CC BY
11
УДК 504.53
А.И. Шепелев, Ю.А. Суровцева, Г.Ю. Андреева, Р.Г. Мазитов СурГУ, Сургут
ИЗМЕНЕНИЕ СОСТАВА И СВОЙСТВ ПОЧВ ТАЙГИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ ПОД ВЛИЯНИЕМ НЕФТЕЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ
A.I. Shepelev, Y.A. Surovtseva, G.Y. Andreeva, R.G. Mazitov Surgut State University
14 Energetikov Ul., Surgut, 628400, Russian Federation
CHANGE OF STRUCTURE AND PROPERTIES IN SOILS OF THE TAIGA OF WESTERN SIBERIA UNDER INFLUENCE PETROSALT POLLUTION
Emission of «crude» oil in accumulative depression of an oil field surface promoted a drastic change of structure and properties of all geochemical catena soils: the contents of general oil products, chlorides and water-soluble substances sharply increased; acidity considerably decreased. Restoration of soil weight parameters is observed in 3-4 years after the breakage.
Интенсификация нефтедобычи, транспортировки и переработки продукции на территории ХМАО сопровождается масштабным и все увеличивающимся нарушением природной среды - растительности, почв. В силу суровых природно-климатических условий региона естественное восстановление химически загрязненных почв крайне заторможено. Рекультивации таких земель, основывающиеся на эмпирических материалах, обычно не эффективны. Поэтому изучение естественного восстановления нефтезагрязненных почв в длительных исследованиях на постоянных площадках, как первый этап обоснования системы рекультивационных мероприятий в таежной зоне, явилось целью данной мониторинговой работы.
Объектом исследования служат почвы катены участка месторождения нефти, расположенного на внутрипойменном останце второй надпойменной террасы Оби. Исследуемая геохимическая катена включает 3 основные позиции: от подзолисто-элювиально-глеевой почвы темнохвойного леса на гриве до органогенной почвы аккумулятивной депрессии переходного болота, испытавшего в 2001-2002 годах аварийные выбросы «сырой» нефти при аварии нефтепровода (смеси пластовых флюидов - углеводородов и минеральных солей).
Исследования проводятся с 2003 года. Срок отбора образцов почв для химического анализа обоснован осенним периодом затухания процессов микробной деструкции и стабилизации системы органических веществ и осуществляется по генетическим горизонтам методом «конверта» из 10 индивидуальных образцов. Показателями, характеризующими наличие загрязняющих веществ в почвах и их трансформации, являются следующие: содержание общих нефтепродуктов, водорастворимых веществ и хлоридов, рН водной суспензии (а также и другие показатели, которые в данном сообщении не обсуждаются).
Поскольку многие показатели почв по содержанию загрязняющих веществ не нормируются, для оценки изменения свойств почв мы воспользовались данными по «фоновой» почве элювиальной позиции, находящейся вне зоны аварии. Фоновая почва характеризуется кислой и сильнокислой реакцией среды (рНвс) в органогенных и минеральных горизонтах, низким содержанием нефтепродуктов (причем максимум в органогенном горизонте); а судя по плотному остатку, и низким содержанием водорастворимых веществ (минеральных и гумусовых) и хлоридов. Причем последние распределены по профилю относительно равномерно (табл. 1).
Таблица 1. Некоторые данные химического состава и свойств нефтезагрязненных почв Южно-Сургутского месторождения нефти
Тип почвы Глубина горизонта, см Результаты п эоведения исследований по годам
2003 г. 2004 г. 2005 г. 2006 г. 2007 г. 2008 г.
рН (ОГ водной суспензии, ед. - 5,00; МГ - 5,10-5,70)*
Торфяно-болотная 0-15 7,52 4,75 6,58 Не опр. Не опр. 4,94
15-30 7,48 4,78 6,60 5,12 6,34 Не опр.
Подзолисто-элювиально-глеевая 0-5 5,78 5,44 4,73 Не опр. 4,51 4,67
5-14 5,55 4,50 5,59 -//- 4,17 4,77
14-25 5,92 Не опр. 5,54 -//- 4,96 5,48
Подзолисто-элювиально-глеевая 0-5 6,26 4,95 5,36 5,40 4,38 4,96
5-14 5,56 4,50 5,90 6,08 4,50 5,24
14-25 5,98 4,87 5,80 6,30 5,08 5,40
(ОГ - Нефтепродукты, г/кг 0,10-0,15; МГ - 0,01-0,02) *
Торфяно-болотная 0-15 606,00 990,00 592,70 459,00 Не опр. 56,88
15-30 561,00 0,06 375,30 87,74 Не опр.
Подзолисто-элювиально-глеевая 0-5 21,95 0,58 0,88 Не опр. 0,82
5-14 22,20 0,08 0,30 -//- 0,05
14-25 2,03 Не опр. 0,32 0,05
Продолжение табл. 1
Тип почвы Глубина горизонта, см Результаты проведения исследований по годам
2003 г. 2004 г. 2005 г. 2006 г. 2007 г. 2008 г.
Подзолисто-элювиально-глеевая 0-5 11,48 0,21 1,94 1,98 0,27
5-14 2,77 0,08 0,14 1,20 0,05
14-25 3,92 0,02 0,26 2,60 0,04
Хлориды, мг/кг (ОГ - 38,52; МГ - 36,92-52,72) *
Торфяно-болотная 0-15 296,7 417,5 Не опр. Не опр. Не опр. 33,6
15-30 274,5 55,7 210,0 650,0 Не опр.
Подзолисто-элювиально-глеевая 0-5 189,3 487,1 Не опр. 270,0 46,9
5-14 26,1 62,6 -//- 50,0 57,0
14-25 13,4 Не опр. -//- 110,0 60,5
Подзолисто-элювиально-глеевая 0-5 93,3 361,8 70,0 140,0 40,3
5-14 15,8 69,6 70,0 50,0 38,5
14-25 46,4 62,6 52,5 90,0 34,4
Плотный остаток, мг/кг * (ОГ - 230; МГ - 170)
Торфяно-болотная 0-15 820 3000 658 Не опр. Не опр. 300
15-30 710 620 570 3620 2000 Не опр.
Подзолисто-элювиально-глеевая 0-5 5840 11800 Не опр. Не опр. 750 220
5-14 500 820 -//- -//- 1150 170
14-25 240 Не опр. -//- 780 250
Подзолисто-элювиально-глеевая 0-5 6160 3950 680 3080 260
5-14 700 1220 220 1080 280
14-25 360 920 60 1150 210
- значение показателей в фоновой почве (ОГ - органогенный горизонт, МГ - минеральный горизонт).
Торфяная почва расположенная вблизи места аварии на нефтепроводе отличается максимальными изменениями свойств и состава в первые годы после аварии. Это касается довольно значительного по сравнению с «фоном» проявления щелочности грунтов (7,5 ед. рНвс), резкого повышения содержания общих нефтепродуктов (более 500 г/кг), увеличения содержания хлоридов и водорастворимых веществ.
Подзолистые почвы повышенных позиций также характеризуются снижением кислотности массы после загрязнения (до 5,5-6,0 ед. рНвс), особенно в верхних органогенных горизонтах. Одновременно содержание нефтепродуктов резко возрастает во всех горизонтах почв (до 10-20 г/кг). Но уже на второй после аварии год в минеральных наблюдается снижение их содержания по катене до 0,8-0,2 г/кг, которое все же превышает пределы установленные региональными нормативами (Методические рекомендации по применению Требований к определению исходной (фоновой) загрязненности компонентов природной среды, на территории ХМАО, 2004 г.). Профильное
распределение в минеральных почвах характеризуется максимальным накоплением в верхних органогенных горизонтах.
Содержание хлоридов в целом существенно выше фоновых значений, профильное же их распределение во всех случаях указывает на аккумуляцию в верхних горизонтах.
Величины плотного остатка водной вытяжки всех почв, как суммы водорастворимых (органических и минеральных) веществ, значительно превышают их содержание в фоновых почвах. Однако обращают на себя внимание устойчиво высокие их значения, особенно в верхних горизонтах почв, по всем годам наблюдений, кроме 2008 года. Это может быть связано с повышением растворимости (подвижности) органических веществ под влиянием техногенных минеральных солей «сырой» нефти, а также увеличением с увеличением содержания водорастворимых минеральных солей.
Таким образом, общие особенности природной среды региона (климата -теплое и влажное лето, относительная выравненность участка, неглубокое залегание от поверхности почвенно-грунтовых вод, их гидравлическая связь с поверхностными (болотными) водами) обеспечивают постоянную миграцию вод в пределах геохимической катены: нисходящую и восходящую. Это обусловливает не только локализацию загрязняющих веществ в почвах аккумулятивной депрессии, но и загрязнение «чистых» почв повышений, особенно верхних горизонтов. В процессе распределения загрязнителей в почво-грунтах катены за период исследований (2003-2008 годы) достаточно отчетливо выделяются 2 периода. Первый характеризуется активным изменением состава и свойств почв по всем показателям - 2003-2004 годы. Следующий этап - наблюдается восстановление кислотности почвенной массы и стабилизация других показателей, при общем высоком содержании битумов в болотной почве.
© А.И. Шепелев, Ю.А. Суровцева, Г.Ю. Андреева, Р.Г. Мазитов, 2009
