С.В.Лушников, Д.С.Воробьев, В.Н.Фадеев

ООО "НТО "Приборсервис", г.Томск
Томский государственный университет

Летом 2004г. в Усинском районе Республики Коми Научно-техническим объединением "Прибор-сервис" при поддержке ТПП "ЛУКОЙЛ-Усинск-нефтегаз", ФГУ "Комирыбвод", Департамента водного хозяйства Республики Коми, Усинского Комитета по охране окружающей среды был реализован проект "Экспериментальные работы по очистке донных отложений и воды оз.Щучье от нефтепродуктов, загрязненных в результате аварийных разливов нефти». Исходными данными для разработки проекта явились материалы ФГУП "Комимелиоводхозпроект" о проведенных исследованиях на системе оз.Щучье в 2003г.

Озеро Щучье общей площадью 56,24га представляет собой систему термокарстовых слабопроточных озер, связанных между собой ручьями и протоками, и является истоком р.Воргаель. В результате аварийных разливов нефти вода и донные отложения системы озер сильно загрязнены нефтепродуктами.

Экспериментальные работы по очистке воды и донных отложений проводились на Большом плесе озера №1, общей площадью 4,1га (рис. 1)

Рис. 1. Участок экспериментальных работ на озере Щучье № 1

Участок характеризуется очень высоким (V) уровнем загрязнения донных отложений. Полный цикл очистки вод и донных отложений озера от нефтепродуктов проводится за два летних сезона.
Очистные работы на оз.Щучье №1 были начаты в конце июня 2004г. Предварительно на озере были заложены точки гидрологического, гидрохимического и гидробиологического мониторинга. Обследована акватория озера на наличие нефти на поверхности воды. Боковыми заграждениями был перекрыт перешеек между Большим и Малым плесами озера, расставлена система «активных» бонов на втекающем водотоке.
Перед началом очистки воды и донных отложений с поверхности воды было убрано 29т нефти.
Очистка воды. В схему очистки воды от растворенных нефтепродуктов входят следующие технологические звенья: расстановка "активных" бонов, очистные сооружения, внесение удобрений и аэрация воды.
"Активные" боны представляют собой органоминеральный субстрат для развития аборигенной нефтеокисляющей микрофлоры с добавлением удобрений для ее активизации. Эффективность работы данных элементов была проверена в период высоких концентраций растворенных нефтепродуктов во втекающем в озеро водотоке (июнь). Расстановка "активных" бонов в устьевом участке ручья позволило избежать увеличения содержания растворенных нефтепродуктов в воде озера, где концентрация поллютанта была более чем в 17 раз меньше.
Очистные сооружения предназначены для очистки воды от взвешенных частиц и снижения концентрации растворенных нефтепродуктов (рис.2).
 

Рис. 2. Схема очистных сооружений

Удобрение водоема основано на стимулировании образования первичной продукции за счет вноса элементов минерального питания, как правило - это азот и фосфор. Расчет потребности водоема в минеральных элементах достаточно индивидуален для каждого объекта.
На территории экспериментального участка было установлено два аэратора, способных по своим техническим характеристикам насыщать кислородом до 1га водной поверхности. Результаты гидрологических измерений доказывают высокую эффективность их работы для турбулентного перемешивания температурных слоев озера. Изученная нами температурная стратификация в зоне работы аэраторов отражает достаточно активное перемешивание 1,5 -метрового поверхностного слоя воды.
Очистка донных отложений. Летом 2004 г. нами для очистки донных отложений от нефти были применены две технологические схемы: 1 - способ высоких придонных температур; 2 - способ флотации.
Способ высоких придонных температур основан на самопроизвольном подъеме нефтяных агрегатов на поверхность воды (на глубинах до 2м). Данный эффект создается сочетанием следующих факторов: внесение удобрений, активная работа аэраторов, благоприятный температурный режим вод. Использование данной технологической схемы возможно только при высоких придонных температурах воды. Видимо, она не пригодна для районов Заполярья, исключением явилось лето 2004г.
Способ флотации основан на способности молекулярного прилипания нефтепродуктов, нефти, масел к поверхности раздела двух фаз - воздуха и жидкости. Данная технологическая схема может применяться при низких температурах придонных слоев воды и на больших глубинах.
Гидробиологический мониторинг выявил полную деградацию сообществ бентосных организмов. Аналогичная ситуация наблюдалась и при рекогносцировочном обследовании озера в сентябре 2003г. Ихтиофауна представлена тремя широко распространенными видами: окунь, щука, плотва. Доминантом в уловах являлся окунь, который занимал 67% численности. Субдоминантами по результатам уловов были щука (25%), плотва — 8%. По предварительным результатам морфометрического обследования щуки выявлены нарушения в развитии челюстного аппарата и плавников.
Гидрохимический мониторинг. По результатам ежемесячного химического анализа поверхностной воды (июнь-август) средняя концентрация растворенных нефтепродуктов на период очистных работ озера №1 (Большой плес) составила 0,4мг/дм³, что в 7 раз ниже таковой во втекающем водотоке.
Содержание нефтепродуктов в донных отложениях озера на участке экспериментальных работ, по результатам гидрохимических проб (июнь-июль), было снижено более чем в 2,5раза.
За летний период работ по очистке донных отложений и воды оз.Щучье №1 (июль-август) всего было собрано 106т нефти (табл.1).

Таблица 1.
Количество собранной нефти с поверхности воды и донных отложений экспериментального участка (4,1га) оз.Щучье (№1)

местонахождение нефти технология сбора нефти м' тонн поверхность воды сбор боновыми заграждениями 32 28,8 донные отложения высокие придонные температуры 14 12,6 флотация 72 64,8 всего нефти   118 106,0

В результате реализации проекта ООО НТО "Приборсервис" "Экспериментальные работы по очистке донных отложений и воды оз.Щучье от нефтепродуктов, загрязненных в результате аварийных разливов нефти (Усинский район, Республика Коми)", впервые на озерах Заполярья была применена технология очистки воды и донных отложений, загрязненных нефтепродуктами.
Использованное оборудование для технологической схемы очистки было специально спроектировано КБ "НТО Приборсервис" и показало свою эффективность. В результате работ был подготовлен список новых технических рекомендаций по усовершенствованию опытных образцов и дополнительного оснащения вспомогательным оборудованием.