CC BY
41
УдК 504.5:631.42:622.323(470.56)
Гарицкая М.Ю., Чекмарева О.В., Ишанова О.С., Патокина Н.С.
Оренбургский государственный университет E-mail: ecolog@mail.osu.ru
ХИМИЧЕСКОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВ ТЕРРИТОРИИ ПРИЛЕГАЮЩЕЙ К СОРОЧИНСКО-НИКОЛЬСКОМУ МЕСТОРОЖДЕНИЮ
По объему добычи нефти Россия занимает лидирующее положение в мире. На объектах нефтегазового комплекса, где наблюдаются постоянная интенсификация технологий, связанная с возрастанием температур и давлений, укрепление единичных мощностей установок и аппаратов, наличие в них больших запасов взрыво-, пожаро- и токсикоопасных веществ. При добыче и использовании природных ресурсов происходит ухудшение экологических свойств природной среды, что несет угрозу жизни многих живых организмов, в том числе и человека.
Почвы способны поглощать и удерживать химические вещества, защищая от них воду, воздух и растения. Соответственно контроль эффективности почвы в ограничении миграции химических веществ в техногенно-нагруженных ландшафтах является важнейшим звеном геохимического мониторинга почв.
Исследование территории прилегающей к Сорочинско-Никольскому месторождению показало, что по показателю химического загрязнения почв основная часть территории испытывает антропогенную нагрузку и характеризуется как зона с напряженной экологической ситуацией.
Ключевые слова: почвенный горизонт, кислотообразующие примеси, нефтепродукты, коэффициент концентрации, химическое загрязнение, показатель химического загрязнения почв, ранжирование территории.
Сорочинско-Никольское месторождение было введено в разработку в 1967 году. Месторождение расположено на территории Соро-чинского и Красногвардейского районов Оренбургской области.
В 16 км к югу от границы лицензионного участка находится железнодорожная станция и районный центр Сорочинского района - город Сорочинск. В контуре месторождения расположены села: Александровка, Толкаевка, Вознесенка, Никольское.
Рельеф рассматриваемой местности представляет собой всхолмленную равнину, расчлененную промоинами, оврагами и балками.
С северо-востока на юго-запад территорию лицензионного участка пересекает река Малый Уран, принимающая в себя ряд мелких притоков (реки Табунок, Боровка, Толкаевка и др.) [7].
Нефть, добываемая на Сорочинско-Николь-ском месторождении, характеризуется как сернистая, смолистая, парафинистая. Плотность нефти колеблется от 0,722 т/м3 до 0,893 т/м3, составляя в среднем 0,855 т/м3 [1], [2].
На Сорочинско-Никольском месторождении осуществляются следующие виды хозяйственной деятельности, приводящие к загрязнению атмосферного воздуха: добыча углеводородного сырья; сбор продукции скважин и транспорт нефти на УПСВ, где производится первичная подготовка нефти (сепарация,
подогрев и обезвоживание до остаточного содержания воды не более 7 % мас.); отправка нефти и газа на дальнейшую транспортировку [6], [9], [10], [15].
Загрязняющие вещества из атмосферы в результате сухого осаждения и вымывания осадками попадают в почву. Почвенный покров обладает способностью аккумулировать химические элементы и их соединения и является одним из индикаторов для выявления процессов загрязнения территорий.Исследова-ние почвенного покрова на наличие и концентрацию в нём загрязняющих веществ является важнейшей составной частью при проведении эколого-геохимического обследования территории [5], [10], [11].
Распределение примесей в окружающей среде существенно зависит от направления ветровых потоков [3], [13], [14]. Поэтому отбор проб почв осуществлялся с учетом розы ветров на исследуемой территории.
Так как приоритетным является северозападное (СЗ) направление ветра пробы отбирались с северо-западной и юго-восточной (ЮВ) сторон на расстоянии 300 м (на границе санитарно-зашитной зоны), 800 м и 1300 м от источника загрязнения на глубине почвенного горизонта 0-5 см и 5-20 см.
В пробах почвы определялись следующие примеси: карбонаты и гидрокарбона-
ты, хлориды, сульфиды и гидросульфиды, сульфаты,кальций, магний, цинк, железо, аммоний, нефтепродукты, бенз(а)пирен, рН. Химический анализ осуществляли по стандартным методикам [4]. Результаты проведенных исследований представлены в таблице 1.
По концентрации загрязняющих веществ, в почвенном горизонте 0-5 см и 5-20 см, приоритетными на всех исследуемых расстояниях и в северо-западном и в юго-восточном направлениях являются гидрокарбонат-ионы, концентрация которых в ЮВ направлении составляет 944-435,7 мг/кг, а в СЗ направлении 592326,8 мг/кг.
Высокие концентрации наблюдаются также по хлорид-ионам и в среднем составляют 230 мг/кг. Содержание нефтепродуктов в пробах почв, отобранных в ЮВ направлении, изменяется в пределах 58-7,8 мг/кг, а СЗ от 80 до 8,7 мг/кг. Причем, при увеличении расстояния до 1300 метров от источника, и в том и в другом направлении наблюдается повышение концентрации нефтепродуктов в почвенном горизонте 0-5 см и в СЗ направлении в горизонте 5-20 см.
Аналогичная ситуация наблюдается и по другим веществам как в ЮВ так и в СЗ направлениях. Поэтому можно сделать вывод, что однозначной зависимости распределения примесей при удалении от источника загрязнения нет.
Наиболее четко прослеживается уменьшение концентрации загрязняющих веществ с
увеличением глубины почвенного горизонта в ЮВ направлении практически по всем исследуемым веществам. В СЗ направлении складывается иная картина распределения примесей по горизонтам.
Необходимо отметить, что на расстоянии 800 метров от источника наблюдается обратная зависимость, при которой концентрация практически всех исследуемых веществ возрастает с увеличением глубины почвенного горизонта.
По значениям рН почвенных вытяжек можно сделать вывод, что все образцы исследуемых почв, отобранных в ЮВ и СЗ направлениях на глубине горизонта 0-5 и 5-20 см, имеют слабощелочную среду, так как рН=7.
Исключение составляют почвы, отобранные на расстоянии 800 метров от источника загрязнения, где рН=6 и в горизонте 0-5 см и 5-20 см.
Так как концентрация загрязняющих веществ не является показателем, определяющим экологическое состояние территории, нами рассчитывался коэффициент концентрации и показатель химического загрязнения почв по формуле 1 [12]:
ПХЗ = К1 + К2 + К3 +... + Кп =£ К, (1)
где К - коэффициент концентрации i-го загрязняющего вещества.
K, =
C,
C
(2)
фон
Таблица 1. Концентрации загрязняющих веществ в почвенном покрове на глубине профиля 0—20 см
Точки отбора проб Концентрации загрязняющих веществ - С., мг/кг
С НСО3 СС1 С HS ССа С CMg С Zn С SO4 С NH4 С„ Fe ССи нефтепродукты бенза-пирен
0-5 см ЮВ 300 м СЗ 300 м 944,05 435,72 211,31 236,67 8,096 6,08 119,0 71,4 23,85 23,85 0,015 0,005 5,437 3,637 74,475 72,824 2,186 3,805 0,087 0,104 28.5 17.6 0,006 <0,005
5-20 см ЮВ300 м СЗ 800 м 923,83 434,63 210,43 168,9 8,096 6,18 97,102 65,50 21,833 11,70 0,016 0,061 5,121 9,10 56,781 31,5 2,321 1,225 0,101 0,199 27,3 8,8 0,008 <0,005
0-5 см ЮВ 800 м СЗ 800 м 657,32 326,79 237.43 232.44 8,096 7,08 101,538 59,55 20,921 7,14 0,023 0,0065 4,974 4,412 38,571 47,623 2,561 9,004 0,109 0,282 16,8 8,7 0,008 <0,005
5-20 см ЮВ 800 м СЗ 800 м 435,71 363,09 232,44 236,67 8.096 7.097 83,3 47,6 7,14 14,28 0,025 0,0143 3,387 1,237 13,74 49,575 2,964 27,611 0,115 0,692 7.8 8.9 <0,005 <0,005
0-5 см ЮВ 1300 м 580,95 295,83 8,096 71,4 48,75 14,28 0,0005 7,112 67,8 34,2 7,234 0,285 58,0 80,8 0,008
СЗ 1300 м 592,21 201,98 7,23 12,0 0,0368 9,95 8,090 0,590 0,01
5-20 см ЮВ 1300 м 472,02 232,44 10,242 59,55 21,39 0,000 3,837 104,024 9,004 0,402 11,9 45,8 <0,005
СЗ 1300 м 399,40 253,57 6,056 47,6 14,28 0,000 3,562 92,625 14,070 0,448 0,005
Фон 378,2 28,37 4,4 100,2 27,97 0,01 19,33 76,2 2260 18,48 10,0 0,02
Гарицкая М.Ю. и др.
Химическое загрязнение почв территории.
Таблица 2. Коэффициент концентрации загрязняющих веществна глубине профиля 0-20 см
Точки отбора проб Коэфс жциент концентраций ПХЗ
С НСО3 СС1 С HS ССа CMg С SO4 С NH4 СРе ССи нефтепродукты бенза-пирен
0-5 см ЮВ300 м СЗ 300 м 2,496 1,152 7,448 8,341 1,84 1,381 1,187 0,712 0,852 0,852 1,5 0,5 0,281 0,188 0,977 0,955 0,0009 0,001 0,004 0,005 2,85 1,76 0,3 0,25 19,735 16,097
5-20 см ЮВ300 м СЗ 800 м 2,442 1,15 7,417 5,95 1,84 1,40 0,969 0,65 0,781 0,42 1,6 6,1 0,264 0,47 0,745 0,41 0,0010 0,0005 0,0054 0,0107 2,73 0,88 0,4 0,25 19,194 17,691
0-5 см ЮВ 800 м СЗ 800 м 1,738 0,864 8,369 8,193 1,84 1,608 1,013 0,594 0,747 0,255 2,3 0,65 0,257 0,228 0,506 0,624 0,0011 0,003 0,0058 0,015 1,68 0,87 0,4 0,25 18,856 14,154
5-20 см ЮВ 800 м СЗ 800 м 1,152 0,960 8,193 8,341 1,84 1,612 0,831 0,475 0,255 0,510 2,5 1,43 0,175 0,063 0,18 0,65 0,0013 0,012 0,006 0,037 0,78 0,89 0,25 0,25 16,163 15,23
0-5 см ЮВ 1300 м СЗ 1300м 1,536 1,57 10,427 7,12 1,84 1,64 0,712 1,48 0,510 0,43 0,05 3,68 0,367 0,51 0,889 0,45 0,003 0,004 0,015 0,0319 5,8 8,08 0,4 0,5 22,549 25,495
5-20 см ЮВ 1300 м СЗ 1300м 1,248 1,056 8,193 8,937 2,327 1,376 0,594 0,475 0,764 0,510 0,0000 0,0000 0,200 0,184 1,365 1,215 0,003 0,006 0,021 0,024 1,19 4,58 0,25 0,25 16,155 18,613
где С. - концентрация 1-го загрязняющего компонента, мг/кг;
Сфон - фоновая концентрация 1-го загрязняющего компонента, мг/кг.
Коэффициент концентрации рассчитывали относительно фоновых значений. Полученные данные коэффициентов концентрации и показателя химического загрязнения почв приведены в таблице 2.
По коэффициенту концентрации приоритетными загрязняющими веществами являются хлорид-ионы, превышение фона по которым наблюдается в почвенном горизонте 0-5 и 5-20 см, и составляет в ЮВ направлении 7-10 раз, а в СЗ в 8 раз. По нефтепродуктам наибольшее превышение фоновых концентраций наблюдается в почвенном горизонте 0-5 см и составляет в ЮВ направлении 5,8-1,7 раз, а в СЗ 8,1-1,76 раз.
Для оценки экологической ситуации, складывающейся на исследуемой территории, нами использовались критерии оценки степени химического загрязнения объектов окружающей среды, разработанные Министерством природы РФ в 1992 году [8].
Согласно этих критериев, ранжирование проведенное по значениям рН почвенных вытяжек, позволяет отнести территорию на расстоянии 800 метров от источника загрязнения
в СЗ направлении на глубине почвенного горизонта 5-20 см и в ЮВ направлении на глубине горизонта 0-5 см., к зоне с чрезвычайной экологической ситуацией, а всю остальную исследуемую территорию к зоне с относительно-удовлетворительной экологической ситуацией.
Ранжирование, проведенное по химическому загрязнению почв, показало, что лишь в СЗ направлении на расстоянии 800 метров складывается относительно-удовлетворительная экологическая ситуация, а остальная территория может характеризоваться как напряженная, так как ПХЗ находится в интервале от 16 до 32.
Таким образом, прослеживается явная зависимость снижения концентрации загрязняющих веществ при увеличении глубины почвенного горизонта. Несмотря на то, что приоритетными и по концентрации, и по коэффициенту концентрации являются кислотообразующие примеси, это не приводит к закислению почв. Следовательно, почвенный покров исследуемой территории не утратил способности к самовосстановлению, но необходимо отметить, что согласно проведенному ранжированию, по показателю химического загрязнения почв, основная часть исследуемой территории испытывает антропогенную нагрузку, так как относится к зоне с напряженной экологической ситуацией.
10.05.2015
Список литературы:
1. Волков, М.М. Защита атмосферы от промышленных загрязнений / М.М. Волков - Москва: Металлургия, 1988 - 295 с.
2. Дмитроченкова, Н.А. Опыт экологического сопровождения хозяйственной деятельности на Оренбургском Газовом комплексе / Н.А. Дмитроченкова // Защита Окружающей среды в нефтегазовом комплексе, ООО «Волго Урал НИПИгаз», 2006 г, № 3, С. 80.
3. Мотузова, Г.В. Экологический мониторинг /Г.В.Мотузова, О.С.Безуглова - М.: Академический проект Гаудеамус, 2007. -237 с.
4. Тарасова, Т.Ф. Мониторинг атмосферного воздуха и почвенного покрова: методические указания к лабораторному практикуму / Т.Ф. Тарасова, Л.Г. Гончар, Л.Б. Зинюхин. - Оренбург: ГОУ ОГУ 2003. - 59с.
5. Гривко, Е.В., Чекмарева, О.В., Ишанова, О.С. Оценка влияния выбросов подразделений Капитоновского месторождения на качество почвенного покрова // Вестник Оренбургского государственного университета. -№12.- 2011, С.54-55.
6. Гривко, Е.В.,Чекмарева, О.В., Ишанова О.С. Сравнительная характеристика выбросов подразделений Капитоновского месторождения нефтегазодобывающего управления ОАО «Южуралнефтегаз» на качество атмосферного воздуха / Диалог этнокультурных миров в евразийском историческом процессе. Материалы международной научно-практической интернет-конференции [Электронный ресурс]. - Оренбург, ГОУ ОГУ 2011. - С. 282-287.
7. Чибилев, А.А., Дебело, П.В. Ландшафты Урало-Каспийского региона. - Оренбург: Институт степи УрО РАН, Печатный Дом «Димур», 2006. - 264 с.
8. Протасов, В.Ф. Экология, здоровье и природопользование России / В.Ф. Протасов, А.В. Молчанов. - М.: Финансы и статистика, 1995, - 528 с.
9. Сюзюев, П.Н. Чекмарева, О.В. Влияние УПСВ Сорочинско-Никольского месторождения на качество окружающей среды / Университетский комплекс как региональный центр образования, науки и культуры»: материалы Всероссийской научно-методической конференции [Электронный ресурс]. - Оренбург: ООО ИПК «Университет», 2013. - С. 850-856.
10. Ишанова, О.С., Чекмарева, О.В., Оценка экологического состояния почвы в зоне влияния предприятий нефтедобывающей промышленности// Вестник Оренбургского государственного университета. - 2013. - №10(159). С.261-263.
11. Куксанов, В.Ф., Ишанова, О.С., Чекмарева, О.В. Оценка изменений абиотической составляющей экосистем в зоне влияния предприятий нефтедобывающей промышленности / Экологическая безопасность региона. Сборник статей IV Международной научно-практической конференции естественно-географического факультета. - Брянск: изд-во «РИО БГУ», 2013.
- С. 89-91
12. Байтелова, А.И., Тарасова, Т.Ф., Гурьянова, Н.С. Оценка экологического состояния почв на антропогенно-модифицированных территориях // Вестник Оренбургского государственного университета. - 2013. - №10(159). С.282-284.
13. Гарицкая, М.Ю.,Алеева, О.Н., Янбулатов, И.И. Исследование степени загрязнения атмосферных осадков на территории, прилегающей к Ольховскому месторождению/ Университетский комплекс как региональный центр образования, науки и культуры»: материалы Всероссийской научно-методической конференции [Электронный ресурс]. - Оренбург: ООО ИПК «Университет», 2015. - С. 584-591.
14. Гарицкая, М.Ю., Чернышева К.С. Оценка экологического сотояния территории, прилегающей к Вахитовскому месторождению / Университетский комплекс как региональный центр образования, науки и культуры»: материалы Всероссийской научно-методической конференции [Электронный ресурс]. - Оренбург: ООО ИПК «Университет», 2015. - С. 603-608.
15. Плотников, Ю.В., Чекмарева, О.В. Влияние технологических процессов месторождения Родинское на качество окружающей среды / Экологическая безопасность региона. Сборник статей IV Международной научно-практической конференции естественно-географического факультета. - Брянск: изд-во «РИО БГУ», 2013. - С. 135-138.
Сведения об авторах:
Чекмарева Ольга Викторовна, доцент кафедры экологии и природопользования геолого-географического факультета Оренбургского государственного университета, кандидат технических наук, доцент
Гарицкая Марина Юрьевна, доцент кафедры экологии и природопользования геолого-географического факультета Оренбургского государственного университета, кандидат биологических наук
Ишанова Оксана Сергеевна, преподаватель кафедры экологии и природопользования геолого-географического факультета Оренбургского государственного университета
Патокина Наталья Сергеевна, студентка кафедры экологии и природопользования геолого-географического факультета Оренбургского государственного университета
460018, г Оренбург, пр-т Победы, 13, тел.: (3532) 37-25-44, e-mail: ecolog@mail.osu.ru
