Разработка технологии биоремедиации нефтезагрязненных почв на основе пространственно-временной модели
07_презентацияВ настоящее время на территории Западной Сибири остро стоит проблема нефтезагрязнения почвы в результате аварийных разливов нефти. В первую очередь от них страдает почвенно-растительный комплекс, который впоследствии становится источником загрязнения сопредельных сред (воздуха, поверхностных и подземных вод, растительного и животного мира).Вопросы миграции и трансформации нефти в почвах в настоящее время являются, безусловно, актуальными, но по-прежнему до конца не изучены.Данный проект направлен на расширение знаний о процессах миграции и трансформации нефти в почвах и включает в себя создание и исследование пространственно-временной модели аварийных разливов нефти в лабораторных и полевых условиях с целью совершенствования технологии биоремедиации. Научная новизна проекта заключается в применении компьютерной микротомографии для создания 3D-моделей пространственного распределения нефти в почвах и изучении процессов биодеградации нефти при различных условиях среды. В результате реализации проекта будут получены данные о процессах миграции и трансформации нефти в почвенном профиле, на основании которых будет построены компьютерные модели пространственно-временного распределения нефти в почве. Практические результаты реализации проекта будут направлены на более точную оценку и прогнозирование последствий аварийных разливов нефти и разработку организационных и технических мероприятий по минимизации эколого-экономического ущерба.
Основным комплексом мероприятий по восстановлению нефтезагрязненных земель является биоремедиация. Для наиболее эффективного проведения восстановительных работ необходимо изучать процессы миграции и трансформации нефти в почве, что обуславливает актуальность осуществления данного Проекта.
Цель НИОКР
Данный проект направлен на расширение знаний о процессах миграции и трансформации нефти в почвах и включает в себя создание и исследование пространственно-временной модели аварийных разливов нефти в лабораторных и полевых условиях с целью совершенствования технологии биоремедиации.
Задачи
- Анализ литературы, посвященной данной проблеме.
- Проведение лабораторных и полевых исследований процессов миграции и биодеградации нефти в почвах лесного фонда Западной Сибири.
- Построение пространственно-временной модели аварийных разливов нефти с применением метода компьютерной микротомографии.
- Разработка технологии биоремедиации на основе пространственно-временной модели.
- Оценка перспектив применения технологии биоремедиации нефтезагрязненных почв в условиях Западной Сибири.
Объектом исследования являются нефтезагрязненные почвы.
Предмет исследования — процессы миграции и трансформации нефти в почвах, биоремедиация нефтезагрязненных почв.
Гипотеза НИОКР
Последствия углеводородного загрязнения почвы зависят от процессов миграции и трансформации нефти. Междисциплинарное исследование этих процессов имеет решающее значение в совершенствовании технологии восстановления нарушенных земель.
Методологическая основа и методы исследования
Основные исследования будут заключаться в изучении процессов миграции и трансформации нефти в образцах почвы методом компьютерной микротомографии и сравнении полученных данных с результатами натурных экспериментов с целью выявления определенных закономерностей, а также уточнения и расширения существующих знаний об этих процессах.Исследования в рамках проекта будут соответствовать этапам восстановления нарушенных земель.Первая часть исследований связана с техническим этапом и заключается в моделировании на микромоделях грунта аварийных разливов нефти с последующим созданием цифровой 3D модели пространственного распределения нефти и определении параметров фильтрации.Изучение пород, заполненных нефтью либо водой, осложнено тем, что жидкости, как правило, имеют низкую плотность, вследствие чего их довольно сложно выделить с помощью метода рентгеновской томографии.Для устранения этой проблемы предлагается применить рентгеноконтрастный агент — йодид кадмия, который представляет собой блестящие бесцветные пластинчатые кристаллы, легко растворимые в воде, спирте и эфире.Использование рентгеноконтрастного вещества позволяет получить модель распространения нефти в почве при проливе на ее поверхность.
Вторая часть исследований связана с изучением процессов трансформации и биодеградации нефти в почве методами хроматографии, компьютерной микротомографии и биоиндикации.Оба этапа лабораторных исследований будут сопровождаться проведением натурных экспериментов в полевых условиях с последующей камеральной обработкой.
Изложение сущности и степени новизны НИОКР, а также преимуществ конечного инновационного продукта по сравнению с аналогами
А) Использование неинвазивного метода анализа структуры почвы
Б) Визуализация с созданием 3D моделей распределения нефти в грунте
В) Точный расчет глубины просачивания нефти в почву с учетом ее фильтрационных характеристик
Описание потенциала коммерциализации научного проекта, в рамках которого выполняется НИОКР
Потенциальные клиенты:
- АК «Транснефть» как основной транспортер нефти в РФ
- Крупные нефтедобывающие компании (ОАО «Сургутнефтегаз», ЛУКОЙЛ, НК «Роснефть»)
- Государственные надзорные органы в сфере охраны окружающей среды
Описание имеющегося задела для НИОКР
- По тематике данного проекта заложен многолетний полевой эксперимент летом 2016 года
- По теме исследования была проведена серия лабораторных экспериментов, на основании которых получен патент на изобретение «Способ исследования пространственного распределения нефти в поровом пространстве грунтов и других пористых сред»
- Участники ВНК в 2014-2017 гг. принимали участие в реализации международного проекта Tempus RECOAUD «Экологический менеджмент в российских компаниях» по итогам которого были опубликованы 3 монографии.
- Участники ВНК в 2014-2017 гг. принимали участие в реализации международного проекта Tempus RECOAUD «Экологический менеджмент в российских компаниях» по итогам которого были опубликованы 3 монографии.
- По тематике исследования участниками Проекта опубликовано: 2 статьи в системе цитирования Web of Science, 2 статьи в системе цитирования Scopus, 5 статей ВАК и более 20 в международных и всероссийских конференциях.
