Научная статья на тему 'Агроэкологическая группировка почв нефтепромыслового района Зых-Говсаны'

Агроэкологическая группировка почв нефтепромыслового района Зых-Говсаны Текст научной статьи по специальности «Экологические биотехнологии»

CC BY
198
94
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ЭКОЛОГИЯ / ПОЧВЫ / ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ КАЧЕСТВО ПОЧВ / АГРОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПОЧВ / АПШЕРОНСКИЙ ПОЛУОСТРОВ / ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ РИСКИ / ЗАГРЯЗНЕНИЕ НЕФТЕПРОДУКТАМИ / ТЕХНОЛОГИИ ОЧИСТКИ / ECOLOGY / SOIL / SOIL ENVIRONMENTAL QUALITY / AGRI-ENVIRONMETAL SOIL ASSESSMENT / APSHERON / ENVIRONMENTAL RISKS / POLLUTION BY OIL / DECONTAMINATION TECHNOLOGIES

Аннотация научной статьи по экологическим биотехнологиям, автор научной работы — Керимов С. В., Васенев И. И.

Обсуждаются результаты комплексного исследования почвенного покрова Зых-Говсаны. Проведено ранжирование обследованных земель по степени их загрязнения нефтью и функционально-экологическому состоянию. С учетом уровня загрязнения, устойчивости и способности к самоочищению почв определены приоритетные методы их очистки.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по экологическим биотехнологиям , автор научной работы — Керимов С. В., Васенев И. И.

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

Soil agroecological grouping in Zyh-Govsany oil-field region

The results of soil cover complex investigation in Zyh-Govsany are discussed in this paper. The investigated lands ranging has been done taking into consideration the level of their oil contamination and functional-ecological state. Taking into account the level of soil pollution, their stability and ability to self-cleaning the priority methods of polluted land decontamination have been defined.

Текст научной работы на тему «Агроэкологическая группировка почв нефтепромыслового района Зых-Говсаны»

УДК 631.416.3:631.416.4

АГРОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ГРУППИРОВКА ПОЧВ

______ _ _ и _ .

НЕФТЕПРОМЫСЛОВОГО РАЙОНА ЗЫХ-ГОВСАНЫ*

С.В. КЕРИМОВ, зам. директора аналитического центра

Управление экологии ГНК Азербайджанской Республики

И.И. ВАСЕНЕВ, доктор биологических наук, зав. кафедрой

РГАУ-МСХА имени К.А.Тимирязева E-mail: [email protected]

Резюме. Обсуждаются результаты комплексного исследования почвенного покрова Зых-Говсаны. Проведено ранжирование обследованных земель по степени их загрязнения нефтью и функционально-экологическому состоянию. С учетом уровня загрязнения, устойчивости и способности к самоочищению почв определены приоритетные методы их очистки.

Ключевые слова: экология, почвы, экологическое качество почв, агроэкологическая оценка почв, Апшерон-ский полуостров, экологические риски, загрязнение нефтепродуктами, технологии очистки.

Проблема загрязнения основных компонентов окружающей среды нефтепродуктами - одна из центральных в прикладной экологии [1-7]. Нефтяные месторождения Азербайджана, сконцентрированые в основном на Апшеронском полуострове и прилегающей шельфовой части Каспия, продолжают интенсивно разрабатываться в течение уже более 150 лет. За это время загрязнены нефтью и нефтепродуктами и выведены из оборота более 30 тыс. га некогда плодородных земель [8, 9]. Нефтепромысловый район Зых-Говсаны отличается сложной организацией структуры почвенного покрова и комплексным характером техногенного загрязнения, что затрудняет эффективное проведение мероприятий по очистке и возвращение в сельскохозяйственное использование нефтезагрязненных земель.

Цель нашей работы состоит в системном анализе экологического качества почв нефтепромыслового района Зых-Говсаны с оценкой лимитирующих параметров качества, уровня и характера загрязнения, а также в выборе, на основе

*Работа выполнена при частичной поддержке РФФИ, грант № 08-04-00956

Достижения науки и техники АПК, №09-2010

этого, наиболее эффективных методов очистки - для последующего сельскохозяйственного использования восстановленных земель.

Условия, материалы и методы. Территория Зых-Говсаны находится в центральной и юго-восточной части Апшеронского полуострова. На месторождении имеются четыре технологические площадки Зых-1, Зых-2, Говсаны-1 и Говсаны-2 общей площадью 4751,19 га. Ап-шеронский полуостров характеризуется сглаженным и слаборасчлененным рельефом. Это объясняется относительной молодостью рельефа и незначительной высотой полуострова над местным базисом эрозии - Каспийским морем. В условиях семиаридного климата в регионе широко развиты аридно-денудационные, солончаково-дефляционные и эоловые формы ландшафта с преобладанием серо-бурых почв различного гранулометрического состава, уровня развития профиля и дег-радационных процессов эрозии, осолонцевания, засоления. При орошении их активно используют для производства оливок и овощей.

Полевые исследования проводили в соответствии с ГОСТ 12071-2000 «Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов» - с отбором образцов почвы на глубину до 2,5 м, проб донных отложений из зоны аэрации и пробы воды для химического анализа.

Таблица 1. Систематизация факторов миграции, закрепления и разложения нефти по основным агроэкологическим группам почв Зых-Говсаны

Фактор Агроэкологические группы почв

СБнпр 1 СБср 1 СБсч.сц 1 СБсрз 1 СБсч

Факторы, определяющие интенсивность миграции и рассеивания нефти

УГВ, м 2...3 >3 0,5...1,3 0,6...1,2

Водный режим почв Периоди -чески промывной Непромывной й ы н т о п ы В Периоди -чески вы-потный

Факторы, определяющие интенсивность закрепления нефти

рН 8,0...8,3 7,8...8,2 8,1...8,6 7,9...8,2 8,3...9,1

ОВП окислительные условия восстано-

вительные

условия

ЕКО, мг.экв./100 г 18...21 12...17 20...25 13...19 16...19

Гумус, % 1,3...1,6 0,7...1,1 0,7...0,9 1,0...1,3 0,6...0,7

Физическая глина, % 33...41 23...31 48...61 29...42 57...69

Факторы, определяющие интенсивность разложения нефти

ОЧМ, тыс./г почвы 2860 2450 1690 2900 1145

Биомасса микроорганизмов, кг/га 80 70 45 85 30

Биомасса нефтеокисляющих

микроорганизмов, кг/га 70...75 60...62 40 65...70 25

Использование углеводородов

на поддержание нефте- 2200...225

окисляющих бактерий, кг/год 2540 1575 1300 0 600...700

Коэффициент минерализации,

мг СО2/кг почвы год 394...540 270...290 250...280 390...450 100...190

Поглощение углеводородов еже-

годно продуцируемой биомассой

растений, г/сутки га 230...650 90...100 80...90 200...680 60...70

Факторы, определяющие чувствительность ландшафтов к загрязнению

Структура биоценозов, разно-

образие видов 15...20 .9 LO .7 СО 20...28 3...4

*СБнпр - серо-бурые неполноразвитые почвы; СБср - серо-бурые слаборазвитые почвы с выходами плотных ракушечных известняков; СБсч.сц - серо-бурые солончакова-то-солонцеватые почвы; СБсрз - серо-бурые слаборазвитые заболоченные почвы; СБсч - серо-бурые солончаковатые почвы.

17

Определение содержания углеводородов (хроматогра- ния и перспективами улучшения. В пределах каждой груп-

фическим методом с AutoSystem XL «Perkin Elmer»), ем- пы выделены агроэкологические подгруппы, различающи-

кости катионного обмена (ГОСТ17.4.4.01-84), реакции еся по уровню развития почвенного профиля, окультурен-

среды (рНводн - ГОСТ 20841.4-75), содержания гумуса ности, степени развития деградационных процессов и заг-

(по Тюрину - ГОСТ 26213-91), гранулометрического со- рязнения, интенсивности современного землепользования

става, плотности сложения и твердой фазы почвы, по- и набору рекомендуемых мелиоративных мероприятий.

ристости [10] проводили в комплексной исследователь- На большей части исследуемой территории преобла-

ской лаборатории Управлении экологии при ГНКАР дают серо-бурые неполноразвитые почвы (52,23 %). Эти

В основу агроэкологической группировки почв и зе- почвы, в основном, орошаемые и окультуренные, их мож-

мель [4, 11, 12] был положен системный анализ основ- но интенсивно использовать в аграрном производстве, а

ных факторов, определяющих интенсивность миграции их слабоокультуренные варианты - вернуть в сельское хои рассеивания, закрепления и разложения нефти - с зяйство с помощью агромелиоративных технологий.

учетом биоразнообразия природных ландшафтов. Серо-бурые слаборазвитые почвы с выходами плот-

Результаты и обсуждение. Интенсивность мигра- ных ракушечных известняков составляют 11,78 % ис-

ции и рассеивания нефти в условиях Апшеронского по- следуемой территории. Такие участки можно задейство-

луострова, как правило, определяется водным режимом вать в аграрном производстве в качестве пастбищ с пои уровнем грунтовых вод. На закрепление нефти в почве садкой лесополос для предотвращения процессов деф-

влияют кислотно-щелочные и окислительно-восстано- ляции. Серо-бурые солончаковато-солонцеватые почвы

вительные условия среды, ёмкость катионного обмена, занимают 15,3 % территории. Эти почвы, в основном,

содержание гумуса и физической глины. Скорость раз- мощные, глинистые и засоленные. Их можно эффек-

ложения нефти в почве зависит от общего числа и био- тивно эксплуатировать в качестве пастбищ при условии

массы микроорганизмов, биомассы нефтеокисляющих агроэкологического контроля.

микроорганизмов, использования углеводоров на под- На серо-бурые слаборазвитые заболоченные подержание нефтеокисляющих бактерий, коэффициента чвы в структуре почвенного покрова приходится 6,16

минерализации и поглощения углеводородов ежегодно %. Их можно использовать в интенсивных агроэкосис-

продуцируемой биомассой растений. Основной фактор, темах при наличии мелиоративного регулирования гид-

определяющий чувствительность ландшафта к загряз- рологического режима.

нению - разнообразие видов (табл.1). Непочвенные образования составляют 6,16 % от об-

По систематизации факторов миграции, закрепле- щей территории исследований. К ним относятся, преж-

ния и разложения нефти в почвах нефтепромыслового де всего, слабо закрепленные и эоловые наносы - наи-

района Зых-Говсаны мы выделили 7 основных агроэко- более уязвимые и пригодные для эксплуатации после

логических групп почв (табл. 2). проведения лесомелиоративных мероприятий только в

Они отличаются агроэкологическим качеством, харак- рекреационных целях.

тером современного сельскохозяйственного использова- Земли, перерытые и засоренные мусором, зани-

Таблица 2. Агроэкологическая группировка почв и земель Зых-Говсаны

Группа почв Подгруппа S, га

СБнпр А СБнпр, орошаемые, окультуренные, средне- и тяжэлосуглинистые на ракушечных известняка Б. СБнпр, орошаемые, окультуренные мало- и среднемощные суглинистые, на плотных ракушечных 1223,75

известняках. В. СБ залежные (частично орошаемые), слабоокультуренные, среднемощные, суглинистые на 850,50

песчаных отложэниях. Г. СБ слаборазвитые, залежные, слабоокультуренные, маломощные, суглинисто-супесчаные на 346,71

ракушечных известняках. 155,60

СБср А СБср дефляционные маломощные легкосуглинистые на плотных ракушечных известняках 200,80

Б. СБср, скелетные, мало- и среднемощные, легкосуглинистые на песчаных отложениях В. СБср, сильно дефляционные, маломощные, суглинисто-супесчаные почвы с выходами 75,56

ракушечных известняков 283,48

СБсч.сц А. СБсч.сц мощные глинистые на засоленных морских глинах. 120,20

Б. СБсч.сц мощные глинисто-тяжело суглинистые на морских супесчаных отложениях. 357,45

В. СБсч. среднемощные суглинистые на морских ракушечных песках 249,05

СБсрз А СБнпр, заболоченные, среднемощные, тяжелосуглинистые на ракушечных известняках. 35,85

Б. СБсрз, маломощные, легкосуглинистые на морских песках. 95,60

В. СБсрз, солончаковатые, маломощные на морских песчано -ракушечных отложениях. 82,55

Г. СБсрз, солончаковатые, маломощные, на морских глинисто-ракушечных отложениях. 78,75

НпО А. Слабозакрепленные глубинно-засоленные бугристо -дюнные пески. 80,90

Б. Прибрежные слабозакрепленные морские пески с молодыми эоловыми образованиями. В. Выходы плотных известняковых пород крутых склонов в сочетании засоленных суглинисто- 110,75

супесчаных и почво грунтов. 71,00

Г. Г рязевые вулканы 30,10

Зпзм А. Засоренные промышленным и хозяйственным мусором, перерытые земли 117,87

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

НзЗ А. Замазученные 49,27

Б. Залитые мазутом 5,78

В. Загрязненные буровым шламом, пропитанные нефтью 41,10

Г. Заболоченные и замазученные буровыми водами 43,90

Д. Затопленные и замазученные нефтепромысловыми сточными ведами. 30,17

Е.Загрязненные нефтью очагами (вокруг скважины) 14,50

ВСЕГО 4751,19

1Q ______________________________________________________ Достижения науки и техники АПК, №09-2010

Таблица 3. Ранжирование территории Зых-Гов-саны по приоритетным методам очистки почв от

загрязнения нефтепродуктами________________

Пр иор итетные методы очистки

п Преобладающие

Промысел ^

^________подгруппы почв

Говсаны - 1 Говсаны - 2 Зых - 2 Зых - 1

НзЗ (А,В,Г) НзЗ (Б,Е,) НзЗ (А, Б, Е) НзЗ (Д )

Механический, физико-химический и биотехнологический Биотехнологические

При рекультивации земель, заболоченных и замазу-ченных буровыми водами (Г), а также затопленных и за-мазученных нефтепромысловыми сточными водами (Д), необходимо в первую очередь, осушение территорий, а потом проведение биологической рекультивации. К территориям, загрязнённым нефтью очагами (вокруг буровых скважин - Е), необходимо особое внимание при проведении механической очистки воизбежание повреждения нефтепроводов и линий коммуникаций.

Полученные данные позволяют говорить о том, что в случае разливов нефти значительно меньше времени потребуется для восстановления незасоленных и не заболоченных серо-бурых почв, по сравнению с их заболоченными и засоленными, солончаковыми вариантами.

Выводы. Таким образом, проведенная на основе системного анализа базовых свойств серо-бурых полупустынных почв и факторов, определяющих интенсивность миграции и рассеивания, закрепления и разложения нефти, агроэкологическая группировка почв нефтепромыслового района Зых-Говсаны позволила уточнить рекомендуемые для промыслов наборы приоритетных методов очистки нефтезагрязненных земель.

мают 2,48 % общей площади. Они чаще всего встречаются в рабочих зонах нефтепромыслов, где из-за густой сети нефтепроводов и коммуникаций возможно проведение только локальной санации.

Нефтезагрязненные участки составляют 3,89 % почвенного покрова. Они преобладают в рабочих и прилегающих к ним зонах месторождений и характеризуются очень высокой пространственной неоднородностью по глубине, срокам загрязнения и составу основных загрязнителей. Земли, замазученные (А), залитые мазутом (Б), загрязненные буровым шламом и пропитанные нефтью (В) - подлежат очищению механическими, физико-химическими и биологическими методами (табл. 3).

Литература.

1. Агроэкология. Методология, технология, экономика / Под ред. В.А. Черникова, А.И. Чекереса. - М.: КолосС, 2004. - 400 с.

2. Eurosoil 2008: soil - society - environment / Blum W.H., Gerzabek M.H., Vodrazka M. Eds. - Vienna: BOKU, 2008. - 400 p.

3. Васенев И.И., Бузылёв А.В., Курбатова Ю.А. и др. Агроэкологическое моделирование и проектирование. - М.: РГАУ-МСХА, 2010. - 260 с.

4. Васенев И.И., Бузылёв А.В. Автоматизированные системы агроэкологической оценки земель. - М.: РГАУ-МСХА, 2010. - 174 с.

5. Фарахова И.З., Гилязов М.Ю., Сагдиев Р. С. Фитотоксичность нефтезагрязненной серой лесной почвы и характер ее самоочищения в условиях Предкамья Республики Татарстан.//Вестник Казанского ГАУ. - 2008. - Т. 7. - № 1. - 119-123.

6. Матвеева Е.В. Современные проблемы развития экологической системы в условиях техногенного воздействия. //Вестник Казанского ГАУ. - 2008. - Т. 7. - № 1 - 142-146.

7. Полонский В.И., Полонская Д.Е. Реакция растений на низкие уровни нефтезагрязнения почвы. //Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. - 2009. - № 8. - С. 18-22.

8. Исмаилов Н.М. Ремедиация нефтезагрязненных почво-грунтов и буровых шламов. - Баку: Элм, 2006. - 142 с.

9. Исмаилов Н.М. Нефтля чирклянмиш торпагларын вя газма шламларын тямизлянмяси. - Бакы: Елм, 2007. - 166 с.

10. Теории и методы физики почв / Под ред. Е.В. Шеина, Л.О. Карпачевского. - М.: Гриф и К, 2007. - 616 с.

11. Васенев И.И., Руднев Н.И., Хахулин В.Г. Методика агроэкологической типизаций земель в агроландшафте. Москва. Россельхозакадемия, 2004. 80 с.

12. Soil quality/Kuyper Th.W., van Riemsdijk W.H., Temminghoff E.J.M. - Wageningen: Wageningen University, 2008. - 320 p.

SOIL AGROECOLOGICAL GROUPING IN ZYH-GOVSANY OIL-FIELD REGION S.V. Kerimov, I.I. Vasenev

Summary. The results of soil cover complex investigation in Zyh-Govsany are discussed in this paper. The investigated lands ranging has been done taking into consideration the level of their oil contamination and functional-ecological state. Taking into account the level of soil pollution, their stability and ability to self-cleaning the priority methods of polluted land decontamination have been defined.

Key words: ecology, soil, soil environmental quality, agri-environmetal soil assessment, Apsheron, environmental risks, pollution by oil, decontamination technologies.

УДК 631.4:631.635

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ГУМУСА В ПОЧВАХ ЭРОЗИОННЫХ АГРОЛАНДШАФТОВ

Л.Г.СМИРНОВА, доктор биологических наук, зав. лабораторией

Белгородский НИИСХ П.А.УКРАИНСКИЙ, аспирант И.Е. НОВЫХ, аспирант Белгородский ГУ E-mail: [email protected] Достижения науки и техники АПК, №09-2010 ___

Резюме. В условиях склона крутизной 1...3° пространственное распределение гумуса в почвах в слое 0.30 см равномерное. Территория представлена малогумусными аналогами, составляющими 84 % исследуемой площади. На участке склона 3.5° среднее содержание гумуса ниже, чем на склоне 1.3°, на 0,59 %. Контуры малогумусныхпочв занимают 47 %, а слабогумусированные составляют 53 %.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.