CC BY
93УДК 1
Сидоров Д.В.
Самарский государственный технический университет
ВЛИЯНИЕ АВАРИЙНЫХ РАЗЛИВОВ НЕФТИ НА ПОЧВЫ
Аннотация: в статье рассмотрены основные виды воздействия аварийных разливов нефти и нефтепродуктов на почвенную биоту. Рассмотрены механизмы проникновения углеводородов вдоль почвенного профиля, физико-химические и химические процессы, возникающие в почве при действии углеводородов и возникновении нефтяных пленок.
Ключевые слова: нефть, углеводороды, потери, аварийные разливы, почвы, экологический ущерб, биота, ликвидация последствий, сорбенты, рекультивация.
В последнее время все большее внимание уделяется экологическим последствиям аварийных разливов нефти. Актуальность поиска эффективных решений в процессе ликвидации аварийных разливов нефти обуславливается несколькими факторами: с одной стороны, наблюдается ежегодный прирост добычи, что прямо пропорционально влияет на количество фактов розлива, с другой стороны, аварийные разливы наносят существенный вред всем экосистемам на месте разлива. Но если вопрос влияния нефтепродуктов на загрязнение водных объектов изучается достаточно широко, то вопрос влияния нефти на почвенные биоты изучен недостаточно. Чем и объясняется большое количество исследований, проводимых с целью выяснения ущерба почвам принесенного разливами нефтепродуктов.
По некоторым экспертным оценкам [1] до 7% от всего количества добытого ресурса теряется по пути следования к конечному потребителю безвозвратно вследствие аварийных разливов, что не только наносит вред окружающей среде, но и приводит к материальным потерям.
Как известно компонентный состав нефтей представлен углеводородами метанового, ароматического и нафтенового ряда, а также включает в своем составе такие вещества как асфальтены и парафины [2]. Количество тех или иных компонентов варьируется в зависимости от места и способа добычи сырья, но в целом при определении степени экологического влияния на природные экосистемы компонентный состав можно считать постоянной величиной. Различные типы органических соединений по-разному влияют на процессы, происходящие в местах разлива.
При попадании нафтеновых углеводородов в почвенный покров инициируются необратимые химические и физико-химические процессы результатом которых является засоленность и полная потеря плодородия почвы, что в свою очередь вынуждает исключать пострадавшие земли из сельскохозяйственного оборота.
Максимальный уровень загрязнения достигается на протяжение первых нескольких месяцев после произошедшего разлива. Вследствие проникновения углеводородов в почвенный покров происходит вытеснение воздуха и молекул воды из капилляров, что приводит к увеличению степени дисперсности почвы, увеличению ее плотности, дальнейший процесс агрегации характеризуется возникновением стойких пленок вокруг почвенного агрегата, которые перекрывают к почве доступ кислорода, что в результате приводит к гибели микроорганизмов внутри подобной системы.
Постепенно размер подобных почвенных агрегатов увеличивается, степень дисперсности уменьшается, а вследствие взаимодействия органических и минеральных частиц почвы с нефтепродуктами происходит постепенное образование нефтяных битумов и гудронов. Как следствие такие почвы быстро подвергаются эрозии и стают непригодными для использования по назначению.
Постепенно количество загрязняющих почву веществ распадается и начинается процесс восстановления почвенного покрова, как правило скорость процесса характеризуется экспоненциальной зависимостью. В зависимости от
начальной стадии загрязнения, типа почвы и климатических условий процесс восстановления занимает от 2 до 10, а иногда и до 15 лет [3].
Глубину проникновения нефти в почвенный слой определяют механические свойства почвы и компонентный состав нефти, при проникновении в глубокие слои нефть нарушает процесс обогащения почвы кислородом, что приводит к гибели населяющую почву биоту, а процесс нарушения водного обмена отрицательно сказывается на жизнедеятельности корневой системы растений. Содержащиеся в нефти асфальтосмолистые вещества обволакивают корни, а поступление углеводородов в клетки растения приводит к подавлению их способности плодоносить, вызывает морфологические мутации и гибель растения. Установлено, что даже содержание нефти и нефтепродуктов в почве менее 1% способно значительно снизить урожайность, а при содержании нефти до 5% почва становится неплодоносной минимум на 5 лет [3].
Как уже упоминалось выше, загрязнение отрицательно сказывается не только на жизнедеятельности растений, но и на жизненном цикле беспозвоночных животных ареалом обитания которых является верхний почвенный слой. Большинство дождевых червей гибнет в первые дни после загрязнения, а их популяция восстанавливается только спустя три-четыре года. Гибель почвенных животных замедляет процесс регенерации почвенного покрова вследствие уменьшения процессов газового обмена.
В процессе разложения нефтепродуктов значительную роль помимо физико-химических процессов играют микроорганизмы ризосферы растений, которые усиливают рост высших растений и анаэробные хемогетеротрофные дрожжи, грибы и бактерии, которые в отсутствие доступа кислорода способны использовать нефтепродукты в качестве источника углерода. Подобные организмы присутствуют не только в загрязненной почве, но и в «чистых» экосистемах. При этом способность к окислению нефтепродуктов подобными организмами сильно зависит от компонентного состава нефтей, практически не
поддаются окислению углеводороды парафинового ряда, чуть более подвержены окислению ароматические углеводороды, они же и являются самыми токсичными для живых организмов и легко окисляются алифатические углеводороды [4].
Таким образом, в процессе загрязнения почвы нефтепродуктами происходит постепенное изменение экосистемы почвы, которое заключается в отмирании организмов и растений вследствие токсичности нефтепродуктов и напротив размножении организмов устойчивых к воздействию нефти. В конечном итоге вышесказанное приводит к снижению естественных природных обменных процессов, почва перестает быть плодородной и выводится из реестра сельскохозяйственных угодий.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
Яковлев А. Л., Савенок О. В. Нарушения экологической безопасности при интенсификации добычи нефти на месторождениях Краснодарского края // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе, 2017, № 1. С. 50 - 54. Андреева, Т. А. Интегральная оценка воздействия нефтяного загрязнения на параметры химического и биологического состояния почв таежной зоны Западной Сибири: автореф. дис. канд. биол. наук: 03.00.27 / Андреева Татьяна Анатольевна. - Томск, 2005. - 15 с
Афанасьев, Р. А. Пригодность почв, загрязненных нефтью, для сельскохозяйственного использования / Р.А. Афанасьев, Г.Е. Мерзлая // Плодородие. - 2006. - № 3. - С. 33-34.
Баландина А.В., Жилкин С.М., Кузнецов Д.Б., Дубровина С.С. Восстановительная способность нефтезагрязненных почв при использовании различных препаратов // Современные проблемы науки и образования. 2015, №5, С. 716-724.
