CC BY
20
УДК / UDC 631.453
ЗАГРЯЗНЕНИЕ НЕФТЕПРОДУКТАМИ И БЕНЗАПИРЕНОМ ПОЧВ НЕСАНКЦИОНИРОВАННЫХ СВАЛОК
SOIL POLLUTION WITH PETROLEUM PRODUCTS AND BENZOPYRENE IN
UNAUTHORIZED LANDFILLS
Верховец И.А.1*, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Verkhovets I.A., Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor
Тучкова Л.Е.2, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Tuchkova L.E., Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor
Дедкова А.И.1, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Dedkova A.I., Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor
Никитенко O.C.1, кандидат технических наук, доцент Nikitenko O.S., Candidate of Technical Sciences, Associate Professor
Чернова О.П.1, аспирант Chernova O.P., Postgraduate Student 1ФГБОУ ВО «Орловский государственный аграрный университет имени Н.В. Парахина», Орел, Россия Federal State Budgetary Educational Establishment of Higher Education "Orel State Agrarian University named after N.V. Parakhin", Orel, Russia 2ФГБОУ ВО «Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева», Орел, Россия Federal State Budgetary Educational Establishment of Higher Education "Orel State University named after I.S. Turgenev", Orel, Russia *E-mail: [email protected]
В последние годы в проблеме загрязнения педосферы особое место занимает захламление земель твердыми коммунальными отходами. По данным Росприроднадзора с 2003 года количество производимых отходов в Российской Федерации увеличилось на 5835,1 млн. т. От захламления часто страдают земли сельскохозяйственного назначения. На свалках может происходить возгорание. В процессе горения образуется бензапирен. Бензапирен обладает высокой миграционной способностью, поэтому разносится на территории значительно удаленные от источника загрязнения. Для этого вещества свойственна биоаккумуляция. Поэтому бензапирен представляет опасность для всей сети звеньев пищевой цепи. Цель исследования: определить уровень накопления бензапирена и нефтепродуктов в почве, захламленных твердыми коммунальными отходами. Исследования проводились в Нижне-Залегощенском сельском поселении Залегощенского района Орловской области на несанкционированной свалке твердых коммунальных отходов. Площадь захламленных земель сельскохозяйственного назначения составила 6,109 га. Определение содержания нефтепродуктов и бензапирена в почве проводилось согласно ПНД Ф 16.1:2.2.22-98 и МУК 4.1.1274-03 соответственно. Результаты химического анализа показали загрязнение почвы остаточными количествами нефтепродуктов. Отмечается превышение их фонового содержания в 162 раза. Исследование проб почв с загрязненного земельного участка сельскохозяйственного назначения в результате несанкционированного вывоза и размещения твердых коммунальных отходов показало превышение содержания бензапирена по отношению к фону и ПДК в 4 из 18 проб.
Превышение ПДК бензапирена в почве в 1,1 - 38,9 раза. Величина суммарного накопления загрязняющих элементов (Zc), рассчитанного по отношению к фоновым значениям, достигает 257,7 ед; по отношению к ПДК - 40,3 ед. В среднем Zc составляет 108 ед. и 12,9 ед. соответственно.
Ключевые слова: твердые коммунальные отходы, нефтепродукты, бензапирен, плодородие почв, нарушение почвенного покрова, захламление.
In recent years, the problem of pollution of the pedosphere has been particularly dominated by the cluttering of land with solid municipal waste. According to Rosprirodnadzor, since 2003, the amount of waste produced in the Russian Federation has increased by 5835.1 million tons. Agricultural land often suffers from clutter. There may be a fire in landfills. In the process of gorenje, benzapyrene is formed. Benzapyrene has a high migration capacity, therefore it spreads to territories significantly removed from the source of pollution. Bioaccumulation is characteristic of this substance. Therefore, benzapyrene poses a danger to the entire network of links in the food chain. The purpose of the study: to determine the level of accumulation of benzapyrene and petroleum products in soil littered with solid municipal waste. The research was carried out in the Nizhne-Zalegoshchenskoye rural settlement of the Zalegoshchensky district of the Oryol region at an unauthorized dump of municipal solid waste. The area of cluttered agricultural land was 6,109 hectares. Determination of the content of petroleum products and benzapyrene in the soil was carried out according to HDPE F 16.1:2.2.22-98 and MUK 4.1.1274-03, respectively. The results of chemical analysis showed soil contamination with residual amounts of petroleum products. There is an excess of their background content by 162 times. The study of soil samples from contaminated agricultural land as a result of unauthorized removal and disposal of municipal solid waste showed an excess of benzapyrene content in relation to the background and MPC in 4 out of 18 samples. The excess of the MPC of benzapyrene in the soil is 1.1 - 38.9 times. The value of the total accumulation of pollutants (Zc), calculated in relation to background values, reaches 257.7 units; in relation to MPC - 40.3 units. The average Zc is 108 units and 12.9 units, respectively. Keywords: solid municipal waste, petroleum products, benzapyrene, soil fertility, soil disturbance, clutter.
Введение. С каждым годом антропогенная деятельность приводит к нарастанию экологического кризиса на планете. Помимо роста таких глобальных проблем как истощение ресурсов, изменение климата, смена природных ландшафтов, все большую значимость приобретает проблема загрязнения окружающей природной среды, которая также приводит к нарушению функционирования биосферы. Среди загрязнителей преобладают тяжелые металлы, хлорированные углеводороды, нитраты, нитриты, нитросоединения и пестициды. Внутри экосистем опаснейшим видом деградации является загрязнение биокосного образования - почвы, поскольку через нее протекают все биосферные потоки химических веществ. В загрязненных почвах снижается экологическая устойчивость [1, 2]. Происходит повышение мобильности соединений металлов. Особенно усугубляются эти процессы при росте микробиологической активности почв.
В последние годы в проблеме загрязнения педосферы особое место занимает захламление земель твердыми коммунальными отходами (ТКО). По данным Росприроднадзора с 2003 года количество производимых отходов в Российской Федерации увеличилось на 5835,1 млн. т (рисунок 1).
Рисунок 1 - Образование отходов производства и потребления в РФ
В отчете Счетной палаты «о результатах экспертно-аналитического мероприятия «Анализ выполнения мероприятий, обеспечивающих экологическую безопасность Российской Федерации, в части ликвидации объектов накопленного вреда и формирования комплексной системы обращения с твердыми коммунальными отходами» приводятся следующие цифры: уровень переработки отходов - 7%; отходы, отправляемые на полигоны и свалки - 93%. Ситуация складывается критическая [3, 4]. При таких темпах роста объемов ТКО мощности полигонов будут исчерпаны до 2024 г. Важно отметить, что во многих регионах полигоны не отвечают требованиям природоохранного законодательства.
В Орловской области существует всего два полигона твердых коммунальных отходов, включенных в государственный реестр объектов размещения отходов которых не хватает на 24 района области [5]. Поэтому работа по выявлению несанкционированных свалок актуальна. К сожалению, от захламления часто страдают земли сельскохозяйственного назначения.
На свалках может происходить возгорание. В процессе горения образуется бензапирен. Это вещество относится к I классу опасности. Оно обладает мутагенным и канцерогенным действием. Бензапирен обладает высокой миграционной способностью, поэтому разносится на территории значительно удаленные от источника загрязнения. Для этого вещества свойственна биоаккумуляция. Поэтому бензапирен представляет опасность для всей сети звеньев пищевой цепи [6].
Цель исследования: определить уровень накопления бензапирена и нефтепродуктов в почве, захламленных твердыми коммунальными отходами.
Условия, материалы и методы. В Нижне-Залегощенском сельском поселении Залегощенского района Орловской области была выявлена несанкционированная свалка твердых коммунальных отходов. Площадь захламленных земель сельскохозяйственного назначения 6,109 га.
ФГБУ «Орловский референтный центр Россельхознадзора» было отобрано для определения бензапирена 20 образцов, из которых 2 контрольных. Для определения нефтепродуктов 6 образцов, из которых 1 контроль. Образцы отбирались из пахотного горизонта почв.
Были проведены анализы почв на содержание бензапирена и нефтепродуктов стандартными методами экологического мониторинга согласно следующим нормативным документам:
• Бензапирен - МУК 4.1.1274-03 - Измерение массовой доли бензапирена в пробах почв, грунтов, донных отложений и твердых отходов методом ВЭЖХ с использованием флуоримерического детектора;
• Массовая доля нефтепродуктов - ПНД Ф 16.1:2.2.22-98 - Методика выполнения измерений массовой доли нефтепродуктов в минеральных, органогенных, органоминеральных почвах и донных отложениях методом ИК -спектрометрии;
• Оценка загрязненности почв проведена по МУ 2.1.7.730-99 Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест.
Результаты и обсуждение. Почвы на захламленных земельных участках -серые лесные. Здесь отмечаются процессы подщелачивания (рИга увеличилось примерно на 2 ед.). Реакция среды со слабокислой стала нейтральной.
Результаты химического анализа показали загрязнение почвы остаточными количествами нефтепродуктов (рисунок 2). В незагрязненной почве содержание остаточного количества нефтепродуктов составляет 0,5 мг/кг, в то время как на участке захламленном твердыми коммунальными отходами превышение их фонового содержания достигает 162 раз.
к
п о
ч
к
«
а
о «
«
а о
н
^
ч о а
а
«
н
ш X
80 70 60 50 40 30 20 10 0
81
45
12
■ ■._.■ ■._.■ ■._.■ ■._.■ ч 0,5
3
№ пробы
4
2
1
4
5
Рисунок 2 - Содержание нефтепродуктов в почве земельного участка, загрязненного ТКО, где контроль---
К сожалению, в Росси не установлена величина предельной допустимой концентрации (ПДК) нефтепродуктов в почве. Трудность выделения этого показателя связана с большим многообразием почв, обладающих определенным уровнем самоочищения. Специальные мероприятия, направленные на усиление процессов самоочищения почв, принято проводить при загрязнении от 1 г/кг. Однако, не смотря на то, что содержание нефтепродуктов на изучаемом участке еще не превысило максимальную безопасную концентрацию, данного уровня содержания достаточно для преобразования зональных почвенных процессов. Произошёл сдвиг рН среды в сторону увеличения. Накопление углерода нефтепродуктов приведет к
изменению гумусного состояния почв и физических характеристик, что постепенно ограничит нормальное функционирование почвенной биоты.
Исследование проб почв с загрязненного земельного участка сельскохозяйственного назначения в результате несанкционированного вывоза и размещения твердых коммунальных отходов показало превышение содержания бензапирена по отношению к фону и ПДК в 11 из 18 проб (рисунок 3). Превышение ПДК бензапирена в почве в 1,1 - 38,9 раза. Столь существенное превышение ПДК свидетельствует о полной непригодности почв к использованию.
№ пробы
Рисунок 3 - Содержание бензапирена в почве земельного участка, загрязненного ТКО, где ПДК — , контроль---
Согласно существующим нормативным актам при концентрации бензапирена в почве превышающем ПДК требуется вывозить зараженный грунт с его последующей утилизацией. В последние годы идет активная разработка новых методов обеззараживания грунтов. Наиболее экономически эффективными являются разработки сорбентов способных снижать токсический эффект бензапирена и связывать его [7].
Как было опубликовано ранее, на этом участке отмечается накопление подвижных форм тяжелых металлов: «содержание подвижных форм марганца, меди, никеля, свинца и цинка в пахотном горизонте существенно превышают фоновые значения и предельно допустимые уровни их концентрации. Так, для подвижных форм марганца превышение ПДК составило 1,1 - 2,65 раза; превышение ПДК по количеству подвижных форм цинка колеблется от 1,1 до 5,15 раза; меди - 1,32-14,26 раза; никеля - 1,01-1,72 раза. Содержание подвижных форм свинца также превышает ПДК, особенно в образцах №5, 8 и 18 превышение достигает уровня в 27,3, 8,1 и 4,3 раза соответственно» [8].
Судить о степени неблагополучия состояния окружающей среды можно по показателю суммарного накопления загрязняющих элементов Zc (таблица 1).
Таблица 1 - Оценка степени загрязненности почв
Показатель 2е Проба
1 2 3 4 5 6 7 8 9
по отношению к фону 199,7 40,2 257,7 44,8 131,4 133,4 117,6 103,8 186,8
по отношению к ПДК 40,3 1,9 29 2,8 18,8 16,1 18,6 8,3 26,6
Проба
10 11 12 13 14 15 16 17 18
по отношению к фону 81,5 73,1 50,1 65,2 93,2 75,3 73,6 123 93,6
по отношению к ПДК 8,2 7,8 4,3 6 9 9,8 7,4 9,6 7,3
Величина показателя Zc, рассчитанного по отношению к фоновым значениям, достигает 257,7 ед; по отношению к ПДК - 40,3 ед. В среднем Zc составляет 108 ед. и 12,9 ед. соответственно. По ориентировочной шкале опасности загрязнения исследуемый участок, захламленный твердыми коммунальными отходами, относится к высоко опасным.
Выводы. В ходе проведенного исследования была выявлена существенная порча земель сельскохозяйственного назначения, произошедшая в результате несанкционированного складирования твердых коммунальных отходов. Выявлено очень сильное загрязнение почвы бензапиреном, концентрация которого в загрязненной почве превышает ПДК в 5,3 раза, достигая в некоторых пробах величины в 38,9 раза, и отмечается накопление нефтепродуктов. В связи с тем, что почва является объектом охраны окружающей среды, собственник обязан восстановить данный захламленный участок в состояние пригодное для выращивания сельскохозяйственных культур путем проведения рекультивации, а также возместить вред в денежном выражении.
БИБЛИОГРАФИЯ
1. Степанова Л.П., Циканавичуте В.Э., Халимон С.Ю. Агроэкологическая оценка деградационных изменений земель сельскохозяйственного назначения под влиянием интенсивных антропогенных воздействий// Международный сельскохозяйственный журнал. 2018. №1 (361). С. 8-10.
2. Эколого-геохимическая оценка загрязнённых отходами почв Покровского района Орловской области / Л.Е. Тучкова, И.А. Верховец, И.М. Тихойкина, Е.С. Чувашева // В сборнике: Экологические проблемы промышленных городов - сборник научных трудов по материалам 9-й Международной научно-практической конференции. Под редакцией Е.И. Тихомировой. 2019. С. 105-108.
3. Отчет о результатах экспертно-аналитического мероприятия «Анализ выполнения мероприятий, обеспечивающих экологическую безопасность Российской Федерации, в части ликвидации объектов накопленного вреда и формирования комплексной системы обращения с твердыми коммунальными отходами» //Бюллетень Счетной палаты РФ Мусорная реформа №9(274) 2020 - 158 с.
4. Осипов В.И., Хмельченко Е.Г. О проблемах размещения твёрдых коммунальных отходов в россии// Вестник Национального Института Бизнеса. 2022, № 3 (47). С. 52-61.
5. Федеральный центр анализа и оценки техногенного воздействия. Государственный реестр объектов размещения отходов [Электронный ресурс]. URL: https://fcao.гu/gгoгo?title=&fíeld_гegion_value=Opлoвcкaя+oблacть&field_nazn _value=All&field_object_value=&field_naim_value=&field_punkt_value=&field_n egativ_value=All
6. Игнатова Г.А., Котова Е.О. Проблема несанкционированных свалок ТБО на землях сельскохозяйственного назначения Орловской области // Сетевой научный журнал ОрелГАУ. 2016. №1(6). С. 39-43.
7. Методы очистки грунта от бензаперена на территории, отведенной под строительство / K.M. Ужахов и [др.]// Инновации и инвестиции. 2021. №11. С. 139-143.
S. Оценка влияния твердых коммунальных отходов на почвенный покров Орловской области / И.А. Верховец, И.М. Тихойкина, Л.Е. Тучкова, Д.В. Тихойкин // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. 2019. №8. С. 54-59.
REFERENCES
1. Stepanova L.P., Tsikanavichute V.E., Khalimon S.Yu. Agroekologicheskaya otsenka degradatsionnykh izmeneniy zemel selskokhozyaystvennogo naznacheniya pod vliyaniem intensivnykh antropogennykh vozdeystviy// Mezhdunarodnyy selskokhozyaystvennyy zhurnal. 2018. №1 (361). S. 8-10.
2. Ekologo-geokhimicheskaya otsenka zag^aznennykh otkhodami pochv Pokгovskogo rayona Oriovskoy oblasti / L.Ye. Tuchkova, I.A. Veгkhovets, I.M. Tikhoykina, Ye.S. Chuvasheva // V sbomike: Ekologicheskie pгoblemy pгomyshlennykh goгodov - sbomik nauchnykh tгudov po mateгialam 9-y Mezhdunaгodnoy nauchno-pгakticheskoy konfeгentsii. Pod rodaktsiey Ye.I. Tikhomiгovoy. 2019. S. 105-108.
3. Otchet o гezultatakh eksperino-analiticheskogo meropriyatiya «Analiz vypolneniya meгopгiyatiy, obespechivayushchikh ekologicheskuyu bezopasnost Rossiyskoy Fedeгatsii, v chasti likvidatsii obektov nakoplennogo vroda i foгmiгovaniya kompleksnoy sistemy obrashcheniya s tverdymi kommunalnymi otkhodami» //Byulleten Schetnoy palaty RF Musornaya reforma №9(274) 2020 - 158 s.
4. Osipov V.I., Khmelchenko Ye.G. O problemakh гazmeshcheniya tveгdykh kommunalnykh otkhodov v гossii// Vestnik Natsionalnogo Instituta Biznesa. 2022, № 3 (47). S. 52-61.
5. Federalnyy tseniï analiza i otsenki tekhnogennogo vozdeystviya. Gosudaretvennyy гeestг obektov razmeshcheniya otkhodov [Elektгonnyy гesuгs]. URL: https://fcao.гu/gгoгo?title=&field_гegion_value=Oгlovskaya+oblast&field_nazn_valu e=All&field_obj ect_value=&field_naim_value=&field_punkt_value=&field_negativ_v alue=All
6. Ignatova G.A., Kotova Ye.O. Problema nesanktsionirovannykh svalok TBO na zemlyakh selskokhozyaystvennogo naznacheniya Oriovskoy oblasti // Setevoy nauchnyy zhurnal OrelGAU. 2016. №1(6). S. 39-43.
7. Metody ochistki grnnta ot benzaperona na teггitoгii, otvedennoy pod stroitelstvo / K.M. Uzhakhov i [dr.]// Innovatsii i investitsii. 2021. №11. S. 139-143.
S. Otsenka vliyaniya tveráykh kommunalnykh otkhodov na pochvennyy pokrov Oriovskoy oblasti / I.A. VeAhovets, I.M. Tikhoykina, L.Ye. Tuchkova, D.V. Tikhoykin // Vestnik Kurskoy gosudarstvennoy selskokhozyaystvennoy akademii. 2019. №8. S. 54-59.
