ekipЭкология и промышленность РоссииEcology and Industry of Russia1816-03952413-6042ООО "Калвис"10.18412/1816-0395-2025-8-44-50ekip-2982Research ArticleНАУЧНЫЕ РАЗРАБОТКИSCIENTIFIC DEVELOPMENTSИнтенсификация биовентилирования глубинного загрязнения грунтов нефтепродуктамиIntensification of Bioventilation of Deep Soil Contamination with Oil ProductsОстахО.С.OstakhO.S.

канд. техн. наук, доцент

Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor

podpiska@kalvis.ruОстахС.В.OstakhS.V.

канд. техн. наук, доцент

Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor

podpiska@kalvis.ruРоссийский государственный университет нефти и газа (Национальный исследовательский университет)РоссияGubkin Russian State University of Oil and Gas (National Research University)Russian Federation2025130820252984450Copyright © ООО "Калвис", 20252025ООО "Калвис"ООО "Калвис"https://www.ecology-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.ecology-kalvis.ru/jour/article/view/2982

Представлена классификация in-situ методов ремедиации глубинного загрязнения грунтов нефтепродуктами. Разработана оптимальная расчетная схема проектирования системы биовентилирования, которая сводится к определению радиуса аэробного влияния нагнетательной скважины с учетом пористости грунта, мощности нефтяного загрязнения и расхода подаваемого воздуха. Рассмотрена технология обустройства нагнетательной скважины для биовентилирования. Предложены способы интенсификации биовентилирования: для территорий, глубинно загрязненных одновременно нефтепродуктами и тяжелыми металлами – предварительной обработкой растворами гумино-минеральных комплексов; в условиях низкого нефтедеструцирующего потенциала нативных микроорганизмов – вводом активированных форм биопрепаратов; при загрязнении на глубину более 20 м – оснащением нагнетательных скважин турбодефлекторами (в межвегетационный период) для активации дегазации летучих органических соединений.

Classification of in-situ methods of remediation of deep soil contamination with oil products is presented. The optimal calculation scheme for designing a bioventilation system was developed, which boils down to determining the radius of the aerobic influence of the injection well, taking into account the porosity of the soil, the oil pollution rate and the flow rate of the supplied air. The technology of the injection well arrangement for bioventilation was considered. The methods of intensification of bioventilation was proposed: for the territories deeply polluted simultaneously with oil products and heavy metals – preliminary treatment with solutions of humic-mineral complexes; in conditions of low oildestructive potential of native microorganisms – introduction of activated forms of biopreparations; in case of pollution at a depth of more than 20 m – equipping injection wells with turbodeflectors (in the non-vegetation period) to activate degassing of volatile organic compounds.

глубинное загрязнение нефтепродуктамиотходы грунтабиовентилированиегуминовые препаратыгумино-минеральный комплексбиопрепаратыбиодеструкциянефтедеструкциятурбодефлекторdeep pollution with oil productssoil wastebioventilationhumic preparationshumic-mineral complexbiopreparationsbiodestructionoil destructionturbodeflectorReferencesСтатистический бюллетень. Основные показатели охраны окружающей среды. М., Федеральная служба государственной статистики, 2023. 105 с.Статистический бюллетень. Основные показатели охраны окружающей среды. М., Федеральная служба государственной статистики, 2023. 105 с.Васильева Г.К., Стрижакова Е.Р., Бочарникова Е.А. и др. Нефть и нефтепродукты как загрязнители почв. Технология комбинированной физико-биологической очистки загрязненных почв. Российский химический журнал. 2013. Т. 57. № 1. С. 79—104.Васильева Г.К., Стрижакова Е.Р., Бочарникова Е.А. и др. Нефть и нефтепродукты как загрязнители почв. Технология комбинированной физико-биологической очистки загрязненных почв. Российский химический журнал. 2013. Т. 57. № 1. С. 79—104.Симонов В.Э., Леконцева Т.А. Технологии биоремедиации нефтезагрязненных почв и грунтов. Обзор патентов. Антропогенная трансформация природной среды. 2024. Т. 10. № 2. С. 65—81. https://doi.org/10.17072/2410-8553-2024-2-65-81.Симонов В.Э., Леконцева Т.А. Технологии биоремедиации нефтезагрязненных почв и грунтов. Обзор патентов. Антропогенная трансформация природной среды. 2024. Т. 10. № 2. С. 65—81. https://doi.org/10.17072/2410-8553-2024-2-65-81.Ахмадова Х.Х., Идрисова Э.У., Такаева М.А. Проблема техногенных залежей в российских регионах. Международный научно-исследовательский журнал. 2013. № 8—4 (15). С. 69—73. EDN: RCMUFD.Ахмадова Х.Х., Идрисова Э.У., Такаева М.А. Проблема техногенных залежей в российских регионах. Международный научно-исследовательский журнал. 2013. № 8—4 (15). С. 69—73. EDN: RCMUFD.Ахмадова Х.Х., Махмудова Л.Ш.. Мусаева М.А. Грозненские техногенные залежи углеводородов: история, добыча, переработка, экологические проблемы. В мире научных открытий. Красноярск: Научно-инновационный центр. 2013. № 1.1 (37). С. 258—283.Ахмадова Х.Х., Махмудова Л.Ш.. Мусаева М.А. Грозненские техногенные залежи углеводородов: история, добыча, переработка, экологические проблемы. В мире научных открытий. Красноярск: Научно-инновационный центр. 2013. № 1.1 (37). С. 258—283.Techniques de dépollution. SelecDEPOL. [Электронный ресурс]. URL: https://selecdepol.fr/techniques-de-depollution (дата обращения 24.12.2024).Techniques de dépollution. SelecDEPOL. [Электронный ресурс]. URL: https://selecdepol.fr/techniques-de-depollution (дата обращения 24.12.2024).Remediation Technologies Screening Matrix and Reference Guide. Federal Remediation Technologies Roundtable (FRTR). [Электронный ресурс]. URL: https://frtr.gov/matrix2/top_page.html (дата обращения 24.12.2024).Remediation Technologies Screening Matrix and Reference Guide. Federal Remediation Technologies Roundtable (FRTR). [Электронный ресурс]. URL: https://frtr.gov/matrix2/top_page.html (дата обращения 24.12.2024).Technologies. Contaminated sites Clean-up Information (CLUIN). [Электронный ресурс]. URL: https://clu-in.org/remediation (дата обращения 24.12.2024).Technologies. Contaminated sites Clean-up Information (CLUIN). [Электронный ресурс]. URL: https://clu-in.org/remediation (дата обращения 24.12.2024).Джавадов Н.Г., Азизова А.Э., Алиева Х.С. Вопросы предотвращения загрязнения грунтовых вод нефтью и углеводородными отходами путем применения проницаемых реактивных барьеров. Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. 2024. № 4(150). С. 164—170. DOI 10.17122/ntjoil-2024-4-164-170.Джавадов Н.Г., Азизова А.Э., Алиева Х.С. Вопросы предотвращения загрязнения грунтовых вод нефтью и углеводородными отходами путем применения проницаемых реактивных барьеров. Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. 2024. № 4(150). С. 164—170. DOI 10.17122/ntjoil-2024-4-164-170.Голубев А.А. Экологическая реабилитация и мониторинг углеводородного загрязнения геологической среды (на примере аэродромного хозяйства в Московской области). Дис. ... канд. геол.-минерал. наук: 25.00.36 М., Рос. гос. геологоразведоч. ун-т им. С. Орджоникидзе, 2008. 168 с.Голубев А.А. Экологическая реабилитация и мониторинг углеводородного загрязнения геологической среды (на примере аэродромного хозяйства в Московской области). Дис. ... канд. геол.-минерал. наук: 25.00.36 М., Рос. гос. геологоразведоч. ун-т им. С. Орджоникидзе, 2008. 168 с.Вотинов А.В., Минаков В.В., Даценко С.В., Сушко Ю.В. Новые технологии ликвидации подземных углеводородных загрязнений. Гидротехника. 2009. № 2. С. 83—86.Вотинов А.В., Минаков В.В., Даценко С.В., Сушко Ю.В. Новые технологии ликвидации подземных углеводородных загрязнений. Гидротехника. 2009. № 2. С. 83—86.Созина И.Д., Данилов А.С. Микробиологическая ремедиация нефтезагрязненных почв. Записки Горного института. 2023. Т. 260. С. 297—312. DOI: 10.31897/PMI.2023.8.Созина И.Д., Данилов А.С. Микробиологическая ремедиация нефтезагрязненных почв. Записки Горного института. 2023. Т. 260. С. 297—312. DOI: 10.31897/PMI.2023.8.Федеральный классификационный каталог отходов, утвержденный приказом Росприроднадзора № 242 от 22.05.2017 года. Система Консультант-плюс. URL: https://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_218071/3d063ec1103c03931fe1e4c4f3eb9382b9fd7db4// (дата обращения 24.12.2024).Федеральный классификационный каталог отходов, утвержденный приказом Росприроднадзора № 242 от 22.05.2017 года. Система Консультант-плюс. URL: https://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_218071/3d063ec1103c03931fe1e4c4f3eb9382b9fd7db4// (дата обращения 24.12.2024).Хуснутдинов И.Ш., Сафиулина А.Г., Заббаров Р.Р., Хуснутдинов С.И. Методы утилизации нефтяных шламов. Известия ВУЗов. Химия и химическая технология. 2015. Т. 58. № 10. С. 3—20.Хуснутдинов И.Ш., Сафиулина А.Г., Заббаров Р.Р., Хуснутдинов С.И. Методы утилизации нефтяных шламов. Известия ВУЗов. Химия и химическая технология. 2015. Т. 58. № 10. С. 3—20.Ajona M., Vasanthi P. Bioremediation of petroleum contaminated soils. A review. Materials Today: Proceedings. 2021. Vol. 45. Part 7. P. 7117—7122. DOI: 10.1016/j.matpr.2021.01.949.Ajona M., Vasanthi P. Bioremediation of petroleum contaminated soils. A review. Materials Today: Proceedings. 2021. Vol. 45. Part 7. P. 7117—7122. DOI: 10.1016/j.matpr.2021.01.949.Dzionek A., Wojcieszyńska D., Guzik U. Natural carriers in bioremediation. A review. Electron. Journal of Biotechnol. 2016. № 23. P. 28—36. https://doi.org/10.1016/j.ejbt.2016.07.003.Dzionek A., Wojcieszyńska D., Guzik U. Natural carriers in bioremediation. A review. Electron. Journal of Biotechnol. 2016. № 23. P. 28—36. https://doi.org/10.1016/j.ejbt.2016.07.003.Northup A., Cassidy D. Calcium peroxide (CaO2) for use in modified Fenton chemistry. Journal of Hazard Mater. 2008. No. 152(3). P. 1164—1170. doi: 10.1016/j.jhazmat.2007.07.096. Epub 2007 Aug 2. PMID: 17804164.Northup A., Cassidy D. Calcium peroxide (CaO2) for use in modified Fenton chemistry. Journal of Hazard Mater. 2008. No. 152(3). P. 1164—1170. doi: 10.1016/j.jhazmat.2007.07.096. Epub 2007 Aug 2. PMID: 17804164.Technical and Regulatory Requirements for Enhanced In Situ Bioremediation of Chlorinated Solvents in Groundwater. Interstate Technology and Regulatory Cooperation Working Group (ITRC). [Электронный ресурс]. URL: http://www.cluin.org/download/toolkit/tdisb-6.pdf (дата обращения 12.08.2020).Technical and Regulatory Requirements for Enhanced In Situ Bioremediation of Chlorinated Solvents in Groundwater. Interstate Technology and Regulatory Cooperation Working Group (ITRC). [Электронный ресурс]. URL: http://www.cluin.org/download/toolkit/tdisb-6.pdf (дата обращения 12.08.2020).Adams G.O., Tawari-Fufeyin P., Okoro S.E. Ehinomen I. Bioremediation, biostimulation and bioaugmentation. A review. International Journal of Environmental Bioremediation & Biodegradation. 2015. Vol. 3. № 1. P. 28—39. DOI: 10.12691/ijebb-3-1-5.Adams G.O., Tawari-Fufeyin P., Okoro S.E. Ehinomen I. Bioremediation, biostimulation and bioaugmentation. A review. International Journal of Environmental Bioremediation & Biodegradation. 2015. Vol. 3. № 1. P. 28—39. DOI: 10.12691/ijebb-3-1-5.Maddela N.R., Scalvenzi L. Petroleum Degradation: Promising Biotechnological Tools for Bioremediation. Recent Insights in Petroleum Science and Engineering. Australia, Department of Energy, Environment and Climate Action, 2018. P. 351—369. http://dx.doi.org/10.5772/intechopen. 70109.Maddela N.R., Scalvenzi L. Petroleum Degradation: Promising Biotechnological Tools for Bioremediation. Recent Insights in Petroleum Science and Engineering. Australia, Department of Energy, Environment and Climate Action, 2018. P. 351—369. http://dx.doi.org/10.5772/intechopen. 70109.Jain A.N., Udayashankara T.H., Lokesh K.S. Review on bioremediation of heavy metals with microbial isolates and amendments on soil residue. International Journal of Science and research. 2014. Vol. 3. No. 8. P. 118—123.Jain A.N., Udayashankara T.H., Lokesh K.S. Review on bioremediation of heavy metals with microbial isolates and amendments on soil residue. International Journal of Science and research. 2014. Vol. 3. No. 8. P. 118—123.Choudhary M., Kumar R., Datta A., Nehra V., Garg N. Bioremediation of heavy metals by microbes. Bioremediation of Salt Affected Soils. An Indian Perspective. Springer, Cham. 2017. P. 233—255. DOI:10.1007/978-3-319-48257-6_12.Choudhary M., Kumar R., Datta A., Nehra V., Garg N. Bioremediation of heavy metals by microbes. Bioremediation of Salt Affected Soils. An Indian Perspective. Springer, Cham. 2017. P. 233—255. DOI:10.1007/978-3-319-48257-6_12.Malavenda R., Rizzo C., Michaud L., Gerзe B. Biosurfactant production by Arctic and Antarctic bacteria growing on hydrocar bons. Polar Biology. 2015. Vol. 38. P. 1565—1574. DOI: 10.1007/s00300-015-1717-9.Malavenda R., Rizzo C., Michaud L., Gerзe B. Biosurfactant production by Arctic and Antarctic bacteria growing on hydrocar bons. Polar Biology. 2015. Vol. 38. P. 1565—1574. DOI: 10.1007/s00300-015-1717-9.Azubuike С.С., Chikere С.В., Okpokwasili G.C. Bioremediation techniques—classification based on site of application: principles, advantages, limitations and prospects. World Journal Microbiol Biotechnol. 2016.Vol. 32(11). Article number 180. doi: 10.1007/s11274-016-2137-x.Azubuike С.С., Chikere С.В., Okpokwasili G.C. Bioremediation techniques—classification based on site of application: principles, advantages, limitations and prospects. World Journal Microbiol Biotechnol. 2016.Vol. 32(11). Article number 180. doi: 10.1007/s11274-016-2137-x.Thomeґ A., Reginatto C., Cecchin I., Colla L.M. Bioventing in a residual clayey soil contaminated with a blend of biodiesel and diesel oil. Journal of Environmental Engineering. 2014. Vol. 140. No. 11. P. 1—7. doi:10.1061/(ASCE)EE.1943- 7870.0000863.Thomeґ A., Reginatto C., Cecchin I., Colla L.M. Bioventing in a residual clayey soil contaminated with a blend of biodiesel and diesel oil. Journal of Environmental Engineering. 2014. Vol. 140. No. 11. P. 1—7. doi:10.1061/(ASCE)EE.1943- 7870.0000863.Principles and Practices of Bioventing. U.S. Environmental Protection Agency (USEPA). [Электронный ресурс] https://cluin.org/download/techfocus/bio/540R95534b.pdf (дата обращения 18.05.2025).Principles and Practices of Bioventing. U.S. Environmental Protection Agency (USEPA). [Электронный ресурс] https://cluin.org/download/techfocus/bio/540R95534b.pdf (дата обращения 18.05.2025).Rayner J.L., Snape I., Walworth J.L., Harvey P.M., Ferguson S.H. Petroleum-hydrocarbon contamination and remediation by microbioventing at sub-Antarctic Macquarie Island. Cold Regions Science and Technology. 2007. Vol. 48. No. 2. P. 139—153. doi:10.1016/j.coldregions.2006.11.001.Rayner J.L., Snape I., Walworth J.L., Harvey P.M., Ferguson S.H. Petroleum-hydrocarbon contamination and remediation by microbioventing at sub-Antarctic Macquarie Island. Cold Regions Science and Technology. 2007. Vol. 48. No. 2. P. 139—153. doi:10.1016/j.coldregions.2006.11.001.Agarry S., Latinwo G. Biodegradation of diesel oil in soil and its enhancement by application of bioventing and amendment with brewery waste effluents as biostimulation-bioaugmentation agents. Journal of Ecological Engineering. 2015. Vol. 16. Iss. 2. P. 82—91. DOI:10.12911/22998993/1861.Agarry S., Latinwo G. Biodegradation of diesel oil in soil and its enhancement by application of bioventing and amendment with brewery waste effluents as biostimulation-bioaugmentation agents. Journal of Ecological Engineering. 2015. Vol. 16. Iss. 2. P. 82—91. DOI:10.12911/22998993/1861.Adekunle I.M. Bioremediation of soils contaminated with Nigerian petroleum products using composted municipal wastes. Bioremediation Journal. 2011. Vol. 15. No. 4. P. 230—241. https://doi.org/10.1080/10889868.2011.624137.Adekunle I.M. Bioremediation of soils contaminated with Nigerian petroleum products using composted municipal wastes. Bioremediation Journal. 2011. Vol. 15. No. 4. P. 230—241. https://doi.org/10.1080/10889868.2011.624137.Dian Chu. Effects of heavy metals on soil microbial community. IOP Conference Series Earth and Environmental Science. 2018. No. 113(1). P. 012009. DOI:10.1088/1755-1315/113/1/012009.Dian Chu. Effects of heavy metals on soil microbial community. IOP Conference Series Earth and Environmental Science. 2018. No. 113(1). P. 012009. DOI:10.1088/1755-1315/113/1/012009.Karaca A. Effect of organic wastes on the extractability of cadmium, copper, nickel, and zinc in soil. Geoderma. 2004. Vol. 122. No. 2—4. P. 297—303. DOI:10.1016/j.geoderma.2004.01.016.Karaca A. Effect of organic wastes on the extractability of cadmium, copper, nickel, and zinc in soil. Geoderma. 2004. Vol. 122. No. 2—4. P. 297—303. DOI:10.1016/j.geoderma.2004.01.016.Лихачева Н.А., Митрофанова В.В. Сорбция ионов тяжелых металлов гуминовыми веществами. Башкирский химический журнал. 2022. № 4. С. 41—48. DOI: 10.17122/bcj202244148.Лихачева Н.А., Митрофанова В.В. Сорбция ионов тяжелых металлов гуминовыми веществами. Башкирский химический журнал. 2022. № 4. С. 41—48. DOI: 10.17122/bcj202244148.Semple K.T., Morriss A.W.J., Paton G.I. Bioavailability of hydrophobic organic contaminants in soils: fundamental concepts and techniques for analysis. European Journal of soil science. 2003. Vol. 54 (4). P. 809—818. DOI:10.1046/j.1351-0754.2003.0564.xSemple K.T., Morriss A.W.J., Paton G.I. Bioavailability of hydrophobic organic contaminants in soils: fundamental concepts and techniques for analysis. European Journal of soil science. 2003. Vol. 54 (4). P. 809—818. DOI:10.1046/j.1351-0754.2003.0564.xMagalhгes S.M.C., Ferreira Jorge R.M.F, Castro P.M.L. Investigations into the application of a combination of bioventing and biotrickling filter technologies for soil decontamination processes–a transition regime between bioventing and soil vapour extraction. Journal of Hazardous Materials. 2009. Vol. 170. No. 2-3. P. 711—715. doi: 10.1016/j.jhazmat.2009.05.008.Magalhгes S.M.C., Ferreira Jorge R.M.F, Castro P.M.L. Investigations into the application of a combination of bioventing and biotrickling filter technologies for soil decontamination processes–a transition regime between bioventing and soil vapour extraction. Journal of Hazardous Materials. 2009. Vol. 170. No. 2-3. P. 711—715. doi: 10.1016/j.jhazmat.2009.05.008.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.