Очистка подземных вод от загрязнения- достаточно сложная научно-методическая и техническая задача и, как правило, требует комплексного подхода.
Такой подход был реализован в зоне загрязнения нефтепродуктами подземных вод, разгрузка которых происходит в Камское водохранилище, являющееся основным источником водоснабжения Пермского края.
Исследования проводились на участке протяженностью 1,2 км в районе Полазненского месторождения нефти.
Проведенными исследованиями установлено, что причина загрязнения водохранилища - линза нефти на поверхности трещинно-карстовых вод.
Разгрузка нефтепродуктов здесь фиксируется с 70х гг 20 века.
Источником нефти явились разливы, сбросы нефти в карстовые полости и другое в 1960-1970 гг, что подтверждено комплексом проведенных исследований.
Существуют другие мнения по поводу источников формирования нефтяной линзы.
В настоящее время по данным анализов поступления свежей нефти не зафиксированы.
По составу нефть линзы близка к нефти Яснополянской залежи, однако окисленная, утратившая бензиновые фракции и высокомолекулярные парафиновые углеводороды.
Попытки ликвидации нефтяного загрязнения предпринимались различными организациями на протяжении последних 35 лет.
Основной ошибкой, по мнению авторов, было недостаточное внимание к механизму загрязнения, а оно здесь имеет не совсем обычный характер.
Закарстованый, в том числе и с поверхности, карбонатно-гипсовый массив (до 30 % пустотности), явился хорошим коллектором для нефти и имеет тесную гидравлическую связь с водохранилищем.
В результате битумизации рыхлых отложений береговой зоны нефть оказалась в своеобразной гидродинамической ловушке.
Основной механизм загрязнения вод следующий.
Дождевые и талые воды (370 тыс м 3 / год) инфильтруются в закарстованный массив и за счет разности плотностей фильтруются сквозь линзу.
Воды насыщаются растворимыми нефтепродуктами и поступают в водохранилище.
Интенсивность их поступления контролируется колебаниями уровня водохранилища и интенсивностью осадков и снеготаяния, поэтому концентрации нефтепродуктов в водохранилище крайне неравномерны по году.
Подтверждением этой модели может служить то, что в период межени наблюдается разгрузка в виде родников прозрачной опалесцирующей жидкости с сильным запахом.
После смешивания с водами водохранилища происходит выпадение темных нефтепродуктов.
Высокая закарстованность Полазненского полуострова обусловливает не совсем типичную картину движения подземных вод.
Уровни воды в водохранилище практически соответствуют уровням подземных вод.
При стабильном уровне водохранилища поток направлен вдоль берега: вода движется из Полазненского залива в массив; при сильных колебаниях уровня - из водохранилища или в водохранилище.
Это подтверждается данными специальных наблюдений.
Эти не совсем обычные условия определили стратегию борьбы с загрязнением водохранилища: o необходимо откачать как можно большее количество нефти из линзы, находящейся в гидравлической ловушке, без откачки подземных вод; o необходимо очистить подземные воды, находящиеся ниже водонефтяного контакта и загрязняющие водохранилище.
Загрязнение подземных вод происходит, как отмечено выше, главным образом за счет выноса растворенных нефтепродуктов при фильтрации через линзу дождевых и талых вод.
Уменьшение в ходе откачки мощности линзы с 2-3 м до 10 см существенно уменьшит вынос н/продуктов за счет уменьшения пути фильтрации воды через нефть.
Усилится поступление кислорода необходимого для химического и биологического окисления нефти.
Для откачки была разработана, опробована и запатентована специальная установка.
В ходе работ была достигнута основная цель - отработана технология откачки нефти из линзы без забора воды.
Отработаны все технологические элементы - датчики глубины и мощности линзы, возможность оперативного изменения глубины насоса и т.д.
Показано, что дебит скважины позволяет откачивать нефть в значительных объемах до 200 л/час.
Для очистки подземных вод ниже водонефтяного контакта разработан и запатентован микробиологический метод.
Для этого выделен консорциум аборигенных активизированных микроорганизмов, отобранных из подземных вод месторождения.
Запатентовано также устройство для контроля процессов очистки вод от нефтепродуктов.
Натурные эксперименты показали, что идет активная биодеградация нефтепродуктов.
Микроорганизмы перерабатывают не сколько саму нефть, сколько растворимые в воде н/продукты, выделяющиеся из линзы при фильтрации через нее атмосферных осадков.
Эти процессы активно происходят на водно-нефтяном контакте.
По примерным оценкам для биодеградации 1 тонны нефтепродуктов необходимо 70 литров биопрепарата.
При этом интенсивному воздействию препарата подвергаются алканы нормального и изопреноидного строения и другие наиболее подвижные водорастворимые соединения нефти, вносящие основной вклад в загрязнение Камского водохранилища.
Нефть, как указывалось выше, находится в гидродинамической ловушке, и водонефтяной контакт является своеобразной застойной зоной, что обеспечит высокую концентрацию биопрепарата продолжительное время.
По результатам экспериментов рекомендуемая частота внесения препарата в скважину составляет 1 раз в 7-10 дней в количестве 15-20 литров.
За время экспериментов за счет биодеградации было удалено около 1,9 т компонентов нефти.
Таким образом, выполненные работы показали, что при наличии закарстованных пород механизм загрязнения водохранилища имеет достаточно сложный характер и требует специальных методов для реализации природоохранных мероприятий.
Автор: Максимович Н, Хмурчик В, Мещерякова О, Денисов А Пермский государственный университет
