CC BY
0УДК 62 Колесникова Д.С., Петухова В.С.
Колесникова Д.С.
студент
Тюменский индустриальный университет (г. Тюмень, Россия)
Научный руководитель: Петухова В.С.
канд. биол. наук, доц.
Тюменский индустриальный университет (г. Тюмень, Россия)
ВОЗДЕЙСТВИЕ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ
НА СВОЙСТВА ПОЧВ И РАСТЕНИЙ
Аннотация: в данной статье описано влияние нефти и нефтепродуктов на почву и растения.
Ключевые слова: нефть, почва, загрязнение почв, нефтепродукты, продуктивность растений, углеводороды, микроорганизмы.
На данный момент нефть, остается одним из ключевых источников энергоресурсов человечества, обеспечивая, по различным оценкам, около 35% мировых энергоресурсов [2]. Нефтяные углеводороды играют важную роль как сырье для множества отраслей промышленности. Существуют различные виды проникновения нефтепродуктов в почву, как, например, при ее добычи, транспортировке, а так же при аварийных разливах.
Нефть - горючая маслянистая жидкость, которая, как и пески, глины и известняки, относится к группе горных осадочных пород. Она обладает высокой теплотворной способностью, выделяя при сгорании значительно больше тепловой энергии по сравнению с другими горючими материалами [3].
2112
Почва, загрязненная нефтепродуктами, содержит повышенное количество углеводородов. В почвах нефть и нефтепродукты находятся в следующих формах [5]:
1) в пористой среде - в парообразном и жидком легкоподвижном состоянии, в свободной или растворенной водной или водноэмульсионной фазе,
2) в пористой среде и трещинах- в свободном неподвижном состоянии, играя роль вязкого или твердого цемента между частицами и агрегатами почвы,
3) в сорбированном состоянии- на частицах горной породы или почвы (в том числе на частицах органических веществ),
4) в поверхностном слое почвы или грунта- в виде плотной органоминеральной массы.
Загрязнение почвы нефтью оказывает негативное влияние на её химические, физические и биологические свойства, что, в свою очередь, приводит к подавлению экосистем.
Свободные и малоподвижные формы нефтепродуктов легко отдают летучие фракции в атмосферу, а растворимые соединения - в воду. Процесс трансформации углеводородов полностью не прекращается со временем, так как микробиологические активность приводит к образованию летучих и водорастворимых продуктов их метаболизма. Анализ соотношению тяжелых и легких фракций нефти, а также содержания парафина позволяет судить о скорости испарения, вымывания, а также риск цементации почв [6].
Пропитывание нефтью почвы приводит сложные и зачастую необратимые изменения ее свойств, влияя на химический состав, физическую структуру и биологическое состояние. Прежде всего, нефтяное загрязнение влияет на гумусовый горизонт: количество углерода в нем увеличивается, однако ухудшается свойство почв как питательного субстрата для растений. Гидрофобные частицы нефти препятствуют проникновение влаги к корням растений, что вызывает физиологические изменения последних. Продукты трансформации нефти существенно изменяют состав почвенного гумуса,
2113
особенно на ранних стадиях загрязнения, затрагивая в первую очередь липидным и кислым компонентам. Увеличение содержания углерода способствует росту содержание гумина. Кроме того, в почвенном профиле могут изменятся окислительно-восстановительные условия, что приводит к повышению подвижности гумусовых соединений и ряда микроэлементов [6].
Все вещества, входящие в состав нефти и нефтепродуктов, являются токсичными, нередко канцерогенными.
Загрязнение почвы нефтью вызывает значительные изменения в почвенном микробиоценозе. После кратковременного угнетения почвенные микроорганизмы реагируют на загрязнение увеличением численности и усилением активности. Особенно это касается углеводородоокисляющих микроорганизмов, численность которых значительно возрастает по сравнению с незагрязнёнными почвами. Сообщество микроорганизмов становится нестабильным. По мере разложения нефти общее количество микроорганизмов постепенно возвращается к исходным значениям, однако численность нефтеокисляющих бактерий (например, в почвах южной тайги это может продолжаться 10-20 лет) [7].
Нефтяное загрязнение оказывает отрицательное воздействие на фотосинтетическую активность растительных организмов, особенно почвенных водорослей. В зависимости от количества нефти в почве и степени сохранности почвенного и растительного покрова реакция почвенных водорослей может варьироваться: от частичного угнетения и замены одних группировок другими до исчезновения отдельных групп или гибели всей популяции [5, 7].
Загрязнение почв нефтепродуктами оказывает длительное отрицательное воздействие на почвенных животных, вызывая их массовое вымирание. Отрицательное действие загрязнения осуществляется в результате прямого контакта с нефтью и через изменение свойств загрязненных почв [7].
Легкие нефтепродукты частично разлагаются и испаряются еще на поверхности почвы, а также легко вымываются водными потоками. Испарение из почвы удаляет от 20 до 40 % легких фракций нефти [5].
2114
Воздействие тяжелых фракций нефти проявляется со временем. Эти вещества обладают малоподвижностью и могут формировать устойчивые очаги загрязнения, очистка природной среды от них затруднена. Тяжелые фракции, содержащие большое количество смол, асфальтенов и тяжелыми металлами, оказывают токсичное воздействие на организмы и значительно изменяют воднофизические свойства почв [4]. За счёт цементации порового пространства они ухудшают способность почвы к водопроницаемости и влагообмену. Попадание парафиновой нефти в почву приводит к длительному нарушению её влагообмена. Из-за низкой температуры застывания такие нефти плотно закупоривают поры и каналы, препятствуя обмену веществ между почвой и окружающей средой.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Пешнев, Б.В. Физико-химические характеристики нефти и нефтепродуктов : учебное пособие / Б.В. Пешнев. - Москва : МИРЭА -Российский технологический ун-т, 2021. - 75 с.;
2. Парфенов, В.Г. Рекультивация нефтезагрязненных земель : учебное пособие / В.Г. Парфенов, Ю.В. Сивков. - Тюмень : ТюмГНГУ, 2015. - 110 с.;
3. Тюменцева, С.И. Нефть: состав, свойства, классификация : учебное пособие / С.И. Тюменцева, С.Н. Парфенова, М.А. Истомова - Самара : Самар. гос. техн. ун-т, 2017. - 87 с.;
4. Тупикин, Е.И. Общая нефтехимия : учебное пособие для вузов / Е.И. Тупикин. - 3-е изд., стереотипное. - Санкт-Петербург : Лань, 2021. - 260 с.;
5. Сборник методик по определению концентраций загрязняющих веществ в промышленных выбросах / нормативно-производственное издание / под общей редакцией Л.И. Верес. - Ленинград : Гидрометеоиздат, 1987. - 255 с.;
6. Другов, Ю.С. Экологические анализы при разливах нефти и нефтепродуктов : практическое руководство / Ю.С Другов, А.А. Родин. - 3-е изд., электрон. - М. : Лаборатория знаний, 2020. - 242 с.;
2115
7. Минниахметов, И.С. Рекультивация земель : учебное пособие Минниахметов, М.Г. Ишбулятов, Б.С. Мурзабулатов, А.В. Комиссаров. Башкирский ГАУ, 2021. - 108 с.
Kolesnikova D.S., Petukhova V.S.
Kolesnikova D.S.
Tyumen Industrial University (Tyumen, Russia)
Scientific advisor: Petukhova V.S.
Tyumen Industrial University (Tyumen, Russia)
IMPACT OF OIL AND PETROLEUM PRODUCTS ON PROPERTIES OF SOILS AND PLANTS
Abstract: this article describes the effect of oil and petroleum products on soil and plants.
Keywords: oil, soil, soil pollution, petroleum products, plant productivity, hydrocarbons, microorganisms.
/ И.С. - Уфа :
2116
