CC BY
28«эдушадум-лоугм&у »вттлмд / chemical SCIENCES_ц
УДК: 631.111.3
Эльдиева Зарета Бислановна, Арчакова Раиса Джабраиловна, Шанхоева Зарема Аслановна, Ужахова Лейла Яхьяевна, Шадиева Аза Исмаиловна, Ялхороева Мадина Абуязитовна Ингушский государственный университет
ВЛИЯНИЕ ЕСТЕСТВЕННОЙ ЗАГРЯЗНЕННОСТИ ПОЧВ НЕФТЬЮ И
НЕФТЕПРОДУКТАМИ НА УРОЖАЙНОСТЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР
Eldieva Zareta Bislanovna, Archakova Raisa Dzhabrailovna, Shanhoeva Zarema Aslanovna, Uzhahova Leyla Yahyaevna, Shadieva Aza Ismailovna, Yalhoroeva Madina Abuyazitovna Ingush State University
INFLUENCE OF NATURAL POLLUTION OF SOILS BY OIL AND PETROLEUM PRODUCTS ON THE YIELD OF AGRICULTURAL CULTURES
Аннотация
В качестве объекта исследования выбраны три типа почв в реальных условиях, отличающихся степенью загрязненности нефтью и нефтепродуктами. Пробы были отобраны на Карабулакском нефтеперерабатывающем заводе. Для всех типов почв были определены некоторые физико-химические показатели.
На указанных пробах почв был проведен вегетационный опыт, были высажены сельскохозяйственные культуры: редис, овес, фасоль и люцерна.
Исследования показали высокую чувствительность семян сельскохозяйственных культур к нефтяному загрязнению. После уборки урожая был проведен химический анализ почв и определен катионно-ани-онный состав.
Abstract
Three types of soils in real conditions, differing in the degree of contamination with oil and oil products, were chosen as the object of study. Samples were taken at the Karabulak refinery. Some physical and chemical parameters were determined for all soil types.
On the specified samples of soils vegetation experiment was carried out, crops were planted: radishes, oats, beans and alfalfa.
Studies have shown high sensitivity of agricultural seeds to oil pollution. After harvesting, a chemical analysis of the soil was carried out and the cation-anion composition was determined.
Ключевые слова: загрязнение почв, нефть, нефтепродукты, сельскохозяйственные культуры, фото-электроколориметр КФК-3, физико-химический анализ.
Key words: soil pollution, oil, oil products, agricultural crops, photoelectrocolorimeter KFK-3, physical and chemical analysis.
Нефтяные углеводороды являются наиболее распространенными загрязнителями окружающей среды. Загрязнение почв нефтью в основном связано с деятельностью человека. При добыче, транспортировке и использовании теряются десятки миллионов тонн нефти и нефтепродуктов в год. Загрязнение почв нефтью - совершенно особый вид загрязнения, который приводит к глубокому изменению практически всех основных характеристик почвы - морфологических, физических, химических и биологических, что обусловливает потерю плодородия почв и отторжению их из сельскохозяйственного землепользования, контаминации сопредельных сред (водоемов, грунтовых вод, грунтов) и негативным воздействием на живые организмы. Загрязнение природной среды нефтью, нефтепродуктами и сопутствующими загрязните-
лями (среди которых основную роль играют водорастворимые соединения) происходит в различных регионах России.
В настоящее время наряду с сохранением актуальности инвентаризации состояния природных объектов (в том числе и почв) акцент исследований постепенно смещается в сторону поиска: а) общих закономерностей их трансформации в пространстве и времени; б) внутренних механизмов, определяющих те или иные особенности возникающих изменений.
Хронические разливы нефти и соленых пластовых вод приводят к быстрой потери продуктивности земель или полной деградации ландшафтов. Проблема защиты и восстановления таких земель весьма актуальна. Нефтяное загрязнение отличается от многих других антропогенных воздействий тем, что оно дает не постепенную, а, как правило «залповую» нагрузку на среду, вызывая быструю
72
CHEMICAL SCIENCES /
ответную реакцию. При оценке последствий такого загрязнения не всегда можно сказать, вернется ли экосистема к устойчивому состоянию или будет необратимо деградировать. Механизм самовосстановления экосистемы после нефтяного загрязнения достаточно сложен. Механические и физические методы не могут обеспечить полное удаление нефти и нефтепродуктов из почвы, а процесс естественного разложения загрязнений в почвах чрезвычайно длителен. Одним из распространенных и эффективных способов рекультивации почв является фитомелиорация, которая заключается в посеве злаковых и бобовых культур в сочетании с агрохимическими и агротехническими мероприятиями.
Так как Республика Ингушетия является нефтяной республикой, изучение влияния нефтяного загрязнения на состояние её почв, является актуальной задачей и определяет цель данной работы.
Влияние нефти на растения многопланово: происходит замедление роста, нарушается фотосинтез и дыхание, изменяется структура хлоропла-стов, страдают все органы растений. Наиболее сильным токсическим действием на растения обладают низко- гудрон, не оказывают заметного прямого ингибирующего воздействия на прорастание семян и развитие проростков тест-растений.
В качестве объекта исследования выбраны три типа почв в реальных условиях, отличающихся степенью загрязненности нефтью и нефтепродуктами. Пробы были отобраны на Карабулакском нефтеперерабатывающем заводе в трех местах: проба №1-почва на расстоянии 1м от сливной ямы нефтепродуктов, проба№2 - на расстоянии, предусмотренном санитарными нормами (~ 200м) и проба №3- на расстоянии 100м от места отбора пробы№2. Все пробы отбирались на глубине до 0,5м. Для всех типов почв были первоначально определены некоторые физико-химические показатели (табл.1).
Таблица 1.
Физические показатели почв
№ пробы Влажность Плотность Текучесть Пластичность Число пластичности Тип почвы
Проба№1 0.658 2.01 0.48 0.28 0.2 Глина
Проба№2 0.372 1.92 0.4 0.26 0.14 Суглинки
Проба№3 0.279 1.91 0.38 0.23 0.15 Суглинки
На указанных пробах почв был проведен вегетационный опыт, были высажены сельскохозяйственные культуры: редис, овес, фасоль и люцерна.
Исследования показали высокую чувствительность семян сельскохозяйственных культур к нефтяному загрязнению. После уборки урожая был проведен химический анализ почв и определен ка-тионно-анионный состав.
Таблица 2
Катионно-анионный состав почв и значение рН-среды._
Проба №1 Проба №2 Проба №3
после после после
Ионы исходная снятия исходная снятия исходная снятия
мг/л. урожая, мг/л. мг/л. урожая, мг/л. мг/л. урожая, мг/л.
№+ 0.004 - 0.001 0.001 0.001 -
К+ 0.004 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001
Ж/ 0.001 - - - - -
ЛЕ+ 0.008 0.002 0.005 0.002 0.004 0.002
82- 0.002 - - - 0.001 -
Си+ 0.007 0.002 0.003 0.002 0.004 0.002
еа2+ 0.008 0.002 0.003 0.002 0.005 0.003
РЪ+ 0.019 0.006 0.012 0.007 0.008 0.005
ие2+ 0.011 0.004 0.008 0.005 0.005 0.003
Са2+ 0.002 0.002 0.001 0.001 0.001 0.001
Ва2+ 0.011 0.003 0.007 0.004 0.005 0.003
С104- 0.006 0.002 0.004 0.002 0.003 0.001
ЯеО^ 0.015 0.005 0.011 0.006 0.007 0.005
ЛиСГ 0.019 0.006 0.012 0.007 0.008 0.004
Сг042- 0.006 0.001 0.004 0.002 0.002 0.001
гп2+ 0.003 0.001 0.002 - 0.001 0.001
НР042- 0.005 0.001 0.003 0.002 0.002 0.001
рН среды 7.16 7.66 7.48 7.76 7.33 7.53
Для указанных образцов определялся кати-онно - анионный состав почв по водной вытяжке из образцов. Определения проводились с помощью фотоэлектроколориметра КФК, а также рН-ионо-мера « ЭКОТЕСТ 2000». Также определялась реакция среды с помощью рН-метра (рН410) (табл.2.).
«C@yL@qyiym-J©yrMaL»#2î2â),2@19 / CHEMICAL SCIENCES
73
Как видно из таблицы, ионный состав почвы меняется, содержание ионов меньше после снятия урожая. Пробы №2 и №3 по составу ~ одинаковы, т.е. уже от расстояния 100 метров влияние загрязнения не сказывается.
На указанных пробах почв был проведен вегетационный опыт. Отобранные образцы почв были заложены в деревянные ящики размером 0,27м х 0,38м и высотой 9см. на каждой пробе почв были посажены семена тест-растений: редис, овес, фасоль и люцерна. Реакция растений на загрязнение
почвы нефтью оценивается визуально в процессе вегетации. Было замечено, что в первые недели развития растений происходит быстрый рост овса и фасоли во всех трех пробах, особенно в пробе №1. Однако, побеги овса и редиса в третьей пробе, хотя и достигли отличную высоту, со временем становятся вялыми. Развитие люцерны в пробе №2 сначала протекает медленно, что не наблюдается в пробе №3 и особенно в пробе №1, где процент всхожести и высота растений высокие (табл.3).
Таблица 3
Влияние нефтяного загрязнения на развитие тест-растений
Тест-растения № пробы Лабораторная всхожесть, (%) Средняя высота пробега, см (3 неделя)
Редис 1 95 10
2 53 5,5
3 80 8
1 97 20
Овес 2 92 16
3 75 10
1 90 19
Фасоль 2 91 15
3 99 17
1 97 2,5
Люцерна 2 30 2
3 60 1
Выявлено, что одним из информативных показателей развития растений является их всхожесть и высота. Реакция различных растений, используемых в опыте на загрязнение почвы неодинакова. Наиболее чувствительной к загрязнению по всхожести и по высоте является овес и люцерна.
Известно, что избыточные количества растворимых солей (особенно хлоридов) создают повышенную концентрацию ионов в почвенном растворе, что снижает плодородие почв. Наиболее вредны для растений растворимые соли: NaCÜ3, NaCI, MgCl2, CaCl2, NaSÜ4, a СаСОзи MgCÜ3 не наносят вреда.
Таким образом, загрязненность почв нефтью и нефтепродуктами влияет на всхожесть семян и урожайность, поэтому почвы требуют рекультивации. Также показано, что содержание многих вредных ионов во всех образцах после высадки растений значительно уменьшилось, то есть это может быть одним из способов улучшения качества почв.
Список литературы
1. Даурбекова Р.С., Дугиева А.Я. Изучение влияния нефтезагрязнений почв Республики Ингушетия на урожай сельскохозяйственных культур. Материалы республиканской научно-практической
конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. ИнгГУ, 2009. - 61 с.
2. Даурбекова Р.С., Дугиева А.Я., Арчакова Р.Д., Эльдиева З.Б. Влияние естественной загрязненности почв на развитие сельскохозяйственных культур. Фундаментальные исследования, Пенза, 2012. -268 - 272 с.
3. Кураков А.В, Гузев В.С. Нефтяные загрязнения: контроль и реабилитация экосистем Учеб пособие/ С.В. Котельцева - М.: МГУ: ФИАН, 2003. -48 с.
4. Киреева Н. А., Водопьянов В.В., Мифтахова А.М. Биологическая активность нефтезагрязнен-ных почв / Уфа, «Гилем», 2001. 365 с.
5. Халимов Э.М., Левин С.В., Гузев В.С. Экологические и микробиологические аспекты повреждающего действия нефти на свойства почвы / Вестник Московского университета, серия 17 почвоведение. 1996. 59-69 с.
6. Шилова И.И. биологическая рекультивация нефтезагрязненных земель в условиях таежной зоны / Восстановление нефтезагрязненных почвенных экосистем. М.: Наука,1988. 159-168 с.
