CC BY
28
ЭКОЛОГИЯ ПОЧВ
УДК 632.122.2
МИГРАЦИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ НЕФТИ В ПОЧВАХ СЕВЕРО-ВОСТОКА ОСТРОВА САХАЛИН
Е.Г. Сотникова, Д.Н. Липатов
В работе представлены результаты исследования вертикальной и латеральной внутри-почвенной миграции углеводородов нефти (УВН) в подзолах, техно-подзолах, бурых лесных, аллювиальных лугово-болотных, болотных торфяно-глеевых почвах о. Сахалин. Проведена оценка пространственного распределения содержания углеводородов в почвах на поверхности нефтяных разливов, промышленных площадок, естественных выходов нефти. Рассмотрены факторы, влияющие на структуру ореолов загрязнения и интенсивность миграции углеводородов нефти в почвах.
Ключевые слова: нефтяное загрязнение, миграция углеводородов, почвенный профиль.
Введение
В нефтедобывающих регионах масштабное загрязнение почв органическими экотоксикантами возникает в результате аварий, а также в процессе добычи, хранения и транспортировки нефти [5, 12]. На о. Сахалин в настоящее время открыто 61 месторождение на суше и 8 — на шельфе Охотского моря [1, 8]. К 2010 г. объемы суммарной ежегодной добычи нефти на о. Сахалин могут достичь 23 млн т. В связи с этим исследование нефтяного загрязнения почв в данном регионе приобретает все большую актуальность.
Последствия загрязнения ландшафтов углеводородами нефти (УВН) во многом определяются потенциальной самоочищающей способностью почв. Почвы севера о. Сахалин характеризуются низкой скоростью разложения углеводородов, но умеренным и сильным их рассеянием [3, 11]. Цель настоящей работы — изучение особенностей поступления, распределения и миграции УВН в различных типах почв на территории нефтепромыслов о. Сахалин.
Объекты и методы исследования
Исследования проводили в северо-восточной части о. Сахалин на нефтепромыслах, многие из которых эксплуатируются с 1930—1950-х гг.
В почвенном покрове Северо-Сахалинской равнины преобладают подзолистые почвы на хорошо дренируемых поверхностях, почвы болотного ряда — на плохо дренируемых (низинных) поверхностях [4]. Большинство исследованных профилей подзолов отнесено к подтипу иллювиально-железистых, сформированных на морских отложениях легкого гранулометрического состава (табл. 1). На выположен-ных склонах речных долин встречаются подзолистые почвы с признаками оглеения. Бурые лесные
почвы, формирующиеся на рыхлых элювиально-делювиальных отложениях, отмечены на склонах увалов. Торфяные болотные низинные почвы, рассматриваемые в работе, приурочены к прирусловой части рек и ручьев, а к долинам рек — аллювиальные лугово-болотные почвы.
На территории нефтепромыслов широкое распространение имеют техногенно преобразованные почвы — хемо-техноземы [2, 15], профили которых характеризуются различной степенью механического нарушения и химического загрязнения.
Исследования проведены на восьми участках с разными типами нефтяного загрязнения (табл. 2). Опорные почвенные разрезы закладывали вблизи источника загрязнения. На нескольких участках были заложены серии разрезов в геохимически сопряженных ландшафтах: в направлении от источника загрязнения через транзитные геохимические позиции на склонах в аккумулятивные геохимические позиции в долинах рек (табл. 1). Отбор проб проводили по генетическим горизонтам почвенных профилей, в техногенных горизонтах — по слоям 0—15 или 0—20 см.
Для изучения пространственного варьирования на каждом участке в пределах площадок 50 х 50 м осуществлялся отбор 16 почвенных образцов по случайной схеме пробоотбора из поверхностного 0—10-сантиметрового слоя.
Содержание суммы УВН в пробах почвы определяли методом инфракрасной спектрометрии в соответствии с ПНДФ 16.1:2.2.22—98.
Результаты и их обсуждение
Вертикальное распределение УВН в почвах. С целью установления регионального фонового содержания УВН был исследован почвенный профиль подзола в лесном биоценозе, удаленном от основных источников техногенного воздействия
L»J OS
Таблица 1
Характеристика почвенного покрова на объектах исследования
Участок Почвенные профили вблизи источника загрязнения Почвенные профили в геохимически сопряженных ландшафтах (при увеличении расстояния от источника загрязнения)
разр. 1 разр. 2 разр. 3 разр. 4
№ 1 ТТКО-15) - ТГ2(15—45) - Bfg(45-60) - Bg(60—75) хемо-техноподзол А0А1(0—7) - Е(7—16) - ВЩ16-29) - В2К29-58) - B3g(58—70) подзол иллювиально-железистый песчаный Т1(0—10) - Т2Ц0-40) - ВО(> 40) болотная низинная торфяная Т1(0—20) - Т2(20—40) - BG(> 40) болотная низинная торфяная
№ 2 ТТК0-40) - ТГ2(40—80) - Bfg{80—120) -Bg(120—180) - BCg(180—200) хемо-техноподзол А'(0—65) - АТ(65—75) - Bg(75-95) -ВО(95—120) - С(> 120) аллювиальная лугово-болотная оторфован-ная супесчаная Ag(0—38) - ВО(38—75) - С(> 75) аллювиальная лугово-болотная супесчаная Ag(0—15) - Tg(15—40) - G(> 40) болотная низинная торфяно-глеевая
№ 3 ТГ(0—40) - BgT(40—60) - BG(60—80) хемо-технопочва ТГ(О-ЗО) - Т1(30—45) - Т2(45—60) хемо-технопочва Ag(0—20) - ATg(20—40) - С(> 40) болотная низинная торфяно-глеевая —
№ 4 Х1(0—15) - Х2Ц5-30) - Х3(30—45) -Х4(45—60) хемозем АТ1(0—15) - АТ2(15—30) - Tg(30-45) -0(45-60) химически загрязненная торфяно-глеевая
№ 5 А'(0—5) - АТ(5—22) - Bg(22-35) -BG(35—50) - G(> 50) аллювиальная лугово-болотная оторфован-ная легкосуглинистая
№ 7 А'(0—3) - А0А1(3—13) - В1(13—23) -В2(23—35) - В3(35—53) - BCg(53-71) -Cg(> 71) химически загрязненная бурая лесная глее-ватая легкосуглинистая А0А1(0—13) - В 1(13—21) - В2(21—45) - В3(45—69) - BCg(> 69) бурая лесная глееватая легкосуглинистая
№ 8 АТ1(0—3) - АТ2(3—24) - G(> 24) болотная низинная торфяно-глеевая А0А1(0—5) - АТ(5—8) - Е(8-29) -ВЩ29-38) - В2К38-61) - ВС(61-95) подзол иллювиально-железистый оторфо-ванный песчаный Т(0—20) - Е(20—36) - ВЩ36-54) -В2К54-70) торфянисто-подзолистая иллювиаль-но-железистая песчаная
№ 9 фоновый разрез: АО(О-Ю) - Е(10-20) - ЕВ(20-26) - Blf(26—70) - B2fg(70-110) - BCg(110-170) подзол иллювиально-железистый песчаный
Примечание. «—» — разрез не закладывался.
ы
о р
£
Таблица 2
Характеристика источников нефтяного загрязнения почв на объектах исследования
Участок Источник загрязнения Локализация сброса загрязнителя в почву Тип загрязнителя Срок загрязнения
№ 1 заброшенное нефтехранилище поверхностная товарная нефть 10—15 лет
№ 2 шламовый амбар внутрипочвенная буровой шлам, буровые растворы, сырая нефть 1—10 лет
№ 3 нефтеловушка, шламовый амбар та же сырая нефть, сточные воды, буровой шлам 2—5 лет
№ 4 природный выход нефти на поверхность — ,, — сырая нефть > 30 лет
№ 5 нефтеловушка поверхностная сырая нефть, сточные воды 1—3 года
№ 6 законсервированные нефтяные скважины та же сырая нефть, сточные воды 1—10 лет
№ 7 внутрипромысловый нефтепровод — ,, — сырая нефть < 1 года
№ 8 нефтепровод, нефтехранилище поверхностная, внут-рипочвенная сырая нефть 2—5 лет
(табл. 1). Содержание углеводородов в нем не превышало 70 мг/кг в иллювиальном горизонте ВН, при этом в верхнем элювиальном гор. Е оно составило 52, в нижнем, ВС§ — 22 мг/кг. В почвенных профилях, расположенных на территории месторождений (рис. 1), содержание УВН по сравнению с региональным фоновым уровнем значительно увеличено.
В подзолах иллювиально-железистых повышено содержание УВН в поверхностных горизонтах: в гор. А0А1 разр. № 1-2 — 748, в гор. АТ разр. № 8-2 — 1360 мг/кг (рис. 1, а), что в 10—20 раз выше фона. В горизонтах Е и ВН содержание УВН снижается, а глубже вновь увеличивается. В разр. № 1-2 наибольшее количество зафиксировано на уровне почвенно-грунтовых вод в оглеенном гор. В3§, составляя 1466 мг/кг, что указывает на проходящий здесь латеральный внутрипочвенный поток УВН.
В техноподзолах на исследованных промышленных площадках содержание УВН характеризуется широким диапазоном значений. Так, в разр. № 2-1 отмечено несколько локальных максимумов профильного распределения загрязнителей (рис. 1, б). Такое многослойное распределение характерно для нефтезагрязненных территорий, на которых проводили землевание [13]. Первый максимум в слое 0—20 см сформирован в результате поступления техногенных потоков на поверхность почвы; второй, в слое ТГ2 (40—80 см), характеризующийся уровнем 7500—8000 мг/кг, по-видимому, соответствует поверхности погребенного в результате зем-левания ореола загрязнения. В отличие от насыпного светло-бурого гор. ТГ1 (0—40 см), нижележащий ТГ2 (40—80 см) имел темно-серо-бурый цвет с маслянистым блеском. Резкое снижение содержания УВН в слоях 20—40 и 80—100 см указывает на низкую интенсивность вертикальной миграции загрязнителя в верхней части почвенной толщи. Консервация УВН вследствие землевания приводит
к замедлению их деградации и сопровождается снижением миграционной подвижности. Третий максимум распределения УВН в профиле на глубине 180—200 см, составивший 10 950 мг/кг, предположительно образован вследствие выноса загрязняющих веществ сквозь боковую стенку нефтешламо-вого амбара. На глубине 100—180 см содержание УВН, находящееся на уровне 1000—1500 мг/кг, по-видимому, сформировано в ходе восходящей миграции наиболее подвижных фракций нефтепродуктов из слоя 180—200 см. Высокая интенсивность вертикальной миграции в нижней части профиля продиктована действующим источником загрязнения, вызывающим непрерывное поступление значительных количеств УВН в глубь почвы.
В техноподзоле разр. № 1-1 максимум содержания УВН отмечается в верхних насыпных ТГ1 (0—15 см) и ТГ2 (15—30 см) грунтах и составляет 10 231 и 12155 мг/кг соответственно. С глубиной наблюдается постепенное снижение содержания загрязнителей до 3671 мг/кг в оглеенном обводненном гор. В§ (в 71 раз выше фона). Загрязнение почвы на данном участке происходило в условиях многократного разлива нефти на поверхности в результате утечек из нефтехранилища. Постепенное снижение содержания УВН с глубиной указывает на интенсивную инфильтрацию нефтепродуктов в глубь почвенного профиля, чему во многом способствует легкий механический состав технопочвы. Важно отметить, что глубина проникновения УВН достигает уровня верховодки и может привести к миграции загрязнителей в составе латерального внут-рипочвенного стока.
Содержание УВН в бурых лесных почвах рассмотрено на уч. № 7 в разрезах 1 и 2 (рис. 1, в), заложенных на склоне длиной ~50 м, на котором разлита нефть из внутрипромыслового трубопровода. Профиль разр. № 7-1 загрязнен в большей степени, чем № 7-2, в котором не произошло никаких морфологических изменений под влиянием за-
Содержание УВН, мг/кг
0 500 1 000 1 500 0 4 000 8 000 12 000 0 40 000 80 000 120 000
0 20 000 40 000 60 000 0 50 000 100 000 150 000 100 000 200 000 300 000
Рис. 1. Вертикальное распределение содержания УВН по профилям почв северо-востока Сахалина: а — подзолов иллювиально-железистых; б — хемо-техноподзолов; в — бурых лесных; г — аллювиальных лугово-болотных; д — болотных низинных торфяно-глеевых; е — хемоземов на природном выходе нефти. Почвенные разрезы: 1 — № 1-2; 2 — № 8-2; 3 — № 2-1; 4 — № 1-1; 5 — № 7-2; 6 — № 7-1; 7 — № 2-2; 8 — № 5-1; 9 — № 8-1; 10 — № 3-3; 11 — № 4-2; 12 — № 4-1
грязнения, тогда как верхние 35 см профиля разр. № 7-1 имели темно-бурый цвет с маслянистым блеском: в нем отмечен раздвоенный пик накопления нефти в верхних горизонтах, содержание УВН в которых превышает 100 000 мг/кг. В профиле разр. № 7-2 наибольшее количество УВН, превышающее 30 000 мг/кг, находится на глубине 13—21 см в гор. В1, а в горизонтах А0А1 и В2 — в 2 раза меньше. Глубже 35 см в обоих профилях наблюдается снижение содержания УВН, но в более за-
грязненном профиле это снижение резкое, а в менее загрязненном — плавное. В горизонтах ВС и ВС§ разр. № 7-1 содержание УВН увеличивается до 20 000 мг/кг, по-видимому, за счет проникновения легких фракций нефти, обладающих высокой миграционной подвижностью.
Профильное распределение УВН в аллювиальных лугово-болотных почвах изучено на основе разр. № 2-2 и № 5-1 (рис. 1, г). В поверхностной части этих профилей были выявлены намытые горизон-
ты А', содержание УВН в которых было в 5—10 раз ниже, чем в нижележащих; это указывает на то, что эрозионный намыв происходил позже нефтяного разлива. Намытые слои не включены в графики профильного распределения. Несмотря на то что уровень загрязнения рассматриваемых профилей аллювиальных лугово-болотных оторфованных почв различается почти в 10 раз, они проявляют сходные тенденции распределения углеводородов по почвенным горизонтам. Накопление УВН в верхнем гор. АТ отражает поступление загрязнителя с поверхности почвы, а также повышенную нефтеем-кость этого органогенного горизонта. Ниже в обоих профилях содержание УВН в гор. Bg снижается более чем в 2 раза. В глеевых горизонтах происходит вторичное накопление загрязнителя, причем в гор. BG его содержание выше, чем в нижележащем гор. G, являющемся геохимическим барьером — «экраном» на пути миграции нефтепродуктов. Подобная неоднородность распределения нефтепродуктов в глеевом горизонте была отмечена и в гид-роморфных почвах других регионов [14], что указывает на внутрипочвенную латеральную миграцию УВН, приуроченную к верхней кромке грунтовых вод. Нефтяное загрязнение профиля почвы разр. № 5-1 сопровождалось его значительными морфологическими изменениями: в почвенной массе были зафиксированы темно-бурые пятна с маслянистым блеском. Несмотря на исходную поверхностную локализацию разлива нефти, на участке происходит формирование протяженных внутрипочвенных ореолов загрязнения.
Профили загрязненных болотных низинных тор-фяно-глеевых почв проявляли сходные особенности вертикального распределения УВН (рис. 1, д). В поверхностных горизонтах АТ1 и Ag разрезов № 8-1 и № 3-3 содержание УВН достигает 50 000—65 000 мг/кг. В нижележащих горизонтах АТ2 и Tg оно значительно падает. Максимум содержания УВН, зафиксированный в обводненных горизонтах глубже 40 см, соответствует уровню 87 638 мг/кг для разр. № 8-1 и 149 456 мг/кг для разр. № 3-3. Такое накопление загрязнителей в верхней и нижней частях профиля при относительном снижении содержания в средних горизонтах указывает на функционирование двух раздельных миграционных потоков: поверхностного и внутри-почвенного, связанного с перемещением загрязненных грунтовых вод.
На северо-востоке о. Сахалин имеются многочисленные естественные выходы нефти на поверхность, которые представляют собой закированные участки почвы в форме небольших «озер». На одном из них были проведены исследования. Разрез № 4-1 был заложен в центральной части участка, а разр. № 4-2 — в его краевой части. В обоих профилях отмечаются глубокие морфологические изменения строения почв, выражающиеся в тем-
но-бурой (почти черной) окраске с маслянистым блеском, иризацией почвенной массы. Закирован-ность, проявляющаяся в затвердевании поверхностных слоев почвы, наиболее выражена в профиле разр. № 4-1. В целом в обоих разрезах отмечается увеличение количества УВН вниз по профилю (рис. 1, е), что отражает особенности их поступления и трансформации в почве данного природного образования. При этом содержание УВН в нижней части профиля разр. № 4-1 достигает 340 000 мг/кг, а разр. № 4-2 — 170 000 мг/кг.
Латеральная миграция УВН в почвах. Для изучения особенностей латеральной миграции исследовано содержание УВН в почвах ландшафтно-гео-химических профилей (рис. 2).
Ландшафтно-геохимический профиль на участке № 1 закладывали от источника нефтяного загрязнения к долине реки. В его пределах хемо-тех-ноподзолы сменяются подзолами иллювиально-же-лезистыми на склоне и болотными низинными почвами в пойме (табл. 1). Рядом с источником загрязнения повышенное содержание УВН (более 10 000 мг/кг) наблюдается в поверхностных горизонтах технопочвы (рис. 2, а). Легкий гранулометрический состав и отсутствие в профиле мощных сорбционных барьеров способствуют интенсивной инфильтрации органических загрязнителей сквозь почвенную толщу, поэтому в нижнем горизонте фиксируется достаточно высокое содержание УВН — 3671 мг/кг. В результате углеводороды с площадки нефтехранилища могут достигать поверхности почвенно-грунтовых вод и мигрировать с латеральным стоком в геохимически сопряженные ландшафты. Так, в транзитной позиции на
Рис. 2. Латеральное распределение содержания УВН в почвах ландшафтно-геохимических профилей: а — уч. № 1, б — уч. № 2, в — уч. № 3
склоне в средней части профиля подзола иллю-виально-железистого содержание УВН не превышает 800 мг/кг, однако в нижележащем оглеен-ном гор. Б3§ оно повышается до 1466 мг/кг, что связано с поступлением загрязнителей в составе латерального внутрипочвенного стока. На пойме реки в аккумулятивных геохимических позициях содержание УВН в поверхностных органогенных горизонтах почв достигает 2000 мг/кг. Органо-сорбци-онные барьеры, ограничивающие миграцию УВН, могут играть важную роль не только в вертикальном, но и в латеральном перераспределении загрязнителей в системе геохимически сопряженных ландшафтов [7, 9].
На уч. № 2 рассмотрены закономерности распространения нефтяного загрязнения от шламового амбара (рис. 2, б). В профиле хемо-техноподзола накопление УВН на глубине 40—80 см сформировано, по-видимому, в результате разлива нефтешла-мов из амбара и последующей засыпки загрязненного слоя привозным грунтом. Выраженный внут-рипочвенный поток УВН на глубине 180—200 см свидетельствует о выносе загрязняющих веществ почвенными водами за пределы шламового амбара вследствие недостаточной гидроизоляции дна и стенок сооружения. На расстоянии 70 м от шламового амбара в профиле полугидроморфных почв также фиксируются сходные максимумы содержания УВН. В приповерхностном оторфованном гор. АТ, являющимся барьером-«концентратором» по отношению к органическим загрязнителям, содержание УВН составило 4469 мг/кг. В гор. ВО, ниже которого залегает обводненный глеевый горизонт, служащий геохимическим барьером-«экраном», оно равно 3868 мг/кг. В аккумулятивной геохимической позиции в пойме реки содержание УВН в торфяных горизонтах остается достаточно высоким и лежит в диапазоне от 1000 до 3000 мг/кг. В связи с тем, что загрязнение распространяется более чем на 100 м от шламового амбара, достигая русла реки, можно говорить о высокой интенсивности миграционных процессов в исследованной ландшафтно-геохимической системе. Проникновение УВН в поч-венно-грунтовые воды, легкий механический состав почв, наличие в профиле глеевых горизонтов, являющихся геохимическим барьером-«экраном», приводит к активации латерального стока и расширению ореола внутрипочвенного нефтяного загрязнения. Утечки загрязнителей из шламовых амбаров и других технических объектов нефтепромысла, приводящие к формированию техногенных водотоков — технических «ручьев», способных переносить экотоксиканты на большие расстояния, представляют особую опасность для природной среды [6, 10, 12].
На уч. № 3 отмечены сложные закономерности латерального распределения УВН (рис. 2, в). Непосредственно вблизи источника наблюдается невы-
сокий уровень загрязнения поверхностных грунтов (до 2000 мг/кг). Но на глубине от 40 до 80 см вскрывается линза экстремально высокого содержания УВН (от 30 000 до 89 000 мг/кг), что связано с поступлением загрязнителя с латеральным стоком от нефтеловушки по каналам внутрипоч-венной миграции. В средней части геохимического профиля, в 25 м от источника, наблюдается аналогичная картина: при относительно невысоком уровне загрязнения поверхностных слоев (до 2000 мг/кг) с глубины 50 см содержание УВН резко возрастает до 29 000 мг/кг. В 50 м от источника в профиле болотной низинной торфяно-глеевой почвы содержание УВН колеблется от 29 000 до 100 000 мг/кг. Наиболее вероятным механизмом загрязнения данной почвы является поступление УВН не только с внутрипочвенным стоком, но и в результате поверхностного привноса нефтепродуктов из реки, которая в периоды половодья и ливневых дождей может смыкаться с нефтеловушкой. Вследствие этого латеральное распределение на уч. № 3 характеризуется увеличением содержания УВН в нижних горизонтах почв не только вблизи источника загрязнения, но и в краевой части ореола.
Пространственное распределение УВН в поверхностном слое почв. Исследование пространственного распределения содержания УВН выявило широкий диапазон уровня загрязнения почв на участках (табл. 3). Низкий средний уровень содержания УВН в поверхностных грунтах отмечен для участков № 2 и № 3. Они характеризуются внутри-почвенной локализацией нефтепродуктов при слабом загрязнении поверхностных горизонтов почв. На площадке участка № 1 наблюдается широкий диапазон содержания УВН: от 200 до 7300 мг/кг, что свидетельствует о первоначальной неравномерности разливов нефти по поверхности. Среди пятен с очень высоким уровнем нефтяного загрязнения встречаются таковые с допустимым содержанием УВН. Площадки участков № 4—№8 имеют очень высокий уровень загрязнения почвы — значения среднего выше 5000 мг/кг.
Коэффициент вариации на исследованных площадках составил 52,0—165,1%. Наибольшая степень варьирования, зафиксированная для участка № 6, связана с тем, что он объединял промышленные площадки трех соседних законсервированных буровых скважин с разным уровнем техногенного воздействия. Проверку закона распределения проводили с помощью критерия Уилка—Шапиро (а = 0,05) для выборок исходных значений и подвергнутых логарифмической трансформации. Пространственное распределение содержания УВН в слое 0—10 см на четырех площадках удовлетворительно описывалось нормальным законом (К), на четырех других — логнормальным законом (ЬК).
Для участка природного выхода нефти на поверхность (уч. № 4) отмечен наибольший средний уровень содержания УВН — 208 538 мг/кг, что со-
Таблица 3
Статистические характеристики варьирования содержания углеводородов нефти (мг/кг) в поверхностном 10-сантиметровом слое почв (п = 16)
Участок Среднее Медиана Минимум Максимум Коэффициент вариации, % Коэффициент асимметрии Коэффициент эксцесса Закон распределения
№1 1844 1000 200 7300 103,9 1,89 3,60 ЬК
№2 1075 1050 200 1900 52,0 0,00 -1,51 N
№3 313 300 100 800 59,4 1,01 1,86 N
№4 208 538 227 150 23 900 416 000 58,9 -0,08 -1,20 N
№5 31 506 17 700 800 79 100 88,8 0,54 -1,27 N
№ 6 13 169 1350 100 65 000 165,1 1,76 1,97 ЬК
№7 27 500 18 000 1600 75 900 90,3 0,67 -0,98 LN
№8 7650 5900 300 24 100 95,7 0,98 -0,03 LN
ответствует более 20% от массы почвы. При этом степень варьирования и асимметрия распределения углеводородов здесь ниже, чем на большинстве тех-ногенно загрязненных площадок, что указывает на достаточно выровненное сплошное рассеяние нефти в поверхностных слоях почвы этого природного образования.
Отмеченные для большинства площадок высокие коэффициенты вариации и положительная асимметрия распределений УВН в почве свидетельствуют о наличии отдельных очагов с высокой концентрацией загрязнителя. В качестве таковых могут выступать локальные зоны нефтяных разливов, расположенные близко к источнику загрязнения на месте сброса техногенных потоков, а также приуроченные к микропонижениям, в которых происходит накопление компонентов нефти. Так, на площадке уч. № 5, загрязненной вследствие разлива из нефтеловушки, наибольшее содержание
10 000 30 000 50 000
Содержание УВН, мг/кг
Рис. 3. Пространственное распределение содержания УВН в слое почвы 0—10 см на участках № 5 (а) и № 7 (б)
УВН фиксируется вблизи источника загрязнения, а в периферийной краевой зоне снижается (рис. 3, а). Площадка уч. № 7 была заложена на разливе нефти по склону. Вследствие этого на картограмме отмечаются вытянутые вдоль склона более загрязненные очаги (рис. 3, б), приуроченные к зонам поверхностных потоков нефти, тогда как микроповышения между ними остались менее загрязненными.
Выводы
• Проведенные исследования показали высокие уровни нефтяного загрязнения почвенного покрова на территории нефтепромыслов о. Сахалин. УВН поступают в почву в результате аварийных разливов, утечек, а также природных выходов нефти на поверхность.
• В вертикальном распределении УВН в различных типах почв наряду с накоплением в верхних органогенных горизонтах наблюдается увеличение их содержания в нижних горизонтах на глеевом геохимическом барьере.
• В ландшафтно-геохимических системах на нефтедобывающих территориях отмечается высокая интенсивность латеральных миграционных потоков УВН по поверхности почвы и на верхней кромке грунтовых вод. Наибольшая степень загрязнения почв выявлена вблизи источника загрязнения, а также в микропонижениях, где происходит локальное накопление компонентов нефти.
• Пространственное распределение нефтяного загрязнения в почвах имеет сложный характер. Размеры и структура ореолов УВН в почвах во многом определяются спецификой источника загрязнения. В порядке убывания по степени воздействия на поверхностные горизонты почв источники формируют ряд: естественные выходы нефти > нефтеловушки > нефтепроводы > заброшенные нефтехранилища и буровые > шламовые амбары.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Белонин М.Д., Маргулис Л.С. Нефтегазоносный потенциал и перспективы освоения углеводородных ресурсов Востока России // Нефтегазовая геология. Теория и практика. 2006. № 1.
2. Герасимова М.И., Строганова М.Н., Можарова Н.В., Прокофьева Т.В. Антропогенные почвы: генезис, география, рекультивация. Смоленск, 2003.
3. Глазовская М.А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов СССР. М., 1988.
4. Ивлев А.М. Особенности генезиса и биогеохимия почв Сахалина. М., 1977.
5. Кураков А.В, Ильинский В.В., Котелевцев С.В., Садчиков А.П. Биоиндикация и реабилитация экосистем при нефтяных загрязнениях. М., 2006.
6. Леднев А.В. Изменение свойств дерново-подзолистых суглинистых почв под действием загрязнения продуктами нефтедобычи и приемы их рекультивации: Автореф. докт. дис. Ижевск, 2008.
7. Максимович Н.Г. Использование сорбционных барьеров для борьбы с разливами нефти // Геохимия биосферы (К 90-летию А.И. Перельмана): Тез. докл. Междунар. науч. конф. М., 2006.
8. Новиков Ю.Н. Достижения и проблемы недропользования на шельфе Сахалина // Нефтегазовая геология. Теория и практика. 2008. № 3.
9. Пиковский Ю.И. Природные и техногенные потоки углеводородов в окружающей среде. М., 1993.
10. Пиковский Ю.И. Трансформация техногенных потоков нефти в почвенных экосистемах // Восстановление нефтезагрязненных почвенных экосистем / Под ред. М.А. Глазовской. М., 1988.
11. Пиковский Ю.И, Геннадиев А.Н., Чернянский С.С., Сахаров Г.Н. Проблема диагностики и нормирования загрязнения почв нефтью и нефтепродуктами // Почвоведение. 2003. № 9.
12. Солнцева Н.П. Добыча нефти и геохимия природных ландшафтов. М., 1998.
13. Солнцева Н.П, Никифорова Е.М. Региональный геохимический анализ загрязнения почв нефтью (на примере Пермского Прикамья) // Восстановление нефтеза-грязненных почвенных экосистем / Под ред. М.А. Гла-зовской. М., 1988.
14. Солнцева Н.П, Садов А.П. Закономерности миграции нефти и нефтепродуктов в почвах лесотундровых ландшафтов Западной Сибири // Почвоведение. 1998. № 8.
15. Шишов Л.Л., Тонконогов В.Д, Лебедева И.И, Герасимова М.И. Классификация и диагностика почв России. Смоленск, 2004.
Поступила в редакцию 05.04.2009
OIL HYDROCARBONS MIGRATION
IN SOILS OF THE NORTHEAST OF SAKHALIN ISLAND
E.G. Sotnikova, D.N. Lipatov
The results of vertical and lateral intrasoil migration of oil hydrocarbons in podsolic, tech-nopodsolic, brown forest, alluvial meadow-bog, peat gley soils of Sakhalin Island are presented in this article. The estimation of spatial distribution of oil hydrocarbons on the surface of oil spill, industrial sites and natural exits of oil is spent. The factors influencing structure of contamination auras and migration intensity of oil hydrocarbons in soils are considered.
Key words: oil contamination, migration of hydrocarbons, soil profile.
Сведения об авторах. Сотникова Елена Геннадьевна, аспирант каф. радиоэкологии и экотоксикологии; тел. 939-50-09, e-mail: [email protected]. Липатов Денис Николаевич, канд. биол. наук, ст. препод. каф. радиоэкологии и экотоксикологии; тел. 939-50-09.
