Биологические основы очистки донных отложений водных объектов от нефти и нефтепродуктов

• Автор: Воробьев, Данил Сергеевич
• Шифр специальности: 03.02.08
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 385 с. : ил.

Глава 1. НЕФТЯНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ

1.1 Источники поступления нефти в окружающую среду

1.2 Загрязнение водных объектов нефтью

1.2.1 Морские бассейны России

1.2.2 Волго-Каспийский бассейн

1.2.3 Обь-Иртышский бассейн

1.2.4 Бассейны рек Пур и Надым

1.2.5 Бассейн реки Печора

1.3 Трансформация нефти и нефтепродуктов в водных объектах

1.3.1 Моря и океаны

1.3.2 Водотоки

1.3.3 Водоемы
1.4 Аспекты нормирования нефти и нефтепродуктов в донных отложениях и оценка их качества по абиотическим показателям
Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНОВ
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РАБОТ
2.1 Материал и методы экспериментальных лабораторных работ
2.2 Природно-климатические условия районов экспериментальных очистных работ
2.3 Материал и методы полевых гидроэкологических исследований
Глава 3. ТЕХНОЛОГИИ ОЧИСТКИ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ ОТ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ
3.1 Технологии и средства сбора нефти с поверхности водных объектов
3.1.1 Локализация нефти
3.1.2 Устройства сбора нефти с поверхности воды
3.1.3 Сорбенты
3.1.4 Сжигание нефти
3.1.5 Диспергаторы
3.1.6 Сбор нефти под ледовым покровом
3.2 Комплексные технологии очистки водных объектов от нефти и нефтепродуктов
3.2.1 Технологии и устройства очистки толщи воды
3.2.2 Технологии и устройства очистки донных отложений
3.2.3 Биотехнологии очистки водных объектов
3.2.3.1 Биопрепараты и биосорбенты
3.2.3.2 Фиторемедиация
3.3 Обезвреживание нефтесодержащих донных осадков и очистка
сточных вод
Глава 4. ГИДРОБИОНТЫ В УСЛОВИЯХ НЕФТЯНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ
4.1 Влияние нефти на водные организмы
4.2 Гидробионты в системе биоиндикации и биотестирования нефтяных загрязнений

4.3 Биоаккумуляция нефти и нефтепродуктов гидробионтами как биотические основы самоочищения водных объектов
Глава 5. ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПШСЮШШБ НОРРМЕ^ТЕШ (ОГГСОСНАЕТА, ТЦВ1ПСГОАЕ) В БИОРЕМЕДИАЦИИ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ
5.1 Анатомо-морфологическая характеристика водных олигохет
5.2 Роль олигохет в водных экосистемах Западной Сибири
5.3 Тубифициды в условиях нефтяного загрязнения
5.3.1 Выживаемость Ытпос1гИих hqffmeisteri в условиях нефтяного загрязнения
5.3.2 Перемещение Птпос1гИш в нефтезагрязненных
донных отложениях
5.3.3 Роль тубифицид в потреблении кислорода донными отложениями, загрязненными нефтью
5.3.4 Биотурбация нефтезагрязненного ила тубифицидами
5.3.5 Влияние температуры воды и плотности Ытпос/гИш Ьо//те!з1ег1
на процессы очистки донных отложений от нефти
5.3.6 Плодовитость ЫтпойгИт в нефтезагрязненных илах
Глава 6. ГИДРОЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ФЛОТАЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ОЧИСТКИ ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ВОДОЕМОВ ОТ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ
6.1 Технология производства работ
6.2 Очистка от нефти озера Щучье № 1 (республика Коми)
6.2.1 Гидрометеорологические наблюдения
6.2.2 Гидробиологический мониторинг
6.2.2.1 Фитопланктон
6.2.2.2 Зоопланктон
6.2.2.3 Макрозообентос
6.2.2.4 Ихтиофауна
6.2.2.4.1 Щука
6.2.2.4.2 Окунь
6.2.2.4.3 Плотва
6.2.3 Содержание нефтепродуктов в воде и донных отложениях
6.3 Очистка обводненных карьеров от нефти (ХМАО-Югра)
ВЫВОДЫ
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
ЛИТЕРАТУРА
Российская Федерация принадлежит к числу государств, наиболее обеспеченных водными ресурсами. Среднемноголетние возобновляемые водные ресурсы России составляют 10 % мирового речного стока (2 место в мире после Бразилии) и оцениваются в 4,3 тыс. км3 в год. В России функционирует водохозяйственный комплекс, который является одним из крупнейших в мире и включает более 30 тыс. водохранилищ и прудов общим объемом свыше 800 км3 и полезным объемом 342 км3. В водные объекты сбрасывается до 52 км3 в год сточных вод, из которых 19,2 км3 подлежат очистке. Свыше 72 % сточных вод, подлежащих очистке (13,8 км3), сбрасываются в водные объекты недостаточно очищенными, 17 % (3,4 км3) - загрязненными без очистки и только 11 % (2 км3) -очищенными до установленных нормативов (Водная стратегия ..., Распоряжение Правительства РФ № 1235-р).
Помимо колоссальных запасов поверхностных вод, Россия занимает одно из первых мест по запасам топливно-энергетического сырья. Сейчас в России разрабатывается более 700 нефтяных месторождений, расположенных в более чем 40 субъектах Российской Федерации. Наибольшие из них сосредоточены в Западной Сибири - 69%, в Урало-Поволжье - 17%, на Европейском Севере
7,8 % и в Восточной Сибири - 3,6 %. Из субъектов РФ доминирующее положение занимает Ханты-Мансийский автономный округ - Югра, в котором сконцентрировано более 50 % запасов нефти России (Воробьев Ю.Л. и др., 2007).
Добыча и транспортировка углеводородов всегда сопровождается негативным воздействием на окружающую природную среду. Наиболее масштабные катастрофы характерны для морских перевозок углеводородов. Так, по материалам информационного портала Neflegaz.ru, только в последнее десятилетие произошло несколько крупнейших аварий в море: в ноябре 2002 г. у побережья Испании разломился и затонул танкер Prestige (в море попали 64 тыс. тонн мазута); в августе 2006 г. потерпел аварию танкер «Solar 1» с 1800 т мазута; 11 ноября 2007 г. шторм в Керченском проливе стал причиной беспрецедентного чрезвычайного происшествия в Азовском и Черном морях - за один день затонули четыре судна, шесть сели на мель; 20 апреля 2010 г. на платформе Deepwater Horizon в

Продолжение таблицы 1
Название процесса Суть процесса Влияние на ход операции по ЛАРН
Осаждение Осаждение и седиментация -процесс осаждения нефти на дно. В тех случаях, когда труднорастворимые остатки нефти по своему удельному весу превышают плотность воды. Это происходит тогда, когда нефть теряет легкие фракции и принимает воду. Приводит к накоплению на дне водоема тяжелых фракций нефти, которые служат источником вторичного загрязнения, оказывая негативное влияние на флору и фауну водоема Удалять сложно, а часто невозможно.
Окисление Окисление - процесс фотохимического разложения под воздействием ультрафиолетовой части солнечного спектра в водной среде. Незначительно влияет на свойства и поведение разлитой нефти Незначительно.
Растворение Растворение - физико-химический процесс, в результате которого компоненты нефти с низкой молекулярной массой переходят в водную толщу. Приводит к токсическому заражению воды Усложняет операции по ЛАРН, так как имеет значительные экологические последствия.
Биодеградация Биодеградация - биохимический процесс, изменяющий или превращающий углеводороды нефти благодаря жизнедеятельности микроорганизмов и (или) поглощающий и удерживающий их внутри микроорганизмов. Медленный процесс, который может использоваться в качестве метода доочистки водоемов от нефти. Оказывает незначительное влияние на ЛАРН.
Ни один из этих процессов не происходит автономно, все они взаимосвязаны между собой. Благодаря рассмотренным процессам нефть быстро теряет свои первоначальные свойства, распределяется в толще воды, а ее количество