Применение сорбентов для доочистки грунтов и водоемов

Нефтяные сорбенты, применяемые в рекультивационных целях, могут быть использованы для доочистки грунтов и водоемов.

Сорбционный метод ликвидации остаточного загрязнения применим в случае отсутствия глубинного загрязнения для:

- задерживания и улавливания тонкой пленки нефти с поверхности воды водных объектов, траншей, приямков и т.д.;

- дополнительной доочистки грунта в местах, не доступных для рыхления/фрезерования механизированным способом (например, береговая полоса, борта канав, недоступные части коридоров коммуникаций, извилистые кромки участков, полосы сопряжения загрязненного участка с производственными площадками, и т.д.).

Рекомендуемые для указанных целей сорбенты должны быть природными или искусственными органическими, не требующими проведения операции сбора с последующей утилизацией и способными к биоразложению.

При доочистке водоемов сорбенты способны удалять с поверхности воды тонкие пленки нефти и нефтепродуктов, с которыми не справляется ни один адгезионный, вакуумный или пороговый нефтесборщик. Такие сорбенты должны обладать свойством плавучести на воде.

Доочистку нефтезагрязненного грунта в труднодоступных местах после сбора основного количества нефти также рекомендуется проводить с помощью биоразлагаемых сорбентов, которые не подлежать удалению и утилизации. Для этих целей проектом рекомендовано внесение на закрайки участка, в межтрубные пространства, по склонам и краям канав таких собрентов как «Spillsorb», «Naturesorb» (ООО «Терра-Экология»), «Унисобр-БИО» (ООО «НПФ «Экосорб»). Информация о сорбентах приведена в Приложении №11. Допускается применение иных биоразлагаемых сорбентов при условии, что они имеют все разрешительные документы на их применение, а также прошли процедуру допуска в соответствии с требованиями Заказчика и протестированы в лабораторных и полевых условиях с учетом климатических и природных особенностей лицензионных участков на территории ЯНАО.

Нанесение этих сорбентов производится вручную с использованием шанцевых инструментов.

 

Создание микрорельефа перед фитомелиорацией

Цель работ по созданию микрорельефа – улучшение субстратных условий для активизации последующего биологического очищения почв. На подготовленных этим способом землях выполняют посев семян.

Устройство микроповышений (гребней) и микропонижений (борозд) рекомендуется в первую очередь для болотных (кроме грядово-мочажинных и бугорково-мочажинных болот) и минеральных почв. Подвижная нефть вымывается в неглубокие хорошо прогреваемые борозды и разлагается в водной среде значительно быстрее, чем в почве. Высеянные по микроповышениям травы лучше обеспечены воздухом и меньше вымокают в период паводка.

 

Техника: потребность и использование

Бороздование лучше ориентировать поперек поверхностного стока и проводить после фрезерной обработки почвы с помощью грядоделателей или конических катков, устанавливаемых сзади фрез. На участках с невысоким уровнем нефтяного загрязнения применяются плуги с полным оборотом пласта. Примеры техники, применяемой для создания микрорельефа приведены в Таблица 33.

Таблица 33

Примеры техники для создания микрорельефа перед фитомелиорацией

Наименование техники	Модель	Основные характеристики
Рыхлитель-грядоделатель	РГД-1,2-02	Тип навесной Марка трактораЛТЗ; МТЗ Производительность га/час, до 1,0 Ширина захвата м, 1,2 Глубина обработки, см 6-12 Масса, кг 180
Плуги лесные с полным оборотом пласта	ПКЛ-70	Ширина захвата по дну борозды, 0,7 м; Глубина пахоты 0.15 м; Производительность 2,2-2,5 км/час; Длина 2200 мм; Ширина 1770 мм; Высота 1650мм; Масса 500 кг.

 

 

Фитомелиорация

Фитомелиорацией является этап биологической рекультивации, основанный на посеве стойких к нефтяным и нефте-солевым загрязнениям и активизирующих почвенную микрофлору растений. Такие растения способствуют процессам разложения и устранения загрязняющих веществ из почвы. Кроме того, они в целом обеспечивают восстановление нарушенных экосистем, оказывая разрыхляющее и структурообразующее воздействие на поверхностный почвенный горизонт, стабилизируя водно-воздушный режим и увеличивая противоэрозионную стойкость почв. Участки с высоким покрытием улучшают эстетическое восприятие ландшафта.

Фитомелиорация применяется на окончательной стадии рекультивации загрязненных почв. При этом эффект ускоренного разложения органических загрязняющих веществ проявляется преимущественно в области корневой системы растений (ризосферы), в то время как минеральные загрязняющие вещества (в первую очередь, катионы солей), поглощаются и накапливаются в растительных тканях.

Фитомелиорация проводится после снижения нефтезагрязнения почв до уровня, когда на них спонтанно поселяется растительность.

Для посева на восстанавливаемых участках в состав травосмеси включают семена трав, произрастающих в естественных условиях или специально подобранные для рекультивационных работ: овсяница луговая, овсяница красная, мятлик луговой, полевица белая, тимофеевка луговая, лисохвост луговой, канареечник тростниковидный, ежа сборная, костер безостый, пырей сизый, пырей бескорневищный, житник гребенчатый, клевер белый, донник желтый.

Подбор видов трав при составлении травосмесей проводят с учетом уровня остаточного углеводородного загрязнения почвы, а также условий произрастания трав.

Разработаны специальные практические рекомендации по производству посева трав с учетом того, что многолетние травы образуют вегетативные и генеративные побеги на второй год свой жизнедеятельности, а также того, что для трав с крупными семенами и мелкосеменных на торфяных, песчаных и обычных почвах требуется различная глубина заделки, так как слишком глубокая заделка семян или их нахождение на поверхности резко снижают их всхожесть. После посева семян трав поверхность почвы обязательно прикатывается тяжелыми катками, что позволяет более точно выдерживать заданную глубину заделки семян. При этом обеспечивается лучший контакт семян с твердой фазой почвы, идет более быстрое их набухание и прорастание.

Обеспечивается контроль качества семенного материала. Для посева отбираются семена трав, соответствующих требованиям стандарта и посевным качествам не ниже второго класса.

Правильный выбор оптимальных сроков посева семян многолетних трав повышает их полевую всхожесть. Злаковые травы, как правило, высеваются в летне-осенние сроки, тогда они дают дружные всходы и успевают укорениться до ухода в зиму. Бобовые травы высевают весной. При высеве бобовых трав в летне-осенние сроки нормы высева повышаются на 10-15 %.

При агрегатировании сеялок на болотоходах или тракторах с другими подвесными орудиями учитывается, что посев трав проводиться после фрезерования.

Мероприятия по уходу за посевами направлены на скорейшее формирование и устойчивое существование травостоя и включают подкормку минеральными удобрениями. Подкормка производится весной через год после посева в дозах 50-100 кг действующего вещества (азот, фосфор, калий) на 1 га и дополнительный подсев на участках, где травостой выпал.

Материалы: потребность и использование

Подбор видов-фитомелиорантов для участков рекультивации зависит от режима увлажнения, наличия солевого загрязнения, типа почвы, степени сохранности почвенного профиля, микрорельефа. Рекомендуется посев семян многокомпонентных травосмесей, более пластично реагирующих на пространственно-временную неоднородность экологических условий. Для фиторекультивации загрязненных земель используют семена однолетних и многолетних трав, преимущественно злаков, обладающих развитой корневой системой и повышенной устойчивостью к нефтяному загрязнению почвы, предпочтительно, характерных для местных болотных и лесоболотных экосистем. В ряде случаев более эффективна с экологической точки зрения, хотя и более трудоемка, высадка корневищ гигрофитных трав. В условиях отсутствия семенного материала высадка корневищ (или другие способы вегетативного размножения) является безальтернативным способом фитомелиорации. При наличии семенного материала высадка вегетативными органами позволит диверсифицировать сроки фиторекультивации. Проблема создания устойчивых травостоев в болотных биогеоценозах в настоящее время методически слабо разработана, поскольку до сих пор она рассматривалась только в отношении земель, подвергнутых коренному улучшению и предназначенных для использования в качестве сенокосов и пастбищ. Коренное улучшение болотных земель предусматривает проведение осушительной мелиорации, пескования и глинования, многократных фрезерования и вспашки, планировки почвы (Приложение №7) и т.д., т.е. операций нецелесообразных, а во многих случаях и неосуществимых при рекультивации загрязненных земель. Однако, применение травосмесей, разработанных для болотных биогеоценозов, прошедших коренное улучшение, неприемлемо для естественных и тем более загрязненных болот. Дополнительным фактором, препятствующим росту трав на нарушенных болотах, выступает измененный гидрологический режим. Подпруживание инженерно-линейными сооружениями, само нефтяное загрязнение, разрушение механического каркаса торфяной почвы при фрезеровании, уплотняющее воздействие тяжелой болотоходной техники в совокупности приводят к переобводнению болотных почв, возникновению техногенных топей и водоемов. В отдельных случаях, наоборот, происходит переосушение торфяных почв. Виды-фитомелиоранты, приспособленные к возникшим условиям, как правило, не культивируются, их семеноводство не налажено, агрокультур-технические мероприятия по их выращиванию не разработаны. Их поселение и рост на загрязненных участках происходит самопроизвольно.

Для вейников, корневищных пушиц, осок, рогоза и ряда других видов возможны различные способы подсадки: корневищами, дернинами, семенами (в фазе созревания, высев осуществляется путем скашивания крупных куртин данного вида с последующим разбрасыванием массы по рекультивируемой площади или на отдельных ее участках, соответствующих экологическим условиям, требуемым для успешного развития данного вида).

Для растений, высаженных на участках верховых болот (сосново-кустарничково-сфагновых, грив грядово-мочажинных комплексов), переосушенных в результате рекультивации, требуется обязательный полив в сухой летний период.

На минеральных почвах суглинисто-глинистого гранулометрического состава – таежных слабодифференцированных (светлоземах), глеевых, аллювиальных дерновых и дерново-глеевых, а также оскальпированных техногенных площадках на их месте, рекомендуется использование следующих видов:

- для глееземов: бекмания восточная(Beckmannia syzigachne (Steud.) Fern.), б. обыкновенная(B. eruciformis (L.) Host), двукисточник тростниковидный(Phalaroides arundinacea (L.) Rausch.), лисохвост равный (Alopecurus aequalis Sobol.), мятлик болотный(Poa palustris L.), полевица побегообразующая(Agrostis stolonifera L.), частуха подорожниковая (Alisma plantago-aquatica L.), череда лучистая (Bidens radiata Thuill. ), ч. трехраздельная (B. tripartita L. ),щучка дернистая (Deschampsia caespitosa (L.) P. Beauv.).

- для таежных слабодифференцированных светлоземов: бескильница Гаупта(Puccinellia hauptiana V.Krecz.), б. расставленная(P. distans (Jacq.) Parl.), кострец безостый(Bromopsis inermis (Leyss.) Holub), мятлик луговой(Poa pratensisL.), овсяница красная (Festuca rubra L.), о. луговая (F. pratensis Huds), полевица гигантская(Agrostis gigantea Roth), п. булавовидная (A. clavata Trin.), п. тонкая (A. capillaris L.), тимофеевка луговая(Phleum pratense L.), донник белый (Melilotus albus (L.) Medik. ), клевер гибридный (Trifolium hibridum L.), клевер красный (T. pretense L.). люцерна серповидная (Medicago falcata L.), лядвенец рогатый (Lotus corniculatus L.).

Для подзолов и техногенных песчаных насыпей предлагается использовать бескильницы Гаупта(Puccinellia hauptiana V.Krecz.) и расставленную(P. distans (Jacq.) Parl.), донник белый(Melilotus albus (L.) Medik.), полевицу булавовидную (A. clavata Trin.), овсяницу красную(Festuca rubra L.),о. овечью(F. ovina L.), вейник наземный(Calamagrostis epigeios (L.) Roth), лядвенец рогатый (Lotus corniculatus L.), кострец безостый (Bromopsis inermis (Leyss.) Holub).

Для рекультивации древесных болот (согр), в т.ч. и переходных, рекомендуется использоватьвейник Лангсдорфа(Calamagrostis langsdorffii (Link) Trin), пушицу узколистную, или многоколосковую (Eriophorum angustifolium Honck., nom.cons), осоку вздутую(Сarex rostrata Stokes), о. вздутоносую(C. rhynchophysa С.A. Mey.), о. острую(С. аcuta L.), полевицу побегоносную(Agrostis stolonifera L.), частуху подорожниковую(Alisma plantago-aquatica L.), череду лучистую(Bidens radiata Thuill.), ч. трехраздельную(B. tripartita L.), для сильно обводненных участков - белокрыльник болотный(Сalla palustris L.), рогоз широколистный(Typha latifolia L.).

Для низинных травяных пойменных болот, рекомендуются такие виды, как бекмания восточная(Beckmannia syzigachne (Steud.) Fern.), б. обыкновенная(B. eruciformis (L.) Host),вейник Лангсдорфа(Calamagrostis langsdorffii (Link) Trin), в. незамеченный(С. neglecta (Ehrh.) Gaertn., Mey. et Scherb.), двукисточник тростниковидный (Phalaroides arundinacea) (L.) Rausch.),дербенник иволистный(Lythrum salicaria L.), осока вздутая(Сarex rostrata Stokes), о. острая(С. аcuta L.), о. пузырчатая (С. vesicaria L.), полевица побегоносная   (Agrostis stolonifera L.),   частуха подорожниковая(Alisma plantago-aquatica L.), череда лучистая(Bidens radiata Thuill.), ч. трехраздельная(B. tripartita L.),щавель водный(Rumex aquaticus L.).

На верховых болотах (сосново-кустарничково-сфагновых (рямах) и комплексных грядово-мелкомочажинных, в т.ч. вторично эвтрофизированных) фитомелиорацию возможно проводить с использованием следующих видов:

- на участках с сохранившимся водным режимом: вейник Лангсдорфа(Calamagrostis langsdorffii (Link) Trin), мятлик болотный (Poa palustris L.), м. торфяный (P. turfosa Litw.), полевица гигантская(Agrostis gigantea Roth ), п. тонкая (A. tenuis Sibth.), тимофеевка луговая (Phleum pratense L.), пушица влагалищная (Eriophorum vaginatum L.).

- засоленные участки:астра солончаковая (Aster tripolium L.), бескильница Гаупта(Puccinellia hauptiana V.Krecz.), б. расставленная(P. distans (Jacq.) Parl.), вейник наземный (Calamagrostis epigeios (L.) Roth), марь красная (Chenopodium rubrum L.).

- участки болот с нарушенным водным режимом(переосушенные):пушица влагалищная(Eriophorum vaginatum L.), на участках со слабой и средней степенями загрязнения -морошка(Rubus chamaemorus L.).

Для участков верховых болот (комплексных грядово-средне- и крупномочажинных, озерково-грядово-мочажинных, в т.ч. вторично эвтрофизированных, верховых болот вторично подтопленных):

- дренированные гривы:   пушица влагалищная(Eriophorum vaginatum L.), на участках со слабой и средней степенями загрязнения -морошка(Rubus chamaemorus L.)

- участки болот со средней увлажненностью:вейник Лангсдорфа (Calamagrostis langsdorffii (Link) Trin), осока вздутая (Сarex rostrata Stokes),пушица влагалищная(Eriophorum vaginatum L.),   п. рыжеватая (E. russeolum Fries),п. узколистная, или многоколосковая(E. angustifolium Honck., nom. cons.),череда лучистая(Bidens radiata Thuill.).

-   участки болот с высокой увлажненностью: осока вздутая (Сarex rostrata Stokes),пушица узколистная, или многоколосковая(E. angustifolium Honck., nom.cons.), рогоз широколистный (Typha latifolia L.).

- засоленные участки: тростник обыкновенный (Phragmites australis (Сav.) Trin.ex Steud.), частуха подорожниковая(Alisma plantago-aquatica L.), череда лучистая(Bidens radiata Thuill.), ч. трехраздельная(B. tripartita L.), на дренированных местообитаниях - вейник наземный (Calamagrostis epigeios (L.) Roth).

Ниже (Таблица 34) приводятся рекомендуемые нормы высева семян. Точные нормы высева семян, а также долевое участие видов в травосмесях должны быть скорректированы с учетом условий конкретного участка и определяться наличием семян или иного посадочного материала. Виды и нормы высева семян или нормы посадки растений вегеттивными органами могут быть дополнены по результатам отдельных исследований.

Таблица 34

Нормы высева семян

Вид	Норма высева семян, кг/га
Бекмания восточная, б. обыкновенная	70-150
Бескильница Гаупта,б.расставленная	30-60
Двукисточник тростниковидный	25-60
Донник белый	40-80
Клевер гибридный	30-60
Клевер луговой	40-80
Кострец безостый	60-150
Mятлик луговой	40-80
Овсяница красная	50-110
Овсяница луговая	50-120
Полевица гигантская, п. булавовидная	30-70
Полевица побегообразующая	30-90
Рогоз широколистный	30-80
Тимофеевка луговая	40-80
Тростник обыкновенный	40-60
Частуха подорожниковая	30-80
Череда лучистая, ч. трехраздельная.	40-60

 

При появлении на рынке новых травосмесей для рекультивации болотных биотопов, состоящих из любых ранее перечисленных растений, они могут быть использованы для рекультивации соответствующих участков.

Для контроля качества сбора нефти с целью индикации фитотоксичности почвы проводится посев однолетних культур: овес (Avena sativa) и рожь (Secale cereale) при норме высева 150-200 кг/га.

Посев однолетних и многолетних трав проводится в два этапа - первичный посев и основной посев. Первичный посев семян однолетних трав производится с половинной нормой высева для индикации качества проведенных рекультивационных работ.

Через 2-3 недели высевают смесь оставшейся части семян однолетних и полной нормы смеси многолетних трав. Если после основного посева не удаётся получить приемлемое общее проективное покрытие, то, при необходимости, проводится выборочный дополнительный посев с соответствующим внесением минеральных удобрений. После посева семена заделывают в почву механизированным или ручным способом. После появления всходов трав, при необходимости, продолжают периодический контроль содержания в почве нефтепродуктов, азота, фосфора, калия и выборочное внесение дополнительного количества минеральных удобрений до достижения устойчивого травостоя. Рыхление почвы после внесения удобрений не производится.

Дополнительный посев проводится на 5-20% всей площади рекультивируемого участка и примыкающей к нему территории для достижения приемлемого общего живого проективного покрытия. После посева, при необходимости, проводится полив участка пресной водой или мульчирование торфом слоем 2-3 см.

При расчете норм высева семян учитывают поправку на хозяйственную годность каждой конкретной партии семян:

П = xy/100%, где:

П – хозяйственная годность;

x – чистота семян;

y – всхожесть семян.

Н* = 100Н/П, где:

Н* – норма высева семян с поправкой на хозяйственную годность;

Н – рекомендуемая норма высева в кг/га.

При использовании смесей семян разных видов трав, норма высева семян каждого вида определяется по формуле:

Н* = zH/П, где:

Н – норма высева данного вида семян в одновидовом посеве;

z – доля семян данного вида в травосмеси.

При двухвидовом посеве, норма высева каждого из видов трав снижается, по сравнению с нормами высева при одновидовом посеве на 20-25%; при трехвидовом посеве, соответственно, для злаков – на 60-70%, для бобовых – на 30-40%.

На сильнозагрязненных землях, нормы высева семян следует увеличивать в 1,5 раза.

Правильный выбор оптимальных сроков посева семян многолетних трав повышает их полевую всхожесть. Злаковые травы, как правило, высевают в летне-осенние сроки, тогда они дают дружные всходы и успевают укорениться до зимы. Бобовые травы высевают весной, при их высеве в летне-осенние сроки нормы высева повышаются на 10-15%.