Совершенствование оценки класса опастности нефтесодержащих отхотов и способа их обезвреживания

Как видно из таблицы 3.2.2, класс опасности нефтешламов и замазучен- ных грунтов, определенный расчетной методикой, варьируется между треть­им и пятым. В тоже время, ни в одном случае биотестирование не подтвер­дило пятый класс опасности. К четвертому классу опасности относятся сред­ние слои шламов, содержащие значительное количество воды. Верхний и нижний слои, содержащие больное количество нефтепродуктов, как правило, относятся к третьему классу опасности для ОПС.

Очевидно, что в некоторых случаях расчетная методика завышает класс опасности нефтешламов по сравнению с биотестироваршем, а именно, для слоев с содержанием водной фазы и грунта более 80% мае. По нашему мнению, завышение класса опасности, определенного расчетной методикой, объясняется тем, что смесь воды и грунта имеет коэффициент степени опас­ности (М'Ч) не 10б [3], а более высокий из-за наличия в ней токсичных микро­компонентов, содержание которых расчет не учитывает. Такое противоречие между расчетной и экспериментальной методиками является недопустимым, так как ставит под сомнение всю систему нормирования и расчета экологи­ческих платежей в сфере обращения с нефтесодержащими отходами. Оче­видно, что методика расчета класса опасности нефтесодержащих отходов должна быть усовершенствована на основе сопоставления с биотестировани­ем.

3.3. Совершенствование методики расчета класса опасности нефтесо-

держащих отходов.

Анализ структуры формирование величины показателя степени опасности нефтесодержащих отходов показал, что для суммарного учета всех факторов и неточностей, определяющих недооценку токсичности, наиболее простым реше­нием является корректировка коэффициента степени опасности для тех компо­нентов, которые определены в действующей методике как нетоксичные. Это во­да и грунт. Именно эти компоненты нефтешламов содержат микроэлементы в растворенном и адсорбированном состоянии, вносящие в своей сумме значи­тельный вклад в негативное действие отходов. Интересно отметить тот факт, что при сопоставлении экспериментальных и расчетных результатов нами было об­наружен, что мера несоответствия расчетной и требуемой величины показателя степени опасности для совпадения с экспериментальными результатами нели­нейно зависит от концентрации веществ, рассматриваемых, как природные ком­поненты. Для получения согласованных результатов по определению класса опасности нефтесодержащих отходов нами предложено уравнение для расчета показателя степени опасности воды и грунта (КВг), учитывающее токсическое действие растворенных в воде и содержащихся в минеральной части микроком­понентов:

Квг=АС7/106(1 -С7/Юб), .              (1)

где, С7 - концентрация воды и грунта, мг/кг;

А = 245 ±2 — эмпирический коэффициент, кг/мг.

Уравнение (1) получено путем корректировки коэффициентов КВг> рассчи­танных по действующей методике, до значений коэффициентов, обеспечиваю­щих совпадение расчетных и экспериментальных результатов для всех видов ис­следованных отходов. Значение эмпирического коэффициента А было определе­но путем статистической обработки расчетных данных на основе эксперимен­тально полученных составов отходов.

1.2

60

50

10

30

20

10

О                             1              -Ч                                                                                                                1-              Ь                                                                      1              1              1              0

О 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 В5 90 95 100

Концентрация воды и фунта. 07*10"4

Рис.3.3.1 - Зависимость показателя степени воды и грунта от их кон­центрации (вариант № 1 - по действующей методике, вариант № 2 - по пред­лагаемому уравнению)

70

На рис. 3.3.1 видно, что при использовании коэффициента степени опасности воды и грунта, равном 10 , максимальное значение показателя степени опасности этих компонентов равно единице. В реальности, как уже было отмечено, вклад воды и грунта в токсичность нефтесодержащих отхо­дов ввиду наличия в них токсичных микрокомпонентов значительно выше, следовательно, их показатель степени опасности должен быть в десятки раз больше, чем предусматривает действующая методика [3]. Из представленно­го выше графика видно, что при использовании предлагаемого уравнения (1) показатель степени опасности воды и грунта увеличивается приблизительно в 70 раз и имеет максимальное значение 62,5±0,5.

Таким образом, используя уравнение (1) и данные табл.2, можно полу­чить итоговое уравнение (2) для расчета класса опасности нефтешламов в за­висимости от содержания различных компонентов:

Кн/о = С,/3090,2 + С2/46415,9 + С3/Ю752,0 + С4/21362,4 + С5/25118,9 + Сб/12237,2 + АС7/Ю6(1 - С7/Ю6),              (2)

где К„/0 - показатель степени опасности отхода для ОПС;

С[ - концентрация дизельной фракции в отходе, мг/кг;

С2 - концентрация асфальтенов, смол в отходе, мг/кг;

Сз - концентрация серы в отходе, мг/кг;

С4 - концентрация хлоридов в отходе, мг/кг;

С5 - концентрация сульфатов в отходе, мг/кг;

С^ - концентрация общего железа в отходе, мг/кг;

При использовании уравнения (2) достигается полное соответствие между результатами биотестирования и расчетами для всех видов нефтешла- мов, а также для замазученных грунтов и продуктов их переработки, данные по составам которых приведены в главе 4.

На основе усовершенствованной методики расчета показателя степени опасности отхода нами вновь был построен график зависимости показателя опасности нефтесодержащих отходов, определенного по уравнению (2), от содержания углеводородов дизельной фракции (рис.3.3.2). Видно, что пред­ставленная зависимость существенно отличается от приведенной на рис 3.1.1. Однако по-прежнеМу, класс опасности нефтесодержащего отхода, в ос­новном, определяется концентрацией дизельной фракции. Приведенная на рис. 3.3.2 зависимость позволяет найти концентрационную границу классов опасности нефтесодержащих отходов. К четвертому классу опасности неф- тесодержащие отходы будут относиться при концентрации дизельной фрак­ции в диапазоне 0,1 мг/кг - 17,2 мг/кг. При концентрации, выше 17,2 % - от­ход будет гарантировано относиться к третьему классу опасности для ОПС.

концентрация дизельной фракции, % мае.

Рис. 4.3.2 - Зависимость показателя степени опасности нефтесодержащих отходов, определенного но уравнению (2), от со­держания дизельной фракции

К пятому классу опасности отходы, содержащие дизельную фрак­цию, отнесены быть не могут. Данный факт является главной и сущест­венной отличительной особенностью предлагаемого в настоящей работе метода и метода, утвержденного приказом МПР от 15.06.2001, № 511. Таким образом, для надежного отнесения нефтесодержащих отходов к классу опасности для ОПС достаточно иметь только данные о концен­трации углеводородов дизельной фракции.

Практической ценностью усовершенствованной в настоящей ра­боте методики оценки класса опасности является возможность ее широ­кого использования для достоверного эколого-аналитического контроля эффективности технологий обезвреживания нефтесодержащих отходов. В настоящей работе при оценке эффективности технологии биологиче­ского обезвреживания были проведены исследования состава замазу- ченных грунтов и нефтезагрязненных почв до и после очистки, а также определен их класс опасности расчетной и экспериментальной методи­ками. Данные исследования приведены ниже, в четвертой главе настоя­щей работы. Следует отметить, что уравнение (2), полученное для раз­личных видов нефтесодержащих отходов, распространяется и на зама- зученные грунты и нефтезагрязненные почвы, являющиеся высокоми­нерализованными отходами. Это говорит о том, что предложенное в данной работе уравнение является универсальным для определения класса опасности нефтесодержащих отходов всех видов.

4. Разработка технологии обезвреживания нефтесодержащих отхо­дов

Ведущая роль в биодеструкции нефтяных загрязнений в почвах принадлежит микроорганизмам. Изучение сложных микробиологиче­ских процессов, происходящих в почве, при ее очистке от углеводоро­дов, позволяет эффективно регулировать эти процессы в целях ликви­дации последствий загрязнения. Нефтяное загрязнение приводит в дви­жение все компоненты комплекса почвенных микроорганизмов в поч­вах, обусловливает развитие специфических групп микроорганизмов, участвующих на разных этапах в утилизации нефтяных углеводородов. Это касается как возрастающей численности углеводородокисляющих микроорганизмов, так и различных физиологических групп, прини­мающих участие в обеспечении биогенными элементами, например азо­том [80]. Углеводородокисляющие микроорганизмы, способные к эф­фективному разложению нефтепродуктов в почве, представляют собой сообщество разнообразных взаимно дополняющих друг друга почвен­ных микроорганизмов, адаптированное к конкретному нефтяному за­грязнению и физико-химическим условиям почв [23]. Необходимо от­метить важность аэрирования почв, в частности, с помощью агротехни­ческих приемов и путем внесения разрыхляющих материалов, напри­мер, туффита, торфа, соломы, а таюке искусственных структурообразо- вателей [108].