|
В настоящее время нефть и нефтепродукты признаны приоритетными загрязнителями окружающей среды. Основную техногенную нагрузку при добыче нефти испытывает почва - биологически активная среда, насыщенная большим количеством микроорганизмов.
Загрязнение грунтов нефтью в основном происходит при утечке или повреждении нефтепроводов. Загрязнение больших площадей возможно также при фонтанировании нефти из эксплуатационных скважин, при бурении.
Загрязнение нефтью приводит к значительным изменениям физико-химических свойств почв. Следует учесть, что нефть обладает ярко выраженными гидрофобными свойствами, которые передаются почвенным частицам. Вследствие чего снижается водопроницаемость почв.
Воды, сопутствующие нефти, часто содержат высокие концентрации солей натрия. Последние, попадая в почву, могут накапливаться, достигая токсичных для растений показателей. Кроме того, натрий вытесняет катионы, определяющие почвенную кислотность, что вызывает заметное подщелачивание почвы. В загрязненных почвах резко растет соотношение между углеродом и азотом за счет углерода нефти, снижается содержание элементов минерального питания [1].
Токсичность нефти для растений определяется главным образом наличием в ней летучих ароматических углеводородов (толуола, ксилола, бензола), нафталинов и некоторых других, растворимых в воде фракций. Однако эти соединения довольно быстро улетучиваются из почвы или разрушаются, а алканы и парафины разлагаются дольше.
Естественное самоочищение почв от нефтяного загрязнения является процессом длительным, продолжающимся от одного до нескольких десятилетий, в зависимости от природных условий региона. В связи с этим, а также с интенсивной добычей углеводородного сырья, проблема рекультивации нефтезагрязненных участков становится все более актуальной.
По скорости разложения разных классов углеводородов наиболее интенсивно этому процессу подвергаются алифатические углеводороды, а нафтеновые и ароматические соединения разлагаются намного медленнее. В природных процессах биодеградации большое значение имеют условия окружающей среды, в частности, концентрация солей, интенсивность освещения, содержание биогенных элементов в субстрате, температура, аэрация. Образование эмульсии из воды и нефти заметно замедляет разложение в связи с образованием анаэробных условий. Поэтому наибольшая часть микробиологического разложения происходит на поверхности почвы [2].
Эффект воздействия нефти на почву может проявляться и в изменении ее микробиологических свойств. Во всех почвах в большом количестве содержатся микроорганизмы, способные окислять углеводороды. В загрязненных же почвах находится значительно больше микроорганизмов, использующих н-алканы и ароматические углеводороды, чем в почвах без нефти. Также обнаруживается увеличение количества микроорганизмов окисляющих газообразные углеводороды, твердые парафины.
Значительную роль в процессах очистки почв от нефти играют микроорганизмы. Поскольку представители микрофлоры обладают высокой метаболической активностью, то, очевидно, что данная форма жизни способна быстро ликвидировать загрязнение. Поэтому в настоящее время все больше внимания уделяется исследованию методов рекультивации основанных на применении чистых или смешанных культур микроорганизмов.
Преобразование органических загрязнителей бактериями происходит вследствие того, что данные организмы могут использовать эти загрязнители для собственного роста и воспроизводства. Органические загрязнители отвечают двум целям организмов: они обеспечивают источник углерода, который является одним из основных строительных элементов клетки, и электронов, которые организмы используют для получения энергии [3]. Микроорганизмы получают энергию, катализируя окислительно-восстановительные реакции, проходящие с выделением энергии, что подразумевает разрыв химических связей. В этом случае органический загрязнитель является окислителем, соответственно химическое соединение, получающее электроны, является акцептором электронов (чаще всего в этой роли выступает кислород). Энергия, полученная от этих электронных перемещений, затем используется для создания новых клеток (рисунок 1).
Перейти на страницу: 1 2 3 4 |