Защита окружающей среды от нефтяного загрязнения

4.4. ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ  СРЕДЫ ОТ НЕФТЯНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ

Предотвращение загрязнения  природной среды нефтью и продуктами ее переработки - одна из сложных и многоплановых проблем охраны природной среды.

В нефтегазодобывающей промышленности загрязнение водных объектов и почвогрунтов происходит в результате аварий при транспортировке нефти и нефтепродуктов, нарушении обваловок шламовых амбаров при строительстве скважин, паводках и подтоплении территории буровой в период интенсивного снеготаяния, при несоблюдении правил хранения нефти и горюче-смазочных материалов (ГСМ) в резервуарах (утечки) и нерачительном использовании углеводородного сырья. По этим причинам происходит неконтролируемое поступление нефти и нефтепродуктов в объекты природной среды.

Загрязнение нефтью природной  среды вызывает резкие ответные реакции во всех компонентах экосистемы, как в почве, так и в гидросфере. При попадании нефти в гидросферу происходят глубокие, часто необратимые изменения ее химических, физических, микробиологических свойств и даже иногда перестройка всего гидросферного профиля.

Известны методы удаления нефти и нефтепродуктов с больших водных поверхностей, но они требуют использования специальных устройств, дефицитных адсорбентов, являющихся в основном целевыми продуктами.

Способы борьбы с нефтяным загрязнением окружающей среды. При строительстве скважин нефть и нефтепродукты могут поступать в объекты природной среды в основном с жидкими, полужидкими и твердыми отходами бурения из шламовых амбаров при хранении в них отходов, при ликвидации амбаров, а также при аварийных выбросах нефти и газа в процессе бурения.

Нефть и нефтепродукты  в буровых сточных водах могут находиться в виде пленки, эмульсии и в растворенном состоянии. Процессы удаления каждого из указанных видов разлитой нефти не идентичны и представляют определенные трудности. Более сложен процесс удаления эмульгированной нефти, образующейся в результате механических и гидродинамических воздействий при перекачке загрязненных нефтью сточных вод насосными агрегатами, при движении в трубопроводах, различных устройствах и сооружениях буровой. Основной характеристикой эмульсий является дисперсность, которая определяется диаметром капель и удельной межфазной поверхностью, а также устойчивость, зависящая от дисперсности системы, физико-химических свойств эмульгаторов, образующих на поверхности раздела фаз адсорбционные защитные пленки.

Для удаления пленочной нефти  и нефтепродуктов с водных поверхностей шламовых амбаров или открытых водоемов требуется использование специальных устройств, дефицитных сорбентов. Однако степень очистки при этом не всегда достаточно высока. Применяют следующие методы ликвидации нефтяных загрязнений водных объектов и почвогрунтов: механические, физико-химические, химические, биохимические.

Механические  методы удаления нефти. Существуют различные методы сбора нефти с водной поверхности, начиная от вычерпывания нефти вручную до применения машинных комплексов нефтемусоросборщиков.

Предварительно осуществляют концентрирование и ограждение находящейся на водной поверхности нефти при помощи плавающих бонов. Конструкция бонового заграждения (рис. 4.72) состоит из плавучей, экранирующей и балластной частей [21]. Плавучая часть бона может быть выполнена в виде отдельных поплавков прямоугольного или круглого сечения. Экранирующая часть представляет собой гибкую или жесткую пластину, присоединенную к плавучей части бона и нагруженную для придания устойчивости балластной цепью, трубой или растяжками.

Рис. 4.72. Принципиальные конструкции бонов: 1 — поплавок; 2 — экран; 3 — растяжка; 4 — труба; 5 — гибкие трубки; 6 - цепь

Примером заграждения  подводного типа является пневматический барьер, принцип работы которого заключается в создании препятствий на поверхности воды при непрерывной подаче воздуха через перфорированную трубу, уложенную на дно водоема [102].

Борьба с пролитой нефтью на водоемах требует оборудования, которое может эффективно работать в разнообразных природных условиях, в том числе при наличии плавающего льда и мусора. Канадская нефтяная ассоциация и ее Общество по борьбе с пролитой нефтью совместно со службой охраны окружающей среды Канады провели ряд экспериментов с дивертором воздушных пузырьков и по разработке устройства, которое способствует сбору нефти с поверхности воды, когда насосы и скорость течения делают невозможным использование плавучих бонов [146]. Дивертор состоит из отрезков перфорированного шланга или трубы, которые укладывают по дну реки под углом 15 - 30° к течению. Сжатый воздух подается через перфорации из компрессора на берегу. За счет расположения дивертора под утлом нефть клином направляется к берегу, где она может быть собрана ковшом. Сбор плавающей нефти сначала проводили при помощи гибкого шланга из полихлорвинила, но от него отказались и стали использовать оцинкованную стальную трубу. При этом ликвидировалась потребность в якорях, а максимальная рабочая длина достигла 134 м вместо 30.

Дивертор представляет собой оцинкованную стальную трубу диаметром б см и состоит из звеньев, соединяемых замковым механизмом. Его собирают на берегу и устанавливают с помощью лебедки.

Для очистки поверхности  водоемов от загрязняющих веществ, в частности от нефти, во Франции разработаны и используются устройства "Циклон" [102]. Установленные по бортам судна, перемещающегося по загрязненной водной поверхности, устройства "Циклон" собирают и сепарируют загрязняющую жидкость. Эта установка может быть смонтирована на судах легкого типа (катерная, моторная лодка, надувная лодка).

Во ВНИИСПТнефти разработан, изготовлен, и испытан опытный  образец устройства для сбора нефти с поверхности воды при аварийных разливах на подводных переходных магистральных нефтепроводах судоходных рек [146]. В основу принципа работы механизмов нефтесборщика заложен эффект вихревой воронки. Несамоходный нефтесборщик состоит из заборного устройства, вспомогательного оборудования (мостик, переходные секции, две соединительные секции, мусорозаборник; боновое ограждение, состоящее из секций ограждения и якорных секций), собственно сборщика, пульта управления и передвижной электрической станции. Испытания, проведенные на р. Белой, показали, что производительность нефтесборщика по нефти зависит от толщины пленки плавающей нефти и при толщине 3,5 мм составляет 30 м³/ч. С увеличением толщины пленки нефти производительность возрастает.

Заслуживает внимания устройство для сбора нефти с поверхности воды (А.с. 1408019, МКИ Е 02В 15/04), которое поддерживается в плавучем состоянии за счет поплавков, и его передвижение осуществляется за счет вращения барабана приводом, расположенным в отсеке насосного агрегата. Устройство состоит из барабана типа "беличье колесо", нефтесборных воронок, осевой камеры, гибких шлангов, патрубка откачки нефти, бокового ограждения с шарниром, напорного трубопровода откачки нефти на берег. При вращении барабана нефтесборная воронка, шарнирно закрепленная на барабане, опускается вертикально вниз на поверхность воды, покрытой нефтью. Далее воронка отсекает пленочный слой нефти, который и собирается в верхней части воронки и откачивается на берег.

Предложено устройство для  сбора нерастворимых жидкостей с поверхности воды, включающее бесконечную ленту с ведомым и ведущим колесами, выполненный в виде перфорированного трубопровода механизм для очистки ленты с подсоединенной к нему установкой для подачи сжатого воздуха, малосборный лоток и привод (А.с. 1425272 СССР, МКИ Е02 В 14/04. Устройство для сбора нефти с поверхности водоемов). Устройство снабжено двумя высоко расположенными автономными валами, на которые насажены турбины. При этом один вал соединен с установкой для подачи сжатого воздуха, а другой — с ведущим колесом. Устройство снабжено дополнительным гидроприводом. Поскольку часть ведущего колеса предварительно заглублена в загрязненную воду, то при его вращении происходит сбор нерастворимой жидкости с поверхности воды сетчатой лентой с очисткой ее сжатым воздухом, поступающим через перфорированный трубопровод от работающего вентилятора. Уловленное масло сдувается в маслосборный лоток.

Устройство для сбора нефти с поверхности водоемов  (пат. 3965042 США, МКИ E02F 1/23) использует транспортер, установленный на плавучей платформе, нижняя часть движущейся ленты которого погружена в воду. При движении ленты через поверхность раздела вода - воздух находящаяся на поверхности нефть прилипает к ней и переносится вверх, где снимается с ленты специальным очистителем и поступает в банк-накопитель. Для увеличения захвата нефти она покрыта волокнистым материалом, так называемой "искусственной травой". К нижней части конвейера может быть прикреплен принудительно вращающийся барабан, способствующий поступлению нефти на конвейерную ленту.

Предложены метод и  устройство для удаления нефти с  поверхности воды следующей конструкции. В конце длинной фермы с  емкостями на концах для плавучести установлен сепаратор. Смонтированы экраны, которые направляют нефть к сепаратору, откуда загрязненная вода поступает в емкость (А.с. 1430356 СССР, МКИ C02F 1/23 . Способ очистки поверхности воды от нефти и нефтепродуктов).

Большое число методов  и устройств предлагается для  удаления нефти с больших акваторий (реки, моря, океаны) зарубежными специалистами. Французскими авторами запатентовано устройство для обработки верхнего слоя жидкости, представляющее собой плоскодонное судно, длина которого - 70 м, ширина - 20 м, высота - 6 м, осадка - 4 м. В носовой части корпуса на высоте судна расположены отверстия для забора загрязненной нефтью воды, которая поступает в центральный отсек, где происходит разделение воды и нефти (заявка 23,06123 Франция, МКИ 23 В 35/32, Е 02В 15/04. Плавучее устройство для обработки' верхнего слоя жидкости).

 Предлагается оборудование высокой производительности (до 150 т нефти в час) для сбора разлитой в море нефти, в частности нефтесборщики фирмы OMS типа APSB серии 2, длиной 22 м [222]. Существуют и другие подобные системы еще большей производительности - до 6000 м³/ч [220].

Известны также и комбинированные  способы, т.е. механический сбор нефти с поверхности воды, предварительно обработанной, например, ферромагнитной жидкостью (А.с. 1186549 СССР, МКИ В63В 35/32. Устройство для сбора нефти с поверхности воды).

Для сбора нефти с поверхности воды были предложены безнапорные гидроциклоны, конструкции которых разработаны в Новополоцком политехническом институте [96]. Безнапорный гидроциклон представляет собой цилиндроконический корпус с одним или несколькими входными каналами, расположенными в цилиндрической части. В нижней части корпуса тангенциально расположен патрубок отвода воды; внутри конусной части - патрубок отвода уловленных нефтепродуктов. Безнапорные гидроциклоны с несколькими входными каналами предпочтительнее использовать для сбора нефтепродуктов с поверхности неподвижной жидкости. В проведенных авторами [97] экспериментах безнапорный гидроциклон устанавливался в одну из песколовок перед нефтесборной трубой, причем входной канал был расположен навстречу потоку сточной воды. Глубина погружения аппарата регулировалась заполнением нефтяных "карманов" водой (конструкция гидроциклона предусматривает возможность работы аппарата на плаву за счет полных боковых "карманов"). Фиксирование гидроциклона осуществлялось трубопроводами, по которым производилось откачивание осветленной воды и уловленных нефтепродуктов. Работа безнапорного гидроциклона осуществляется следующим образом. После включения насосов вода с нефтяным слоем на поверхности поступает в гидроциклон. Постепенно нефтяной слой приобретает вращательное движение и скапливается в центре рабочего объема гидроциклона, откуда и откачивается по нефтесливному патрубку. Толщина удаляемого слоя нефти в проведенных экспериментах составляла 3 мм и более. Эффективность работы гидроциклонов зависит от их размещения на обрабатываемой акватории, причем предпочтительнее размещение в шахматном порядке. Откачивание нефтепродуктов может производиться как насосами, так и самотеком. Важно в процессе сбора нефти с поверхности воды постоянно поддерживать рабочий орган по отбору нефти на глубине, равной высоте пленки нефтепродуктов. Для этого используются поплавки, поддерживающие на плаву нефтесборочное устройство, выполненное в форме несимметричного эллипсоида.

К механическим способам следует  отнести фильтрование загрязненных вод через сернистые насыпные и намывные фильтры. Простейшим устройством для очистки загрязненных вод является песчаный фильтр, где используется кварцевый песок крупностью 0,5 - 2,0 мм с высотой слоя 1 м. В таких устройствах допускается использование дробленого антрацита, керамзита, керамической крошки [194]. Фильтрация происходит сверху вниз со скоростью 5 - 10 м/ч, остаточная концентрация нефтепродуктов в очищенной воде составляет 10 - 20 мг/л, при начальном ее содержании 40 - 80 мг/л [163].

Ныне находит применение метод коалесценции нефтепродуктов при фильтровании эмульсий через различные пористые материалы — гранулированный полиэтилен и вспененный гранулированный полистирол [163].

Физико-химические методы удаления нефти. К ним следует отнести применение адсорбирующих материалов. В качестве адсорбентов применяют пенополиуретан, угольную пыль, резиновую крошку, древесные опилки, пемзу, торф, торфяной мох и т.п. Используют даже солому, которая в зависимости от сорта нефти адсорбирует ее в количестве, в 8 - 30 раз превышающем свою массу. Используют губчатый материал из полиуретановой пены, который хорошо впитывает нефть и продолжает плавать после адсорбции [120]. По расчетным данным, 1 м³ полиуретанового открытопористого пенопласта может сорбировать с поверхности воды около 700 кг нефти.

Перечисленные ранее механические устройства недостаточно эффективны ввиду непродолжительного контакта их поверхности с нефтью. Для увеличения контакта применяют свободные синтетические полотнища, способные хорошо адсорбировать нефть. Впитавшие нефть полотнища затем пропускают через отжимные валики для отделения нефти (пат. 1197605, 1344564, 3754663 США). Американская компания "Conveel" выпускает поглотительные покрывала, изготовленные из водостойкого растительного волокна, армированного пластмассовой сеткой, способные адсорбировать 10-15-кратное количество нефти. Недостатки механических методов - низкая производительность, зависящая от толщины нефтяной пленки, и невысокая степень очистки (не более 80 %).

При сборке и нейтрализации  нефти с помощью гранулированных порошкообразных адсорбентов, распыляемых на нефтяную пленку, применяют материалы органического и неорганического происхождения, предварительно обработанные гидрофобизаторами, вспученные перлит, вермикулит, пемзу и другие материалы; вспененные полистирольные гранулы, стружку фенольного пенопласта.

Эффективным сорбентом (исследования американской фирмы Shell) являются гранулы полиуретанового пенопласта. Они адсорбируют нефть в количествах, более чем в 20 раз превосходящих собственную массу. Используют также материалы, изготовленные из ацетата Na, расплава полиэтилена с парафином, древесные опилки и др. Эти сорбенты поглощают 15 - 19-кратное количество нефти. Все эти материалы уступают пластмассовым микробаллонам (пламилону), поглощающим количество нефти, в 40 раз превышающее их собственную массу.

Перспективно применение гранулированных адсорбентов и  жидкостей, обладающих магнитными свойствами, которые после адсорбции нефти  легко удаляются магнитом и др. Американская фирма "Amco Systems" разработала технологию применения для сбора нефти магнитной жидкости - "магнекола", придающей нефти магнитные свойства и позволяющей, удалять ее даже в виде тонких пленок. Но применение таких материалов не решает проблемы, так как перечисленные реагенты в основном токсичны. Кроме того, возникают трудности с равномерным рассеиванием гранул на загрязненной водной поверхности, особенно в ветренную погоду.

Для осаждения нефти на дно применяют нейтральные порошки, состоящие из естественных компонентов донных осадков, к которым прибавляют активированный кремнезем, естественный меловой порошок. Можно применять лигниновую и тальковую пыль, химически обработанный песок.

Для удаления нефти возможно применение минерального сырья, в частности перлитового. При термообработке при 600 - 1000 °С перлитовое сырье вспучивается. Для гидрофобизации вспученного перлита на нем путем обработки создают тонкую пленку парафинополимерной смеси и парафиностеариновой эмульсии. Нефтепоглощение у необработанного перлита достигает 0,52, после обработки - 0,64 - 0,70 г/г перлита. Обработанный перлит, попадая на поверхность воды, адсорбирует нефть и образует густую плотную массу, удобную для сбора обычными средствами (в том числе траловыми частыми сетями).

В случае применения пластмассовых микробаллонов (пламилона) значительно сокращается расход адсорбента. Для сбора 1 т нефти (по лабораторным данным) необходимо от 40 до 130 кг пламилона [69]. Степень очистки достигает 97 %.

В качестве адсорбента возможно применение эластичных и волокнистых материалов. Например, волокнистый адсорбент растительного происхождения обладает сорбционной емкостью 30 г/г адсорбента. Эластичные адсорбенты, например, изопреновый каучук, обладают емкостью 17 г/г адсорбента. Известны модифицированные волокнистые адсорбенты ВБМ, ВТ и ВТМ [136]. Сорбционное равновесие достигалось в течение 5 мин. Температурное изменение в пределах 2 - 25 °С практически не влияло на величину адсорбции. Кратность применения адсорбентов составляет 7 - 8 раз. Максимальная адсорбция ВБМ, ВТ, ВТМ составляла 37, 41 и 50 г/г адсорбента соответственно.

Метод удаления нефти с  водной поверхности не получил пока широкого распространения из-за сложности работ по удалению отработанного адсорбента с поверхности воды. Патент Канады (пат. 1135241 Канада, МКИ В 01F 20/28, С09К 3/32) предусматривает сбор разлитой по поверхности воды нефти при помощи диатомовой земли при соотношении объемов земли и нефти от 3:1 до 1:1. Образующийся глинообразный материал опускается на дно водоема. Смесь диатомовой земли с сеном, соломой, торфом в сочетании с адсорбированной нефтью плавает на поверхности не менее недели.

Флотация, как напорная, так  и с механическим диспергированием воздуха, находит все большее применение в процессах очистки нефтесодержащих сточных вод. Анализ работы напорных флотационных установок показывает, что повышения эффективности очистки можно достичь путем совершенствования процесса предварительной обработки сточной воды реагентами, а также за счет оптимизации систем сатурации распределения газонасыщенной воды в объеме обрабатываемой воды. Использование реагентов напорной флотации позволяет снизить загрязнения по нефтепродуктам и по взвешенным веществам. Использование статических трубчатых аппаратов в как смесителей, флокулятора и в системе сатурации позволяют создать малогабаритные технологические узлы флотационной установки, которые легко компонуются с любым типом флотатора и просты в управлении. Добавление известкового молока во флотационный шлам позволяет обезвоживать его, обеспечивая его транспортабельность к месту захоронения или утилизации.

При малой концентрации нефтепродуктов в воде наиболее эффективны активированные угли. На эффективность адсорбции существенное влияние оказывают состав сточной воды, свойства содержащихся в ней примесей, температура, рН [60]. Активированные угли, предназначенные для доочистки сточных вод, содержащих нефтепродукты и другие высокомолекулярные соединения, должны быть относительно крупнопористыми, чтобы их поверхность была доступна для сложных молекул веществ; обладать небольшой удерживающей способностью при регенерации и возможно большей способностью противостоять истиранию, а также легко смачиваться водой [60]. В отечественной практике для адсорбционного извлечения нефтепродуктов используют главным образом пять марок изготавливаемых промышленностью углей: АГ-3, КАД-йодные, БАУ, ДАК, АГ-5 [98].

При изучении эффективности  применения для доочистки некоторых  промысловых нефтесодержащих сточных  вод трех марок углей АГ-3, КАД, БАУ наиболее эффективным адсорбентом оказывается уголь марки БАУ. При его использовании остаточная концентрация нефти составляет не более 2 мг/л. При применении угля марки КАД также достигается достаточно высокий эффект удаления нефтепродуктов из сточных вод. Так, при концентрации нефти в исходной воде до 40 мг/л содержание ее в очищенном виде составляет 2 мг/л. При более низком исходном содержании нефти в сточной воде (менее 20 мг/л) активированный уголь обеспечивает глубокую очистку сточной воды. Это согласуется с общепринятыми представлениями о том, что адсорбционный процесс обеспечивает наибольшую глубину очистки при относительно низком содержании веществ в очищаемых сточных водах.

В связи с увеличением  загрязненности природных вод нефтепродуктами и другими органическими веществами, поступающими в водоемы со сточными водами, актуальным становится вопрос применения активированного угля вместо песка на станциях водоподготовки. Для этих целей применяется уголь марки АГ-3 как наиболее эффективный. Допустимая скорость фильтрования - 8 - 10 м/ч. Время контакта воды с углем - не менее 6 мин.

Химические методы удаления разливов нефти. Удаление нефти с помощью химических соединений - детергентов нашло применение при разливах нефти на море. К детергентам относятся различные растворители и вещества, образующие эмульсию, которые химически воздействуют на молекулы углеводородных соединений и изменяют их поверхностное натяжение. Наибольшее число этих соединений относится к алкилбензолсульфонатам натрия, которые отличаются по длине углеродной цепи, связанной с бензольным кольцом. Следует отметить, что токсичность детергентов для морских организмов часто выше, чем самой нефти, и широкое применение детергентов только усугубляет поражающее действие нефтяного загрязнения на гидробионты. Проводились эксперименты по совместному использованию адсорбентов и диспергаторов. Так, на акватории в районе Туапсе нефтяная пленка эффективно удалялась с помощью пенополиуретана ППУ-Э-40-0,8 и коррексита – 7664, использованного для диспергирования остатка нефти [43].

Предложены средства ЭПН-5 и ДН-75, разработанные аналитической лабораторией Института океанологии АН СССР, и метод их применения, который прошел экспериментальную проверку и доказал свою эффективность (М.П. Нестерова [121]). Для этой цели предложена [107] новая модификацию использования торфа, заключающаяся в применении пористых капроновых бон, наполненных термически обработанным торфяным порошком. Это значительно упрощает технологию сбора и удаления нефтепродуктов с поверхности воды.

Метод, основанный на взаимодействии нефтепродуктов с малодисперсным полимером, представлен в патенте Франции (пат. 2288709 Франция, МКИ С 02 В 9/02. Способ удаления нефтепродуктов с твердых и жидких поверхностей). Образующаяся при этом планка удаляется любым механическим способом.

Авторы (А.с. 241226 ЧССР, МКИ  С 02F 1/40. Способ очистки вод, загрязненных нефтепродуктами) предлагают удалять нефтепродукты из воды путем их адсорбции в слое гидрофобизованного вспененного перлита, через который вода проходит при перепаде давления 0,2 - 0,5 Мпа.

Для очистки поверхности  воды от нефти предлагается также  состав, содержащий ферромагнитный материал и кремнийорганическое соединение (железосодержащая окалина 99,50 - 99,95 % и метилсиликонат натрия 0,05 - 0,5 %) и состав, содержащий ПАВ и носитель, в качестве которых используют мылонафт - 65 - 95 % и нафтеновые кислоты - 5 - 35%.

Р.А. Дашдиев с соавторами (Ас. 1270209 СССР, МКИ Е02В 15/04, С 09КА 3/32. Состав для очистки поверхности воды от нефтяных загрязнений) предлагают способ удаления тонкой пленки нефти с поверхности  воды, включающий в себя нанесение  на пленку сорбента, пропитанного ПАВ, с последующим сбором сорбированной нефти. В качестве сорбента используют полипропиленовое волокно, а в качестве ПАВ - неонол П1013/3 или оксанол ЦО - 3.

Для связывания нефтепродуктов, различных на поверхности воды, в патенте (заявка 3732013 ФРГ, МКИ Е02 В 15/04, C02F 1/28. Способ связывания нефти в нефтеводяной суспензии) предлагается использовать высокодисперсную аморфную гидрофобную кремнекислоту. Повышение эффективности обработки достигается за счет применения специального устройства - прямоугольной воронки, полупогруженной в воду и перемещаемой с помощью буксировки широким концом вперед. Собираемая воронкой нефте-водяная смесь обрабатывается в воронке сорбентом.

Многочисленны и другие материалы, используемые в качестве сорбентов для сбора нефти с поверхности воды. Это свидетельствует о распространенности в мировой практике химического метода и большом интересе к решению проблемы.

Микробиологическое  разложение нефти. Перспективным направлением предотвращения загрязнения водоемов нефтепродуктами является микробиологическое разрушение. Для некоторых бактерий нефть является питательной средой. Однако естественная скорость микробиологического разрушения нефти в воде слишком низка, и этот процесс требует большого периода времени. Было установлено, что биологическая активность в большей степени зависит от температуры; скорость микробиологических процессов удваивается при каждом увеличении температуры на 10 °С. На развитие микроорганизмов большое влияние оказывает содержание высоколетучих компонентов нефти. Введение в воду незначительного количества нитрата и фосфата (0,1 и 0,35 г на 100 мл соответственно) увеличивает степень разрушения нефти на 70 %. Так как нет микроорганизмов, которые полностью удовлетворяли бы требованиям разрушения нефти на воде (способных расти и размножаться, оставаться жизнеспособными продолжительное время, не служить пищей для других водных организмов), рекомендуется использовать колонии из нескольких видов микроорганизмов.

Число органических соединений, используемых гетеротрофными микроорганизмами в качестве источников углерода, очень велико. Предполагается, что для каждого углеродного соединения, образуемого в природе, существуют микроорганизмы, способствующие их разложению.

Поглощение микроорганизмами углеводородов нефти является установленным фактом, хотя многие вопросы, связанные с микробиологической трансформацией нефти, изучены недостаточно. Наличие нефти является важнейшим экологическим фактором, обусловливающим развитие определенных видов микроорганизмов, способных использовать составные компоненты нефти в качестве единственного источника углерода и энергии. Оценка степени загрязненности почв и методы их очистки разработаны гораздо слабее, чем для воды. Однако именно почва служит резервуаром, в котором загрязнения могут накапливаться в большом количестве в силу ее адсорбирующей способности. Поэтому изучение влияния нефти на биологические процессы, происходящие в почве и обусловливающие ее самоочищение, является необходимым звеном в разработке эффективных мер по охране почвенно-земельных ресурсов в стране.

Известно, что механическая очистка почв и грунтовых вод  очень трудоемка и, как правило, связана со значительными экономическими затратами. Судя по имеющимся, пока немногочисленным, данным, перспективными могут оказаться микробиологические методы, позволяющие сократить время, необходимое для ликвидации последствий загрязнения почвы нефтью, с нескольких десятилетий до нескольких лет и даже нескольких месяцев [9].

Химический состав нефти  является одним из важнейших экологических факторов, обусловливающих развитие микроорганизмов в среде, содержащей нефть. Наиболее доступны микробиологическому воздействию алифатические углеводороды [158]. Очистка старых нефтяных амбаров с помощью сапрофитов испытывалась на севере округа Санта-Барбара [101]. Объем амбара составил 1110 м³, В течение 6 месяцев бактерии переработали 525 м³ нефти, а вся эмульсия оказалась разрушенной. На переработку 1 м³ первоначально содержащегося в амбаре материала израсходовано 1,25 долл.

Кавказским отделом гидрологии и водных ресурсов СевНИИГИМа разработаны  рекомендации по использованию биологических  методов очистки поверхностных вод от нефтепродуктов. Создаются биологические системы (биологические пруды), обладающие повышенной самоочищающей способностью по отношению к нефтепродуктам. Биопруд состоит из двух каскадов плотин, построенных в местах сточных вод. Плотины оборудованы обычными и сифонными водосливными трубами.

Верхний каскад пруда задерживает  механические примеси и более  крупные частицы, поступающие с  ливневыми паводковыми водами. Вода через трубы диаметром 600 — 800 мм поступает на ложе пруда нижнего каскада, где в основном и происходит очистка воды от нефти и солей.

На плотине второго  каскада биопруда водослив устроен  на двух уровнях. Верхний водослив служит для предотвращения смыва плотины ливневыми стоками. Нижние трубы оборудованы сифоновыми водосливами для поддержания заданного уровня в пруду. Там же установлены заглушки, которые открываются для осушения ложа пруда или аварийного спуска воды.

Вода задерживается на десятки часов для микробиологического очищения. Иловые отложения и мелководье создают благоприятные условия для роста камыша озерного, осоки, рогозы узколистной. Эти растения в значительной степени потребляют неорганические ионы и ускоряют развитие нефтеокисляющих бактерий. Многолетние лабораторные исследования подтвердили заметное снижение солевого состава вод по мере прохождения их через заросли самокрофилов. Из длительно загрязнявшейся почвы в районе скважины в Канаде были выделены микроорганизмы, использующие нефть в процессе метасолизма. Изучалась смесь мезофильных культур аэробных бактерий, представленная Psevdomonas Chromobacterium и другими видами.