Изменение основных свойств почвы при длительном воздействии на неё нефтепродуктов
Характер и степень влияния нефти на экосистему определяется видовым составом растительного покрова, объемом и свойствами ингредиента, временем года и другими факторами. Наиболее токсичными являются углеводороды нефти с температурой кипения tк=150-175оС. Углеводороды с меньшей температурой оказываются либо малотоксичными, либо безопасными, особенно летучие фракции, которые испаряются с поверхности растений и почв, не успевая проникнуть через растительную ткань. Загрязнение почвы нефтью и нефтепродуктами вызывает существенное изменение в морфологических свойствах почвы. Нефть проникает в большинстве случаев на глубину 5-10 см. хотя иногда мощность битуминизированного слоя может достигать 40-50 см. При этом верхняя часть гумусосодержащего горизонта приобретает смолисто-черную окраску, происходит склеивание структурных отдельностей. В результате закупорки капилляров почвы нефтью сильно нарушается аэрация, создаются анаэробные условия, нарушается окислительно-восстановительный потенциал. В составе почвенного воздуха преобладают легкие токсичные фракции нефти. Битуминизирование ухудшает водопроницаемость почвы. Ее смачиваемость; талые и дождевые воды на замазученых участках не впитываются в почву, а стекают по склонам [10]. При загрязнении почвы нефтью и нефтесодержащими отходами происходит подщелачивание почвенных растворов, рН водной суспензии в верхних горизонтах повышается; увеличивается количество углеводородов, что ведет к возрастанию запасов углерода во всех генетических горизонтах; наличие нефти и нефтепродуктов в почве способствует подавлению реакций аммонификации, нитрификации, т.е. снижает самоочищающую способность почвы. К тому же при этом наблюдается образование двухвалентного железа, увеличивается содержание одно- и двухвалентных катионов в почвенном растворе, туда они поступают из нефтяной эмульсии, возрастает количество органических и минеральных коллоидов, связанных с поступлением загрязняющего вещества в почву. Это вызывает перестройку почвенно-поглощающего комплекса. Вредное экологическое воздействие смолисто-асфальтеновых соединений на почву заключается не в химической токсичности, а в изменении вводно-физических свойств почвы. Обычно смолисто-асфальтеновые компоненты сорбируются в верхнем, гумусовом горизонте. При этом уменьшаются поры в почве. Гидрофобные смолисто-асфальтеновые компоненты, обволакивая корни растений, резко ухудшают поступление к ним влаги, в результате чего растения быстро погибают. Попадание смолистой нефти в почву приводит к нарушению структуры (склеивание почвенных частиц), нарушению почвенно-воздушного режима, сильному закислению, ингибированию биохимической активности. Установлено что. В естественных условиях при уровне загрязненности почв нефтью до 10% восстановление биоценоза требует до 10 лет, при более сильном загрязнении – несколько десятков лет [8, 10]. На воздухе смолистая нефть быстро густеет. Теряет подвижность, так как присоединяет кислород воздуха и происходит новообразование смол. Эти соединения малодоступны микроорганизмам, процесс их биодеструкции идет медленно. Вследствие нарушения почвенных структур и диспергирования почвенных частиц снижается водопроницаемость почв. В загрязненных почвах резко возрастает соотношение между углеродом и азотом за счет углерода нефти, что ухудшает азотный режим почв и нарушает корневое питание растений. На загрязненных участках формируется высокая фитотоксичность почвы, что объясняется избыточным содержанием в ней хлоридов, сульфатов и гидрокарбонатов натрия. Одним из факторов повышения самоочищающей способности почвы является создание соответствующих условий для роста общей биогенности почвы и стимуляция деятельности нефтеразлагающей микрофлоры [10]. 1.5 Допустимый уровень загрязнения почв Почвы считаются загрязненными нефтью и нефтепродуктами, если концентрация их достигает уровня, при котором: · начинается угнетение или деградация растительного покрова; · падает продуктивность сельскохозяйственных земель; нарушается природное равновесие в почвенном биоценозе; · происходит вытеснение одним-двумя бурно произрастающими видами растительности остальных видов, ингибируется деятельность микроорганизмов, исчезают виды альгофлоры, мезофауны и т.п.; · происходит вымывание нефти и нефтепродуктов из почв в подземные или поверхностные воды; · изменяются водно-физические свойства и структура почв; · заметно возрастает доля углерода нефти и нефтепродуктов в некарбонатном (органическом) углероде почв (до 10% и более от всего органического углерода). В различных почвенно-климатических условиях концентрация нефти и нефтепродуктов в почвах, при которых почвы можно считать загрязненными, различна. Она зависит от природных условий, способности данного типа почв к самоочищению, от вида и скорости распада нефти и нефтепродуктов, их токсичности и др. В связи с большим разнообразием типа почв не может быть единого показателя загрязнения почв для всей территории России. В различных природных зонах и типах почв при одном и том же уровне загрязнения скорость самоочищения будет различной. Реакцию биогеоценоза на различные содержания нефти и нефтепродуктах в почвах в разных природных зонах можно установить только экспериментально. При этом необходимо учитывать, что большое значение имеет первоначальная нагрузка загрязняющих веществ на почву. При одном и том же уровне остаточного загрязнения экосистема может восстановиться или не восстановиться в зависимости от того, насколько начальный уровень загрязнения нарушил экосистему [3]. Минимальный уровень содержания нефти и нефтепродуктов в почвах, выше которого наступает ухудшение качества природной среды, можно назвать нижним допустимым уровнем концентрации. Такой уровень нефти и нефтепродуктов в почве в большинстве стран не установлен, так как он зависит от сочетания многих факторов: состава и свойств почв, климатических условий, вида нефти и нефтепродуктов, типа растительности и типа землепользования и требует достаточно длительного времени и средств. Эти нормы должны быть дифференцированы в зависимости от гидродинамических условий района и типа почв [2]. Например, в Нидерландах для оценки загрязнения почв применяют три уровня: 1-й — фоновый с содержанием нефтепродуктов 50мг/кг почвы; 2-й — повышенное загрязнение (1000 мг/кг), при котором выявляют и устраняют причины загрязнения, организовывают мониторинг; 3-й — высокое загрязнение (5000 мг/кг) — служит основанием для проведения рекультивации и грунтовых вод. В Германии допустимое содержание нефтепродуктов в почве водоохранных зон и заповедников составляет 300 мг/кг; почв древних речных долин — 3000 мг/кг; водоразделов — 5000 мг/кг. Многие западноевропейские страны за верхний безопасный уровень содержания нефтепродуктов в почве принимают 1000 мг/кг [2]. Для России в нефтедобывающих районах институт Геоэкологии РАН рекомендует безопасные уровни загрязнения грунтов нефтепродуктами в мерзлотно-тундровых и таежных районах до 1000 мг/кг, в таежно-лесных — до 5000 мг/кг, лесостепных и степных районах — до 10 000 мг/кг. За нижний безопасный уровень загрязнения грунтов принимают 1000 мг/кг, рекультивационные работы рекомендуют начинать при содержании нефтепродуктов — 5000 мг/кг. В Республике Башкортостан предельно допустимое содержание нефтепродуктов принято 1000 мг/кг, в случае превышения необходимы рекультивационные работы. Для Москвы утверждено предельное содержание нефтепродуктов 300 мг/кг [2]. В отдельных регионах страны в качестве ориентировочно допустимых уровней используют «фоновые значения» содержания углеводородов в почве или такое содержание нефтепродуктов, при котором за счет самоочищающей способности почвы в течение одного года восстанавливаются продуктивность растений или микробиологические процессы. Если учитывать, что фоновое содержание нефтепродуктов в грунтах для территории России изменяется от 10 до 500 мг/кг, а подавление микробиологических процессов на вновь загрязненных землях начинается при содержании нефтепродуктов 200...300 мг/кг, то для сельскохозяйственных земель ПДС нефтепродуктов не должно быть больше 300 мг/кг. Норматив содержания нефти и нефтепродуктов при рекультивации необходимо определять с учетом фонового содержания, характера загрязнения, вида нефтепродуктов, использования земель и природных условий, обусловливающих самоочищающую способность компонентов геосистем. Для земель сельскохозяйственного назначения первого уровня рекультивации (низкий уровень загрязнения нефтью и нефтепродуктами) содержание их в почве 300... 1000 мг/кг, второго (средний и высокий уровень загрязнения) — 1000...5000 мг/кг, третьего (очень высокий уровень загрязнения) — более 5000 мг/кг. Для земель несельскохозяйственного назначения эти пределы следующие: 1-й уровень – 1000...5000 мг/кг, 2-й уровень – 5000... 10 000, 3-й уровень — свыше 10 000 мг/кг [2].
Популярное: Как распознать напряжение: Говоря о мышечном напряжении, мы в первую очередь имеем в виду мускулы, прикрепленные к костям ... Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы... Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (1686)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |