2809

Проведенный анализ опыта рекультивации техногенных пустот показал, что метод затопления отработанного карьерного пространства и создания рекреационных зон возможен только для карьеров по добыче строительных материалов. Пространство карьеров по добыче руд цветных, черных металлов целесообразно использовать для размещения в них промышленных отходов металлургического передела.

Список литературы

1.Коваленко В.С. Рекультивация нарушенных земель на карьерах: учеб. пособие: в 2 ч. Ч. 1. Основные требования к рекультивации нарушенных земель. – Магнитогорск, 2003. – 65 с.

2.Козловский А.А. Обоснование параметров технологических схем размещения промышленных отходов в отвалах и выработанном пространстве карьеров: автореф. дис. … канд. техн. наук. – Магнито-

горск, 2011. – 19 с.

3.Семиколенных А.А. Промышленный опыт рекультивации карьеров в Германии // Горный журнал. – 2010. – № 2. – С. 82.

4.Боков Д.А., Блинов С.М. Перспективы и опыт вторичного использования промышленных отходов предприятий Пермского края

[Электронный ресурс]. – URL: http://zav.ansya.ru/health/perspektivi-i- opit-vtorichnogo-ispolezovaniya-promishlennih-ot/main.html (дата обращения: 5.10.2015).

5.Некерова Т.В. Использование отработанных карьеров для размещения промышленных отходов // Актуальные проблемы современной науки, техники и образования. – 2012. – Т. 1, № 70. – С. 156– 158.

6.Мут А.Е., Блинов П.Н. Рекультивационные работы на карьерах КБРУ // Горный журнал. – 2000. – № 8. – С. 15.

7.Улучшения экологической обстановки регионов с развитой металлургической промышленностью путем рекультивации отработанного карьерного пространства / Т.В. Свиридова, С.У. Шайхина, З.М. Кутляхметова, А.А. Пелагеина // Современная металлургия начала нового тысячелетия: сб. материалов IX Междунар. науч.-практ. конф. – Липецк: Изд-во Липец. гос. техн. ун-та, 2012. – С. 243–249.

152

Об авторах

Здоровцева Мария Дмитриевна – студентка кафедры про-

мышленной экологии и безопасности жизнедеятельности, Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова.

Свиридова Татьяна Валерьевна – кандидат технических наук,

доцент кафедры промышленной экологии и безопасности жизнедеятельности, Магнитогорский государственный технический универси-

тет им. Г.И. Носова, e-mail: ntv_3110@mail.ru.

153

УДК 504.054+504.4.054

К.А. Злобина, Е.С. Белик

ОЧИСТКА ПРИРОДНЫХ ВОД ОТ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ С ПОМОЩЬЮ БИОСОРБЕНТА

Рассмотрен метод получения биосорбента на основе карбонизата избыточного активного ила и углеводородокисляющих микроорганизмов. Дана краткая характеристика карбонизата. Представлена микробиологическая картина суспензии углеводородокисляющих микроорганизмов. Приведены результаты эффективности полученного биосорбента на основе карбонизата в процессе очистки нефтезагрязненной воды.

Ключевые слова: нефть, биосорбент, носитель, углеводородокисляющие микроорганизмы.

K.A. Zlobina, E.S. Belik

PURIFICATION OF NATURAL WATERS FROM OIL

AND OIL PRODUCTS USING BIOSORBENT

The article describes a method of obtaining biosorbent based on the hydrocarbon surplus activated sludge and hydrocarbon-oxidizing microorganisms. Brief description of hydrocarbon. Microbiological presents a picture of a suspension of hydrocarbon-oxidizing microorganisms. Presents the results of the effectiveness of the obtained biosorbent based on the hydrocarbon in the process of cleaning contaminated water.

Keywords: oil, biosorbent, carrier, hydrocarbon-oxidizing microorganisms.

Нефть является одним из главных природных энергоресурсов. Объемы ее мировой добычи ежегодно увеличиваются в среднем на 1,7 % [1]. За счет роста объема добычи, транспортировки, хранения и переработки нефти происходит увеличение ее попадания в окружающую среду вследствие технологических потерь и аварийных ситуаций, что приводит к загрязнению природных экосистем, прежде всего водных.

Ежегодно в мировой океан выбрасывается около 10 млн т нефтепродуктов [2]. По своим физико-химическим свойствам нефть не-

154

много легче воды и не растворяется в ней [3]. При аварийном разливе нефть мгновенно покрывает плотным слоем поверхность воды, препятствуя тем самым поступлению кислорода и нарушению фотосинтеза, летучие вещества испаряются, тяжелые фракции оседают на дно, а оставшиеся вещества окисляются [4]. Для полного восстановления загрязненного нефтью водоема необходимо максимально полно очистить воду от нефтяного загрязнения.

Для сбора и ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов применяют различные методы, которые зависят от объема разлившейся нефти, погодных условий, толщины нефтяной пленки, вида водного объекта, глубины акватории и др. Для удаления нефтяной пленки с поверхности воды используют следующие способы: механические, термические, физико-химические и биотехнологические. Существующие методы очистки воды от нефти и нефтепродуктов имеет свои преимущества и недостатки. В этой связи актуальным является поиск эффективных способов очиcтки природной воды от загрязнения нефтью и нефтепродуктами. Для интенсификации этого процесса используются биотехнологические методы, основанные на использовании биосорбентов.

В качестве носителя для получения биосорбента используют различные природные и искусственные материалы. Большой интерес вызывают биосорбенты на основе отходов производства.

На предприятиях нефтехимического комплекса образуется макропористый материал – карбонизат, появляющийся в результате термического обезвреживания избыточного активного ила. За год объем образующегося карбонизата составляет примерно 20 тыс. т. Размещение карбонизата в окружающей среде нерационально, что не решает проблему сокращения объема отходов. Интерес вызывает использование карбонизата в качестве носителя для получения биосорбента, который можно будет использовать для интенсификации очистки природной воды от нефти и нефтепродуктов.

Цель работы – оценить эффективность очистки природных вод от нефти и нефтепродуктов с помощью биосорбента.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

1) определена возможность использования карбонизата в качестве носителя с целью получения биосорбента;

155

2)получен биосорбент на основе карбонизата и углеводородокисляющих микроорганизмов, выделенных из нефтезагрязненной почвы;

3)оценена эффективность биосорбента на основе карбонизата

втехнологии очистки природной воды от нефти и нефтепродуктов. Объектом исследования данной работы является биосорбент,

полученный методом физической адсорбционной иммобилизации с перемешиванием карбонизата в суспензии накопительной культуры углеводородокисляющих микроорганизмов (рис. 1), биомасса которой составляла не менее 1 г/л. Время иммобилизации составило 2 часа.

Рис. 1. Микробиологическая картина суспензии углеводородокисляющих микроорганизмов, используемой для иммобилизации на поверхности носителя (увеличение х800 раз)

В качестве носителя для получения биосорбента был использован карбонизат – органо-минеральная композиция, представляющая собой крупнодисперсный пористый гидрофобный материал черного цвета, содержащий до 40–45 % пироуглерода. Он является отходом низкотемпературного пиролиза избыточного активного ила биологических очистных сооружений нефтеперерабатывающего предприятия [6]. По своим физико-химическим (значение макропор – 0,544 см3/г, удельная поверхность – 39,3 ± 0,6 м2 в 1 г) и токсикологическим (имеет IV класс опасности, не фитотоксичен) характеристикам карбонизат – отход производства нефтеперерабатывающего предприятия – может быть использован в качестве носителя для закрепления микроорганизмов [7].

Для оценки эффективности в процессе биодеградации нефти и нефтепродуктов в природной воде были проведены исследования

156

нефтезагрязненной воды (НЗВ), которая подверглась очистке с помощью полученного биосорбента (БС). Объектом исследования служил модельный раствор, полученный в результате добавления нефти в водопроводную воду. Содержание нефтепродуктов составило 0,9 г/л, pH – 7,2–7,5.

Эффективность процесса очистки нефтезагрязненной воды в ходе эксперимента определялась по изменению содержания нефтепродуктов в исследуемых пробах по методике выполнения измерений массовой концентрации нефтепродуктов в природных и сточных водах методом ИК-спектрометрии. В результате применения биосорбента для очистки модельного раствора было выявлено, что при увеличении дозы вносимого биосорбента уменьшалось содержание нефтепродуктов в воде.

Результаты экспериментального исследования по оценке эффективности полученного биосорбента на основе карбонизата в процессе очистки нефтезагрязненной воды представлены на рис. 2.

Рис. 2. Эффективность очистки воды от нефти и нефтепродуктов

Как показывают данные, эффективность очистки от нефтепродуктов во всех опытных вариантах была выше, чем в варианте № 1 (250 мл НЗВ:1 г карбонизата) и изменялась от 11,1 до 27,8 % в варианте № 2 (250 мл НЗВ:1 г БС). Увеличение дозы биосорбента в варианте № 3 (250 мл НЗВ: 2 г БС) привело к повышению эффективности про-

157

цесса очистки от нефтепродуктов на 27,8 % по сравнению с вариантом

№1 (250 мл НЗВ:1 г карбонизата).

Врезультате проведенных исследований было доказано, что карбонизат – отход производства нефтеперерабатывающего предприятия – может быть использован в качестве носителя для закрепления микроорганизмов.

Входе лабораторных исследований был получен биосорбент методом физической адсорбционной иммобилизации на основе карбонизата и углеводородокисляющих микроорганизмов.

Для оценки эффективности процесса биодеградации нефти и нефтепродуктов в природной воде были проведены исследования нефтезагрязненной воды, которая подверглась очистке с помощью биосорбента. В результате применения биосорбента для очистки модельного раствора было выявлено, что при увеличении дозы вносимого биосорбента уменьшалось содержание нефтепродуктов в воде, следовательно, увеличивалась эффективность очистки.

Список литературы

1.Все о нефти: добыча нефти [Электронный ресурс]. – URL: http://vseonefti.ru/upstream (дата обращения: 7.09.2015).

2.Нестеров А.В., Пашаян A.A. Проблемы очистки загрязненных нефтью вод и пути их решения // Экология и промышленность России. – 2008. – № 5. – С. 32–35.

3.Алябьев В.Н. Нефть. – М., 1989.

4.Современные методы и средства борьбы с разливами нефти / А.И. Вылкован, Л.С. Венцюлис, В.М. Зайцев, В.Д. Филатов. – СПб.: Центр-Техинформ, 2000.

5. Консейсао А.А. Ликвидация аварийных разливов нефти и нефтепродуктов с поверхности почвы и воды: монография. – Уфа: Изд-во Уфим. гос. нефт. техн. ун-та, 2007. – 207 с.

6.Рудакова Л.В., Вайсман Я.И., Белик Е.С. Технологические основы получения биосорбента на основе модифицированных углеродсодержащих отходов для очистки нефтезагрязненных почв // Нефтяное хозяйство. – 2013. – № 9. – С. 113–117.

7.Злобина К.А., Белик Е.С., Рудакова Л.В. Возможность использования биосорбента на основе карбонизата для очистки природных вод от нефти и нефтепродуктов // Экология и научно-технический прогресс. Урбанистика. – Пермь, 2014. – С. 109–114.

158

Об авторах

Злобина Ксения Александровна – магистрант кафедры охраны окружающей среды, Пермский национальный исследовательский по-

литехнический университет, e-mail: zlobina.ksenya@yandex.ru.

Белик Екатерина Сергеевна – кандидат технических наук,

доцент кафедры охраны окружающей среды, Пермский национальный исследовательский политехнический университет, e-mail: zhdanova-08@mail.ru.

159

УДК 57.084.2

И.С. Иванова, О.Б. Боброва

БИОТЕСТИРОВАНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ НА ОСНОВЕ ПРОРАСТАНИЯ СЕМЯН КРЕСС-САЛАТА

Рассмотрены фитотоксические свойства почвогрунта: всхожесть семян (% взошедших от общего количества высеянных), длина зародышевого корешка, длина побега кресс-салата Lepidium sativum L. Установлено, что почвы, отобранные по удалению от источника загрязнения, подвержены среднему и сильному загрязнению. Обнаружена корреляционная связь показателей биотестирования кресс-салата от суммарного показателя загрязнения почвогрунта.

Ключевые слова: биотестирование, почвогрунт, кресс-салат, тяжелые металлы, суммарный показатель загрязнения.

I.S. Ivanova, O.B. Bobrova

BIOLOGICAL TESTING SOIL POLLUTION ON THE BASIS OF SEED GERMINATION LEPIDIUM SATIVUM

Considered phytotoxic properties of soil-ground: the germination of seeds, the length of the embryonic root length escape cress Lepidium sativum L. The study found that the soil selected on excision the source of contamination, exposed to moderate or heavy contamination. Detected correlation indicators biological testing cress from the total index of pollution of soil-ground.

Keywords: biological testing, soils, cress, heavy metals, total pollution index.

В настоящее время существует ряд подходов к проведению экологического мониторинга токсического загрязнения почв, при этом в силу высокой стоимости и технологической сложности и стоимости применение ряда из них оказывается ограниченным. Эффективным подходом для определения степени токсичности почв, загрязненных продуктами переработки металлургического производства, является использование методов биотестирования [1].

Биологические тесты на прорастание семян успешно применяются для установления воздействия различных физиологически актив-

160