А знаете ли Вы, что каждый год в Мировой океан выливается до 10 млн тонн нефти и нефтепродуктов? Что в одной России потери при добыче нефти составляют более 20 млн тонн ежегодно? И это только нефти. А сколько каждый год вносится в почву нефтепродуктов и других загрязняющих веществ даже не считают!
Масштаб проблемы
Только в апреле 2014 года официально было сообщено о разливах нефтепродуктов в Перми (р. Пыж) и в Санкт-Петербурге (р. Нева). Возможно, обстоятельства стали известны лишь потому, что произошли эти события в крупных городах. Сколько разливов происходит на ненаселённых территориях в местах нефтедобычи — никому не известно.
А ведь страдает природа, экосистема. Под воздействием отравляющих веществ нефтепродуктов умирают растения и животные. Например, попавшая на перья морских птиц нефть разрушает их водоотталкивающее покрытие. Оперение намокает, и возможность летать у птиц пропадает, а когда они пытаются очистить перья, то часто погибают от отравления. На суше же нефть уничтожает насекомых и растения, а следовательно, лишает пищи грызунов, птиц и других животных, которые вынуждены голодать или мигрировать в более подходящую местность, что неминуемо разрушает связи между членами сложившейся экосистемы, а как следствие, и саму экосистему. Территория становится просто необитаемой.
Распространённые методы борьбы с загрязнениями
Основной метод — это механический сбор загрязнённой воды или почвы, для чего используют специальную технику. Причём такие работы важно проводить в первые же часы, чтобы нефтепродукты не проникли глубоко в землю или не растеклись широко по поверхности воды. Собранную почву затем сжигают в печах, получая чистый песок, либо обрабатывают эмульгаторами и отмывают. Однако полностью удалить загрязняющие вещества таким способом невозможно. Потому на воде остатки нефти сжигают или собирают сорбентами (поглощающими веществами), которые также потом уничтожают.
Но и эти способы не только не ликвидируют полностью загрязнение, но и сами по себе разрушают экосистему и даже, как, например, сжигание, сами загрязняют окружающую среду.
Самовосстановление почвы
Конечно, почва может восстанавливаться сама, но процесс этот очень длительный — продолжается он от 20 до 50 лет. И даже по окончании этого периода полного самовосстановления почвы не происходит — соединения нефти достаточно устойчивы и трудно разлагаются.
Процессы, происходящие в почве во время самовосстановления, связаны смикроорганизмами, живущими в ней. Некоторые из этих микроскопических живых существ обладают неимоверно полезной способностью питаться нефтепродуктами.
Основные изменения в почвенном сообществе микроорганизмов (микробиоценозе) после нефтяных загрязнений представляются следующим образом.
- На первом этапе происходит активизация тех микробов, что способны потреблять соединения (углеводороды), входящие в состав нефти. Первым делом разрушаются лёгкие углеводороды, представляющие наибольшую опасность для большинства почвенных микроорганизмов.
- На втором, этапе активных биохимических преобразований, уже активизируются неустойчивые к загрязнению группы микроорганизмов, параллельно происходит деструкция или разрушение большей части нефтяных углеводородов и промежуточных веществ, которые образовались в результате разрушения сложных углеводородов.
- Третий этап — это длительный процесс постепенного возвращения сообщества почвенных микробов к исходному состоянию, при котором завершается очистка почвы от загрязнения.
Эта схема была разработана после изучения процессов самоочищения почвы в условиях средней тайги в течение 10-15 лет.
Можно ли повысить скорость очищения почвы микробами?
Да, можно. Для этого существуют два способа стимуляции деятельности нефтеразлагающих микробов:
- Биостимуляция на месте загрязнения (in situ). Метод основан на искусственном стимулировании роста природных микробов, которые изначально обитали в загрязнённой нефтепродуктами почве и потенциально были способны питаться соединениями нефти, однако эффективно делать это им мешало отсутствие в почве полного набора пищевых компонентов (например, соединений азота, фосфора, калия и др.).
- Биостимуляция «в пробирке» (in vitro). В этом случае стимулирование местной (аборигенной) микрофлоры загрязнённой почвы или воды происходит в условиях лаборатории или промышленных предприятий. Наращивание биомассы микробов осуществляется в специальных биореакторах, где обеспечивается избирательный рост тех представителей микробного сообщества, которые наиболее эффективно могут разлагать нефтепродукты. После наработки определённой массы бактерий их вносят в загрязнённую среду, где они начинают процесс очистки.
Почему микробную очистку применяют редко?
К сожалению, распространению метода биологической очистки загрязнённых территорий (биоремедиации) препятствуют некоторые сложности. До сих пор эти технологии используют лишь в 10–15% случаев ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов. Чем же это обусловлено?
- Для каждой загрязнённой местности необходимо подбирать свою специфическую группу микробов, приспособленных к конкретным условиям окружающей среды, что, естественно, требует довольно длительного времени. А потому полезно заранее проводить изучение мест нефтедобычи и накапливать коллекцию бактерий, которые могут рано или поздно пригодиться. Однако эти исследования не являются в мире приоритетными, и на них выделяется недостаточно средств. А всё потому, что...
- Технологии наращивания массы бактерий в биореакторах дороги и трудоёмки. Нужно специальное оборудование, питательные среды, строгое соблюдение условий роста бактерий, а затем подготовка препарата, например, путём лиофильной сушки.
И всё-таки, по моему мнению, будущее — за методами биологической очистки, которые не оказывают пагубного воздействия на окружающую среду и по сути своей естественны для природы.
По материалам:
- «В Перми выясняются причины разлива нефти на реке Пыж» // Информационное агентство Regnum, 2014.
- «На Неве в Петербурге ликвидируют разлив нефтепродуктов» // Информационное агентство Regnum, 2014.
- Чурсин Ф. В., Горбунов С. В., Федотова Т. В. «Аварийные разливы нефти: средства локализации и методы ликвидации» // Каталог «Пожарная безопасность», 2004. cтр. 254-258.
- Оборин А.А., Калачникова И.Г., Масливец Т.А., Базенкова Е.И., Плещева О.В., Оглоблина А.И. «Самоочищение и рекультивация нефтезагрязненных почв Предуралья и Западной Сибири» // Восстановление нефтезагрязненных почвенных экосистем. — М.: Наука, 1988. С. 140-159.
- Маркарова М.Ю. «Скорость очищения почв от нефти в условиях Севера» // Вестник института биологии Коми НЦ УрО РАН. 2000. № 32. С. 25-28.
- Вельков В.В. «Биоремедиация: принципы, проблемы, подходы» // Биотехнология. 1995. № 3-4. С. 20-27.
Андрей Панов, июнь 2014.
