затратность при высокой эффективности (глубине) очистки и полной экологической безопасности. Полученные в результате биоразложения вещества не представляют опасности для окружающей среды и представляют собой основу гумуса. Эффективные комплексные нефтеокисляющие препараты, которые состоят из полукультур (5-7 штаммов) — это природные ассоциации нефтеокисляющих микроорганизмов, выделенных из хронически загрязненных почв.

Биотехнология может быть использована при биологической очистке нефтяного загрязнения почв, почвогрунтов, на территориях промышленных предприятий и других объектах.

Воспользуйтесь поиском по сайту:

Способы, от которых почва может очиститься

Для очищения почвы необходимо наличие следующих веществ в ее составе:

кислорода,
хлора,
хрома
щелочных растворов .

Чтобы помочь ускорению процесса, люди пользуются специальными методами, которые обогащают почву данными соединениями и веществами.

Электрохимическая и электрокинетическая очистки применяется для вывода из земли нефти и фенолов, ртути, свинца и т.д.
Метод промывки подразумевает дополнительное поверхностное нанесение тех веществ, которые способствуют самоочищению почвы.
Фитоэкстрация помогает вырастить определенные виды растений на загрязненных участках. Избавляет от соединений тяжелых металлов.
Фиторемедиация – способ для очищения почвы от нефтепродуктов.

Такие методы применяются для ликвидации последствий аварий и катастроф. Также их можно найти в областях промышленности, связанных с переработкой химических продуктов. Делается это с целью снизить риск экологического вреда.

Очищение почвы происходит как в анаэробных, как и в аэробных условиях.

Анаэробные протекают без использования кислорода обычно с целью обезвреживания и сбраживания осадков. Протекает процесс в две фазы: сперва происходит превращение органического вещества в кислоты и спирты, которые затем переходят в метан и двуокись. Образуются и промежуточные продукты в виде ацетона, метана, спирта и глицерина.

Процессы самоочищения

Органика, поступающая в почву, сначала переводится в неорганические соединения и минеральные элементы, которые затем используются для питания растений. Остальное постепенно переходит в гумус.

Минерализация

Это процесс перевода органических соединений в минеральные элементы. Первый этап заключается в распаде белков, углеводов и жиров до более простых соединений – соответственно, аммиака, углекислоты и воды, глицерина и жирных кислот.

Нитрификация

Аммиак переводится в нитриты и азотистую кислоту, после этого – в нитраты и азотную кислоту. Этот процесс – нитрификация – делает азот доступным для всех растений и микроорганизмов, которые используют его для питания и строительства клеток.

В почве происходит и обратный процесс – денитрификация, это результат деятельности бактерий, которые восстанавливают аммиак из нитратов. Денитрификация обедняет почву азотом, уменьшая его доступность растениям.

Гумификация

Это заключительная стадия процессов перестройки остатков органики в гумусовые вещества, процесс происходит в верхних слоях почвы. Гумификация – совокупность биохимических реакций, которые происходят с помощью почвенных микроорганизмов, в результате которых получаются специфические гуминовые кислоты, фульвокислоты и их соли, органические кислоты, жирные кислоты, углеводы и соединения углерода. Гуминовые кислоты, как высокополимерные соединения, разлагаются медленнее, чем другие органические соединения, поэтому остаются и накапливаются в почве, становятся основой гумуса. Чем больше его в грунте, тем он считается плодороднее.

4 разновидности теплых грядок и как их сделать в теплице, плюсы и минусыЧитать

Образующийся под влиянием аэробных и анаэробных бактерий и грибов гумус имеет огромное агротехническое и санитарное значение. Гумус не гниет, не издает неприятный запах, не содержит инфекционных возбудителей.

Этапы самоочищения почвы

Самоочищение почвы осуществляется в пять этапов:

Минерализация – распад органических веществ до неорганических. Углеводы расщепляются до воды и углекислого газа, белки проходят процесс аммонификации, сера превращается в сероводород, а жиры расщепляются на жирные кислоты и глицерин, а затем до воды.
Гумификация – это процесс трансформации вещества в гумус под влиянием почвенных микроорганизмов. Гумус медленно разлагается на составные части, которые активно усваиваются растениями. На его образование в среднем уходит один или два года при условии соблюдения необходимых условий. В народе гумус называют перегноем, а также его часто используют приверженцы чистого и экологического выращивания растений, который отказались от химических удобрений.
Нитрификация позволяет аммиаку расщепляться до азотистой кислоты и нитритов. Такая смесь является полезной для роста растений.
Аэробный процесс гниения состоит из аэрации (поглощение кислорода), распада веществ до неорганических. Также при данном процессе выделяется тепло, способствующее размножению почвенных живых организмов: личинок, червей, водорослей, которые помогают самоочищению почвы.
Брожение – анаэробный процесс, при котором идет процесс очищения с помощью поглощения энергии и образования зловонных газов.

Способы самоочищения

Переработка органики в минеральные формы проходит несколькими способами. Каждый процесс имеет свои химические и биологические особенности и протекает по-разному. Разложение органических соединений в почвенном слое происходит под действием микроорганизмов, которые находятся в большом количестве в нем. Этот природный процесс может идти как аэробно (при участии кислорода), так и анаэробно, с помощью гнилостных бактерий, которые в кислороде не нуждаются.

Разновидности грядок из ПВХ-труб и как изготовить своими рукамиЧитать

Аэробный способ

Процесс происходит под действием бактерий, при участии кислорода. Органика, в основном азотсодержащая, распадается на простые минеральные соединения. Процесс этот называется аммонификацией, он характеризуется расщеплением протеинов до аминокислот, после – до сероводорода, индола, аммиака, скатола, эти вещества преобразуются в нитриты, а затем – в нитраты, которые уже могут усваиваться растениями. Процесс идет с выделением тепла, которое поглощается микроорганизмами. Параллельно с процессом аммонификации идет синтез гуминовых кислот, повышающих плодородие грунта.

Анаэробный способ

Происходит без присутствия кислорода, органику перерабатывают также бактерии. Процесс напоминает брожение, идет с поглощением энергии, в результате образуются органические спирты и кислоты, углекислота, метан, водород и другие газы, обычно имеющие неприятный запах.

Что такое почва и каково её строение

Почва представляет собой верхний слой земли, который образуется за счёт разрушения горных пород и жизнедеятельности микроорганизмов, растений, животных. Внутри него содержатся различные вещества: глина, песок, вода, минеральные соли, останки растений и животных. Это благоприятная среда для существования бактерий, насекомых и их личинок, червей, микроскопических грибов.

Что касается строения почвы, то она состоит из трёх слоёв:

самый нижний — подстилающая порода;
средний — подпочва;
верхний — самый тонкий, плодородный, с содержанием гумуса (перегноя).

Именно в верхней прослойке содержится необходимый запас питательных веществ и влаги для роста растений.

Отчего загрязняются почвы

В ухудшении состояния окружающей среды виновато человечество. Развитие технологий, промышленности приводит к тому, что в землю попадают отходы производства, сточные воды, нефтепродукты и прочие вещества, опасные для всего живого. В результате почва постепенно теряет плодородие, что сопровождается утратой полезных веществ в земле. А без них невозможны высокие урожаи. Процесс нарушения нормального состояния почв происходит в огромных масштабах практически по всей планете.

Значительные площади плодородных земель погибают при строительстве городов, заводов и фабрик, а также в результате хозяйственной деятельности человека. Разрушение почв происходит по следующим причинам:

вырубка лесов;
уничтожение травяного покрова;
неправильная распашка земли;
активная добыча полезных ископаемых (например, загрязнение нефтью в районах её добычи, переработки и хранения);
внесение в почву химических удобрений, пестицидов — для уничтожения сорняков и вредителей.

Загрязнение почв негативно сказывается на здоровье населения, ухудшается качество продуктов питания. Вредные вещества скапливаются в траве, которую поедает домашний скот, а потом попадают в наш организм через молоко и мясо. Зачастую заражёнными оказываются и растения, которую мы сами употребляем в пищу.

Особую опасность представляют для почв тяжёлые металлы. Они оседают в земле из-за выбросов металлургических и прочих предприятий. Отработанные газы загрязняют воздух, а затем и почву, особенно после выпадения атмосферных осадков. Кислотный дождь — это уже не просто термин из фантастического рассказа, а вполне обыденная реальность.

Кислотные дожди становятся глобальной проблемой для экологии.

Токсичные вещества, металлы (ртуть, медь, свинец), различные химические соединения оказывают пагубное влияние на почву, изменяют её состав не в лучшую сторону. Токсины вызывают развитие тяжёлых заболеваний (нарушение работы сердца, сердечно-сосудистой и нервной системы, координации движений и слуха). Отравления иногда приводят к смерти как людей, так и животных.

Экология также ухудшается по причине заболачивания почв, их засоления при оросительных мероприятиях и наоборот, из-за превращения отдельных территорий в пустыни при осушении болот.

В России почва наиболее загрязнена в таких городах, как Норильск, Мончегорск, Нижний Тагил, Череповец. Не всё благополучно с состоянием верхнего почвенного слоя в Москве и Санкт-Петербурге.

Как уберечь плодородные земли от разрушения и загрязнения

Самый простой и доступный способ почвенной очистки — это дать ей восстановиться самостоятельно. Не устраивать свалки мусора, в том числе радиоактивного, не отравлять землю химией. И постепенно свойства почвы на этом месте приблизятся к нормальным. Однако самоочищение — процесс медленный. Он может длиться десятилетиями.

Существуют такие методы очистки загрязнённых почв, как удаление верхнего слоя грунта или его переработка специальными установками, а также уничтожение вредных веществ паром.

Для защиты плодородных земель применяются:

безопасные системы распашки сельхозугодий;
защитные лесополосы;
системы наблюдения за состоянием почв и контроля над степенью их загрязнения.

Защитные лесополосы создают в степных и лесостепных регионах.

Почва, как воздух и вода, нуждается в охране от загрязнений. Если в законодательстве не будут прописаны меры по защите земельных ресурсов, то нехватка посевных площадей в будущем станет катастрофичной.

Ухудшающиеся экологические условия оказывают негативное влияние на почву — вследствие загрязнения снижается урожайность и проявляется токсичный эффект.

Благодаря самоочищению почвы происходит постепенное удаление вредных веществ, однако этот процесс занимает достаточно длительное время, а кроме того, скорость процессов загрязнения в техногенной среде ощутимо превышает скорость процессов самоочищения.

Поэтому активно применяются методы искусственного очищения почвы.

Для очистки почвы от загрязнения разработаны различные технологические методы, и регулярно внедряются новые. В первую очередь следует использовать для очистки почвы наиболее экологические и безопасные способы, не забывая про эффективность и финансовые затраты.

Методы очистки почвы

Если рассматривать способы очистки загрязненной почвы, то можно разделить их по принципу действия на следующие категории:

химические методы очистки.
физические методы очистки.
биологические методы очистки.

Физические методы очистки почвы

Применяется для удаления из почвы хлорсодержащих углеводородов, различных нефтепродуктов, фенолов. На чем основана работа метода электрохимической очистки? В процессе движения электрического тока сквозь почву осуществляется электролиз воды, электрокоагуляция, реакции электрохимического окисления и электрофлотации. Степень окисления фенола находится в пределах от 70 до 90 процентов.

Качественный уровень обеззараживания почвы при электрохимической очистке приближается к ста процентам (минимальный показатель — 95%). Метод позволяет удалять из почвы также такие вредные элементы как ртуть, свинец, мышьяк, кадмий, цианиды и др.

К минусам метода можно отнести достаточно высокую стоимость (100-250$ за 1 м³ почвы).

2) Электрокинетическая очистка.

Используется для очищения почвы от цианидов, нефти и производных нефти, тяжелых металлов, цианидов, хлористых органических элементов. Типы почв, к которым может успешно применяться электрокинетическая очистка — глинистые и суглинистые, насыщенные влагой частично или полностью.

Технология основана на применении таких процессов как электрофорез и электроосмос. Уровень контроля и воздействия на процессы очищения почвы достаточно высокий. Для использования метода требуется применение химических реактивов или растворов поверхностно-активных веществ.

Эффективность электрокинетической очистки почвы составляет от 80 до 99 процентов. Стоимость несколько ниже чем при электрохимической очистке (100-170$ за 1 м³ почвы).

Химические методы очистки почвы

1) Метод промывки.

Технологии химической очистки почвы подразумевают использование растворов поверхностно-активных веществ или сильные окислители (активный кислород и хлор, щелочные растворы). В основном метод применяется с целью очистки почвы от нефти. Эффективность при методе промывки составляет до 99%.

После того как почва очищена, можно проводить ее рекультивацию.

Из минусов химических методов очистки почвы можно отметить длительные сроки (1-4 года в среднем) и значительное количество загрязненной воды, которую тоже приходится очищать перед выбросом в окружающую среду.

Биологические методы очистки почвы

Технология очистки засоренных вредными веществами почв методом фитоэкстракции — это выращивание определенных видов растений на загрязненных участках грунта.

Фитоэкстракция демонстрирует хорошие результаты при очистке почвы от медных, цинковых и никелевых соединений, а также кобальта, свинца, марганца, цинка и хрома. Для удаления подавляющего количества указанных элементов из почвы, нужно обеспечить несколько циклов растительных культур.

По окончании процесса фитоэкстракции растения следует собрать и сжечь. Полученный после сжигания пепел считается вредными отходами и подлежит утилизации.

Еще один биологический метод — целенаправленное усиление активности специфической микрофлоры почвы, которая занимается разложением нефти. Также, допустимо добавление определенных микробных культур в почву.

В результате создаются благоприятные условия для микроорганизмов, которые осуществляют утилизацию нефтепродуктов и нефти.
Не менее интересная статья Журнал движения отходов также есть на нашем сайте (прочитано — 7 746 раз)

Источники загрязнения почвы – это химические вещества и микроорганизмы, присутствие которых изменяет физические, химические и биологические свойства почвы, что приводит к снижению плодородия почвы, то есть её полезности. Ухудшение состояния и качества почвы также вызвано чрезмерной эксплуатацией и неправильным ее использованием фермерами.

Типы и источники загрязнения и деградации почв

Загрязнение почвы в России вызывается всеми химическими соединениями, радиоактивными элементами и микроорганизмами, присутствующими в почве в повышенных количествах. Результат –изменения характеристик почвы, что препятствует ее нормальному использованию.

Причины загрязнения почвы отмечаются в следующем:

Газы и пыль, выбрасываемые промышленными предприятиями (химическими, нефтехимическими, цементными, сталелитейными заводами, электростанциями и т. д.);
Твердые и жидкие промышленные и городские отходы;
Химикаты, используемые в сельском хозяйстве (удобрения, химические средства защиты растений);
Выбросы транспортных средств.

Другие факторы, разрушающие почву, – это природные явления, происходящие без вмешательства человека. К ним относятся такие естественные виды загрязнения почвы, как землетрясения, эрозия, засуха, пожары.

Эрозия почвы

Эрозия почвы – это процесс вымывания или растворения поверхностного слоя почвы. Другое определение – перемещение, сортировка и осаждение в другом регионе частиц почвы, вызванное вымыванием поверхностного слоя почвы дождевой или речной водой (водная эрозия) или сдуванием — ветровой эрозией.

Эрозия также может быть вызвана деятельностью человека, а именно:

Неправильно проведенной мелиорацией;
Вырубкой и сжиганием лесов;
Слишком интенсивным выпасом животных;
Ведением интенсивного сельского хозяйства;
Чрезмерной эксплуатацией водных ресурсов.

Все это вместе или по отдельности приводит к постепенному ухудшению качества земли. Когда почва на участке полностью теряет свою потребительскую ценность, происходит ее опустынивание.

Почвы, на которых невозможно выращивание сельскохозяйственных культур, называют мертвыми почвами. В естественных условиях они встречаются:

в непосредственной близости от действующих вулканов;
в пустынных районах;
в промышленных ландшафтах, например, в отвалах.

Нередко этот процесс необратим, сопровождается сильным преобразованием земель. Строительство домов, укладка асфальта, тротуаров, выкапыванием карьеров, все это пример человеческой деятельности, полностью разрушающей определенные элементы окружающей среды.

Химическое загрязнение почвы

Однако наибольшее влияние на нарушение биологического баланса почвы оказывает химическое загрязнение. Его основные источники – промышленность, сельское хозяйство и транспорт. Воздействие этих отраслей человеческой деятельности может привести к усталости почвы, снижению ее плодородия.

В крайних случаях загрязнение приводит к деградации почвы и растительности — опустыниванию. Примером такой деградации является техническое разрушение почвы.

Промышленные предприятия выбрасывают пыль, содержащую тяжелые металлы (например, свинец, ртуть) и газы (например, соединения серы, азота, хлора). Также источником загрязнения являются сырая нефть и ее производные, радиоактивные вещества. Наконец, на загрязнение в значительной степени влияет захоронение промышленных отходов.

Сельское хозяйство и транспорт, как источники загрязнения почвы

Современные сельскохозяйственные технологии также оказывают значительное влияние на химическое загрязнение почв. Причина – химическая обработка сельскохозяйственных культур. Применяются средства защиты растений – пестициды и токсичные компоненты, содержащиеся в удобрениях и средствах для роста растений.

Особенно негативно влияет на качество почв автомобильный транспорт:

Загрязняет почву и растительность выхлопными газами, содержащими соединения свинца и вредные углеводороды;
Отрицательно влияет на состояние почв из-за вышеупомянутой технической деградации почв, вызванной строительством коммуникационных и транспортных путей.

Последствия загрязнения почвы

Загрязнение изменяет состав и состояние почвы химически, физически и биологически. Чрезмерное использование искусственных удобрений и использование средств защиты растений нарушают течение вегетации растений и ухудшают структуру почвы. Это приводит к снижению плодородия почвы, что, в свою очередь, снижает урожайность. Следствием этого является снижение качества пищи и качества кормов для животных.

Основные последствия загрязнения почвы:

Засоление, несоответствующая реакция (подщелачивание или закисление), сопровождающееся вымыванием питательных веществ, особенно калия;
Ухудшение структуры почвы – пересушивание или заиление;
Снижение плодородия почвы в результате изменения ее физических, химических и микробиологических свойств;
Отрицательное влияние загрязнения почвы на развитие растений и организмов на более высоких уровнях пищевой цепи (на животных и человеке).

Химические загрязнители почвы в результате промышленной деятельности могут проникать через сельскохозяйственные культуры, а затем попадать в организмы животных и людей. Они также могут оказывать прямое влияние на загрязнение поверхностных и подземных вод в результате вымывания вредных веществ из почв.

Техническое и химическое загрязнение разрушает экологическую и эстетическую ценность растительного покрова. Химическое воздействие на состояние почвы изменяет ее pH, вызывая закисление. Подкисление почв приводит к угнетению развития микроорганизмов, а под влиянием процессов разложения органических веществ, выделяются ядовитые вещества.

Пути решения загрязнения почвы

Основные пути решения проблемы загрязнения почвы:

Правильное земледелие с использованием преимущественно натуральных удобрений, рациональное использование искусственных удобрений и средств защиты растений;
Предотвращение эрозии – мелиоративные работы, среднеполевые насаждения, облесение пустошей;
Предотвращение загрязнения почвы из муниципальных источников – сокращение количества отходов и надлежащее управление (сортировка отходов, компостирование, сбор опасных отходов), очистка сточных вод;
Ограничение промышленных источников загрязнения почвы – использование современных экологически чистых технологий и правильное обращение с производственными отходами;
Очистка почвы от токсичных веществ и раскисление закисленной почвы;
Для восстановления загрязненных почв предпринимаются сложные, многоступенчатые меры по восстановлению их полезности – рекультивация почв. Но такой территории требуется много лет, чтобы снова образовался слой почвы.

К сожалению, некоторые химические загрязнители могут оставаться в почве веками, и никакая обработка не может этого изменить. Поэтому, чтобы ускорить процесс удаления токсичных веществ из почвы и их реабилитации, загрязненную почву смешивают с чистой.

Читайте также: