Биоремедиация и биологическая очистка природных сред, загрязненных нефтью и нефтепродуктами.

Загрязнения нефтью и нефтепродуктами составляют большую долю в общей массе за-грязнений и, соответственно, большую долю в ущербе от загрязнения природных сред. По раз-ным оценкам величина потерь сырой нефти при аварийных ситуациях на нефтепромыслах и пу-тях транспортировки составляет десятки миллионов тонн. В ходе ликвидации последствий ава-рий значительная доля нефти возвращается, однако немалая ее доля безвозвратно теряется. По данным журнала «Рынок нефтепромыслового оборудования СНГ», начиная с 1992 г. в резуль-тате аварийных порывов только на внутрипромысловых трубопроводах России ежегодная поте-ря нефти составила миллион тонн. По другим оценкам ежегодные потери нефти в России со-ставляют от 1 до 6 млн.т.
Особенность загрязнения нефтью - залповая нагрузка на среду, обширный экологиче-ский ущерб (гибнет до 99% почвенной мезофауны), быстрая ответная реакция экосистем. Час-тицы нефти, попадающие на почву, затрудняют поступление влаги к корням растений, приво-дят к перестройке фракционной структуры гумуса почвы.
При трансформации нефти в почвах наблюдается 3 этапа:
1) Короткий процесс - физико-химическое и частично микробиологическое разложение алифатических углеводородов.
2) Микробиологическое разрушение низкомолекулярных структур разных классов, но-вообразование смолистых веществ.
3) Долгий процесс - трансформация высокомолекулярных соединений - смол, асфальте-нов, полициклических углеводородов.
Компоненты нефти и нефтепродуктов окисляются в последовательности:
алифатика > ароматика > смолы > асфальтены (почти не окисляются).
Основной процесс биодеструкции протекает за 3-4 недели, затем наблюдается медленное падение содержания компонентов нефти. Численность углеводородокисляющих микроорганиз-мов в течение недели увеличивается в 100-1000 раз.
По мере разложения среди компонентов нефти возрастает относительное содержание ароматических соединений, смол и асфальтенов, как наиболее консервативных компонентов нефти. Как показал ряд исследований, невозможно из почвы удалить 100% попавшей нефти. Небольшая часть компонентов нефти при пребывании в почве полимеризуется с образованием асфальтенов, полиароматических углеводородов. Эта часть очень устойчива к биологическому окислению. Чем больше срок загрязнения, тем выше доля труднодеградируемой части (от 1 до 10%). В целом эта часть довольно инертна и не определяет ущерб от загрязнения.
Биодеградация нефти быстрее идет в теплых и влажных районах. За год в субтропиках биодеградируют ~ 40% нефти, оставшейся в почве после фотохимического разложения и испа-рения на поверхности.
В аридных (пустынных) зонах минимальное время самоочищения природных сред от нефтяных разливов не превышает 2-3 лет. Однако в данном случае процесс самоочистки опре-деляется в первую очередь процессами испарения, фотохимического окисления и последующе-го механического разрушения и рассеивания.

При достаточно высоком уровне загрязне-ния в условиях Севера маловероятно рассчитывать на быстрое восстановление экосистем. Возможно, повысить эффективность биологического метода удасться путем использования психрофильных штаммовдеструкторов, работающих при невысоких плюсовых температурах, одна-ко неоднократные попытки получения биопрепаратов на основе психрофильных штаммов индивидуальных микроорганизмов или их ассоциаций, работающих при температурах от С, не привели пока к большим успехам.°0 до +10
Другими ограничениями биотехнологических методов является низкая плавучесть мик-роорганизмов при ликвидации загрязнений на поверхности воды, а также недоступность за-грязнения микроорганизмам при образовании труднодиспергируемых капель, плотных комков (нефти, нефтепродукта на поверхности воды, почвы при слеживании и подсыхании).
По этим причинам в условиях России эффективными могут оказаться методы очистки по вариантам on site и ex situ, а также комбинированные методы с использованием специальных сорбентов.

Для случаев, когда задача очистки сводится к оперативному сбору попавших в окру-жающую среду нефтепродуктов с сорбентом с их последующим обезвреживанием, в основу очистки должны быть положены принципы переработки и обезвреживания на оборудованных открытых площадках или в специальных биореакторах с использованием биопрепаратов-деструкторов, нарабатываемых на специализированных биотехнологических установках и предприятиях, поскольку сорбент с нефтепродуктами является трудноразлагаемым отходом.
В этом варианте организация оперативной очистки от нефтепродуктов водных и других сред должна осуществляется по следующей схеме: