Биотрансформация углеводородов  в составе нефтешлама (на примере объекта исторического загрязнения в Чеченской Республике)

М.Ю. Маркарова; Л.Ш. Махмудова; Н.А. Мамадиев

doi:10.46698/r7153-0875-2724-n

М.Ю. Маркарова Грозненский государственный нефтяной технический университет им. акад. М.Д. Миллионщикова, Россия, 364051, Чеченская Республика, г. Грозный, пр. Х.А. Исаева, 100
Л.Ш. Махмудова Грозненский государственный нефтяной технический университет им. акад. М.Д. Миллионщикова, Россия, 364051, Чеченская Республика, г. Грозный, пр. Х.А. Исаева, 100
Н.А. Мамадиев Грозненский государственный нефтяной технический университет им. акад. М.Д. Миллионщикова, Россия, 364051, Чеченская Республика, г. Грозный, пр. Х.А. Исаева, 100

DOI: https://doi.org/10.46698/r7153-0875-2724-n

Ключевые слова: нефтеотходы, нефтепродукты, алканы, биодеструкция, ремедиация

Резюме

Актуальность работы. Проблема рекультивации земель и ликвидации шламонакопителей в Чеченской республике стоит остро из-за отсутствия фактического опыта таких работ и малочисленности исследований в этом направлении. Состав нефти на объектах истоических загрязнений и нефтеотходов в амбарах и шламонакопителях сильно варьирует, что предполагает и разные подходы в методах переработки. Целью исследования было изучение разных способов биодеструкции нефтяных углеводородов в составе нефтешламов бывшего Новогрозненского нефтеперерабатывающего завода (НПЗ) по показателям изменения состава остаточной нефти в полевых и лабораторных опытах. Методы исследования. В полевом и лабораторно-вегетационном опытах проведено исследование методов детоксикации нефтешлама объекта накопленного экологического ущерба прошлых лет в Чеченской Республике. Оценку опытных грунтов проводили по изменению концентрации нефтепродуктов, структуры фракции нормальных парафинов и изоалканов, активности микробиоты. Результаты работы. Изучено влияние на скорость и качество биодеструкции нефтеуглеводородов комплекса методов биоремедиации с примением нефтеокисляющих аборигенных микроорганизмов, структураторов и сидератов в аэробных и частично анаэробных условиях. Показано, что на первом этапе ремедиации (обработка почвы) происходит активная детоксикация нефти, снижение в 2‒4 раза концентрации ПАУ. Наиболее эффектино разрушению ПАУ подвергаются при использовании комплекса приемов: биопрепарата, структуратора и укрывного материала. На стадии фиторемедиации почвогрунт очищается наиболее быстро (до 85‒90% от начального уровня загрязнения) при предварительной подготовке путем ремедиации со структуратором и биопрепаратом в аэробных условиях. В этом случае концентрация алкановой фракции заметно снижается. При фиторемедиации почвогрунта, подготовленного в частично анаэробных условиях, концентрация н-алканов возрастает наряду со снижением общей концентрации нефти. Перспективность использования методов частично анаэробного нефтеокисления при использовании укрывного материала определяется, в первую очередь, возможностью глубокой трансформации нефтепродуктов в почвенный углерод с перспективой повышения показателей почвенного плодородия и увеличением эффекта декарбонизации после нефтяных загрязнений.

Литература

Вобликов Б.Г., Калашник Ж.В., Усманов А.Х., Корнилов Ю.В. Проблемы экологической безопасности и способы рекультивации земель, загрязненных нефтепродуктами в Чеченской республике. // Вестник АГТУ. – 2011. – Т. 52. No 2 – С. 73–77.

ГОСТ Р 54003-2010. Экологический менеджмент. Оценка прошлого накопленного в местах дислокации организаций экологического ущерба. Общие положения. М.: Стандартинформ, 2011. – 25 с.

Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Чеченской Республики в 2021 году». Грозный: МИНПРИРОДЫ ЧР, 2020. – 205 с.

Государственный доклад «О состоянии окружающей среды Чеченской Республики в 2013 году» составлен под руководством Заместителя министра природных ресурсов и охраны окружающей среды ЧР А.М. Джайрханова». Грозный, 2014.

Груздев И.В. Анализ объектов окружающей среды хроматографическими методами. Практикум: учебное пособие. Сыктывкар: СГУ им. Питирима Сорокина, 2022. – 65 с.

Гузев В.С., Левин С.В. Перспективы эколого-микробиологической экспертизы состояния почв при антропогенном воздействии. // Почвоведение. – 1991. – No 9. – С. 50–62.

Маркарова М.Ю., Махмудова Л.Ш., Керимов И.А. Анализ парниковых газов на нефтезагрязненных территориях и разработка методов их биорекультивации (на примере г. Грозный). // Геология и геофизика Юга России. – 2022. – Т. 12. No 4. – С. 153–168.

Маркарова М.Ю., Махмудова Л.Ш., Мамадиев Н.А., Дускаев М.З., Гагаева З.Ш. Детоксикация углеводородов в составе нефтешлама на объектах исторических загрязнений Чеченской республики. // Грозненский естественнонаучный бюллетень. – 2023. – Т. 8. No 4 (34). – С. 65–70.

Методы почвенной микробиологии и биохимии. / Под редакцией Д.Г. Звягинцева, М.: МГУ, 1991. – 304 с.

Пиковский Ю.И., Исмаилов Н.М., Дорохова М.Ф. Основы нефтегазовой геоэкологии. / Под редакцией А.Н. Геннадиева. – М.: ИНФРА-М, 2015. – 399 с.

Чеченская Республика в цифрах. Краткий статистический сборник. / Под редакцией Р.Д. Дигаев, А.Х. Магомадова, Х.С. Абушева, Л.Э. Шагидаева, Л.А.-С. Магомадова, С.А-А. Чуликова. Грозный: Чеченстат, 2019. – 168 с.

Экологически нестабильные территории Чеченской Республики должны быть ликвидированы. // Промышленная и экологическая безопасность и охрана труда. – 2013. –Т. 85. No 11. – С. 14–17.

Bioremediation and phytoremediation technologies in sustainable soil management. Vol. 3: Inventive Techniques, Research Methods, and Case Studies. / Eds. J.A. Malik, M.R. Goyal. – New York: Academic Press, 2022. – 550 р.

Zhang B., Zhang L., Zhang X. Bioremediation of petroleum hydrocarbon contaminated soil by petroleum-degrading bacteria immobilized on biochar. // The Royal Society of Chemistry. – 2019. – No 9. – рр. 35304–35311.

Koshlaf Е., Ball A.S. Soil bioremediation approaches for petroleum hydrocarbon polluted environments. // AIMS Microbiology. – 2017. – Vol. 3. No. 1. – pp. 25–49.

Youse K., Mohebb A., Pichtel J. Biodegradation of weathered petroleum hydrocarbons usingorganic waste amendments. // Applied and Environmental Soil Science. – 2021. – Vol. – рр. 1–12.

Liu Y.F., Chen J., Liu Z.L., Shou L.B., Lin D.D., Zhou L., Yang S.Z., Liu J.F., Li W., Gu J.D., Mu B.Z. Anaerobic degradation of paraffins by thermophilic actinobacteria under methanogenic conditions. // Environ Science & Technology. – 2020. – Vol. 54. Issue 17. – pp. 10610–10620. DOI: 10.1021/acs.est.0c02071.

Nasreen Z., Kalsoom S. Biodegradation of petroleum industry oily sludge and its application in land farming: a review. // International Journal of Environment and Waste Management. – 2018. – Vol. 21. No.1. – pp. 37–57.

Sar P., Kundu S., Ghosh A., Saha B. Natural surfactant mediated bioremediation approaches for contaminated soil. // RSC Advances. – 2023. – Vol. 44. No. 13. – pp. 30586–30605.

Jorfi S., Rezaee A., Mobeh-ali G.-A., Jaafarzadeh N.A. Application of biosurfactants produced by pseudomonas aeruginosa sp4 for bioremediation of soils contaminated by pyrene. // Soil and Sediment Contamination. – 2013. – Vol. 22. No. 8. – pp. 890–911.

Seo J.S., Keum Y.S., Li Q.X. Bacterial degradation of aromatic compounds. International Journal of Environmental Research and Public Health. – 2009. – Vol. 6. – pp. 278–309.

Lv Y., Bao J., Zhu L. A comprehensive review of recent and perspective technologies and challenges for the remediation of oil-contaminated sites. // Energy Reports. – 2022 – Vol. 8. – pp. 7976–7988.