Нефтяное загрязнение почвы

Нефтяное загрязнение почвы

Размеры нефтяного загрязненияпочвы во многом определяются объемом разлива и характером загрязнения. Это объясняется тем, что типы нефти существенно отличаются по своим физическим и химическим свойствам, степени токсичности.

Характер воздействия обусловлен воздушной диффузией, водной миграцией с грунтовыми и талыми водами. После завершения буровых работ, даже после рекультивации, замазученные почвы и грунты зоны аэрации становятся источниками вторичного загрязнения поверхностных и грунтовых вод. Область техногенного нефтезагрязнения прослеживается на расстоянии 100 - 150 м от устья скважин, а концентрация нефтепродуктов резко снижается до фоновых величин на расстоянии 30 - 50 м от обваловки скважин.

Понимание трансформации нефти, попавшей в почву в результате разливов или утечек в местах хранения или транспортировки, необходимо для прогнозирования процессов самоочищения и восстановления почв, нарушенных техногенезом. Знание стадий трансформации нефти позволяет определить давность загрязнения и сроки восстановления почв, повысить эффективность контроля за загрязнением среды нефтью и нефтепродуктами. Выделяются следующие этапы трансформации нефти:

  1. Физико-химическое и частично микробиологическое разрушение алифатических углеводородов.
  2. Микробиологическое разрушение низкомолекулярных структур разных классов, новообразование смолистых веществ.
  3. Трансформация высокомолекулярных соединений - смол, асфальтенов, полициклических углеводородов.

Нефть деградирует в почве очень медленно, процессы окисления одних структур ингибируются другими структурами, трансформация отдельных соединений идет по пути приобретения форм, трудноокисляемых в дальнейшем. На земной поверхности нефть оказывается в другой обстановке - в аэрируемой среде. Основной механизм окисления УВ разных классов в аэробной среде следующий: внедрение кислорода в молекулу, замена связей с малой энергией разрыва (С-С, С-Н) связями с большой энергией, следовательно, процесс протекает самопроизвольно.

Главный абиотический фактор трансформации - ультрафиолетовое излучение. Фотохимические процессы могут разлагать даже наиболее стойкие полициклические УВ за несколько часов.

Деградация нефтяного загрязнения происходит в результате:

  • испарения легких фракций нефти;
  • физического выноса водными потоками;
  • лимификации (превращения в нерастворимые в нейтральных органических растворителях продукты микробиологического метаболизма).

Соотношение этих факторов зависит от почвенно - климатических условий, состава и свойств самой нефти и глубины ее проникновения в почву.

Конечными продуктами метаболизма нефти являются:

  • углекислота, которая может связываться в карбонаты, и вода;
  • кислородные соединения (спирты, кислоты, альдегиды, кетоны), которые частично входят в почвенный гумус, частично растворяются в воде и удаляются из почвенного профиля;
  • твердые корочки высокоминеральных компонентов нефти (нефтепродуктов) на поверхности почвы (киры).

Степень нарушения природных экологических систем обусловлена как самим загрязнителем, так и биологическими особенностями района.

Устойчивость ландшафтов к загрязнению нефтью и нефтепродуктами определяется:

  • аккумулирующей способностью почв (способность накапливать и переводить в связанные нетоксичные формы, поступающие в нее вещества);
  • устойчивостью растительности к химическому загрязнению, определяющейся особенностями растений, входящих в сообщества.
  • твердые нерастворимые продукты метаболизма - результат дальнейшего уплотнения высокомолекулярных продуктов или связывания их в органо-минеральные комплексы;

Нефтяное загрязнение вызывает опасные экологические последствия. Разрушается структура почвы, изменяются ее физико-химические свойства. В результате резко снижается водопроницаемость, увеличивается соотношение между углеродом и азотом (за счет углерода нефти), что приводит к ухудшению азотного режима почв, нарушает корневое питание растений.

При попадании нефти в почву нарушаются биологические (особенно микробиологические), химические и физические процессы, что приводит к разрушению структуры почвы и нарушению водно-воздушного режима, прекращению нормального роста растений в течение ряда лет. Срок восстановления (саморекультивации) почв, загрязненных нефтью, составляет от 1-2 до 10-15 и более лет.

Первоначальное относительно слабое загрязнение почвы нефтью снижает количество микроорганизмов и образующегося углекислого газа. Восстановление численности микроорганизмов наблюдается через 6 мес. В это время компоненты нефти используются микроорганизмами в качестве продуктов питания, оказывают стимулирующее воздействие на их размножение.

Однако интенсивный рост микроорганизмов обедняет почву соединениями азота и фосфора и в дальнейшем может сыграть роль лимитирующего фактора, если учесть, что в почвах, загрязненных нефтью, с самого начала отмечается дефицит азота.

Загрязнение почвы нефтепродуктами >
К содержанию >