Способность почв к самоочищению от нефти и нефтепродуктов. Почва с нефтью


Способность почв к самоочищению от нефти и нефтепродуктов

Главные источники загрязнения почв нефтью и нефтепродуктами (включая полициклические ароматические углеводороды) — нефтепромыслы, магистральные нефтепроводы, нефтебазы, транспорт, отопительные системы, нефтеперерабатывающие, нефтехимические и коксохимические производства.

Высокие содержания нефти и нефтепродуктов резко ухудшают водно-физические свойства почв, снижают их качество и продуктивность вплоть до вывода из использования в сельскохозяйственных целях. Присутствие канцерогенных и мутагенных полициклических ароматических углеводородов делает почвы токсичными по отношению к человеку, растениям и животным. В результате вымывания нефти и нефтепродуктов в водоносные горизонты, реки и водоемы создается опасность загрязнения подземных и поверхностных вод.

Очистка загрязненных почв должна проводиться с учетом их потенциала к самоочищению, который зависит от типа почв, их водного режима и физико-географических условий. От потенциала самоочищения почв зависят организация наблюдения за их состоянием, нормирование допустимых концентраций загрязняющих веществ, выбор способа рекультивации загрязненных земель.

При территориальной оценке потенциальной способности почв к самоочищению от нефти и нефтепродуктов учитываются основные природные факторы, влияющие на физико-химическое и биологическое разложение, а также механическое рассеяние загрязняющих веществ. Соотношение благоприятных и неблагоприятных факторов этих процессов является основанием для отнесения почв к группе с низкой, средней или высокой способностью к физико-химической и биологической деградации и слабым, умеренным или сильным механическим рассеянием.

Физико-химическое самоочищение почв от нефти и нефтепродуктов связано с прямым окислением углеводородов кислородом воздуха и испарением их легких фракций. Главные факторы, позволяющие регионально оценить эти процессы, – окислительно-восстановительный режим почв и годовая сумма температур в почвах, превышающих 10°С.Биологическое разложение нефти и нефтепродуктов в почвах определяется их биологической активностью (в основном, деятельностью углеводородокисляющих микроорганизмов). Основные факторы, контролирующие биологическую активность почв, — это продолжительность вегетационного периода и степень увлажнения почв.Механическое рассеяние нефти, нефтепродуктов и продуктов их метаболизма происходит как в латеральном (плоскостной сток), так и в радиальном (нисходящий внутрипочвенный сток) направлениях.

На потенциальную способность почв к механическому рассеянию нефти и нефтепродуктов влияют две группы факторов, определяющих, с одной стороны, интенсивность выноса нефти и нефтепродуктов, с другой — способность к их закреплению в почвенном профиле. Интенсивность выноса загрязняющих веществ за пределы почвенного профиля зависит от количества атмосферных осадков и характера водного режима почв. Препятствует их рассеянию наличие сорбционных и механических геохимических барьеров в почвах.Атмосферные осадки образуют водные потоки (дождевые и талые воды), которые транспортируют нефтяные компоненты в разных направлениях, а характер водного режима почв способствует или препятствует вертикальному проникновению загрязняющих веществ к горизонтам подземных вод.

Сорбционные барьеры в почвах представлены органогенными, гумусовыми и иллювиальными (состоящими, в основном, из глинистых частиц) горизонтами почв. Для оценки сорбционной способности почв выбрана мощность этих горизонтов. Чем больше толщина сорбирующих слоев, тем больше частиц нефти и нефтепродуктов задерживаются в почвенном профиле.Механические барьеры в почвах представлены мерзлыми слоями, которые могут быть сплошными или островными. Сплошные мерзлые слои усиливают закрепление на их поверхности неразложившихся частиц нефти и нефтепродуктов.

Почвы с самым низким потенциалом самоочищения (низкая способность к деградации и слабое рассеяние нефти и нефтепродуктов). Это, в основном, арктические, арктотундровые, тундровые глеевые, тундрово-болотные и болотные торфяные почвы равнинных территорий, находящиеся в зоне холодного и очень холодного тепловых режимов. Сюда же относятся аллювиальные почвы низовьев сибирских рек.

Почвы с низкой способностью к деградации нефти и нефтепродуктов, но с умеренным и сильным их рассеянием. На Европейской части России, в Западной Сибири и на северо-востоке страны — это тундровые иллювиально-гумусовые, тундровые болотные, болотные торфяные, глееподзолистые почвы на равнинах, тундровые примитивные — на Урале и на полуострове Таймыр. В Средней Сибири эту группу составляют, в основном, таежные мерзлотные и глеево-мерзлотные почвы, а в горах и предгорьях Прибайкалья и Саян в эту зону входят дерново-подзолистые, дерново-карбонатные и дерново-таежные почвы.

Почвы с умеренной способностью разложения углеводородов и сильным их рассеянием. Это, в основном, песчаные почвы с промывным водным режимом (радиальное рассеяние) и болотные — с водозастойным режимом (латеральное рассеяние).

Почвы с высокой способностью к разложению и с умеренным рассеянием нефти и нефтепродуктов. Почвы представлены, главным образом, солонцами, бурыми пустынно-степными (в том числе солонцеватыми), светло-каштановыми, каштановыми и темно-каштановыми солонцеватыми почвами. Отдельные массивы почв с таким потенциалом к самоочищению встречаются в юго-восточном Зауралье, на Алтае, в Саянах, Забайкалье, Приамурье.

Почвенные ареалы с наиболее высоким потенциалом самоочищения от нефти и нефтепродуктов (высокой способностью к разложению и сильным рассеянием загрязняющих веществ). В эту группу почв входят боровые пески, подзолистые, серые лесные почвы, разные типы чернозёмов, аллювиальные почвы на равнинах, бурозёмы, подбуры, дерново-таежные, буро-таежные, дерново-подзолистые — в горах и предгорьях.

geographyofrussia.com

Реакция сельскохозяйственных растений на загрязнение почвы нефтью

Реакция сельскохозяйственных растений на загрязнение почвы нефтью

И.Ю. Давыдова, Е.П. Пахненко-Дурынина

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

При добыче, транспортировке, переработке и хранении нефти и её производных происходит загрязнение окружающей природной среды нефтяными углеводородами [4]. Негативные последствия загрязнения этими органическими веществами проявляются во всех компонентах экосистем, в том числе и через почву. Как правило, плодородие почв, загрязненных нефтью и продуктами её переработки, значительно снижается, что требует проведения рекультивационных мероприятий.

В этой связи представляется интересной оценка возможности самовосстановления почвы и разработка рекомендаций по интенсификации этого процесса в зависимости от уровня загрязнения нефтью. Этой проблеме посвящено много исследований, в том числе вошедших в соответствующие методические рекомендации.

Например, при уровне загрязнения нефтяными углеводородами торфяного субстрата 20 г/кг и песчаного субстрата 10 г/кг достаточным мероприятием для активизации процессов очищения почвы является применение агротехнического воздействия, поскольку эти дозы не оказывают заметного ингибирующего воздействия на рост растений [1].

Почва и грунт, загрязненные нефтью, относятся к отходам, опасным для окружающей природной среды, в соответствии с Федеральным классификационным каталогом отходов [7].. Код данного вида отхода – 340 000 («грунт, загрязненный сырой нефтью»).

Содержание нефти в почве и грунте 10 г/кг соответствует 4 классу опасности отхода (Wi=9120,1; Ki=10,9), который устанавливается расчетным методом [3]. Степень вредного воздействия отхода 4 класса опасности на окружающую природную среду характеризуется как низкая, что означает нарушение экологической системы и возможность её восстановления за период не менее трех лет.

В соответствии с гигиенической оценкой почв, используемых для выращивания сельскохозяйственных растений, при содержании нефти в почве больше ПДК устанавливается умеренно опасная категория загрязненности почв [6]. При такой категории допускается возделывание любых культур при условии контроля качества сельскохозяйственных растений, атмосферного воздуха рабочей зоны и местных водоисточников.

Однако реакция различных сельскохозяйственных растений на загрязнение почвы нефтяными углеводородами не может быть одинаковой даже при одном и том же уровне загрязнения ввиду их физиологических особенностей. Очевидно, что ремедиация загрязненных почв может быть оценена по функции «почва – растение», а это зависит от подбора сельскохозяйственных культур.

Как правило, в инструктивно-методических документах рекомендуется залужение [8-11]. Возделывание многолетних трав является почвовосстановительным способом наиболее широкого спектра действия, поскольку он подходит для первого этапа восстановления почв сельскохозяйственных и лесных угодий, а также для создания газонов и озеленения промплощадок.

Оптимальность этого подхода для агроценозов вызывает сомнения, т. к. другие культуры по сравнению с многолетними травами могут оказаться наименее восприимчивыми к негативным изменениям эдафона.

С целью биоиндикации изменения функциональных свойств почвы, загрязненной нефтью, по реакции сельскохозяйственных растений, имеющих разную чувствительность к неблагоприятным факторам среды, был проведен вегетационный опыт. Экологические функции загрязненной нефтью почвы оценивались по деградации её свойств, а именно: фитотоксичность, обеспеченность азотом, гумусное состояние, структурные и водно-физические показатели.

Для вегетационного опыта использовалась почва из пахотного горизонта выщелоченного среднесуглинистого чернозема на покровном лессовидном суглинке. Доза вносимой нефти составляла 10 000 мг/кг почвы, что соответствует очень высокому уровню загрязнения, поскольку превышает ориентировочно допустимое количество (ОДК) нефти в почве в 10 раз [5]. Загрязнение почвы нефтью проводилось до посева сельскохозяйственных культур. Контроль – не загрязненная нефтью почва из того же горизонта.

На чистой и нефтезагрязненной почве выращивались кукуруза на зеленую массу, клевер на сено, газонные травы (райграс, мятлик, овсяница), овес, ячмень. Каждый вариант проводился в пятикратной повторности.

Во все вегетационные сосуды до посева вносились минеральные удобрения, а именно: аммиачная селитра, суперфосфат и сернокислый калий. Дозы азота, фосфора, калия составили по 0,1 г/кг почвы во всех вегетационных сосудах. Для клевера доза минерального азота была снижена до 0,03 г/кг.

Реакция растений на загрязнение почвы нефтью оценивалась визуально в процессе вегетации, а также по урожайности сельскохозяйственных культур. Деградационные изменения свойств почвы определялись в конце вегетационного периода по параметрам: фитотоксичность, углеродно-азотное соотношение, агрегатный состав почвы, водоудерживающая способность.

По результатам учета урожайности было установлено, что этот показатель при очень сильном загрязнении почвы сырой нефтью весьма зависим от индивидуальных особенностей растений (таблица № 1). Для кукурузы, клевера, газонных трав и ячменя было отмечено снижение урожайности на фоне нефтяного загрязнения на 70-85 % по сравнению с контролем. Овес является более устойчивой культурой к такому уровню загрязнения, т. к. потеря урожайности была в 2 раза меньше (40 %). Поэтому рекомендуемые для биологического этапа рекультивации травы (райграс, мятлик, овсяница, клевер) не подходят для этой цели при уровне загрязнения почвы нефтью 10 г/кг почвы. В данном случае лучше использовать овес.

Следует отметить, что соотношение основной и побочной продукции при загрязнении нефтью улучшилось. Выход зерна по отношению к соломе увеличился для овса в 1,6 раза, ячменя – в 1,5 раза по сравнению с контролем. Таблица № 1. Урожайность сельскохозяйственных растений на почве, загрязненной нефтью

Культура Вариант

опыта

Урожайность,

кг/кв. м

Зерно:солома Снижение

урожайности,

% к контролю

Кукуруза Почва 3,88 ±0,18

85,0

Почва + нефть 0,60±0,08
НСР0,95=±0,25
Газонные

травы

Почва 0,69±0,04

74,0

Почва + нефть 0,18±0,03
НСР0,95=±0,05
Клевер Почва 0,22±0,02

73,0

Почва + нефть 0,06±0,00
НСР0,95=±0,01
Ячмень Почва 0,11±0,01 0,2

70,0

Почва + нефть 0,03±0,01 0,3
НСР0,95=±0,01
Овес Почва 0,18±0,02 0,5

40,0

Почва + нефть 0,11±0,03 0,8
НСР0,95=±0,01

Среди возможных причин резкого снижения урожайности сельскохозяйственных растений, как правило, в первую очередь указывается деградация свойств почвы. Однако проведенный нами анализ наиболее важных почвенных показателей не выявил их сколько-нибудь значительных негативных изменений.

Во-первых, оценка загрязнения почвы сырой нефтью на суммарную токсичность чернозема по методу биотестирования (таблица № 2) показала, что только для кукурузы среда является токсичной. Для этой культуры отмечен эффект торможения роста корней даже через 4 месяца после загрязнения почвы нефтью. В данном случае почва по суммарной токсичности характеризуется как умеренно токсичная, т. е. имеет 3 класс опасности. Это обстоятельство означает нарушение экологической системы с периодом восстановления не менее 10 лет /3/.

Для всех остальных исследованных культур эффект торможения роста корней как результат последействия нефтяного загрязнения не был установлен (таблица № 2). В этом случае почву можно считать нетоксичной, т. е. экологическая система практически не нарушена, степень воздействия нефтяного загрязнения на природную среду имеет условно нулевой уровень, класс опасности - пятый /3/.

Наоборот, результатом последействия столь высокого уровня нефтяного загрязнения является эффект стимуляции роста корней этих культур. Для овса был отмечен максимальный эффект стимуляции роста корней – 151,2 %, для клевера – 23,3 %, ячменя – 23,5 %; минимальный эффект наблюдался для газонных трав – 14,3 %.

Следовательно, овес менее всего восприимчив к очень высокому уровню нефтяного загрязнения.

Таблица № 2. Изменение остаточной суммарной токсичности почвы при загрязнении нефтью
Культура Вариант

опыта

Среднее

арифмети-

ческое

длины

проростка,

см

Эффект

тормо-

жения

роста

корней,

%

Характе-

ристика

почвы по

суммарной

токсичности

Класс

опас-

ности
Эффект

стиму-

ляции

роста

корней,

%

Кукуруза Почва 1,5

39,9

Умеренно

токсичная

3

0,0

Почва+ нефть 0,9
НСР0,95=±0,1
Овес Почва 0,4

0,0

Нетоксичная

5

151,2

Почва+ нефть 1,1
НСР0,95=±0,1
Клевер Почва 1,9

0,0

Нетоксичная

5

23,3

Почва+ нефть 2,4
НСР0,95=±0,2
Газонные

травы

Почва 2,2

0,0

Нетоксичная

5

14,3

Почва+ нефть 2,6
НСР0,95=±0,1
Ячмень Почва 2,5

0,0

Нетоксичная

5

23,5

Почва+ нефть 3,1
НСР0,95=±0,2

В результате проведенных исследований было установлено, что накопление органического углерода и расширение углеродно-азотного соотношения зависят от возделываемых культур и не могут являться однозначными показателями деградации почвы при нефтяном загрязнении.

Под всеми культурами наблюдалось увеличение общего содержания органического углерода в почве вследствие нефтяного загрязнения (таблица № 3). Однако под разными культурами остаточное содержание Сорг. было неодинаковым. Например, в конце вегетационного периода под кукурузой отмечалось увеличение содержания Сорг. на 1,2%, под овсом – на 0,8%, под газонными травами – на 0,6 %, под клевером – на 0,3%; под ячменем накопления Сорг. не было.

Это обстоятельство означает, что скорость разложения нефти в почве убывает в ряду культур следующим образом: ячмень → клевер → газонные травы → овес → кукуруза.

Содержание общего азота в почве в конце вегетационного периода также зависело от культуры (таблица № 3). В варианте с овсом произошло снижение количества общего азота с 0,33 % до 0,23 %, что объясняется выносом азота урожаем. Возделывание других культур не сопровождалось обеднением почвы азотом, поскольку их урожайность значительно снизилась (см. выше).

Следовательно, баланс азота в почве, загрязненной нефтью, определяется, главным образом, выносом урожаем возделываемой культуры, а не процессами микробиальной деструкции нефти в почве. Поэтому представляется нецелесообразным интенсифицировать процесс самоочищения почвы, загрязненной нефтью, внесением азотных удобрений, как это считалось ранее.

Таблица № 3. Влияние сельскохозяйственных растений на углеродно-азотное соотношение при загрязнении почвы нефтью
Культура Вариант

опыта

Сорг., % Nобщ., % С:N
Кукуруза Почва 1,91 0,18 10,61
Почва + нефть 3,13 0,21 14,91
Овес Почва 2,22 0,33 6,73
Почва + нефть 3,00 0,23 13,04
Клевер Почва 2,62 0,24 10,92
Почва + нефть 2,89 0,25 11,56
Газонные травы Почва 2,29 0,25 9,16
Почва + нефть 2,91 0,23 12,65
Ячмень Почва 2,53 0,18 14,06
Почва + нефть 2,55 0,22 11,59

Что касается изменения углеродно-азотного соотношения при загрязнении почвы нефтью, то можно отметить его расширение под всеми культурами, кроме ячменя (таблица № 3). Наиболее вырос этот показатель под овсом (с 6,73 до 13,04), что определяет необходимость увеличения дозы азотных удобрений при возделывании этой культуры на нефтезагрязненной почве.

Ввиду изменения содержания органического углерода в почве при загрязнении нефтью, было выполнено определение содержания углерода во фракциях гумуса для варианта с овсом (таблица № 4). В конце вегетационного периода, т. е. по мере самоочищения почвы от нефти, произошло увеличение общего содержания гуминовых кислот (с 54,1 % до 69,4 %), в том числе фракции гуминовых кислот, свободных и связанных с подвижными полуторными окислами, а также фракции, связанной с кальцием. Сумма фульвокислот, наоборот, уменьшилась с 35,6 % до 27,4 %, что сопровождалось снижением содержания всех подвижных фракций фульвокислот. В почве, загрязненной нефтью, наблюдалось уменьшение негидролизуемого остатка и расширение соотношения гуминовых кислот и фульвокислот.

Следовательно, под влиянием деструкции нефти в почве происходит улучшение группового и фракционного составов гумуса, т. е. увеличение гуматности, снижение подвижности, повышение потенциальной агрегирующей способности и адсорбционных свойств гумуса, что имеет важное экологическое значение.

Таблица № 4. Углерод фракций гумуса, % к Собщ. почвы
Вариант

опыта

Сорг.,

%

Сгк Сфк Сгк+

Сфк

Сгк:

Сфк

1 2 3 1 2 3
Почва 2,22 9,9 35,6 8,6 54,1 6,3 7,2 15,8 6,3 35,6 89,7 1,5
Почва+

нефть

3,00 14,3 46,4 8,7 69,4 5,7 3,6 10,1 8,0 27,4 96,8 2,5

Как известно, от гумусного состояния почвы зависит агрономическая ценность её структуры. В таблице № 5 представлены результаты сухого и мокрого просеивания почвы, позволяющие оценить изменение агрегатного состава под влиянием нефтяного загрязнения. В вариантах с кукурузой и овсом эти изменения носят однонаправленный характер, а именно: содержание агрономически ценных агрегатов при сухом просеивании и коэффициент структурности остаются неудовлетворительными, в то время как водопрочность агрегатов значительно возрастает. В результате нефтяного загрязнения в варианте с овсом наблюдалась отличная водопрочность агрегатов; в варианте с кукурузой водопрочность агрегатов стала избыточно высокой. Эти изменения позволяют предполагать, что под овсом деструкция нефти происходит быстрее, а под кукурузой агрегаты «запарафиниваются», т. е. на них адсорбируются трудноразлагаемые фракции нефти.

Таблица № 5. Структурное состояние чернозема, загрязненного нефтью

(сухое и мокрое просеивание по Саввинову)

Культура Вариант

опыта

Содержание фракций агрегатов1), % Характеристика структурного

состояния почвы

Размер фракций агрегатов, мм Содержание

агрономически

ценных агрегатов

размером

0,25-10 мм, %

Коэффи-

циент

структур-

ности агрегатов2)

Содержание

водопрочных

агрегатов

размером

>0,25 мм, %

>10 10-7 7-5 5-3 3-2 2-1 1-0,5 0,5-0,25
Кукуруза Почва 91,3 3,3 1,3/

0,0

1,2/

0,3

0,8/

1,0

1,0/

4,0

0,3/

17,1

0,1/

21,6

0,3/

56,0

8,4

(неудовл.)

0,1

(неудовл.)

44,0

(хорошее)

Почва+

нефть

79,5 7,1 4,3/

60,0

3,8/

4,6

2,6/

4,5

1,2/

6,0

0,4/

6,3

0,1/

4,2

0,2/

14,5

20,3

(неудовл.)

0,3

(неудовл.)

85,5

(избыточно

высокое)

Овес Почва 64,7 11,5 7,6/

0,6

7,9/

0,7

4,7/

0,7

3,6/

1,2

0,8/

4,0

0,5/

15,1

0,8/

77,3

34,5

(неудовл.)

0,6

(неудовл.)

22,7

(недостато-чно

удовлетв.)

Почва+

нефть

72,6 10,1 8,8/

38,0

9,5/

6,7

7,1/

6,9

2,3/

8,2

0,8/

8,7

0,7/

7,0

0,9/

24,5

26,5

(неудовл.)

0,5

(неудовл.)

73,5

(отличное)

Примечание. 1) В числителе – результаты сухого просеивания, в знаменателе – результаты мокрого просеивания. 2) Отношение содержания агрегатов размером от 0,25 до 10 мм к сумме агрегатов размером >10 мм и На фоне повышения водопрочности агрегатов не произошло негативного изменения влагоемкости почвы, т. е. потенциальная доступность воды растениям осталась почти на прежнем уровне. В таблице № 6 приведены значения различных видов почвенной влагоемкости, а также набухания, установленные по данным основной гидрофизической характеристики для варианта с овсом. Очевидно, что рассматриваемый уровень загрязнения почвы нефтью не имеет пролонгированных последствий по отношению к её водно-физическим свойствам. В этом случае водоудерживающая способность и набухание мало изменяются, агрегаты остаются водопроницаемыми, доступность воды растениям сохраняется. Таблица № 6. Влагоемкость горизонта Ар чернозема на фоне загрязнения нефтью
Вариант

опыта

Максималь-

ная адсорб-

ционная

влагоем-

кость
Максималь-

ная молеку-

лярная

влагоем-

кость
Максимальная капиллярно-сорбционная

влагоемкость

Наимень-

шая

влаго-емкость
Влаж-ность

набу-хания

% от массы почвы
Почва 6,1 23,2 26,1 28,3 51,9
Почва+

нефть

6,0 23,1 26,0 28,2 50,4

Поскольку нефтяное загрязнение привело к повышению водопрочности почвенной структуры, то была оценена возможность применения кротового дренажа на периодически переувлажняемых почвах черноземного ряда с целью улучшения их водно-воздушного режима и ускорения биодеструкции нефти. Среди таких почв можно указать, например, лугово-черноземные почвы подов, черноземы-смолницы и другие высокогумусированные почвы с периодическим застоем воды (аллювиальные и т. п.). Целесообразность применения кротового дренажа для интенсификации самоочищения переувлажняемых нефтезагрязненных почв устанавливалась по устойчивости кротовых дрен и прогнозному сроку их службы по методу Ф.Р. Зайдельмана /2/. Данный метод основывается на учете изменения количества водопрочных мезоагрегатов размером 3-5 мм после просеивания в воде.

Для проведения эксперимента использовалась почва из варианта с овсом.

По результатам определения количества водопрочных агрегатов после их просеивания в воде было установлено, что загрязнение почвы нефтью приводит к резкому (более чем на порядок) повышению водоустойчивости мезоагрегатов по сравнению с контролем. В нефтезагрязненной почве содержание водоустойчивых агрегатов составило 61,25 % от веса всех агрегатов данного размера, а на контроле – только 4,5 %. Поскольку нефтезагрязненная почва отличается хорошей сохранностью мезоагрегатов в воде, что снижает возможность заплывания кротовых дрен и обеспечивает их эффективное действие в течение 3-4 и более лет, то создание кротового дренажа представляется целесообразным на рассматриваемых почвах.

Выводы
  • Биоиндикация нефтяного загрязнения с целью оценки сохранности экологических функций почвы в агроэкосистемах должна осуществляться при использовании сельскохозяйственных растений с различной чувствительностью к негативным изменениям факторов среды.
  • Во время этапа биологической рекультивации на черноземе с уровнем загрязнения нефтью 10 г/кг лучше возделывать овес, поскольку эта культура наименее чувствительна к такому уровню загрязнения. Травы (мятлик, райграс, овсяница, клевер) использовать нецелесообразно в виду их более высокой чувствительности к нефтяному загрязнению.
  • Уровень загрязнения нефтью 10 г/кг почвы не приводит к повышению токсичности почвы по отношению к овсу, ячменю, клеверу и газонным травам. Последействием загрязнения является существенное стимулирование роста корней этих культур и, особенно, овса. Для кукурузы установлена умеренная степень токсичности почвы при таком уровне загрязнения нефтью.
  • Значительной деградации свойств почвы, загрязненной нефтью, не происходит. В процессе самовосстановления почвы улучшаются её гумусное и структурное состояния, а также сохраняется доступность растениям воды и веществ из почвенного раствора. Запас общего азота не изменяется в связи с низкой урожайностью культур; под овес целесообразно вносить более высокие дозы азотных удобрений.
  • Снижение плодородия почвы, загрязненной нефтью, в основном зависит от специфичности реакции сельскохозяйственных растений на загрязнение, что, в свою очередь, определяется особенностями физиологии культур.

Литература

  1. Александров А.И., Загвоздкин В.К., Ерцев Г.Н., Громова О.В., Маркарова М.Ю., Таскаев А.И., Архипченко И.А., Мурыгина В.П., Лушников С.В., Калюжин В.А. Оптимизация технологии биорекультивации загрязненных нефтью почв в условиях Крайнего Севера //Новые технологии для очистки нефтезагрязненных вод, почв, переработки и утилизации нефтешламов. Международная конференция. 10-11 декабря 2001 г. Тезисы докладов. – М.: Издательский дом «Ноосфера», 2001. С. 94-96.
  2. Зайдельман Ф.Р. Мелиорация почв. М.: Издательство МГУ, !987. – 304 с.
  3. Критерии отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды. Утверждены приказом МПР России от 15 июня 2001 г. № 511.
  4. Мажайский Ю.А., Давыдова И.Ю., Евтюхин В.Ф., Евсенкин К.Н. Агроэкологическая оценка нефтезагрязненных земель территорий ЛПДС //Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности . Доклады четвертой Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. Санкт-Петербург, 16-18 июня 1999 г. В 2-х т. – С.-Пб., 1999. Т. 1. С. 396-398.
  5. Методические рекомендации по выявлению деградированных и загрязненных земель. Утверждены Минприроды России 15.02.95, Роскомземом 28.12.94 и Минсельхозпродом России 26.01.95.
  6. Методические указания по оценке степени опасности загрязнения почвы химическими веществами. Утверждены заместителем Главного Государственного санитарного врача СССР 13.03.87 № 4266-87.
  7. Приказ Госкомэкологии РФ о федеральном каталоге отходов № 527 от 27.11.97 г. Зарегистрирован в Минюсте РФ 29.12.97 г. № 1445.
  8. РД 39-0147103-365-86. Инструкция по рекультивации земель, загрязненных нефтью // Уфа, Миннефтепром СССР, ВНИИСПТнефть, 1987.
  9. РД 39-014-70-98-015-90*. Инструкция по контролю за состоянием почв на объектах предприятий Миннефтепрома //Уфа, Миннефтегазпром, 1989.
  10. РД 39-0147098-015-90. Инструкция по контролю за состоянием почв на объектах предприятий Миннефтегазпрома //Уфа, Миннефтегазпром России, 1990.
  11. РД 39-00147105-006-97. Инструкция по рекультивации земель, нарушенных и загрязненных при аварийном и капитальном ремонте магистральных нефтепроводов // Уфа, Минтопэнерго России, 1997.

ekollog.ru

Нефть и почва

Проблема рекультивации загрязненных нефтью почв приобрела исключительное значение, поскольку при аварийных разливах нефти в значительной мере подавляется жизнедеятельность биоты; то же в огромных масштабах постоянно происходит в нефтедобывающих районах и в большинстве населенных пунктов, где имеются нефтеперерабатывающие заводы и крупные хранилища горюче-смазочных материалов.

В настоящее время наиболее прогрессивной технологией очистки почвы от нефти считается введение в нее микроорганизмов или активация имеющейся в ней углеводородоокисляющей микрофлоры. Однако заметных успехов в практике рекультивации пока нет. По мнению Э. М. Халимова, С. В. Левина и В. С. Гуэеаа (кафедра биологии почв МГУ), это связано с недостаточным пониманием характера воздействия нефти на почву.

Авторы изучили экологические и микробиологические закономерности повреждающего действия нефти как сложного конгломерата разных ее фракций. В опытах использовались возрастающие дозы сырой нефти, бензина, дизельного топлива, моторного масла и гудрона. Наблюдения велись за изменением фитотоксических, гидрофобных и микроботоксических свойств загрязненных почв.

При дозах нефти меньше 80 мл/кг всхожесть семян тест-растений (кресс-салат) не отличалась от контроля; при 250 мл/кг она снижалась на 50%; при дозах выше 400 мл/кг всхожесть семян полностью подавлялась. Легкие фракции нефти (бензин, дизельное топливо) еще более фитотоксичны: снижение всхожести семян на 50% происходило при дозах соответственно 150 и 90 мл/кг. Тяжелые же фракции (моторное масло и гудрон) фитотоксичного действия на тест-растения не оказывают даже при очень высоких дозах.

Гидрофобные свойства почвы зависят в основном от концентрации загрязнителя. При дозе нефти в 150 мл/кг вода не впитывается в почву. Похоже обстоит и с моторным маслом. Гудрон оказывает то же действие при дозе на порядок меньше. А легкие фракции нефти практически не влияют на данное свойство почвы.

По отношению к почвенной микробиоте слабая концентрация нефти выступает как ее биологический стимулятор. Увеличение дозы приводит к необратимым изменениям микробиологических свойств почвы. При дозах до 300 мл/кг почва становится основным трофическим субстратом для углеводородоокисляющих микроорганизмов; другие микроорганизмы, растения и животные находятся в угнетенном состоянии. Превышение этой дозы практически полностью подавляет биологическую активность почвы.

Опыты позволили понять причины крайне медленного восстановления почвы, интенсивно загрязненной нефтью. Авторы полагают, что при некотором среднем уровне загрязнения, когда наиболее значимо повреждающее действие легких фракций, для эффективной стимуляции их разложения микрофлорой достаточно мероприятий по улучшению аэрации почвы и обеспечения ее элементами минерального питания. При массированном загрязнении главным становится подавляющий эффект гидрофобизации почвы, вызываемый тяжелыми фракциями нефти. Чтобы дать возможность микроорганизмам осуществлять утилизацию легких и деструкцию тяжелых фракций нефти, необходимо прежде всего снизить гидрофобность почвы. Этого можно достигнуть путем «разбавления» загрязненной почвы чистой или хотя бы частичной нейтрализацией тяжелых фракций.

earthecology.ru