Научная статья на тему 'ПРИНЦИПЫ НОРМИРОВАНИЯ НЕФТЕПРОДУКТОВ В ПОЧВЕ'

ПРИНЦИПЫ НОРМИРОВАНИЯ НЕФТЕПРОДУКТОВ В ПОЧВЕ Текст научной статьи по специальности «Экологические биотехнологии»

CC BY
681
98
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
НЕФТЕПРОДУКТЫ / PETROLEUM PRODUCTS / ОРГАНИЧЕСКИЙ УГЛЕРОД / ORGANIC CARBON / НЕСПЕЦИФИЧЕСКИЕ ОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ / NONSPECIFIC ORGANIC COMPOUNDS / МЕТОДЫ АНАЛИЗА / METHODS OF ANALYSIS / СВОЙСТВА ЭКСТРАГЕНТА / PROPERTIES OF THE EXTRACTANT / ГОРИЗОНТ / HORIZON

Аннотация научной статьи по экологическим биотехнологиям, автор научной работы — Околелова А.А.

Нормирование нефтепродуктов в почве должно иметь обоснованный региональный норматив с учетом наличия специфических и неспецифических органических соединений в каждой конкретной почве, ее провинциальных особенностей. Для определения нефтепродуктов в почвах предлагаем учитывать 7 принципов: учет неспецифических органических соединений почвы, органического углерода почвы, методов анализа, свойств экстрагента, изменение содержания концентрации органического углерода в нефтезагрязненной почве, сопоставимость единиц измерения, учет горизонта, в котором производили отбор проб.Annotanion. Rationing of petroleum products in soil must have a reasonable regional standard, subject to the availability of specific and nonspecific organic compounds in each soil, its provincial peculiarities. For determining petroleum products in soil proposed to take into account the 7 principles: accounting nonspecific organic compounds of the soil. organic carbon of the soil, methods of analysis, properties of the extractant, the change of concentration of organic carbon in oil-contaminated soil, comparability of units of measurement, accounting horizon, which made the sampling.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «ПРИНЦИПЫ НОРМИРОВАНИЯ НЕФТЕПРОДУКТОВ В ПОЧВЕ»

03.00.00. Биологические науки

А.А. Околелова

профессор кафедры промышленной экологии и безопасности жизнедеятельности, Волгоградский государственный технический университет, д.б.н.

А.А. Oko\e\ova Doctor of Biological Sciences, рго^еъБог Volgograd State Technical University (FSBEE HPE"VSTU")

ПРИНЦИПЫ НОРМИРОВАНИЯ НЕФТЕПРОДУКТОВ В ПОЧВЕ

Аннотация. Нормирование нефтепродуктов в почве должно иметь обоснованный региональный норматив с учетом наличия специфических и неспецифических органических соединений в каждой конкретной почве, ее провинциальных особенностей. Для определения нефтепродуктов в почвах предлагаем учитывать 7 принципов: учет неспецифических органических соединений почвы, органического углерода почвы, методов анализа, свойств экстрагента, изменение содержания концентрации органического углерода в нефтезагрязненной почве, сопоставимость единиц измерения, учет горизонта, в котором производили отбор проб.

Annotanion. Rationing of petroleum products in soil must have a reasonable regional standard, subject to the availability of specific and nonspecific organic compounds in each soil, its provincial peculiarities. For determining petroleum products in soil proposed to take into account the 7 principles: accounting nonspecific organic compounds of the soil. organic carbon of the soil, methods of analysis, properties of the extractant, the change of concentration of organic carbon in oil-contaminated soil, comparability of units of measurement, accounting horizon, which made the sampling. Ключевые слова: нефтепродукты, органический углерод, неспецифические органические соединения, методы анализа, свойства экстрагента, горизонт.

Key words: petroleum products, organic carbon, nonspecific organic compounds, methods of analysis, properties of the extractant, the horizon.

До настоящего времени нормы содержания нефти и в почве не установлены. По нормативу [19] содержание нефти в почве в пределах 1 мг/кг оценивают как допустимое, 1-2 мг/кг - низкое, 2-3 - среднее, 3-5 - высокое и более 5 - очень высокое, хотя обоснование этих критериев отсутствует.

Определению допустимого содержания нефти с учетом природных особенностей территории посвящены работы М.А. Глазовской [2], Ю.И. Пиковского с соавторами [18] и других. Институт биологии Уральского отделения РАН для зоны южной тайги определил нормативы содержания нефти в почвах пашни и пастбищ равные 1-5 мг/кг, сенокосов - 10-30 [10]. I.N.William предлагает нормативы содержания нефти в почве определять с учетом ее фракционного состава [29]. В Москве для территории природно-рекреационного, жилого и общественного использования концентрация НП

в почве не должно превышать 300 мг/кг, для производственного и транспортного - 1000, считает А.С. Яковлев с соавторами [27].

Ю. С. Другов и А. А. Родин [6] предлагают установить ОДК (ориентировочно допустимая концентрация загрязняющего вещества в почве) для тяжелых и легких нефтепродуктов. К легким авторы относят бензин, керосин, конденсат и даже дизельное топливо, к тяжелым - мазут, битум, смазочные масла. Авторы предлагают ОДК для легких нефтепродуктов, содержащихся в почвах с низкой способностью к самоочищению, принять равной 2 г/кг, со средней -4, с высокой - 8. Способность к самоочищению специалисты эти ученые разделяют по времени: до 5 лет - высокая, до 10 -средняя, до 30 - низкая и виду эксплуатации.

По нормативам, принятым в Белоруссии [4] определение среднего ландшафтно-геохимического фона нефтепродуктов включает отбор не менее 30 смешанных проб, определение НП методом газовой хроматографии и расчет средней величины (Гос. Стандарт...). При изучении фона дерново-подзолистых почв Белоруссии В.М. Рубин с соавторами [4] предложили следующие их уровни: для дачных участков - 101,48 мг/кг, земель промышленности, транспорта, связи, энергетики, обороны - 295,32, природоохранного, оздоровительного, рекреационного назначения -31,48, лесного, водного фонда, земель запаса и агроценозов - 3,15.

В настоящее время введен показатель «допустимое ориентировочное содержание нефти и нефтепродуктов в почве (ДОСНП)». В соответствии с Приказом МПР России от 12.09.02. № 574 «Об утверждении Временных рекомендаций по разработке и введению в действие нормативов ДОСНП после проведения рекультивационных и иных восстановительных работ» рассматривают возможность установления региональных нормативов. По тексту документа получается, что другие случаи загрязнения почв исключают возможность нормирования в них нефти и нефтепродуктов. В этом нормативе положительным является и сам факт постановки вопроса о введении нормативов и то, что в качестве дополнительного уровня рассматривают содержание нефти и продуктов ее трансформации, при котором не наблюдается значимого отрицательного влияния на сопредельные среды, почвенную биоту, не происходит изменения почвенных свойств, вызывающих ее деградацию. Правда, в документе не оговорено, что понимается под определением «значимое отрицательное влияние».

Согласно «Инструкции по определению и возмещению ущерба от деградации и загрязнения земель» и ГОСТу 17.4.4.02-84 в России установлены уровни загрязнения земель органическими веществами, в том числе нефтью, бензином, керосином от допустимого до очень высокого.

В Нидерландах для оценки загрязнения почв нефтепродуктами применяют три уровня: 1 - фоновый с содержанием нефтепродуктов 0,05 г/кг; 2 - повышенный - 1 г/кг, при котором выявляют и устраняют причины загрязнения, организовывают мониторинг; 3 - высокий - 5 г/кг, в этом случае обязательна рекультивация почвы [29]. В данном случае оказались не нормированы величины от 50 до 1000 мг/кг и от 1000 до 5000 мг/кг.

При оценке степени загрязнения, территории с целью её картирования В. Н. Майстренко и др. [11] выделяют следующие зоны: «риска» - территории с высоким уровнем загрязнения почв СОЗ

(органическое соединение природного или антропогенного происхождения, которые трудно подвергается фотолитическому, химическому и биологическому разложению, характеризуется низкой растворимостью в воде и хорошей - в жирах, что приводит к их накоплению в почвах); «потенциального риска» - территории воздействия источников СОЗ; разгрузки или деградации - территории вокруг ликвидированных или модернизированных источников СОЗ, рекультивированные земли; фоновые территории - не подверженные риску.

В п. 2 ГОСТа 17.4.3.06-86. другие оценки загрязнения почв по степени загрязнения почвы подразделяют. Сильнозагрязненные, содержание загрязняющих веществ в несколько раз превышает ПДК. Не указано, во сколько. Среднезагрязненные. Превышение ПДК без видимых изменений в свойствах почв. Слабозагрязненные. Содержание химических веществ не превышает ПДК, но выше естественного фона. Не оговорено, что принимать за фон. В этом нормативном документе предложен коэффициент концентрации загрязнения почвы и две формулы его определения, одна с учетом фона, другая - ПДК.

Концентрация НП в почве в биологически безопасном уровне не установлена «из-за сложного и непостоянного химического состава нефтей и вряд ли будет установлена однозначно» [8, с. 234].

Для нефтепродуктов не возможно обосновать предельно допустимую концентрацию в почве, так как в их состав входят соединения, являющиеся необходимым компонентом любой почвы. Нормирование НП - актуально, предлагаем несколько принципов, необходимых учитывать при разработке нормативов.

1 принцип. УЧЕТ НЕСПЕЦИФИЧЕСКИХ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ ПОЧВЫ. А.С. Яковлев и Ю.Г. Никулина считают, что фоновое содержание нефти в почве представляет собой сумму результатов природных глубинных эмонаций нефти и газа, а также трансформации растительности и органического вещества в верхней части почвенного профиля [27]. Само понятие «фоновое содержание нефти» вряд ли можно считать корректным, так как это явный ксенобиотик для любой почвы. Органические соединения в почве представлены широким спектром неспецифических и специфических веществ. Представители основных классов неспецифических соединений схожи с нефтепродуктами по химическому строению и отношению к растворителям (н-гексан, хлороформ, четыреххлористый углерод). Под фоном предлагаем понимать наличие в любой незагрязненной (эталонной, фоновой) почве неспецифических органических соединений и специфических - гумуса [15, 16].

Чукпарова А.Х. [25] в незагрязненных солончаках Западного Казахстана выявила концентрацию НП, равную, 0,013 г/кг, на месторождении Косшагыл Атыруаской области -130,61 г/кг.

Для объективного выявления органических соединений ксенобиоти-ческой природы (в данном случае нефтепродуктов, в том числе и ГСМ) необходимо определение в исследуемых образцах содержания неспецифических и специфических соединений [9, 14, 17,24].

2 принцип. УЧЕТ СОДЕРЖАНИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО УГЛЕРОДА. При использовании прямых методов определения органического углерода в

почве, результаты получают, независимо от того, каким путем (естественным в ходе почвообразования или антропогенным) попал он в почву. Поэтому для вычленения органических соединений ксенобиотической природы необходимо наличие данных о содержании Сорг в условно незагрязненной (фоновой) почве. А терминологически органический углерод токсикантов можно назвать как органический углерод антропогенного происхождения, а сами соединения - поллютанты органического происхождения или ксенобиотики [13].

Существуют способы, по которым долю НП в почве определяют по содержанию в ней Сорг. Но сами НП содержат не только углерод. Значит, их концентрация будет больше. Предлагаем для учета количества НП ввести поправочный коэффициент Кп -коэффициент накопления НП в почве. Ниже представлена формула его определения:

п

где п - суммарная доля углерода всех индивидуальных углеводородов, входящих в состав нефти, %; 100 - поправочный коэффициент.

Используя данные о качественном составе нефтей, расположенных в различных географических регионах РФ [20], мы просчитали коэффициент накопления для 106 нефтяных месторождений 15 регионов. Мы осознаем, что при наличии более детальных данных о качественном составе нефти, значение коэффициента накопления будет уточняться. Коэффициент накопления изменяется в узком диапазоне, равном 1,19-1,21. Для определения доли нефти или нефтепродуктов в почве по содержанию органического углерода антропогенного происхождения, предлагаем его значение умножать на коэффициент накопления, который в среднем равен 1,2 [16].

Для определения доли НП в почве по содержанию СОРГ

антропогенного происхождения, предлагаем его значение умножать на коэффициент накопления:

НП = СантоО Кп,

где НП - содержание нефтепродуктов, %; Сант - значение органического углерода в загрязненной почве, %

Сант Сорг - Сфон,

где Сфон, Сорг - органический углерод соответственно в незагрязненной и загрязненной почвах, %.

«Часто наблюдается несогласованность толкования терминов в словарях и других документах, не говоря уж о научных публикациях. Необходимо учитывать вероятностный характер любых нормативов, следующий из-за ошибок измерения показателей, статистического характера связей почвенных показателей с той или иной прикладной оценкой» (Фрид, 2011, с. 498).

3 принцип. УЧЕТ МЕТОДА АНАЛИЗА. Содержание нефтепродуктов (НП) в почве определяли тремя методами: экстракцией н-гексаном на приборе «Флюорат 02-3М ЛЮМЭКС», четыреххлористым углеродом (ЧХУ) - на приборе АН-2, хлороформом - гравиметрическим методом. Результаты анализа приведены в таблице 3 [16].

Таблица 3 - Содержание НП, полученное разными аналитическими методами

Объект, горизонт Флюорат АН-2, мг/кг Гравиметрический

мг/кг % от АН-2 мг/кг % от АН-2

Разрез 1, А1 75,8 51,8 146,4 112 76,50

В1 16,0 24,8 64,5 59 91,47

С 39,0 18,1 215,4 78 36,20

Разрез 2, А1 42,7 12,3 347,0 80 23,05

В1 23,0 45,0 51,1 44 86,11

Из анализа представленных данных очевидно, что в одном и том же образце в зависимости от метода определения НП и химических особенностей экстрагента результаты различаются: при определении с использованием гексана они составляют 12-55 % от результатов, полученных при использовании ЧХУ (АН-2), гравиметрическим методом - 23-91 %.

Считаем, что в основе таких разночтений - органические соединения, служащее для создания калибровочного графика и свойства экстрагента. Например, по Методике выполнения измерений массовой концентрации нефтепродуктов (1998.) на Флюорате определяют НП, экстрагируя н-гексаном. Для калибровочного графика 5 мл нефтепродуктов с концентрацией 100 мг/дм3 доводят до 50 мл гексаном. ИК-фотометрия (приборы АН-1, АН-2, КН-1, «Эврика», ИКФ) учитывает входящие в состав НП ароматические углеводороды, фактически, косвенно - с помощью искусственного стандарта, содержащего 25 % бензола [12, 13].

В Белоруссии стандарт предусматривает определение НП методом газовой хроматографии [4], в Казахстане - флуориметрическим методом на анализаторе жидкости «Флюорат-02» [25].

4. Принцип. УЧЕТ СВОЙСТВ ЭКСТРАГЕНТОВ. В основе всех предложенных методов лежит извлечение НП из проб органическими растворителями. Почва является очень трудным объектом анализа, поскольку её органическая часть довольно сложна и разнообразна по составу. В любой почве содержится от 1 до 15 % органических веществ в зависимости от типа почвы. Гумус составляет 85-90 % от общего количества органического вещества почвы. Кроме этого, в почве содержатся и неспецифические вещества: жиры, углеводы (целлюлоза, пектины, пентозаны, маннаны и т. д.), протеины, белки, аминокислоты, амиды, лигнины, дубильные вещества, терпены, смолы и т. п. Таким образом, при выборе растворителя необходимо учитывать сложный химический состав, как определяемого вещества -нефтепродукта, так и исследуемого объекта - почвы [17, 24].

Нефтепродукты могут быть извлечены из почвы различными растворителями: петролейным эфиром, гексаном, бензолом, спирт-бензолом, хлороформом, хлористым метиленом, четыреххлористым углеродом. При экстракции углеводородов из почвы используют ацетон, гексан и дихлорметан [7]. Практически все реактивы частично растворяют и природные органические соединения. В то же время не всегда происходит полная экстракция всех компонентов нефти. В результате исследований [7] пришли к выводу,

1 и и и с»

что обработка нефтезагрязненной серой лесной суглинистой почвы ацетоном позволяет извлекать органические соединения различной природы, большая часть которых имеет природное происхождение. При использова-

нии этого экстрагента необходима очистка экстрактов от мешающих компонентов и необходимость переводить выделенные УВ в другой растворитель, что делает невозможным учитывать летучие фракции и удлиняет анализ, снижая его точность. Дихлорметан более селективный экстрагент, чем ацетон, позволяет выделить, - считает, Ю.А. Завгородняя с соавторами, почти все фракции углеводородов (УВ). Но затруднен перевод в дихлорметан полярных органических соединений гумусового происхождения, «очистка от которых приводит к заметной потере внесенных летучих УВ» [7, с. 32]. Добавление ацетона повышает эффективность работы со слабополярными экстрагентами при анализе влажных образцов почв (Reeve, 2002, Dean, 1998. Цит. по 7).

Из всех используемых исследователями растворителей гексан наиболее селективный по отношению к неполярным соединениям углеводродно-го состава, но хуже извлекает из почвы слабополярные ПАУ (полиароматические углеводороды), полицикланы, высокомолекулярные УВ, которые в почве чаще всего находятся в сорбированном состоянии и перекрыты пленками смолисто-асфальтеновых веществ и почвенного гумуса [6].

Химические свойства гексана благоприятны для количественного извлечения нефтепродуктов из почвы. Этот растворитель используют для разработки ускоренных вариантов метода оценки степени загрязнения почв нефтью. Гексан растворяет углеводородную часть НП и низкомолекулярные смолистые соединения. Использование кипящего гексана позволяет достичь наиболее полного извлечения нефтепродуктов [23]. Почвенные компоненты, извлекаемые нейтральным растворителем, в целом составляют малую часть органического вещества почвы и резко отличаются от нефтяных компонентов по соотношению отдельных классов углеводородов и неуглеводородных соединений.

Необходимо учитывать, что отдельные неспецифические органические соединения почвы и компоненты нефти могут иметь структурные сходства. Однако вопрос о разработке наиболее оптимальных методов их определения и идентификации нельзя считать закрытым, поскольку у каждого метода есть свои преимущества и недостатки. Для достоверности научных положений и выводов необходим большой объем экспериментальных данных, воспроизводимость результатов, адекватность выбранных методов исследования поставленным задачам, статистическая обработка полученных данных.

Экстракция - процесс извлечения органических соединений путем перемешивания среды с экстрагентом, при этом НП и полярные вещества растворяются в используемом растворителе. Экстрагент - растворитель, при помощи которого органические соединения извлекают из среды. Из данных определений следует, что полнота экстрагирования зависит от «силы» растворителя». В нашей работе мы определяли нефтепродукты в почве, используя различные органические соединения. Считаем, что существенные разночтения результатов анализа, в первую очередь, связаны с их растворимостью и реакционной способностью (табл. 3).

Таблица 3 - Характеристики органических растворителей

Соединение Формула Растворимость, г в 100 мл

Вода Этанол Эфир

Гексан (диопропил, этил-пропил- СНз(СН2)4С 1,4 13 5030 Растворим

метан) Нз 1,0 15 ю ю

Хлороформ (трихлорметан) СНС1з 0,824 ю ю

Четыреххлористый углерод (тет- СС14

рахлорметан, ЧХУ)

Из представленных данных, очевидно, что растворимость СС14 в воде в 0,57х1011 больше, чем диопропила, а хлороформа - в 0,7х102 выше, и в 0,8 х1011ниже, чем ЧХУ. Предельные углеводороды, к которым относится и гексан, образованы без нарушения наиболее выгодного пространственного расположения электронных облаков, атомы С и Н соединены ковалентными сигма-связями. Поэтому алканы химически стойкие, мало реакционноспо-собны. Они не реагируют с металлами, даже с натрием и калием, на них почти не действуют и такие окислители, как хромовая смесь, перманганат калия. Химические реакции с ними возможны только при высоких температурах, наличии катализаторов [1]. Полигалогенпроизводные, к которым относится трихлорметан, растворители. Представитель пергалогенпроизвод-ных, тетрахлорметан (ЧХУ, четыреххлористый углерод), инертный негорючий растворитель для смол, жиров, восков [1]. По силе и активности рассматриваемых реагентов их можно поставить по возрастающей в следующий ряд: ГЕКСАН ^ ХЛОРОФОРМ^- ЧХУ. Можно предположить, что ЧХУ и хлороформ в состоянии экстрагировать не только органический углерод нефтепродуктов, но и углерод специфической и неспецифической органической части почвы, а н-гесан - ее растворимые (в первую очередь предельные углеводороды, а, значит, наиболее подвижные. Общепризнано деление гумусовых кислот на свободную фракцию, гуматы и фульваты кальция и органо-минеральные соединения. Аналогично можно разделить и компоненты неспецифической части почвы и предположить, что такой сильный реагент, как ЧХУ может экстрагировать из почвы все фракции органической части почвы.

Аналитический контроль загрязнения, проводимый химическими методами, показывает наличие лишь «маркеров» - определенных концентраций загрязнителей, которые могут иметь неодинаковые последствия в регионах с разнообразными условиями.„[22]. Конечно, сравнивать результаты можно, если они получены аналогичными методами.

5 принцип. ИЗМЕНЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО УГЛЕРОДА В ПОЧВЕ, ЗАГРЯЗНЕННОЙ НЕФТЕПРОДУКТАМИ. В основе этого метода - окисление органического углерода до СО2. В состав нефти входят органические соединения (табл. 4), представители которых также способны окисляться до углекислого газа. Общеизвестна инертность предельных углеводородов. Но и они, при наличии третичного атома углерода окисляются хромовой смесью. Воздействие соседних алкильных радикалов на С-Н связь приводит к тому, что связь водорода с третичным атомом углерода ослаблена, это облегчает замещение водород [1].

В почвах исследуемых нами объектов было сопоставлено содержания органического углерода, нефтепродуктов в верхнем слое светло-каштановых почв нефтеперерабатывающего завода (НПЗ) Волгограда (табл. 4).

Таблица 4- Содержание органического углерода и НП в светло-каштановых почвах

Объект, гранулометрический состав Собщ, % Сант, НП, мг/кг

% % от Собщ

Легкосуглинистая (целина) 0,90 0 0 48

Среднесуглинистая, дачный массив 1,20 0,30 25,0 118

Супесчаная, станция водоочистки 1,24 0,34 27,4 136

Легкосуглинистая, пос. Керамический 1,26 0,36 28,6 132

Тяжелосуглинистая, нефтебаза 1,78 0,88 49,4 369

Супесчаная, разрез 1, санитарно-защитная зона 1,09 0,19 17,4 62

Супесчаная, разрез 2 санитарно-защитная зона 1,12 0,22 19,6 82

Анализ полученных данных выявил тенденцию - с увеличением НП в почве возрастает содержание органического углерода за счет доли органического углерода антропогенного происхождения. С возрастанием доля Сорг (общее) с 0,90 до 1,78 % концентрация НП увеличивается с 48 до 369 мг/кг. Установленную зависимость подтверждает концентрация фенола [15]. Выявленная закономерность подтверждена и более поздними нашими исследованиями. При незначительном содержании НП в светло-каштановых и аллювиальных почвах агломерации Волгограда согласно исследованиям, проведенным в 2011 г., диапазоне их изменений составляет 0,47-0,61 мг/кг, доля органического углерода возрастала с 1,67 до 2,00 %, в 2015 г закономерность подтвердилась - с возрастанием НП в почвах с 0,40 до 4,13 мг/кг, концентрация Сорг увеличилась с 0,55 до 3,98 % [16].

В почвах Иркутской области отмечено увеличение содержание гумуса в нефтезагрязненных горизонтах от 1-5 % в серой лесной почве, до 1-10 % в лугово-болотной и от 3-15 % - в темно-серой почве [5]. В солончаках месторождения (Западный Казахстан) отмечено увеличение содержания органического углерода в нефтезагрязненных почвах с Косшагыл [25] с 0,68 % до 1,9% при концентрации НП соответственно 0,013 (не загрязненный участок) и 130,61 г/кг

6 принцип. СОПОСТАВИМОСТЬ ЕДИНИЦ ИЗМЕРЕНИЯ. Для того, чтобы проводить сравнение содержания органического углерода (гумуса) и нефтепродуктов приведем их к одним единицам измерения в системе СИ, в проценты:

% = г/100 г почвы = (мг *10-3)/(кг*10) = мг/кг * 10-4 = % * 104

Таблица 11 - Содержание органического углерода в % и мг/кг

Объекты Тип почвы, грансостав НП, мг/кг Сорг, % Сорг, мг/кг 104

АЗС № 3 Светло-каштановая, песчаная 202 2,74 2,74

Заброшенная АЗС Светло-каштановая, песчаная 148 3,32 3,32

АЗС № 1 Светло-каштановая, глинистая 135 0,82 0,82

Железная дорога Светло-каштановая, песчаная 112 2,84 2,84

АЗС № 2 Аллювиальная дерновая песчаная 158 3,41 3,41

Волжская ГЭС Аллювиальная дерновая песчаная 118 2,64 2,64

Речпорт Аллювиальная дерновая песчаная 108 0,55 0,55

При пересчете содержании Сорг в мг/кг становится очевидным незначительная концентрация нефтепродуктов.

7 принцип. УЧЕТ ГОРИЗОНТА, В КОТОРОМ ПРОВОДЯТ ОТБОР ПРОБ. При проведении инженерно-экологических изысканий отбор проб берут с поверхностного горизонта. На территориях, подвергшихся рекультивации поверхностным становится иллювиальный горизонт. Плодородный слой почвы снимают. Поэтому до начала строительства и эксплуатации участка проводить отбор проб и в горизонте В.

Выводы.

1. Определять содержание НП и органического углерода в условно незагрязненной почве и исследуемой почве. В условно незагрязненной почве в качестве «нефтепродуктов» определяются неспецифические органические соединения самой почвы.

2. В условно незагрязненной целинной почве в качестве «нефтепродуктов» выявлено

наличие органических соединений самой почвы.

3. При пересчете содержания органического углерода в мг/кг, очевидно, что концентрация НП по сравнению с Сорг незначительна.

4. Выбор метода определения нефтепродуктов и химические свойства экстрагента влияют на результаты анализа.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Предложения.

1. Обязательное определение НП в исследуемой и фоновой почве.

2. Выбор методики определения, учет полноты экстракции НП.

3. При определении органического углерода антропогенного происхождения пересчитывать полученные результаты на содержание НП с учетом предложенного коэффициента, равного 1,2.

4. Для получения сопоставимых результатов оптимальным является использования одного метода анализа. В связи с недостижимостью подобного предлагаем ввести коэффициент пересчета с одного анализа на другой. Это возможно при статистически достоверном количестве проведенных экспериментов.

5. При проведении инженерно-экологических изысканий, мониторинге обязателен учет факт снятия плодородного слоя почвы. Поэтому до его снятия необходимо определять содержание Сорг и НП в плодородном и иллювиальном горизонте, который после снятия верхнего слоя станет поверхностным.

Источники:

1. Баркан Я.Г. Органическая химия. М.: Высш. Школа. 1973. -552 с.

2. Глазовская, М.А. Методологические основы эколого-геохимической устойчивости почв к техногенному воздействию. / М. А. Глазовская. М.: Изд. МГУ. 1997. -102 с.

3. ГОСТ 17.4.3.06-86. Охрана природы. Почвы Общие требования к классификации почв по влиянию на них химических загрязняющих веществ.

4. Государственный стандарт Республики Беларусь 17.13.05-21-2011/181 1670362004. Качество почвы. Определение содержания углеводородов в диапазоне С10-С40 методом газовой хроматографии. Минск. Госстандарт. РБ. 2011.

5. Гранина Н.И.. Напрасникова Е.Н. Влияние загрязнения нефтепродуктами на свойства почв (на примере Иркутской области). Вестник ТГУ. 2014. Т. 19. Вып. 5. С. 13931396.

6. Другов Ю.С., Родин А.А. Анализ загрязненной почвы и опасных отходов: практическое руководство: 2-е изд., перераб. и доп. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007. - с. 424.

7. Завгородняя Ю.А., Бочарова Е.А.. Кольцов Е.И. Определение уровня загрязнения почв углеводородным методом автоматизированной ускоренной экстракции в субкритических условиях. Экология и промышленность России. 2012. Февраль. С. 30-33.

8. Кистанова О.А., Анпилогов В.Н. Рекультивция почв загрязненных нефтепродуктами. Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические наука. 2011. Вып. № 7. Т.1. с. 234-235.

9. Лозановская И.Н., Орлов Д.С., Садовникова Л.К. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении. М.: Высш. Школа. 1998. -287 с.

10. 10 Маганов Р.У., Маркарова М.Ю., Муляк В.И., Загвоздкин В.К., Заикин И.А. Природоохранные работы на предприятиях нефтегазодобывающего комплекса. // Рекультивация загрязненных нефтью земель в Усинском районе республики Коми. Сыктывкар. 2006. -208 с.

11. Майстренко, В.Н., Клюев Н.А.. Эколого-аналитический мониторинг стойких органических загрязнений. - М.: БИНОМ. Лаборотория знаний, 2004. - с. 323.

12. Методика выполнения измерений массовой концентрации нефтепродуктов в пробах природных, питьевых, сточных вод флуолриметрическим методом на анализаторе «Флюорат-02». ПНДФ 14.1:2:4.128-98. М. 1998. Издание 2007 г. 26 с.

13. Методические указания. ИК-фотометрическое определение нефтепродуктов в водах. Ростов-на-Дону 1995.13 с. РЛ 52.24.476-95.

14. Новый энциклопедический словарь. БСЭ. М.: РИПОЛ, 2005. -1456 с.

15. Околелова А.А., Желтобрюхов В.Ф. Нефтепродукты в почвах и методы их анализа. Волгоград. ВолгГТУ. 2013. - 132 с.

16. Околелова А.А., Желтобрюхов В.Ф., Егорова Г.С., Кастерина Н.Г.. Мерзлякова А.С. Особенности почвенного покрова Волгоградской агломерации. Волгоград. ВГАУ. 2014. С. 224.

17. Орлов Д. С., Гришина Л. А. Практикум по биохимии гумуса. М: МГУ, 1991.- 280 с.

18. Пиковский Ю.И., Геннадиев А.Н., Чернянский С.С., Сахаров Г.Н. Проблема диагностики и нормирования загрязнения почв нефтью и нефтепродуктами // Почвоведение. 2003. № 9.С.1132-1140.

19. Порядок определения ущерба от загрязнения земель химическими веществами. - М.: 1993.- с. 7.

20. Радченко Е. Д., Каминский Э.Ф., Дриадская ЗюВ., Мхчиян М.А., Терешина И.В. Информационный банк данных по качеству нефтей СССР и нефтепродуктов // Каталог-справочник. М.: ЦНИИТЭНефтехим, ч. 1, 1983. - 197 с.

21. Рубин В.М., Ильюкова И.И., Кремко Л.М., Присмотров Ю.А., Самсонова А.С., Воло-дько И.К., Лукашев О.В. Гигиеническое обоснование нормативов ПДК нефтепродуктов в почвах республики Беларусь. Гигиена и санитария. 2013. № 2. С. 99-101.

22. Терехова В.А. Биотестирование почв: подходы и проблемы. Почвоведение. 2011. № 2. С. 190-198.

23. Хаустов А. П., Редина М. М. Охрана окружающей среды при добыче нефти. М.: Дело, 2006. -552 с.

24. Химическое загрязнение почв и их охрана. Словарь-справочник. / Д.С. Орлов и др., 1991. -303 с.

25. Чукпарова А.У. Оценка состояния и биологическая рекультивация нефтезагрязнен-ных почв. Всероссийский журнал научных публикаций. 2011. Апрель. С. 2425.й

26. Фрид А.С. Экологическое нормирование свойств почв при антропогенных воздействиях. Матер. межд. научн. конф, посвящ. 165-летию В.В. Докучаева. «Ресурсный потенциал почв - основа продовольственной и экологической безопасности Рос-сии».СПБ. 2011. С. 498-499.

27. Яковлев А.С. , Никулина Ю.Г. Экологическое нормирование допустимого остаточного содержания нефти в почвах земель разного хозяйственного значения. // Почвоведение. 2013. № 2. С. 234-239.

28. Mc Gill W. W. Soil restoration following oil spills: review // J. Can. Petrol. Technol., 1977. Vol. 16, № 2.-p. 60-67.

29. William I. N. An overview of the USERA national oil and hazardous substances pollution contingency plan Subpart I Product Schedule (41 CFR 300/900) Spill Science Technology Bulletin. 2003. V. 8. Iss 5-6. P. 521-527.

А.А. Околелова

профессор кафедры промышленной экологии и безопасности

жизнедеятельности, д.б.н., Волгоградский государственный технический университет

A.A. Oko\e\ova,

рrofessor of the Department industrial ecology and Wfe safety, doctor of biological Sciences, Volgograd state technical University

В.Н. Заикина

аспирант кафедры промышленной экологии и безопасности

жизнедеятельности, Волгоградский государственный технический университет

V.N.Zaxkxna

postgraduate student of the Department of industrial ecology and life

safety, Volgogr ad state technical University

БИОИНДИКАЦИЯ ЗАГРЯЗНЕННЫХ НЕФТЬЮ СВЕТЛО-КАШТАНОВЫХ ПОЧВ

Аннотация. В работе описаны методы оценки токсичности нефтеза-грязненных почв с помощью фитоиндикатора (редис красный «Мерка-до») и биоиндикатора (черви Lumbricus rubeiius). Оба индикатора токсичности почв оперативны, информативны и просты в применении. Показана эффективность применения хитозана для снижения содержания нефтепродуктов в почвах.

В контрольном образце, целина УНПЦ «Горная поляна» семена проросли на 6 сутки, в светло-каштановых почвах АЗС № 3 и АЗС № 1 - на 8 сутки. В светло-каштановой почве АЗС № 1 с меньшим содержанием НП - 80% всхожесть, что ниже на 17%, чем в контроле (97%), а в почве АЗС № 3 с большим содержанием НП всхожесть составляет 63,3%, это на 33,7% меньше по сравнению с контролем. В светло-каштановой песчаной почве АЗС № 3 (НП = 202 мг/кг) высота ростков в 6,33 см на 2,17 см ниже, чем в контроле на целине (8,50 см), а в глинистой почве АЗС №1 (НП = 135 мг/кг) высота ростков в 6,00 см меньше на 2,50 см по

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.