Аннотация:Выпускная работа посвящена изучению эффективности применения биотехнологий в решении экологических проблем загрязнения окружающей среды нефтью и нефтепродуктами. По опасности воздействия на окружающую среду нефтяная промышленность занимает третье место среди 130 отраслей современного производства и создает многочисленные экологические, экономические и социальные проблемы.
Актуальность темы исследования определяется высокой значимостью биотехнологии при решении экологических проблем, связанных с загрязнением нефтепродуктами. Этой проблеме посвящены многочисленные научные исследования и практические разработки. Среди последних наиболее эффективным способом очистки от нефтепродуктов можно считать введение в почву и воду микроорганизмов, способных деструктировать компоненты нефти и нефтепродукты. Однако потенциал деструкции загрязнителя будет разным, в первую очередь, в зависимости от природно-климатических условий конкретной территории.
Цель дипломной работы – оценка эффективности применения биотехнологий для очистки от нефтепродуктов и проведение районирования территории Казахстан по потенциалам использования этих инновационных технологий.
Исходя из цели исследования, были поставлены и решались следующие задачи:
• Изучить роль биотехнологии в решении экологических проблем;
• Ознакомиться с биотехнологическим рынком России и Казахстана;
• Проанализировать существующие методы очистки почв и вод от нефтепродуктов;
• Изучить методику биоремедиации нефтезагрязненных почв;
• Оценить эффективность применения биотехнологического метода в полевых условиях.
• Провести районирование территории Казахстана по потенциалу применения биорекультивации почв.
Для решения поставленных задач использовались сравнительно-географический, картографический, полевой, аналитический и лабораторный методы исследования.
Новизна работы: впервые была проанализирована эффективность применения микроорганизмов для очищения почв от нефтяного загрязнения на всей территории Казахстана и была составлены карты, оценивающие потенциал применения биотехнологий для очистки от нефтепродуктов в разных природных зонах Республики Казахстан. В основу работы положены материалы, полученные автором во время научно-производственной практики 2014 года на предприятии ТОО «Топливно-энергетический комплекс - Казахстан» в городе Щучинск, литературные и картографические материалы. Проведенные исследования по эффективности применения методов биотехнологии для очистки нефтезагрязненных территорий показали:
1. Анализ литературных данных, позволил выделить лидеров по разработке биотехнологий для очистки территорий от нефтепродуктов. Лидирующие позиции в высокотехнологической продукции и в товарном экспорте занимают США, Япония, Германия и Великобритания. Россия и Казахстан занимают существенно более скромные позиции. При этом различия в долях расходов ВВП на инновационные разработки между США и Россией различается в 3 раза, а между США и Казахстаном почти в 10 раз.
2. При проведении полевых экспериментов по 95-97% очистке почвы, загрязненной нефтепродуктами объемом 1600 м.3 потребовалось 21 день, при средней температуре 18 о С и влажности почвы 50-60%.
3. При проведении полевых экспериментов по 98% очистке воды, загрязненной нефтепродуктами объемом 197 м3 потребовалось 40 суток, при этом 75% очистка воды была достигнута уже на 20 день.
4. Комплексная оценка природно-климатических условий позволила провести районирование территории Казахстана по потенциалу деструкции нефти:
- высоким потенциалом очистки почв от нефтепродуктов микроорганизмами обладает северный Казахстан – лесостепная зона и подзона умеренно увлажняемых степей;
- средний потенциал применения микроорганизмов для очистки почв характерен для части подзоны умеренно засушливых степей, подзоны сухих степей и полупустынной зоны;
- низким потенциалом характеризуются западная часть полупустынной зоны и небольшая часть подзоны сухих степей;
- очень низким потенциалом применения микроорганизмов для очистки от нефтепродуктов обладают южные территории Казахстана, к которым приурочена пустынная зона с чрезмерно засушливым климатом, низкой долей гумуса и низким содержанием питательных веществ. Также к низкому потенциалу отнесены песчаные пустыни, солончаки, такыры и болотные почвы, где жизнедеятельность микроорганизмов значительно замедляется.
Как показывает длительная практика нефтедобычи, разливы и утечки нефти и нефтепродуктов неизбежны при их добыче, переработке, транспортировке. Поэтому, необходимо изучать возможности применения различных инновационных методов очистки от нефтяных загрязнений и использовать наиболее эффективные для конкретных территорий.