Қоршаған ортаның мониторинг әдістері

Солтүстік Бузачи жағдайында компостылаудың мүмкіндігі және тиімділігі анықталған; жергілікті қопсыту материалдары (оларды пилотты қондырғыда сынау); компосты қоспа материалдарының тиімді ара қатынастары анықталған [14].

Қопсыту материалы ретінде түйе азығы мен тезегі, шырша үгінділері, балдырлар, майдаланған картоп (қағаз және картон қалдықтары) сыналған. Қопсыту материалдары О2, ауа, ылғал жиналатын жерлерде көлемді ауа кеңістігін жасау мақсатында қолданылған. Ол үшін әрбір микрофлораның даму жағдайына байланысты 10 компосты үймелер жасалған.

Жобаның негізгі операциялары: аэрациялау мақсатында компосты үймелерді араластыру; үймелерді ығалдау; тыңайтқыштар қосу (жергілікті тыңайтқыштар заводынан диаммоний фосфат. Ақтау қаласы.). Тыңайтқыштар микроорганизмдердің дамуын тездету үшін қолданылады. Операцияларды жүргізу жиілігі 2 аптада бір рет. Жобаны жүргізуде күнделікті және апта сайын мониторинг жүйесі іске асырылады.

Күнделікті мониторингта температурасы және ылғалдылығы өлшенеді (осы параметрлерді тиімді шамада ұстау үшін), ал апталықта  зертханаға талдау үшін түсетін компост үлгілері таңдап алынады (құрамындағы азот, фосфор, рН анықтау, электр өткізгіштігі, көмірсутектер концентрациясы). Алынған қорытындыларға қарап, процестің қалай жүріп жатқаны және сутектер концентрациясының төмендеуі туралы білуге болады. Жобаны жүргізу бес аптаға созылды.

Компостылаудағы биологиялық ыдырау 6 айдан 10-13 айға дейін жүретінін айта кету керек (бұл технологиялық шаралардың дұрыс жүргізілуіне байланысты). Жүргізілген жобаның 5 айдағы зертханалық талдау қорытындысы бойынша компост қоспасындағы көмірсутектердің 4,06%-дан (бастапқы концентрациясы) 2,61, 2,7, 2,9 % төмендеу тенденциясы байқалған, осы проценттік көрсеткіштерге сәйкес компостық үймелерде картон, түйе тезегі, түйе азығы сияқты қопсытқыш материалдар бар болатын.

Зертхана жағдайында мұнай шламдарының биодеградациялану процестері және орманның қоңыр топырағының мен биологиялық рекультивациялау мүмкіндіктері зерттелді [11, 15, 16].

Биостимуляторларды қосудың үйлесімді қатынас шамалары анықталды. Топырақтағы мұнай 10% болғанда ғана биопрепараттар тиімді болады, ал мұнайдың микроорганизмдері – диструкторлары негізінен аэробты, мұнайлы шламды сұйылту қажет және оттегімен қамтамасыз ету керек. Жүргізілген тәжірибелерде құрылымды түзушілер ретінде, табиғи және түбіндегі қоспаларды сұйылту үшін орманның құрғақ қоңыр топырағы пайдаланылды. Бұл топырақ және ақ қайың үгінділері алдын-ала диаметрі 3 мм елеуіштен өткізілді. Биодеградацияны жылдамдату үшін биопрепараттар (Девройл, оның құрамына Pseudomonas, Candida, Rhodcocus тұқымдас микроорганизмдер консорциумы кіреді және Bacillus sp. 739. штамм негізіндегі Басциспецин) қолданылды. Микроорганизмдердің қызмет етуіне жағдай жасау үшін органикалық қосымшалар пайдаланылды – көң және биотрин (малды азықтандыруда қосылатын белоктық зат, оның құрамында 40% шикі протеин, микро- макроэлементтер, витаминдер бар. Благовещенск биохимия комбинатының өнімдері), сонымен бірге әрбір тәжірибеде Девройлмен қоса 7,5 г аммофос қосылды.

Топырақтың агрохимиялық көрсеткіштері және физико-химиялық қасиеттері жалпы қабылданған әдістермен, ал дегидрогиназ және катализдер ферменттерінің белсенділігі – Галстян бойынша, инвертаздар – Хазиев бойынша, топырақтың СО2 шығаруы – хромотографиялық әдіспен анықталды. Мұнайшлам деградациялану процесін бақылау үшін минеральды ортадағы мұнайдың көмірсутегін утилизациялайтын микроорганизмдердің эколого-трофикалық топтар саны анықталды. Сокслет аппаратында қатты қыздырылған гексанмен өлшеп алынған топырақтан, көмірсутектерін экстракциялағаннан кейін мұнай өнімдерін өлшеу әдісімен анықталды. Мұнай өнімдері тұнбасының уландыру шамасын Folsomia candida тектес коллембол көмегімен және крессалат тұқымын себу әдісімен биотестілеу арқылы бағалайды. Алынған қорытындылар STATISTIKA бағдарламасы көмегімен статистикалық өңделді. Жұмыста, шламдағы мұнай өнімдерін деструкциялау үшін ең қолайлы жағдай Деворойл биопрепараттарын және Биотрин азық қосымшасын 0,5 г/100г шамадағы қоспа ретінде пайдаланғанда оның құрамында 25% орман қоңыр топырағы және ақ қайың үгіндісі немесе көң болуы керек екені көрсетілді. Осы қорытынды мәліметтері биопрепараттар және биостимуляторлардың шлам мұнай өнімдерін деструкциялаудағы тиімділігін салыстырмалы түрде бағалау үшін жүргізілген тәжірибеде, сонымен бірге, топырақты рекультивациялау процесінде топырақ қасиеттерінің физико-химиялық, агрохимиялық және биологиялық өзгерістерін зерттеу барысында да ескерілді. Тәжірибе варианттары бойынша микроорганизмдер тобының зерттелген санын талдау барлық сыналған биопрепараттардың жағымды әсері, Биотрин қосымшалары және көң оларды қосқаннан кейін бір тәулік ішінде білінді және инкубациялану кезеңінің барлық уақытында әртүрлі шамада сақталды. Микроорганизмдер саны Девройл және Биотрин қоспасы бар Бациспецин араластырғанда бірнеше өсті. Тәжірибе соңына қарай барлық варианттардағы биогендік көп төмендеді. Бұл процесс сірә, микроорганизмдер пайдаланылуы үшін қажетті көміртегі көзінің таусылуына байланысты болар. Соған қарамастан модельді эксперименттің барлық варианттарындағы жалпы биогендік шама бастапқыдан жоғары, бұл шламды деструкциялануда пайдаланылып отырған әдістердің дұрыс екендігін көрсетеді, орманның қоңыр топырақты микрофлорасына жағымды әсер етті.

Мұнайшламдарын ыдырату процесінде, тәжірибенің барлық варианттары бойынша, оның ішінде көң, жалпы көміртегі құрамы біртіндеп төмендейді. Бұл процесс айқын байқалады. Мұнайдың микробиологиялық трансформациялануына байланысты көптеген сұрақтар жеткілікті түрде зерттелмесе де, мұнай көмірсутектерін микроорганизмдердің белгілі- бір түрлерін дамытуға себепші болады, олар бірғана көміртегі және энергия көзі болып табылатын мұнай құрамындағы компоненттерді пайдалануға қабілетті болуы тиіс. Топырақтың ластану шамасын бағалау және оларды тазарту  әдістері, ластанған су үшін қаралған әдістерге қарағанда жете зерттелмеген, дегенмен топырақ резервуар ретінде, сіңіріп алу қасиетіне байланысты, ластануды көп мөлшерде бойына жинауы мүмкін. сондықтан, топырақта болатын биологиялық процестерге мұнайдың әсерін зерттеу және оның өздігінен тазаруына себепші болу, топырақ-жер ресурстарын қорғаудағы тиімді шараларды зерттеп табуда маңызды сала болып табылады.

«Лео Консульт» фирмасы (ФРГ) мұнайөнімдерімен ластанған топырақты құмды, сазды және басқаларын тазалауы биологиялық интенсивті әдісті ойлап тапқан (Эрде Биожүйесі). Осы әдіспен жерсіндірілген (адаптацияланған) микроорганизмдер өмірі үшін жағдай оптимизацияланады да топырақтан көмірсутегін ығыстыруы 12-24 айда іске асырылады. Бұл кезде топырақ түріне, ылғалдылығына және гидрологиясына ерекше көңіл аударылады, оның құрамындағы қоректі заттарға және микроэлементтерге, зиянды заттардың түрін анықтауға және олардың көлеміне, сонымен бірге рН шамасын анықтау және бактериологиялық улар мен заттардың бар-жоғын білу, бар болған жағдайда олар микроорганизмдік қасиетін тоқтатады немесе оған кедергі жасайды.

Жалпы саны 136 микроорганизмдерден тұратын 33 бактериялар штаммы іріктеп алынды, олар ароматты және алифатты көмірсутектерін залалсыздандырылған көміртегі диоксидіне және суға айналдырады. Көмірсутектерінің қайта өзгеруі негізінен аэробты жағдайда жүреді.

«Топырақ-субстрат» қоспа қабатының қалдығы 80-100 см, желден және шайылып кетуден қорғау үшін биоалаңға шөп егеді. Мерзім сайын кішкене көлемде топырақ алынып сыналып тұрады, бақыланады және судың, оттегінің, қоректік заттардың келіп тұруы реттеледі. Қалпына келтірілген аудандар микробиологиялық өңдеуден кейін ауылшаруашылық жерлері түрінде пайдаланылуы мүмкін. Эрде биожүйесі әдісімен көмірсутектерін жою барынша ұзақ болса ол толық жүргізілді деп есептеледі. Жүргізілген тәжірибелер 12-18 айлық өңдеулер 500 мг/кг төмен көмірсутектерін жоюға жеткілікті екенін көрсетті. Бұдан басқа 1-2 айда көмірсутектер қалдықтары сумен жуылмайтыны анықталды. Сондықтан, құрамында 1000мг/кг көмірсутектері бар топырақты қайта қолдануға әбден болады деп шешілген.

Залалсыздандыру процесін іске асырудағы негізгі құрал «Путидойл» құрғақ бактериальды препараты болып табылады, ол  Pseudomonos putida 36 табиғи көмірсутекті тотықтырушы бактериялар штамм негізінде алынған. Процесс қосылатын микроорганизмдер препараты азот және фосфор минеральды тұздарымен қосымша қоректендіру қызметіне негізделген. Бактериялы штамм-препарат негізі, тікелей, тарамдалған және циклды мұнай көмірсутектерінің құрамдарын жоғары дәрежеде тотықтыру қасиеті бар, қалдық өнімдеріне дейін қайталанбас деградациялану процессін тудырады. Бұл қалдықтар экологиялық нейтралды қосылыстарға жатады.

Топырақ мұнаймен ластанғанда, ондағы анаэробты микроорганизмдер аэробты түрді пайдалана алу қабілетіне қарай мұнайдағы көмірсутектерінің оннан бір бөлігін ғана қорыта алады. Топырақтың табиғи өздігінен тазалану процессінде ластану моментіндегі су режимі үлкен роль атқарады, себебі ылғалды топырақта мұнайдың микробиологиялық ыдырауы төмен болады.

3. Қатты мұнай қалдықтарының классификациясы

Мұнай қалдықтарын игеру жүйесіндегі экологиялық қауіпсіздік мәселелерінің көтерілуі бүкіл әлем бойынша маңызды болып отыр. Ол әрбір мұнай шығаратын аймақтарда жиі байқалады.

Түзілу процесіне қарай мұнайлы қалдықтар ІІ-ІІІ класты улы өндірістік қалдықтар және қоршаған ортаға зиянды көмірсутектің (сұйық, қатты және газ тәріздес) негізгі көзі болып табылады. Мұнай қалдықтарының құрамындағы ластаушы заттар ерігіштік және ұшатын қасиетке ие, сондай-ақ олардың өздері де еріткіш бола алады.

Мұнай қалдықтары табиғи ортаның барлық компоненттеріне (жер бетіндегі және астындағы суларға, топырақ - өсімдік жамылғысына, биоортаға және атмосфералық ауаға) кері әсерін тигізеді.

Мұндай қауіпті мұнай қалдықтарының буланбайтын масштабты қатерлі өсуі, жер ресурстарын ұзақ мерзімге (тіпті ондаған жылдар бойы) иесіз қалдыруға әкеп соғады.

Мұнай қалдықтары қоршаған ортаға белгілі бір дәрежеде зиянды әсер етеді десек те, негізгі маңызды мәселе мұнай өңдеу жұмысының барлық кезеңінде мұнай қалдықтарын (ғылыми негізделген мөлшерін) өңдеу және пайдалану болып табылады. Сонымен қатар мұнай қалдықтары екінші материалдық ресурсқа жатады және химиялық құрамы бойынша ауылшаруашылығында алғашқы шикізат ретінде қолданылады.

Елімізде (әлемде) мұнай қалдықтарын пайдаға асыру, залалсыздандыру және олар орналасқан жерді қалпына келтіру мәселесі кешенді шешілген жоқ деп айтуға болады.

Мұнай қалдықтарын өңдеудегі мәселелердің ішіндегі ең бастысы  экологиялық қауіпсіздік деңгейін қамтамасыз ететін және олардың қалдықтарын пайдалану немесе залалсыздандырудың тиімді жолын таңдау болып табылады [17].

Мұнайлы қалдықтарды қайта өңдеудің инженерлі-экологиялық мәселесін шешетін аймақтық бағдарламасының жоғары тұтынушылық сипатқа ие материал мен өнім алуға болатын қалдықтарды ресурстық айналымға түсіру әдістерінің айқындығы жоқ.

Сондықтан, мұнай қалдықтарын өңдеу және олардың түзілуін азайту  экологиялық тұрғыдан қарағанда маңызды мәселе болып табылады және жаңа  тәсілдер мен эколого-технологиялық шешімдерді талап етеді [18].

Мұнай қалдықтарын зерттеуге төмендегідей талаптар қойылады:

• Мұнай қалдықтарының құрамына, қасиетіне және түзілу шарттарына кешенді талдау жасау, олардың қалдықтарын сәйкесінше пайдаға асыру әдістеріне негізделген ресурстық потенциалды бағалау мақсатындағы классификациясын жасау;
• Мұнай шығарудың мерзімдік циклының барлық кезеңінде мұнай қалдықтарының түзілу шамасын анықтау;
• Экологиялық қауіптілігі аз материалдар алуда қатты мұнай қалдықтарын қайта өңдеу.

Осы мәселені зерттеуде экологиялық менеджмент және пәндік әдістер (химиялық, физико-химиялық және т.б.) қолдану ұсынылады.  

Жеке ағымдағы норманы есептеудің негізгі әдісі ретінде аналитикалық есептеу әдісін қабылдаудың дұрыс болатынын зерттеулер көрсетті, онда қызметке негізделген мұнай қалдықтарының нормалары әрекет етуші факторларға байланысты.

Мұнай өндіру процесінде түзілетін қалдықтарды нормативті есептеу әдісінің негізгі ережелері [19] жұмыста баяндалған.

Пермь облысының мұнай өндіруші компанияларын мысалға ала отырып, мұнай қалдықтарының қозғалу схемасына жасалған талдау нәтижесі, мұнай қалдықтарына байланысты енгізілген қатаң талаптардың қазіргі санитарлы гигиеналық және табиғатты пайдаланудың экологиялық нормаларына сай жүргізіліп отырғанын көрсетті.

Бұл қоршаған ортаға тасталған зиянды заттарға төлем ақының азаюына және жаңа жабдықтармен, технологияларды енгізу туралы инженерлі-экологиялық мәселелерді шешуге жағдай жасайды.

Ұсынылған бағдарламаны іске асыру үшін төмендегідей шаралар орындалу қажет:

• қалдықтар класына қарай, мұнай қалдықтарын бөлек жинау;
• мұнай қалдықтарының класына байланысты, мұнай қалдықтарын жою жүйесін жетілдіру;
• қазіргі экологиялық талаптарға сай полигондар құру. Ол жерде мұнай қалдықтарының әртүрлі кластары үшін бөлек-бөлек карталары мен алаңдары болады;
• мұнай қалдықтарын кешенді қайта өңдеу үшін қондырғылар торабын салуға көшу;
• мұнай қалдықтарымен жұмыс бағдарламасын жүзеге асыруды кепілдейтін нормативті-құқықтық негізді қамтамасыз ету.

Ұсынылып отырған мұнай қалдықтарымен жұмыс жүйесі келесі принциптерге негізделген: әртүрлі кластар ағымдарының араласып кетуіне жол бермеу, тауарлы шикізатты толық алу, қалдықтардың жекелеген кластарын қайта өңдемей-ақ пайдалану.

Әртүрлі мұнай қалдықтары ағынын бөлек жинау және бөлек пайдаға асыру жүйеге негізделген: сұйық, АШПШ және мұнайлы жер қабаты (1 сурет).

 Бастапқы көмірсутегі концентрациясы 15...20 г/кг мұнайлы жер қабатын  қалпына келтіру мақсатында жүргізілген зерттеулер қалдықтарды тазалау үшін агротехникалық, биологиялық және фитомелиоративті әдістерді кешенді түрде қосып қолдануға болатынын көрсетті.

Тазаланған қабаттағы жұмыстардың негізгі бағыттары ұсынылды: алғашқы орналасқан орынға қайта оралу немесе өндірістік алаңдарда орналастырып әрі қарай рекультивациялау; рекультивация үшін бұзылған, бірақ ластанбаған жерлерді пайдалану; жол салу, қатты мұнай қалдықтарын тазалау және қайта тазалау үшін полигондарды жетілдіру [20] жұмыста мұнай қалдықтарын биоремедиациялаудың технологиялық параметрлері келтірілген.