CC BY
22
2013, the impoverishment in bryoflora species composition of oligotrophic sphagnum mosses and vascular plants, reducing their role in communities, the appearance of Atlantic species of Sphagnum, the invasion of meadow species and tree species of wide ecological amplitude, the insultization and fragmentation of vegetation were observed.
Keywords: Ukrainian Carpathians, Transcarpathia, oligotrofic bogs, floristical composition, communities, dynamic of vegetation.
УДК 504.53:665.7 Доц. О.Ф. Бабаджанова, канд. техн. наук; Ю.Г. Сукач1;
завгдувач НДЛВ.Л. Петровський - Львгвський ДУ БЖД
К1НЕТИКА ВЕРТИКАЛЬНО! М1ГРАЦН ГАЗОВОГО КОНДЕНСАТУ В ГРУНТАХ
Представлено результати дослщження кшетики вертикально! ]шгращ1 газового конденсату в поверхневому шарi рiзних тишв грунйв шд час аваршних виливш в умовах лабораторного дослщу. Процес вертикально! м^ацГ! газового конденсату залежить вщ фiльтрадiйних властивостей грунту, яю визначаються його фракцiйним складом, а саме вмiстом i сшввщношенням мiж собою фракций мулу та шску. Встановлено, що найбшь-ший час проникнення та найнижча швидюсть мiграцi! ГК характернi для темно-арого опiдзоленого грунту, склад якого мютить найменше фракцп пiску та найбшьше мулисто! фракцп
Ключовi слова: мкраця, газовий конденсат, грунт, гранулометричний склад грунту.
Постановка проблеми. Нафтопродукти входять до списку прiоритетних хiмiчних речовин, вмкт яких у навколишньому середовищд суворо контро-люеться. Вiдмiнною особливктю техногенного впливу пiдприeмств нафтопере-робного комплексу е те, що поступово шдвищуеться рiвень забруднення у вах основних компонентах природного середовища - грунтах, рослинах, атмосфер^ наземних i пiдземних водах [1].
Забруднення грунту нафтою i нафтопродуктами внаслiдок господарсько!' дiяльностi людини е значним фактором впливу на довкшля. За останш роки по-мiтно зрiс внесок у забруднення грунту та пдросфери ввд численних об'ектiв, пов'язаних iз зберiганням i реалiзацiею нафти i нафтопродукпв. Розташування нафтобаз, автозаправних станцш i комплексов у безпосереднiй близькосп вiд на-селених пунктiв або на !х територií рiзко посилюе негативний вплив на навко-лишне середовище.
Нафтопродукти завдяки високiй адсорбуючiй здатностi грунту тривалий час зберiгаються в ньому, змiнюючи його фiзико-хiмiчнi та бюлопчш властивос-тi. Склеювання структурних частин грунту нафтою призводить до зростання в'язкостi та шiльностi грунтово!' маси, що попршуе його повiтряно-водний режим. Грунти, просоченi нафтопродуктами, втрачають здатнiсть вбирати i затри-мувати вологу. Через забруднення грунтового покриву нафтопродуктами ство-рюються анаеробнi умови, змшюеться окисно-вiдновний потенцiал, пору-шуеться вуглецево-азотний баланс, змiнюеться вмiст поглинутих основ кальцiю i магнiю, внаслвдок цього грунт втрачае свою родючкть, стае гiдрофобним. При-родне вiдновлення грунтових екосистем, забруднених нафтою, довготривалий i складний процес [2].
1 Заст. нач. каф. цившьного захисту та комп'ютерного моделювання екогеоф1зичних процеав, полк. сл. ц. з.
До^дження проникнення нафти i нафтопродукпв, що потрапили до Грунту внаслiдок розливiв чи витоюв у мiсцях зберiгання та транспортування, необхiдно для розумiння мехашзм1в самоочищения та вiдновлення груипв, по-рушених техногенезом. Знання стадiй трансформацп нафти дае змогу визначити давшсть забруднення та термiни вiдновления Грунту, шдвищити ефективнiсть контролю за забрудненням природного середовища нафтою i нафтопродуктами.
Грунти вважають забрудненими, коли концентрация нафтопродуктав у них досягае тако1 величини, за яко1 починаються негативш екологiчнi змiни в навко-лишньому середовищi: порушуеться екологiчна рiвновага у грунтовш екосисте-мi, гине Грунтова бiота, знижуеться продуктивнiсть або настае загибель рослин, вщбуваеться змiна морфологи, водно^зичних властивостей грунтiв, знижуеться 1х родючiсть, створюеться небезпека забруднення шдземних i поверхне-вих вод унаслвдок вимивання нафтопродуктав з грунту та !х розчинення у водi [3]. Небезпека залишкового накопичення нафтопродукпв зростае з швдня на шв-нiч. У межах деяких бюкшматичних зон небезпека зростае вiд пщаних груштв до глинистих, вiд мезоморфних до пдроморфних, вiд розораних до цшинних [4].
Забруднення нафтою впливае на весь комплекс морфолопчних, фiзичних, фiзико-хiмiчних, бюлопчних властивостей грунту, що визначають його родю-чiсть. Змши структури Грунту в разi забруднення нафтою, а також процеси ц мк-рацií, акумуляцií та метаболiзму залежать вiд фiзико-хiмiчного складу та об'ему пролито!' нафти, грунтово-клшатичних i ландшафтних умов, виду Грунту, наяв-ностi тих чи iнших бiохiмiчних бар'ер1в, канал1в мiграцií та дифузп в Грунтовому профiлi [3, 5].
Чимало дослiдникiв [3, 4] вданачають сильну токсичну дiю легко! фрак-цií нафти i нафтопродуктав на Грунт. Легка фракция мiгруе по Грунтовому профь лю i водоносних горизонтах, значно розширюючи ареал первинного забруднення. Зi зменшенням вмкту легко! фракцií токсичнiсть знижуеться, але зростае токсичнiсть ароматичних сполук, ввдносний вмiст яких зростае. Шкiдливий еко-логiчний вплив смолисто-асфальтенових компонентiв на Грунтовi екосистеми полягае не в хгшчшй токсичностi, а в значнш змiнi водно-фiзичних властивостей Грунтiв. Якщо нафта просочуеться зверху, ц смолисто-асфальтеновi компоненти переважно сорбуються у верхньому, гумусовому шарi, iнодi мiцно цементуючи його. При цьому зменшуеться поровий проспр грунтiв [6].
На тл загального зниження концентрацií нафти у грунта зниження вмiсту И групових компонент вiдбуваеться нерiвномiрно. Швидше за iнших зменшуеться вiдносний i абсолютний вмiст метаново-нафтеново1 фракцп. Цi вугле-воднi легше тддаються бiодеградацií, окрш цього, вони бшьш розчиннi у водi, що полегшуе !х винесення за межi дшянок забруднення. Одночасно в нафтi збшьшуеться вмiст смолистих речовин. Це збшьшення вiдбуваеться не тiльки внаслiдок зменшення частки iнших компонент i виш^ стiйкостi смол, але i за рахунок íх новоутворення в процес трансформацп нафти [5].
Постановка завдання. Завдання нашого дослiджения полягало у вивчен-нi вертикальноí м^рацц газового конденсату в поверхневому шарi рiзних типiв Грунтiв пiд час аваршних вилив1в в умовах лабораторного до^ду.
Вертикальне просування нафтопродуктiв вздовж Грунтового профшю створюе хроматографiчний ефект, який призводить до диференщацп складу нафтопродукпв: у верхньому, гумусовому горизоитi сорбуються високомолеку-
лярнi компоненти, ят мiстять багато смолисто-асфальтенових речовин i циклч-них сполук; у нижш горизонти проникають, в основному, низькомолекулярш сполуки, якi володiють бшьшою розчиннiстю у вода, нiж високомолекулярш компоненти [6]. Легкi вуглеводнi високотоксичш, важко засвоюються мшроор-ганiзмами, тому довго зберкаються у грунта. Основну частину легко!' фракцií становлять метановi вуглеводнi (алкани) з числом вуглеводневих атомгв С5 -С11. Газовий конденсат - це сумт вуглеводшв (метанових, нафтенових, арома-тичних) широкого фракцшного складу.
У процесi проникнення рiдких вуглеводнiв у грунт ввдбуваеться !'х сор-бцiя на станках пор, переважно сорбуються полярнi компоненти. Здатшсть до сорбцп знижуеться в ряду: олеф™ > арени > нафтени > параф™ [6].
Виртальними факторами у мiграцiйнiй небезпецi вуглеводневого заб-руднення е фiзичнi властивоста забруднювально!' речовини та грунту. В'язккть забруднювально!' речовини i структура порового простору грунту визначають швидкiсть ц просування. У грунт нафта i нафтопродукти проникають, в основному, шд дiею сил тяжiння i поверхнево-активних явищ. 1х мiграцiя залежить вiд будови пiдГрунтового шару, пдролопчних умов, складу i властивостей нафтоп-родуктав. До останнiх, насамперед, належить густина, в'язкiсть, змочувальна спроможнiсть [5, 6].
Виклад основного матерiалу. Для дослщження обрано грунти рiзних ре-гiонiв Украши. Вiдбирання проб грунту здшснювали iз кореневмiсного шару на глибиш до 20 см, з подальшим пiдсушуванням до повiтряно-сухого стану й очи-щенням вiд корешв та iнших органiчних решток.
Дослщжуваш грунти характеризуються таким механiчним складом:
• № 1 грунт дерновий глибокий. За гранулометричним складом - тщано-глинис-тий (вмют тску крупного 37,21, дрiбного 17,40; мулисто! фракци - 6,46).
• № 2 чорнозем звичайний. За гранулометричним складом - важкий суглинок важкий пилувато-пщаний з грудочковато-зернистою структурою (вмiст тску крупного 5,89, дрiбного 25,80; мулисто! фракци - 16,85).
• № 3 грунт арий люовий. За гранулометричним складом - суглинок середнш т-щано-глинуватий (вмiст пiску крупного 18,45, дрiбного 12,26; мулисто! фракци -16,98).
• № 4 бурий люовий грунт. За гранулометричним складом - суглинок важкий пилувато-тщаний (вмют тску крупного 1,44, дрiбного 30,81; мулисто! фракци -15,75).
• № 5 темно-ирий отдзолений грунт. За гранулометричним складом - суглинок важкий мулувато-пилуватий (вмют тску крупного 0,06, дрiбного 4,29; мулисто! фракци - 25,23).
У до^дженнях використано газовий конденсат Перещепинського родо-вища, властивоста якого наведено в табл. 1.
Табл. 1. Характеристика газового конденсату /7/
Вид нафтопродукту Властивостi
Фракцiйний склад Густина, кг/м3 Температура по- ■ Ол чатку китння, С Кнетична в'яз-юсть за 20 ОС, сст
Газовий конденсат Перещепинського родовища З шдвищеним вмiстом нафтенових i арома-тичних вуглеводшв 750 44 5
Вивчення кшетики вертикально'' мiграцií газового конденсату в поверхнево-му шарi грунлв проведено за такою методикою. У скляну трубку засипали сухий грунт висотою 20 см, а на його поверхню одноразово виливали нафтопродукт тов-щиною шару понад 5 см (рис. 1). Секундомером фшсували час проникнення нафтоп- Риа /. Схема установки: родукту в кожний наступний сантиметр 1) штатив; 2) скляна трубка; шару грунту. 3) чашка Петрг
Швидюсть проникнення нафтопродукту в грунт визначено за формулою у=Н / т, де: И - глибина проникнення нафтопродукту, см; т - час проникнення, хв. У процеа дослщження визначено максимальний час вертикально'' мпраци газового конденсату ^зь товщу 20-сантиметрового шару дослщжуваних типiв грун-тiв. На основi отриманих результатiв побудовано графiчнi залежностi глибини проникнення газового конденсату в поверхневий шар рiзних титв грунтiв вiд часу. Лiнií Тренда з максимальною величиною достовiрностi апроксимацп ха-рактеризують кривi грунтiв як полшом 2-го степеня (рис. 2).
Рис. 2. Залежмсть глибини проникнення газового конденсату в поверхневий шар tрунту вiд часу з накладеною лiшeю Тренда
Результати розрахунку швндкосл вертикально'' мнрацп газового конденсату ^зь товщу 20-сантиметрового шару грунлв наведено в табл. 2. Наймен-ший час вертикально'' мнрацп ГК ^зь товщу 20-сантиметрового шару зафшсо-вано для грунту № 1 (дернового глибокого пщано-глинистого). Вщповщно, i значення швидкостi мiграцií на рiвнях 5, 10 i 20 см для цього грунту вищ^ шж в iнших (табл. 2).
Табл. 2. Швидтсть вертикальное мираци газового конденсату в Грунтах
Грунт
Час проникнення на глибину
5 см
10 см
Швидюсть м1граци на глибиш, см/хв
20 см
5 см
10 см
20 см
№ 1
8 с
32 с
2,25 хв
37,5
18,8
9,2
№ 2
14 с
43 с
26 хв
21,7
139
7,7
№ 3
25 с
15 хв
6 хв
12 0
6,7
3,3
№ 4
25 с
1,6 хв
6 хв
12,0
6,4
3,3
№ 5
?7 с
3 хв
10 хв
8,1
3,8
2,0
Вщомо [2], що миращю нафтопродуклв обмежуватимуть пнлувал i гли-нисл фракцп грунлв, яю е природним геохiмiчним бар'ером для вуглеводнiв. Але процес мпрацп залежить i вiд iнших чинникiв, зокрема вiд фiльтрацiйних
властивостей (пористосп) грунпв, яш визначаються фракцieю шску. Тому найвищу швидкiсть вертикально!' мкрацп ГК у грунп № 1 можна пояснити низь-ким вмктом мулисто' фракцп (6,46) та значним вмiстом крупного пiску в складi грунту (37,21). Швидккть мiграцií ГК до глибини 5 см у вах дослвджуваних Грунтах найвища (див. табл. 2). Надалi вона плавно знижуеться (див. рис. 2).
Найбшьший час проникнення та найнижча швидккть мiграцií ГК (див табл. 2) характерш для грунту № 5 (суглинок важкий мулувато-пилуватий), склад якого мктить найменше фракцп пiску (0,06+4,29) та найбшьше мулисто' фракцп (25,23). Швидккть мкрацц ГК у лкових грунтах № 3 i 4 займае промiж-не становище i також визначаеться вмiстом i сшвввдношенням мулисто'' фракцй' та фракцiй шску. Автори [8] стверджують, що забруднення чорнозему нафтою призводить до ктотно!' змiни його гранулометричного складу. У найбшьш заб-рудненому (0-20 см) шарi грунту внаслiдок прояву склеювального ефекту нафти знижуеться вмiст мулу i дрiбного пилу, при цьому зростае кiлькiсть частинок, якi за розмiром вiдповiдають крупному i середньому шску. Очевидно, цим можна пояснити високу швидккть вертикально'' мкрацц ГК у грунп № 2 (див. табл. 2), який мае вмкт мулисто'' фракцií близький до лкових грунпв № 3 i 4 та незначний вмiст крупного шску (5,89).
Таким чином, результати дослвдження кшетики мiграцií газового конденсату дають змогу встановити загальну тенденцда щодо залежностi вертикально' мiграцií нафтопродукту вiд гранулометричного складу грунту.
Висновки. Дослiджено вертикальну мiграцiю газового конденсату в 0-20-сантиметровому поверхневому шарi грунпв пiд час аваршних виливш. Встанов-лено, що вертикальна мкращя газового конденсату в поверхневому шарi грунту залежить вiд фшьтрацшних властивостей грунту, якi визначаються його фрак-цiйним складом, а саме вмктом i спiввiдношенням мiж собою фракцш мулу та пiску. Чим бiльший вмiст мулисто' фракцй' та чим менший вмiст пiску в фрак-цiйному складi грунту, тим нижча швидкiсть мiграцií газового конденсату.
Швидккть вертикально' мiграцií газового конденсату в поверхневому шарi дослiджуваних грунпв зменшуеться в рядi: дерновий глибокий шщано-гли-нистий - чорнозем - срий лiсовий - бурий лковий - темно-сiрий ошдзолений.
Лiтература
1. Абрамов Ю.О. Монiторинг надзвичайних ситуаций. / Ю.О. Абрамов, G.M. Гргнченко, О.Ю. Юрочктн та iншi : шдручник. - Харкв : Вид-во АЦЗУ, 2005. - 530 с.
2. Пиковский Ю.И. Природные и техногенные потоки углеводородов в окружающей среде / Ю.И. Пиковский. - М. : Изд-во МГУ, 1993. - 280 с.
3. Кшмова Н. Деяк питання методики оцгнки стану забруднення грунтгв унаслщок нафтога-зовидобутку / Н. Юимова // Вюник Львiвського нацiонального ушверситету iм. 1вана Франка. -Сер.: Географiчна. - Львiв : Вид. центр ЛНУ iм. 1вана Франка. - 2006. - Вип. 33. - С. 144-151.
4. Глазовская М.А. Скорость самоочищения почв от нефти в различных природных зонах / М.А. Глазовская, Ю.И. Пиковский // Известия Российской академии наук. - Сер.: Географическая. - 1980. - № 3. - С. 39-48.
5. Солнцева Н.П. Добыча нефти и геохимия природных ландшафтов / Н.П. Солнцева. - М. : Изд-во МГУ, 1998. - 376 с.
6. Руських И В. Оценка остаточного нефтяного загрязнения в почвах / И.В. Руських // Химия нефти и газа : матер. V-ой Междунар. конф. - Томск, 2003. - С. 42-49.
7. Ашкимов И.Г. Топлива, смазочные материалы, технические жидкости. Ассортимент и применение : справочник / И.Г. Ашкимов, К.М. Бадыштова, С.А. Бнатов и др.; под ред. В.М. Школьникова. - М. : Изд. центр "Техинформ", 1999. - 596 с.
8. Ситдиков Р.Н. Изменение свойств чернозема выщелоченного при загрязнении товарной нефтью / Р.Н. Ситдиков, Р.Ш. Минигазимов, А.Н. Поскряко // Нефтепереработка и нефтехимия -2002 : матер. науч.-практ. конф. - Уфа, 2002. - С. 209-210.
Бабаджанова О.Ф., Сукач Ю.Г., Петровский В.Л. Кинетика вертикальной миграции газового конденсата в почвах
Представлены результаты исследования кинетики вертикальной миграции газового конденсата в поверхностном слое разных типов почв при аварийных разливах в условиях лабораторного опыта. Процесс вертикальной миграции газового конденсата зависит от фильтрационных свойств почвы, которые определяются его фракционным составом, а именно содержанием и соотношением между собой фракций ила и песка. Установлено, что наибольшее время проникновения и низкая скорость миграции газового конденсата характерны для темно-серой оподзоленной почвы, состав которой содержит низкое содержание фракции песка и высокое илистой фракции.
Ключевые слова: миграция, газовый конденсат, почва, гранулометрический состав почвы.
Babadzhanova O.F., Sukach Yu.G., Petrovskiy V.L. Vertical Migration of Gas Condensate in Soils
The results of kinetics research of the gas condensate vertical migration in the surface layer of different soil types during emergency effusions in laboratory conditions are presented. The process of vertical migration of gas condensateis proved to depend on the filtration properties of soil, which are determined by its fractional composition, namely the content of the clay fraction and a fraction of sand and the ratio between them. It is found that the greatest time of penetration and the low velocity of gas condensate migration are characteristics for dark-grey podzolic soil, the composition of which contains a low content of sand and high content of clay fraction.
Keywords: migration, gas condensate, soil, granulometric composition of soil.
УДК338.43:332.368:631.95 Наук. ствроб. О.1. Гриник -
1нститут агроекологп i природокористування НААН, м. Кшв
РАДЮЕКОЛОГ1ЧН1 ПРОБЛЕМИ В КОНТЕКСТ РЕПОНАЛЬНОГО ЕКОНОМ1ЧНОГО РОЗВИТКУ КШВСЬКОГО ПОЛ1ССЯ
На осж^ оброблених матерiалiв оцшено стан сшьськогосподарського виробниц-тва на територн Кшвського Полюся у сучасних екож^чних реалшх. Окреслено низку прюритетних шляхiв реабштацн та розвитку аграрного сектору области Встановлено основы соцюекож^чш та еколопчш проблеми, виявлено цшшсний, нормативно-право-вий, ресурсний та управлшський конфлшти в агарнш галузi економжи регюну. Обгрун-товано необхщшсть переходу на агроландшафтну концепцию природокористування. Доведено, що для досягнення збалансованост штересгв та цшей сощального, економiчного та еколопчного розвитку необхщний взаемопов'язаний, взаемозалежний аналiз певно! ситуацн водночас за трьома аспектами, паритетне поеднання трьох пiдходiв з урахуван-ням змши з часом та у просторi вiдповiдних цiнностей i потреб. Тшьки такий гнучкий пiдхiд дае змогу прийняти управлiнськi рiшення з урахуванням конкретних умов.
Ключовi слова: радiацшне забруднення, сталий розвиток, реабштацш теригорн, регiональний розвиток, еколопзащя, Кивське Полiсся.
Постановка проблеми. Укра'на переживае економiчну та екологiчну кризу, яка пов'язана зокрема з надшрним антропогенним навантаженням. Усi екологiчнi проблеми, незалежно вiд того, якими галузями вони породжеш, пов'язанi з певною територiею. 1х глибина залежить вiд структури економiки ре-гiону, комплексу провiдних галузей господарства, розвиток яких зумовлений на-
