Научная статья на тему 'Самоочищающая способность почв от нефти и нефтепродуктов в зависимости от структуры углеводородов'

Самоочищающая способность почв от нефти и нефтепродуктов в зависимости от структуры углеводородов Текст научной статьи по специальности «Экологические биотехнологии»

CC BY
1963
197
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
УГЛЕВОДОРОДЫ / САМООЧИЩЕНИЕ / ПОЧВЫ / БИОГЕННОСТЬ / ПОПРАВОЧНЫЕ КОЭФФИЦИЕНТЫ / ИНДЕКСЫ САМООЧИЩЕНИЯ / HYDROCARBONS / SELF-PURIFICATION / SOIL TYPES / NUTRIENT SOILS / CORRECTION COEFFICIENTS / THE INDICES OF SELF-PURIFICATION

Аннотация научной статьи по экологическим биотехнологиям, автор научной работы — Исмаилов Н.М., Гасымова А.С.

Предложена формула для расчета самоочищающей способности почв с учетом поправочных коэффициентов на характер загрязнителя. Знание характера загрязнителя, абиогенных и биогенных факторов, определяющих самоочищающую способность конкретного типа почв, позволит разрабатывать новые экологически обоснованные нормы предельно-допустимых концентраций загрязняющих веществ, технологии очистки загрязненных почв с учетом и рациональным использованием детерминантов самоочищения природных ресурсов, биологических и экономических факторов, а также организацию мониторинга загрязненных территорий.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Self-clearing of soil from oil and oil products depending on structer of hydrocarbons

A formula was prefer for calculating the self-cleaning capacity of the soil, taking into account the correction coefficients on the nature of the pollutant. Knowledge of the nature of pollutant, biogenic and nonbiogenic factors determining the self-cleaning capacity of a particular type of soil will help to develop new environmentally valid norms is allowable concentrations, depending on the nature of hydrocarbon pollutant treatment, technology of clean -up of polluted soil with a calculation and efficient use of the determinants of the self -clearing: the natural resources, biological and economic factors, as well as monitoring of contaminated areas

Текст научной работы на тему «Самоочищающая способность почв от нефти и нефтепродуктов в зависимости от структуры углеводородов»

АРИДНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ, 2016, том 22, № 4 (69), с. 73-80

——— ОТРАСЛЕВЫЕ ПРОБЛЕМЫ ОСВОЕНИЯ ЗАСУШЛИВЫХ ЗЕМЕЛЬ =====

УДК 631.438.

САМООЧИЩАЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ ПОЧВ ОТ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СТРУКТУРЫ УГЛЕВОДОРОДОВ

© 2016 г. Н.М. Исмаилов, А.С. Гасымова

Институт микробиологии Национальной академии наук Азербайджана Азербайджан, AZ1073, г. Баку, Патамдартское шоссе, д. 40. E-mail: ismaylovn@mail.ru

Поступила 22.07.2015

Предложена формула для расчета самоочищающей способности почв с учетом поправочных коэффициентов на характер загрязнителя. Знание характера загрязнителя, абиогенных и биогенных факторов, определяющих самоочищающую способность конкретного типа почв, позволит разрабатывать новые экологически обоснованные нормы предельно-допустимых концентраций загрязняющих веществ, технологии очистки загрязненных почв с учетом и рациональным использованием детерминантов самоочищения - природных ресурсов, биологических и экономических факторов, а также организацию мониторинга загрязненных территорий.

Ключевые слова: углеводороды, самоочищение, почвы, биогенность, поправочные коэффициенты, индексы самоочищения.

По мере роста потребностей мирового хозяйства в нефти и нефтепродуктах и наращивания производственных мощностей в нефтедобывающих странах мира почвенный и водный покровы подвергаются загрязнению. Так, на Апшеронском полуострове Азербайджана нефтью и её продуктами загрязнены свыше 18 тыс. га земли, под влиянием отходов лишь химической промышленности стали непригодными 1300 га. Площадь земель, загрязненных нефтью на Апшеронском полуострове составляет около 10 тыс. га (Алиев и др., 2010). Только на балансе ГНКАР находится свыше 7400 гектаров нефтезагрязненных почв, из них 2800 га подлежат первоочередной очистке (Сираджев, 2001).

Почва и грунт, загрязненные нефтью, относятся к отходам, опасным для окружающей природной среды. Содержание нефти в почве и грунте 10 г/кг соответствует 4 классу опасности отхода (Wi=9120.1; Ki=10.9), который устанавливается расчетным методом (Критерии ..., 2001).

В совокупности сырая нефть - это мощный «наркотик» для экосистем, и, прежде всего, для почв, т.к. она модифицирует функционально важные системы - консументов и продуцентов не только непосредственно, но и опосредованно - путем существенного и долговременного изменения физико-химических, химических, биологических и других функций ландшафтов. Наибольшей токсичностью обладают фракции нефти с температурой кипения 150-250°С. Метановые углеводороды легкой фракции, находясь в почвах, оказывают наркотическое и токсическое действие на живые организмы. Ароматические углеводороды - наиболее токсичные компоненты нефти. Сама почва, содержащая высокие концентрации ароматических углеводородов, потенциально может приобретать определенные канцерогенные и мутагенные свойства (Скворцова, Звягинцев, 1989), что может оказывать долговременное и устойчивое воздействие на жизнь и здоровье людей, проживающих на этих территориях.

Изучено влияние загрязнения нефтью на биологические свойства почв сухих степей юга России (Колесников и др., 2011). Общие экологические следствия поступления нефти, нефтепродуктов и других загрязнителей в природную среду сводятся: а) к изменению свойств почв и почвенного покрова, б) к загрязнению поверхностных и почвенно-грунтовых вод и донных отложений, в) к изменению химического состава растений и трансформации растительного покрова, г) к общей деградации ландшафтов и изменению социально-экономических условий жизни населения.

Для почв существует характерная система защиты от загрязнений, которая относится к процессам самоочищения. Защитные механизмы по отношению к техногенному воздействию

проявляются в разложении опасных загрязнений и транспортировке их за пределы ландшафта или перераспределения внутри его. Самоочищение почвы - способность почвы уменьшать концентрацию загрязняющего вещества в результате протекающих в почве процессов миграции, а также биологических процессов. Потенциал самоочищающей способности почв от углеводородных загрязнений зависит от свойств самих почв и физико-географических условий окружающей среды, в первую очередь климатических факторов. Чем выше потенциал самоочищения почв, тем интенсивнее их восстановление и тем большую разовую нагрузку они выдерживают. В разных биоклиматических зонах время самоочищения неодинаковы. Время самоочищения почвы - интервал времени, в течение которого происходит уменьшение массовой доли загрязняющего почву вещества на 96-97% от первоначального значения его фонового содержания. От потенциала самоочищения почв зависят организация наблюдения за состоянием почв, нормирование допустимых концентраций загрязняющих веществ, выбор способа рекультивации.

Поведение нефти и нефтепродуктов при их попадании в ландшафты, особенно процессы их внутри ландшафтной миграции и преобразования крайне сложны и длительны. С течением времени происходит внутрипочвенная деструкция поступившего загрязнителя, включающая физико-химическое и микробиологическое разрушение нефти, сорбцию-десорбцию составлявших нефть компонентов, их растворение, деградацию, образование и разрушение эмульсий и т.д. (Солнцева, 1998).

Существуют несколько основных этапов преобразования нефти в природных системах, не зависящих ни от состава поллютанта, ни от почвенно-климатических условий - принципиально одинаковых в разных регионах (Солнцева, 1998). Окисление (деградация, разложение, трансформация, модификация) нефти в почвах и поверхностных водах может протекать как по механизму фотохимического (радикально-цепного) окисления, так и микробиологической деградации. Ведущим фактором самоочищения нефтезагрязненных почв в естественных условиях является биологический фактор. В его основе лежит способность микроорганизмов разлагать широкий спектр органических соединений, содержащихся в загрязненных почвах. Однако в естественных условиях процесс самоочищения почв от нефтяных углеводородов идет медленно и зависит от степени аэрации, доступности кислорода, источников азота, фосфора, увлажненности и др. Таким образом, в разных биоклиматических условиях процессы деструкции нефти, несмотря на общую направленность её деградации, специфичны. Критериями сходства-различия являются: а) снижение содержания загрязнителя из одинакового объема почвенной массы за один и тот же срок, б) количество закрепившихся органических продуктов метаболизма. В то же время в пределах одной биоклиматической зоны скорость деградации нефти и нефтепродуктов неодинаковы и в разных типах экосистем в зависимости от абиогенных факторов: рН, почвенно-климатических особенностей и др.

Устойчивость индивидуальных углеводородов и различных компонентов сырой нефти к микробному воздействию в значительной степени обусловлена их структурой. Скорость биодеградации углеводородов микроорганизмами изменяется в порядке:

парафины>ароматические углеводороды>циклопарафины. В составе нефтей, подвергающихся микробному разложению возрастает доля смолисто-асфальтеновых компонентов, последовательно исчезают углеводороды: н-алканы>изо-, антеизоалканы>изопреноиды>моноциклические

нафтены>прочие углеводороды. (Скрябин, Головлева, 1976; Пиковский, 1988; Солнцева, 1998).

Почвенные микроорганизмы играют главную роль в разложении не только нефтяных углеводородов, таких как н-парафинов, ароматических углеводородов, но и смолисто-асфальтеновых компонентов, битумоидных соединений. Однако последние разлагаются крайне медленно, притом разные фракции обладают различной стабильностью. В этой связи, как правило, основными компонентами остаточной нефти являются полярные вещества - смолы и асфальтены. Они сохраняются в течение многих лет либо в виде подвижной фракции, либо входят в состав гумусового комплекса почв (Солнцева, 1998).

Состав нефти обычно определяется количественным содержанием углеводородов, которые делятся па парафины, циклопарафины, ароматические и нафтено-ароматические углеводороды. Основное различие между нефтью, добытой в различных географических районах обусловлено не химическим составом, а содержанием отдельных компонентов, что влияет на химические и физические свойства сырой нефти (Пиковский, 1988; Солнцева, 1998). Биологические и химические

свойства различных углеводородов существенно различаются, поэтому, для точной и адекватной оценки самоочищающей способности различных типов почв необходимо знать состав нефтепродукта, загрязняющего почву. Эта проблема важна для правильной оценки характера загрязнения, разработки предельно-допустимых концентраций загрязнения в зависимости от токсичности, канцерогенности, мутагенности загрязнителей, степени воздействия на почвенные растения, биоту и почвенные ферменты, научно-обоснованного мониторинга загрязненных почв и разработки технологий их очистки и др.

Нефтепродукты - бензины, керосины, масла, дизельные топлива также отличаются структурой углеводородов и степенью конденсированности колец. Естественно, что, попадая в окружающую среду, они при прочих равных условиях будут подвергаться биоразложению с различной скоростью в зависимости от их структуры. Так, асфальто-смолистые компоненты мало доступны микроорганизмам. Процесс их разложения идет очень медленно, иногда десятки лет (Пиковский, 1988; Пиковский и др., 2015). Таким образом, в пределах одной биоклиматической зоны процессы деградации нефти и нефтепродуктов неодинаковы и в разных типах экосистем зависят как от абиогенных факторов (рН, почвенно-климатических особенностей и др.), так и от химической природы загрязнителя.

В этой связи актуальна задача выявления самоочищающей способности различных типов почв не только в связи с их физико-химическими и биологическими свойствами, но и в связи с характером самого загрязнителя. Цель исследований - предложить метод определения самоочищения различных типов нефтезагрязненных почв в зависимости от структуры углеводородов.

Методы исследований

Имеется большое число научных публикаций о роли микроорганизмов в разложении нефти и нефтяных углеводородов в почвах (Скрябин, Головлева, 1976; Пиковский, 1988; Солнцева, 1998). В научной литературе отсутствуют математические формулы расчета самоочищающей способности почв от нефтяных углеводородов. Вместе с тем имеется формула расчета почвенно-экологических индексов, предназначенной для оценки плодородия почв (Карманов, 1982). Принимая во внимание, что плодородие почвы определяется комплексом физических, химических, физико-химических, а также биологических свойств и прежде всего, количеством различных групп микроорганизмов, с их способностью непосредственно участвовать в процессах разложения нефти и нефтепродуктов, показатель биологической активности, т.е. численность микроорганизмов в почве нами принят в первом приближении в качестве биологического показателя самоочищения.

Содержание в различных типах почв общей численности микроорганизмов (Алиев, 1978) использованы в работе в качестве показателя биогенности этих почв, и в соответствии с этими показателями определены сравнительные баллы биогенности почв. Показатели биогенности темно-каштановых почв как наиболее максимальные, приняты в качестве эталона (за единицу), для других типов почв рассчитаны поправочные коэффициенты для сравнительной оценки их актуальной способности к самоочищению. В работе в качестве основы для расчета почвенно-экологических индексов самоочищения, в том числе с учетом поправочных коэффициентов на структуру углеводородов, использована формула расчета почвенно-экологических индексов, предложенная для оценки плодородия почв в количественных единицах (Карманов, 1982). Для краткой характеристики типов почв использовали данные, представленные в работе (Морфогенетические ..., 2004). Статистическая обработка результатов проводили по работе Е.А. Дмитриева (1995). В таблицах приведены среднестатистические данные.

Результаты и обсуждение

В масштабных процессах самоочищения почв и вод от нефти и нефтепродуктов главную роль играют микроорганизмы. Микробная биомасса и её структура может служить показателем интенсивности почвенных процессов, индикатором потенциальной самоочищающей способности почв.

В таблице 1 в обобщенном виде показаны средние показатели численности микроорганизмов для горизонта А целинных почв и пахотного слоя окультуренных почв (Алиев, 1978) и, в соответствии с этим, определены баллы биогенности почв.

Таблица 1. Численность микроорганизмов и биогенность основных типов почв Азербайджана. Table 1. The number of microorganisms and biogenic major soil types in Azerbaijan.

Общее кол-во Баллы Общее кол-во Баллы

Почвы микроорга- биоген- Почвы микроорга- биоген-

низмов, ности низмов, ности

тыс. /г почвы1 почв тыс./ г почвы почв

Горно-луговые: Серо-бурые:

целинные 2722 63 целинные 2872 66

освоенные 3356 50 освоенные 3357 50

Бурые горно-лесные: Лугово-сероземные:

целинные 2066 48 целинные 2500 58

освоенные 3842 57 освоенные 3620 54

Горные черноземы: Луговые:

целинные 3507 81 целинные 4801 72

освоенные 3821 57 освоенные 9196 137

Коричневые Горно-лесные желто-

горнолесные: земные:

целинные 3510 81 целинные 2208 51

освоенные 5382 80 освоенные 3574 53

Темно-каштановые: Желтоземно-подзолистые:

целинные 4331 100 целинные 2518 58

освоенные 6713 100 освоенные 3095 46

Каштановые: Лугово-сероземные

целинные 4279 99 солонцеватые:

освоенные 6042 90 целинные 430 10

Серо-коричневые: Сероземно-луговые

целинные 1601 37 солончаковые:

освоенные 2901 43 целинные 1104 25

Сероземные: Солонец-солончак:

целинные 3453 80 целинные 510 12

освоенные 5521 82 Солончак:

целинные 107 3

Примечание: 1 - общая численность микроорганизмов в почве даны по работе С.А. Алиева (1978). Note: 1 - the total number of microorganisms in the soil are given by the S.A. Aliyev (1978).

Приведенные данные свидетельствуют о том, что в почвах Азербайджана общая численность микробного населения в 1 г почвы, начиная от высокогорных альпийских и субальпийских горнолуговых почв к черноземам и далее - к каштановым, последовательно возрастает. Она несколько снижается в сероземной и серо-бурой почве полупустынной зоны и особенно в солонцах и солончаках. Луговые почвы Кура-Аракской низменности характеризуются высокой численностью микроорганизмов. Значительной численностью микроорганизмов отличаются коричневые лесные почвы. Количество микроорганизмов в бурых лесных почвах, распространенных в горной зоне, незначительно вследствие сравнительно холодного климата. В почвах желтоземного ряда, несмотря на относительно благоприятные условия температуры и влажности, численность микроорганизмов невысокая вследствие повышенной кислотности почвы.

Показатели биогенности темно-каштановых почв приняты за эталон оценки актуальной самоочищающей способности различных типов почв и для них, приняв за основу показатели баллов по биогенности (табл. 1), определены поправочные коэффициенты биогенности почв (табл. 2).

Принимая во внимание определяющую роль микроорганизмов в самоочищении почв от загрязнения чужеродными веществами, нами на основе формулы расчета почвенно-экологических

Таблица 2. Почвенно-экологические индексы самоочищения почв Азербайджана (Мамедов, Исмаилов, 2006). Table 2. Soil and environmental codes of self-purification of soil Azerbaijan (Mamedov, Ismailov, 2006).

Наименование почв Поправочный коэффициент по биогенности ПЭИс Наименование почв Поправочный коэффициент по биогенности ПЭИс

Горно-луговые 0.63 56 Сероземные 0.80 53

Бурые горно-лесные 0.48 42 Серо-бурые 0.66 26

Горные черноземы 0.81 69 Лугово-сероземные 0.58 46

Коричневые горно-лесные 0.81 69 Луговые 0.72 57

Темно-каштановые 1.0 84 Горно-лесные желтоземные 0.51 35

Каштановые 0.99 79 Желтоземно-подзолистые 0.58 45

индексов (ПЭИс; Карманов,1982; Карманов, Фриев, 1982) предложена модифицированная формула, дополненная показателем коэффициента биогенности для оценки самоочищающей способности различных типов почв:

УТ > 150(КУ - 0.5)

ПЭИс=12.5 (2-У) п У---- Кб (1),

КК +100

где ПЭИс - почвенно-экологический индекс самоочищения; V - плотность почвы в среднем для слоя 0-20 см; п - «полезный» - безбалластный объем почвы в слое 0-20 см; ^Т>15° - среднегодовая сумма активных температур выше 15°С; величина 12.5 введена в формулу для того, чтобы привести определенную совокупность показателей к экологическому индексу, равному 100 (почвенно-экологические индексы выражаются с округлением до целых чисел); Кб - коэффициент биогенности.

Почвенно-экологические индексы самоочищения (ПЭИс) для основных типов почв Азербайджана показаны в таблице 2. При районировании самоочищающейся способности территории условно принимается одинаковый модуль техногенной нагрузки и состав загрязняющих веществ, состоящий из соединений, способных к деградации природными микроорганизмами. Как видно, наиболее высоким баллом характеризуются каштановые, горные черноземы, луговые, потенциально наиболее слабой устойчивостью к загрязнению органическими веществами обладают серо-бурые, горно-лесные, желтоземные почвы. При продвижении к горным районам оценочные баллы снижаются. По полученным результатам рассчитываются средневзвешенный показатель ПЭИс всей территории Азербайджана.

Формула (1) дает возможность рассчитывать оценочные баллы по устойчивости и самоочищающейся способности почв от разливов нефти для зональных почв суглинистого гранулометрического состава. Оценочные баллы других типов и подтипов почв можно рассчитывать с учетом поправочных коэффициентов для разного гранулометрического состава, степени засоления, солонцеватости, окультуренности и т.д. При этом полученные баллы являются едиными и сопоставимыми для всей территории Азербайджана с её контрастными природно-климатическими условиями. Коэффициенты корреляции 0.3-0.9 (табл. 3) между биологической активностью почв с точки зрения их устойчивости и способности к самоочищению, климатическими факторами и показателями свойств почв раскрывают их существенную взаимозависимость и взаимообусловленность.

Вместе с тем оценка почв в сравнительном плане дает возможность количественно оценить способность их к самоочищению при прочих равных условиях - во-первых, при одинаковом модуле загрязнения и, во-вторых, в случае загрязнения н-парафинами С8-С18, которые подвергаются микробному разложению с максимальной скоростью по сравнению с углеводородами иной структуры (Скрябин, Головлева, 1976).

Таблица 3. Классификация компонентов нефти по их способности к биодеградации (Oudot, 1984) и поправочные коэффициенты по признакам доступности углеводородов к биоразложению. Table 3. Classification oil components for their ability to biodegradability (Oudot, 1984) and correction coefficients on the basis of availability of hydrocarbons biodegradability depending.

Груп па Отношение к воздействию микроорганизмов Степень биодеградации, % Компоненты нефти Поправочные коэффициенты

I Высокочувствительные 80-100 Н-алканы, изоалканы 0.90

II Чувствительные 60-80 Циклоалканы с 6, 1, 5 и 2 кольцами, 8-ароматика, моноароматические углеводороды 0.70

III Умеренно чувствительные 45-60 Циклоалканы с 3 и 4 кольцами, ди-и трициклические ароматические 0.50

IV Устойчивые 30-45 Тетраароматические углеводороды, стерины, тритерпены, нафтено-ароматические углеводороды 0.35

V Высокоустойчивые 0-30 Пентаароматические углеводороды, смолы и асфальтены 0.30

В таблице 3 на молекулярном уровне суммированы сведения о разрушении нефтей в оптимальных для роста микроорганизмов условиях. Приняв за основу данные о степени микробной биодеградации углеводородов в зависимости от их химической структуры (Oudot, 1984), нами предложены поправочные коэффициенты, которые могут быть использованы для более точной оценки степени самоочищающей способности различных типов почв в зависимости от характера загрязнителя (табл. 3).

При почвенном мониторинге на основании результатов лабораторного анализа загрязняющего вещества с преобладанием той или иной структуры углеводорода делается оценка ПЭИс конкретной территории. Так, если для серо-бурой почвы расчет ПЭИс показал 0.26, то в случае загрязнения почв нефтепродуктами с преобладанием н-парафинов, с учетом поправочного коэффициента 0.9 ПЭИс для этих почв будет равным 0.26х0.9=0.234. В случае же загрязнения этого типа почв нефтепродуктом, в котором преобладают моноароматические углеводороды, то с учетом поправочного коэффициента на биодоступность ПЭИс этих почв будет равным 0.26х0.7=0.18.

В этой связи на основании формулы 1 предлагается обобщенная формула (2) для расчета ПЭИс с учетом поправочных коэффициентов на структуру углеводородов:

ТТ > 150(КУ-0.5)

ПЭИс = [12.5 (2-У) п Т---- Кб ] Пк (2),

КК +100

где Пк - поправочный коэффициент на структуру углеводорода в зависимости от его биодоступности.

По предлагаемой формуле возможно для различных типов почв рассчитать почвенно-экологический индекс самоочищения с учетом характера углеводородного загрязнителя.

В качестве примера в таблице 4 показаны расчетные показатели ПЭИс для серо-бурых почв, наиболее распространенных на Апшеронском п-ве и в наибольшей степени подвергающиеся загрязнению нефтью и нефтепродуктами. Эти почвы отличаются пестрым гранулометрическим составом, имеют глинистый, суглинистый и суглинисто-супесчаные разности, содержание частиц <0.0001 мм и <0.01мм колеблется в пределах 10-42 и 21-78%, степень илистости в среднем 32-40%, невысоким содержанием гумуса (около 1.3-2%), встречаются пресные и засоленные разности почв (плотный остаток - 0.18-1.35% (Морфогенетические ..., 2004).

Видно, что интенсивность самоочищения почв от нефтепродуктов, в которых преобладают н-парафиновые углеводороды, будет в три раза превышать процесс самоочищения почв в случае

загрязнения их нефтепродуктами, в которых будут преобладать высокоустойчивые углеводороды -пентаароматические углеводороды, смолы и асфальтены. Низкая скорость биоразложения таких нефтепродуктов и определяет в естественных условиях образование долговременных устойчивых такыров.

Таблица 4. Почвенно-экологический индекс самоочищения (ПЭИс) для серо-бурых почв в случае их загрязнения углеводородами с различной биодоступностью. Table 4. Soil-environmental index of self-purification (SEIs) to gray-brown soils in the case of pollution by hydrocarbons with varying bioavailability.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Компоненты нефти и нефтепродуктов - загрязнители почв Почвенно-экологический индекс самоочищения

Н-алканы, изоалканы 0.234

Циклоалканы с 6, 1, 5 и 2 кольцами, 8-ароматика, моноароматические углеводороды 0.18

Циклоалканы с 3 и 4 кольцами, ди- и трициклические ароматические 0.13

Тетраароматические углеводороды, стераны, тритерпаны, нафтеноароматические углеводороды. 0.091

Пентаароматические углеводороды, смолы и асфальтены 0.078

С помощью предлагаемой формулы (1) можно в первом приближении рассчитывать в сравнительном аспекте общую потенциальную способность различных типов и подтипов почв от углеводородов в зависимости от свойств почв, а с помощью формулы (2) - почвенно-экологические индексы самоочищения этих почв в зависимости от структуры углеводородов. Известно, что различные углеводороды в зависимости от своей структуры оказывают различное экологическое воздействие на биогеоценозы. Одни, например, нормальные парафины средней длины цепи, подвергаются быстрой биодеградации почвенными микроорганизмами, их биоаккумуляция не происходит, они не проявляют канцерогенных или мутагенных свойств. Другие углеводороды, например, полициклические являются сильными мутагенами и канцерогенами. Их биоразложение происходит чрезвычайно медленно и долго, накопление таких соединений, как например, бензпирен могут придавать самой почве канцерогенные и мутагенные свойства (Скворцова и др., 1989).

Необходимо отметить, что в отличие от стран Европы, например, Германии и Голландии, где разработаны ПДК содержания в почве не только нефти, но и ароматических и полициклических углеводородов (Перечень ПДК ..., 1993), в Азербайджане до настоящего времени не приняты ПДК для нефтепродуктов. Знание характера загрязнителя, абиогенных и биогенных факторов, определяющих самоочищающую способность конкретного типа почв, позволит разрабатывать новые экологически обоснованные нормы предельно-допустимых концентраций углеводородных загрязнений в зависимости от характера загрязнителя для основных типов почв. Эта проблема очень важна в стране, где нефтедобыча и нефтепереработка, транспортировка нефти и нефтепродуктов является доминирующей областью экономики, и где десятки тысяч гектаров земель были загрязнены нефтью и нефтепродуктами за последние десятилетия. Известно, что суммарные потери нефти равны примерно 3% её годовой добычи (Кузнецов, 2000). Нетрудно подсчитать объемы нефти, попавшей на поверхность почв за десятилетия развития нефтедобывающей промышленности в стране.

Знание характера загрязнителя и потенциальной самоочищающей способности конкретного типа почв к конкретному характеру загрязнителя позволит также разрабатывать эффективные технологии очистки этих почв с учетом и рациональным использованием детерминантов самоочищения природных ресурсов, биологических и экономических факторов. В немалой степени знание процессов самоочищения в зависимости от характера загрязнителя позволит совершенствовать организацию и проведение мониторинга загрязненных территорий.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Алиев С.А. 1978. Экология и энергетика биохимических процессов превращения органического вещества. Баку: Элм. 253 с.

Алиев Р.Р., Ибрагимова И.Ш., Гурбанова Н.Э. 2010. Экологические проекты ГНКАР // Азербайджанское нефтяное хозяйство. №10. С. 10-15.

Дмитриев Е.А. 1995. Математическая статистика в почвоведении. М.: Изд-во МГУ. 320 с.

Карманов И.И. 1982. Комплексная оценка плодородия почв //Модели плодородия почв и методы их разработки. М.: Научные труды Почв. ин-та им. В.В. Докучаева. С. 9-17.

Карманов И.И., Фриев Т.А. 1982. Бонитировка почв на основе почвенно-экологических показателей // Почвоведение. № 5. С. 13-21.

Колесников С.И., Спивакова Н.А., Воздеева Л.С. 2011. Моделирования влияния химического загрязнения на биологические свойства гидроморфных солончаков зоны сухих степей юга России // Аридные экосистемы. Т. 17. № 2 (47). С. 18-22.

Критерии отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды. 2001. // Приказ МПР России от 15 июня 2001 года № 511 «Об утверждении Критериев отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды». 6 с.

Кузнецов Ф.М., Илларионов С.А., Середин В.В. 2000. Рекультивация нефтезагрязненных почв. Пермь: ПГТУ. 105 с.

Морфологические профили почв. 2004. Баку: Элм. 202 с.

Пиковский Ю.И., Исмаилов Н.М., ДороховаМ.Ф. 2015. Основы нефтегазовой геоэкологии. М.: ИНФРА-М. 400 с.

Перечень предельно-допустимых концентраций (ПДК) и ориентировочно - допустимых концентраций (ОДК) химических веществ в почве. 1993. М.: Госкомсанэпиднадзор. 14 с.

Пиковский Ю.И. 1988. Трансформация техногенных потоков нефти в почвенных экосистемах // Восстановление нефтезагрязненных почвенных экосистем. М.: Наука. С. 7-22.

Сираджев А.А. 2001. О перспективах очистки нефтезагрязненных земель Апшеронского полуострова // Энергетика, экология, экономика. № 1 (8-9). С. 128-130.

Скворцова И.Н., Звягинцев Д.Г., Лукина Н.Н. 1989. Мутагенная и антимутагенная активность почв // Микроорганизмы и охрана почв. М.: МГУ. С. 193-204.

Скрябин Г.К., Головлева Л.А. 1976. Использование микроорганизмов в органическом синтезе. М.: Наука. 336 с.

Солнцева Н.П. 1998. Добыча нефти и геохимия природных ландшафтов. М.: МГУ. 370 с.

Oudot J. 1984. Rates of microbial degradation of petroleum components as determined by computerized capillary gas chromatography and computerized mass-spectrometry // Mar Environ Res. Vol. 13. P. 277-302.

SELF-CLEARING OF SOIL FROM OIL AND OIL PRODUCTS DEPENDING ON STRUCTER OF HYDROCARBONS

© 2016. N.M. Ismaylov, A.S. Gasumova

Institute of Microbiology Azerbaijan national academy of sciences Azerbaijan, Az1073 Baku, Badamdar shighway, 40. E-mail: ismaylovn@mail.ru

A formula was prefer for calculating the self-cleaning capacity of the soil, taking into account the correction coefficients on the nature of the pollutant. Knowledge of the nature of pollutant, biogenic and nonbiogenic factors determining the self-cleaning capacity of a particular type of soil will help to develop new environmentally valid norms is allowable concentrations, depending on the nature of hydrocarbon pollutant treatment, technology of clean -up of polluted soil with a calculation and efficient use of the determinants of the self -clearing: the natural resources, biological and economic factors, as well as monitoring of contaminated areas.

Keywords: hydrocarbons, self-purification, soil types, nutrient soils, correction coefficients, the indices of self-purification.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.