Biodegradacja ropy naftowej.doc

Agnieszka Ścibiorek – BIODEGRADACJA ROPY NAFTOWEJ

2.1 Stan środowiska naturalnego wobec skażenia węglowodorami ropy naftowej

W ciągu  ostatniego stulecia zapotrzebowanie na ropę naftową jako źródło energii i podstawowy materiał dla przemysłu chemicznego spowodowało zwiększenie produkcji światowej do około 3500mln ton metrycznych na rok (Biuro Informacji o Energii 1992 rok) [Müller J.G.. i wsp. 1996]. Również w Polsce w ostatnich latach została zwiększona ilość wytwarzanej ropy naftowej i produktów jej przerobu. W tabeli 1 przedstawiona została produkcja związków ropopochodnych w naszym kraju na przełomie ostatnich lat [GUS, 1999].

Tabela 1 Produkcja krajowa związków zawierających węglowodory

Rosnące zapotrzebowanie na produkty naftowe oraz wynikająca z niego konieczność ich magazynowania i dystrybucji stanowią ogromne zagrożenie dla środowiska. Ze wszystkich bowiem awarii i wypadków prowadzących do skażenia środowiska naturalnego niemal 40% to zanieczyszczenia paliwami, olejami i smarami [Muszyński A. i wsp. 1996]. Problem zanieczyszczenia substancjami ropopochodnymi występuje we wszystkich uprzemysłowionych krajach świata. Problemy te wynikają z faktu, że kraje będące głównymi producentami ropy nie są głównymi jej konsumentami. W związku z tym zwiększony zostaje ruch ropy naftowej z miejsc o dużej produkcji do tych o zwiększonym wykorzystaniu [Mueller J.G.. i wsp. 1996].

W większości źródłami zanieczyszczeń związkami ropopochodnymi są: ścieki miejskie i przemysłowe oraz odpływy ze zlewni, nieszczelności rurociągów i zbiorników magazynowych oraz rozładunek brudnych kruszyw.

W Polsce obecność tych zanieczyszczeń stwierdzono przede wszystkim na obszarach przemysłowych i poprzemysłowych, terenach byłych baz i poligonów poradzieckich, w magazynach Polskiego Koncernu Naftowego, w części stacji benzynowych, zakładach przemysłu rafineryjno-petrochemicznego oraz niektórych innych zakładach [Obara K. i wsp.2000].

Zgodnie z prawodawstwem polskim i międzynarodowym odpady zawierające substancje ropopochodne zaliczono do grupy odpadów niebezpiecznych, kwalifikowanych do I kategorii uciążliwości [Muszyński A. i wsp. 1996] i umiejscawia się je na głównym miejscu listy zanieczyszczeń Organizacji Ochrony Środowiska Stanów Zjednoczonych [Mueller J.G.. i wsp. 1996].

Głównym składnikiem tych zanieczyszczeń są różnego rodzaju węglowodory w tym i węglowodory aromatyczne, (monopierścieniowe i policykliczne) prezentujące klasę związków wykazujących potencjał kancerogenny i genotoksyczny [Stapletion R.D. i wsp. 1998]. Dlatego tak ważna jest ocena stanu środowiska po katastrofie ekologicznej. W celu prawidłowej jej oceny należy określić [Surygała J. 2000]:

·              czy w związku z zaistniałym wyciekiem możliwe jest niebezpieczeństwo wybuchu pożaru lub zatrucia mieszkańców albo ujęć wody pitnej;

·              znajomość miejsca wycieku (konfiguracja terenu, infrastruktura przemysłowa, stopień zaludnienia)

·              znajomość czasu (wpływa on na skład i właściwości uwolnionych produktów);

·              w jaki sposób nastąpił wyciek;

·              w jakim kierunku rozprzestrzenia się plama zanieczyszczeń i z jaką szybkością;

·              jaki jest orientacyjny skład.

2.1.1. Skażenie środowiska glebowego węglowodorami

Stopień zagrożenia środowiska wynikający z zanieczyszczania substancjami ropopochodnymi zależy w dużym stopniu od rodzaju gruntu. I tak [Obara K. i wsp 2000]:

·              grunt nieprzepuszczalny – we wstępnej fazie zanieczyszczeniu ulega wierzchnia warstwa gruntu;

·              grunt przepuszczalny – zanieczyszczenia wsiąkają w głąb i dzięki siłom grawitacji są transportowane aż do wód podziemnych.

Należy pamiętać, że część ropy lub jej pochodnych zgromadzonych na powierzchni ziemi udaje się odzyskać, ale zdecydowana jej większość nasyca glebę przenikając do głębszych jej warstw, co powoduje częściową lub całkowitą degradację gruntu [Muszyński A. i wsp 2000]. Obecność węglowodorów w środowisku naturalnym przyczynia się do występowania oddziaływań między nimi a otaczającymi je gruntami. Zaobserwować wówczas można następujące reakcje: adsorpcję na ziarnach, odparowywanie do powietrza gruntowego, rozpuszczanie w wodzie, degradację chemiczną i biologiczną.

Silne skażenie gruntów węglowodorami, poza następstwami ekologicznymi, sanitarnymi i zdrowotnymi wynikającymi z dostawania się niskocząsteczkowych związków aromatycznych do wód pitnych, powoduje toksyczne działanie węglowodorów na organizmy glebowe, obniżenie plonowania roślin, destrukcję materiału siewnego, zmianę warunków geotechnicznych oraz powietrzno - wodnych w glebie. [Muszyński A. i wsp 2000,Łebkowska M. I wsp 1997, Mueller J.G.. i wsp. 1996].

Opracowanie metod likwidacji zanieczyszczeń gleby substancjami ropopochodnymi stanowi jeden z najpoważniejszych problemów dotyczących ochrony środowiska. Problem ten jest trudny i kosztowny. Wymaga on zastosowania kilku następujących po sobie metod fizycznych bądź chemicznych. Coraz częściej w procesach rozkładu produktów naftowych zwraca się uwagą na metody biologiczne, wykorzystujące mikroorganizmy zdolne do rozkładu tych związków.

2.1.2.  Zaleganie węglowodorów w środowisku wodnym

W głównej mierze obecność węglowodorów w wodach morskich i oceanicznych jest skutkiem wycieków ropy naftowej powstałych na skutek wypadków tankowców i katastrof morskich. Oszacowano, że około 0,1% ropy (czyli 35 mln ton rocznie) wpływa do morza (Badawcza Rada Naukowa 1985 rok). Mimo, że wypadki na morzu przyciągają opinię publiczną to stanowią tyko małą część (około 1mln ton) wszystkich wycieków ropy. Największe katastrofy i wielkość ich skażenia przedstawia tabela 2.[ Mueller J.G.. i wsp. 1996]

Tabela 2 Największe katastrofy i ich skutki ekologicznego skażenia wód