CC BY
0Использование комплекса методов исследования позволило дать сравнительную оценку почв, характеризующих геохимический фон и загрязнение НП. Полученные данные необходимы для оценки природного фона и его изменения под влиянием возможных источников нефтяного загрязнения, а также для выбора оптимального способа восстановления загрязненных почв и контроля качества рекультивационных работ.
Результаты работы получены в рамках Госзадания Министерства науки и высшего образования РФ № 122011200369-1 с использованием научного оборудования ЦкП ФИЦ ЯНЦ СО РАН.
Список литературы
1. Соловьянов А.А. Прошлый (накопленный) экологический ущерб: проблемы и решения. Источники и виды загрязнения // Экологический вестник России. 2015. № 3. С. 20-26.
2. Соколов Ю.И. Арктика: к проблеме накопленного экологического ущерба // Арктика: экология и экономика. 2013. № 2,10. С.18-27.
3. Геннадиев А.Н., Пиковский Ю.И., Жидкин А.П. [и др.] Факторы и модификации углеводородного состояния почв // Почвоведение. 2015. № 11. С. 1314-1329.
4. Васильчук Ю.К., Васильчук Д.Ю, Гинзбург А.П. Криогенные почвы в районе Батагай-ского мегаоврага, север Якутии // Арктика и Антарктика. 2020. № 3. С.52-99.
5. Глязнецова Ю.С., Зуева И.Н., Чалая О.Н., Лифшиц С.Х. Нефтезагрязнение почвогрунтов и донных отложений на территории Якутии (состав, распространение, трансформация). Якутск: Асхаан, 2010. 160 с.
6. Ильичев Р.Б., Вакуленко М.В., Жариков С.Н., Ильичев Б.А. Содержание битумоидов в зональных почвах Европейской части России // Почвоведение. 2001. № 11. С. 1392-1401.
УДК 631.4:622.692.5
DOI 10.24412/cl-37255-2024-1-147-149
ИЗУЧЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ПОЧВ НА ТЕРРИТОРИИ НЕФТЕБАЗЫ
Попова Н.И., Глязнецова Ю.С., Львова О.С. Федеральный исследовательский центр «Якутский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук», обособленное подразделение Институт проблем нефти и газа СО РАН, г. Якутск E-mail: nuut93@yandex.ru
Аннотация. В работе представлены результаты геохимических исследований почв на территории нефтебазы, расположенной в Центральной Якутии. Для диагностики характера загрязнения почв были использованы физико-химические методы анализа: ИК-Фурье спектроскопия и колоночная жид-костно-адсорбционная хроматография. По особенностям химического состава почвенных экстрактов было установлено, что нефтезагрязнение почв нефтебазы имеет давний срок. Был обнаружен локальный участок с высоким уровнем загрязнения, требующий подбора наиболее оптимальных способов очистки. Полученные результаты могут быть использованы при разработке технологий восстановления почв с давним сроком нефтяного загрязнения.
Ключевые слова: нефтезагрязнение, почва, нефтепродукты, нефтебаза, биодеградация.
При длительной эксплуатации нефтебаз (НБ) потери нефти и нефтепродуктов (НП) неизбежны [1]. Различного рода разливы и утечки при приеме, хранении и отпуске НП могут привести к загрязнению объектов окружающей среды [2]. Поступление в почву компонентов нефти вызывает изменение физических, химических, биологических свойств и характеристик почвы [3]. Процесс самовосстановления загрязненных почв в климатических условиях Якутии протекает крайне медленно [4]. В связи с этим для разработки эффективных мер по снижению техногенной нагрузки и рекультивации нарушенных земель необходимо детальное изучение экологического состояния загрязненной территории.
Исследования проводились на территории НБ, расположенной в Центральной Якутии. Пробы почв отбирали с глубины 0-20 см, для сравнения отбирали фоновые пробы на значительном расстоянии от НБ. Аналитические исследования включали: экстракцию хлороформом, ИК-Фурье спектроскопию и колоночную жидкостно-адсорбционную хроматографию. Содержание НП определяли по выходу хлороформенного экстракта (ХЭ) [5].
Согласно классификации [6], исследованные почвы характеризуются преимущественно умеренным уровнем загрязнения (от 1000 до 5000 мг/кг), исключение составили почвы двух локальных участков со средним (7291 мг/кг) и высоким (11726 мг/кг) уровнями загрязнения (табл. 1). Содержание НП на территории НБ в среднем составило 5053 мг/кг, что в 10 раз превышает фоновую концентрацию.
Таблица 1 - Геохимическая характеристика почв с территории НБ
№ пробы Снп, мг/кг Уровень загрязнения Относительные коэффициенты поглощения кислородсодержащих соединений Групповой состав, %
0'п70 0*1700 0'1740 0'з400 УВ Смолы+ асфальтены
Т.1 3360 Умеренный 0,43 0,68 отс. 0,21 42,62 57,38
Т.2 4493 Умеренный 0,47 0,72 отс. 0,28 37,31 62,69
Т.3 7291 Средний 0,43 0,64 отс. 0,20 46,99 53,01
Т.4 1893 Умеренный 0,16 0,29 отс. 0,07 40,46 59,54
Т.5 11726 Высокий 0,22 0,39 отс. 0,10 41,46 58,54
Т.6 1553 Умеренный 0,56 0,72 0,62 0,23 40,14 59,86
Фон 500 Фоновый 0,61 отс. 0,97 0,19 18,89 81,11
По данным ИК-Фурье спектроскопии, в химической структуре ХЭ фоновой почвы преобладают полосы поглощения (п.п), указывающие на высокое количество кислородсодержащих групп и связей (1170, 1740 и 3400 см-1), и значительное участие длинных метиленовых цепей (720, 730 см-1) (рис. 1в). Все остальные изученные пробы с территории НБ по химическому составу характеризуются как нефтезагрязненные.
3000 2000 , 1000
Волновое число, см
Рисунок 1 - ИК спектры ХЭ почв НБ: а- проба с максимальным выходом ХЭ (Снп=11726 мг/кг); б - проба с минимальным выходом ХЭ (Снп=1553 мг/кг); с - фоновая проба
При больших различиях в остаточном содержании НП от 1553 мг/кг до 11726 мг/кг, структурно-групповой состав ХЭ однотипен. В ИК-спектрах этих почв присутствуют алифатические структуры (п.п. 1380, 1460 см-1) и ароматические углеводороды (УВ) (п.п. 810, 880, 1600 см-1) с незамещёнными атомами водорода в бензольном кольце (рис. 1а, б). Характерной особенностью почв НБ является то, что наряду с углеводородными составляющими в химической структуре ХЭ присутствуют интенсивные п.п карбонильных и гидроксильных групп (1700-1740, 3400 см-1), а также п.п. эфирных связей (1170 см-1). Значения относительных коэффициентов поглощения карбонильных групп в составе карбоновых кислот D'1700 в почвах некоторых участков достигали 0,72, гидроксильных групп D'3400 - 0,28, а эфирных связей D'1170 - 0,56 (табл. 1). В пробе Т.6 появилась п.п. 1740 см-1 (рис. 1б), характерная для фоновых, незагрязненных почв. Все это указывает на происходящие процессы биохимического окисления нефтяных УВ, а, следовательно, на давний срок загрязнения.
На признаки биодеградации указывают также результаты группового состава ХЭ, в котором содержание УВ во всех исследуемых почвах НБ не превышает 46,99%. При этом доля УВ более чем в 2 раза выше, чем в фоновых почвах (табл. 1).
В процессе самовосстановления нефтезагрязненных почв их состав должен приближаться к составу фоновых почв, в которых смолисто-асфальтеновые компоненты значительно преобладают над УВ, а в химической структуре в большом количестве присутствуют карбонильные группы сложных эфиров и кетонов (D'1740) (табл. 1).
Таким образом, полученные результаты показывают, что нефтезагрязнение почв имеет давний срок. Установленные высокие значения остаточного содержания НП на локальных участках НБ указывают на необходимость выбора наиболее эффективного способа очистки почв с давним сроком загрязнения и дальнейшего мониторинга процессов восстановления нарушенных почв.
Работа выполнена в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (рег. № 122011200369-1) с использованием научного оборудования Центра коллективного пользования ФИЦ ЯНЦ СО РАН.
Список литературы
1. Кислицына В.В., Суржиков Д.В., Ликонцева Ю.С., Штайгер В.А. Оценка риска для здоровья населения промышленного центра от воздействия атмосферных выбросов нефтебазы // Медицина в Кузбассе. 2023. № 2. С. 45-50. DOI: 10.24412/2687-0053-2023-2-45-50
2. Глязнецова Ю.С., Зуева И.Н., Чалая О.Н., Лифшиц С.Х. Оценка состояния почв с давними сроками загрязнения нефтепродуктами // Сборник материалов международной научной конференции «Природно-техногенные комплексы: современное состояние и перспективы восстановления». 2016. С. 61-66.
3. Губайдуллин М.Г., Петрова А.В., Плосков Д.Ю. Методика поэтапной биологической рекультивации нефтезагрязненных почв и грунтов на нефтебазах северной части России // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. 2012. № 6. С. 15-20.
4. Ким С.Л., Самигуллин Г.З. Негативное воздействие нефтяных углеводородов на почву // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. 2015. № 9. С. 8-11.
5. Глязнецова Ю.С., Зуева И.Н., Чалая О.Н., Лифшиц С.Х. Нефтезагрязнение почвогрунтов и донных отложений на территории Якутии (состав, распространение, трансформация). Якутск: Ахсаан, 2010. 160 с.
6. Гольдберг В.М., Зверев В.П., Арбузов А.И. и др. Техногенное загрязнение природных вод углеводородами и его экологические последствия. М.: Наука, 2001. 125 с.
