Анализ экологической ситуации на нефтезагрязненных почвах ставропольского края

АНАЛИЗ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ СИТУАЦИИ НА НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ ПОЧВАХ СТАВРОПОЛЬСКОГО КРАЯ

г. Ставрополь, ФГАОУ ВПО «Северо-Кавказский федеральный университет»

В Ставропольском крае ежегодно проводиться мониторинг атмосферного воздуха, поверхностных и подземных вод, состояния почвенного покрова и земельных ресурсов, лесного фонда, радиационной обстановки и т.д., а так же анализ проведенной работы по охране окружающей среды предприятиями и организациями промышленного комплекса Ставропольского края и затрат на охрану окружающей среды.

Общий мониторинг почвенного покрова выполняется на площади более 100 тыс. га, при этом контролируется: гумусное состояние, наличие питательных веществ, реакции почвенного раствора. Дополнительно проводят мониторинг биологической активности почв и агроэкологический мониторинг загрязнения земель, исследование земель, подверженных засолению, подтоплению и эрозии.

Согласно докладу о состоянии окружающей среды и природопользовании в Ставропольском крае в 2012 году «установлено, за отчетный период произошло 3058 порывов, в результате которых было разлито 3,319 тонн нефти». Для восстановления экологических функций нефтезагрязненных почв в крае разработаны проекты технической и биологической рекультивации нарушенных земель.

Рациональное использование и охрана земельных ресурсов – одна из наиболее актуальных проблем для человечества, особенно в условиях ограниченности почвенных ресурсов, загрязнением земель и их неизбежном отчуждении для несельскохозяйственное использования. В этой связи особенна актуальтна проблема охраны земельных ресурсов. Для её решения необходим комплексный подход на основе биоремедиационных технологий, позволяющих восстанавливать естественное плодородие при потере землями продуктивности в результате загрзнения.

Загрязнение почв сырой нефтью приводит к глубокому изменению ее свойств. Частицы почвы слипаются, образуя крупные, трудноразрушаемые агломераты. Самое значительное изменение физических свойств почв происходит при попадании в среду асфальто-смолистых соединений. Они сорбируются верхним гумусовым горизонтом почвы, прочно скрепляя ее частицы, при этом значительно уменьшается поровое пространство, нарушается аэрация. В результате нефтяного загрязнения в почве формируется раздельно-частичная или бесструктурно-массивная структура. Кроме того, эти углеводороды делают недоступными биологические активные вещества корневой системы растений.

Нефть адсорбируется частицами почвы, заполняя поры и вытесняя почвенный воздух. На границе адсорбционного слоя формируется пространственный каркас коагуляционной структуры, дальнейшее уплотнение которого приводит к образованию аномального граничного слоя нефти толщиной до 5 – 20 мкм. Вязкость нефти в этом слое выше вязкости нефти в объеме примерно в 10 раз.

Загрязнение почв нефтью и нефтепродуктами приводит к увеличению общего количества углерода. Одновременно отмечается увеличение соотношения C : N, ухудшение азотного режима, что приводит к необходимости внесения повышенных доз азотных удобрений при проведении восстановительных мероприятий. Согласно данным Ф. Х. Хазиева, для окисления 1 г нефти требуется 80 мг азота и 8 мг фосфора.

Имеется также такое понятие, как застарелое загрязнение, под которым понимается аварийное попадание нефти, с давностью не менее 6 месяцев. В этом случае очень часто поверхностный нефтяной слой с годами в некоторой степени деградирует, смывается, а поэтому внешние признаки загрязнения становятся менее заметными. Однако, в целом, сам уровень загрязнения уменьшается медленно, а со временем наиболее загрязненными остаются нижележащие слои почв (таблица 1). В результате углеводороды нефти становится все менее доступными для процессов самоочищения. Тем самым происходит самоконсервация загрязнения в виде образования битуменизированных горизонтов почв.

Таблица 3 – Распределение нефти в различных почвенных горизонтах на территории Ставропольского края в условиях застарелого загрязнения (в % от общего уровня загрязнения).

Таким образом, присутствие сырой нефти в черноземе, как и в других испытанных субстратах в значительной степени ухудшает свойства почв (структуру, кислотность, гидрофобность, наличие водопрочных агрегатов). Особенно важно отметить, что на поверхности почвы образуется гидрофобная воздухонепроницаемая корка, под которой находится наиболее нефтенасыщенный слой. Этот физико-химический барьер без сомнения препятствует возможности использования биотического потенциала биологических объектов, на котором основано самоочищение природных субстратов на принципах биоремедиации.