CC BY
93
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: Vasenev@timacad.ru
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
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: lidya.smirnova@yandex.ru 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 %.
