Научный журнал

Фундаментальные исследования

ISSN 1812-7339

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,674

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Околелова А.А. 1 Желтобрюхов В.Ф. 1 Тарасов А.П. 1 Кастерина Н.Г. 1

---

1 ФГУО ВПО «Волгоградский технический университет»

Чрезвычайно важный вопрос – учёт санитарных функций почв, которые она исполняет, независимо от того, «запечатана» она асфальтом или нет, и содержание нефтепродуктов в урболандшафтах. Внормативных документах приведены различные способы оценки степени накопления поллютантов в почве. Данная статья рассматривает методы определения нефтепродуктов в почвах и трудности, с этим связанные. Рассмотрена возможность определения нефтепродуктов с учетом содержания органических соединений естественного и антропогенного происхождения в почвах. Для объективной оценки концентрации нефтепродуктов в почвах предложен коэффициент накопления Кn, позволяющий по значению органического углерода определить концентрацию нефтепродуктов в почвах. Установлено на примере 108нефтяных месторождений России из 15регионов, что Кn изменяется в узком диапазоне 1,19–1,21. Предлагаем принять его равным 1,2.

Статья в формате PDF

379 KB

оценка

нефтепродукты

нормирование содержания

степень загрязнения

почвы

органический углерод антропогенного и естественного происхождения

коэффициент накопления

1.ГОСТ 17.4.3.06-86. Охрана природы. Почвы Общие требования к классификации почв по влиянию на них химических загрязняющих веществ.

2.Кокорина Н.Г., Околелова А.А., Голованчиков А.Б. Детоксикация нефтезагрязненных почв хитозаном. – Волгоград. 2012. – 204 с.

3.Методические указания «Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест». – М, 2003. Утв. Главным государственным санитарным врачом РФ 7.02.1999 №2.1.7.730-99.

4.Околелова А.А., Безуглова О.С., Егорова Г.С. Экологические принципы сохранения почвенного покрова. – Волгоград. 2006. – 96 с.

5.Околелова А.А., Безуглова О.С., Кастерина Н.Г. Нефтепродукты в почвах. Терминология и проблемы учета// Живые и биокосные системы. – 2013. – Вып.4.

6.Околелова А.А. Желтобрюхов В.Ф., Мерзлякова А.С. Оценка состояния почвенного покрова в зоне влияния нефтехимического предприятий// Проблемы региональной экологии. – 2012. – №5. – С. 59–61.

7.Околелова А.А. Желтобрюхов В.Ф., Егорова Г.С., Кастерина Н.Г., Мерзлякова А.С. Особенности почвенного покрова Волгоградской агломерации. – Волгоград. ВГАУ. 2014. – 224с.

8.Околелова А.А, Карасева А.С., Куницына И.А. Методы определения и расчёта органических поллютантов в нефтезагрязнённых почвах// Фундаментальные исследования. – 2011. – №8 (часть 3). – C. 687–689.

9.Радченко Е.Д. Информационный банк данных по качеству нефтей СССР и нефтепродуктов/ Е.Д. Радченко, Э.Ф. Каминский, З.В. Дриадская, М.А. Мхчиян, И.В. Терешина// Каталог-справочник. – М.: ЦНИИТЭНефтехим, ч. 1, 1983. – 197 с.

10.Фрид А.С. Экологическое нормирование свойств почв при антропогенных воздействиях// Ресурсный потенциал почв – основа продовольственной и экологической безопасности России: матер. межд. Научн. Конф, посвящ. 1650-летию В.В. Докучаева. – СПб., 2011. – С. 498–499.

Учитывая санитарные функции почв, которые она исполняет, независимо от того, «запечатана» она асфальтом или нет, содержание нефтепродуктов в урболандшафтах – отдельный и чрезвычайно актуальный вопрос. Разработка рациональных методов снижения содержания нефти, нефтепродуктов и фенолов и предупреждение негативных изменений свойств почв невозможно без точного определения их концентрации [4, 5, 8]. Детоксикация нефтезагрязненных почв – одна из самых актуальных проблем охраны и защиты почв от деградации.

Материалы и методы исследования

В2010–2012гг. были исследованы следующие территории. Объект №1 – АЗС №1г. Волжского, светло-каштановая глинистая почва. Объект №2 – АЗС №3г. Волжского, аллювиальная песчаная. Объект №3, окрестности ГЭС, аллювиальная песчаная. Объект №4 – АЗС №2, р.п.Средняя Ахтуба, светло-каштановая песчаная. Объект №5 – заброшенная АЗС Тракторозаводского района Волгограда, светло-каштановая песчаная. Объект №6 – целина, 30км от города, светло-каштановая легкосуглинистая. Объект №7 – СЗЗ «Химпром», светло-каштановая супесчаная. Объект №8 – Григорова балка [2].

Методы исследования. Отбор проб и подготовку почв к анализам проводили согласно ГОСТу 17.4.4.02-84. Содержание гумуса – по И.В.Тюрину в модификации Д.С.Орлова и Л.А.Гришиной, анализ водной вытяжки проводили по ГОСТу 26423-85. Концентрацию нефтепродуктов (НП) определяли экстракцией н-гексаном на приборе «Флюорат 02-3М ЛЮМЭКС».

Результаты и обсуждение и их обсуждение

В нормативных документах приведены различные способы оценки степени накопления поллютантов в почве. ВМУ99 предложены критерии оценки степени химического загрязнения почв органическими веществами (табл.1).

Критерий «очень сильная» оценки загрязнения почв элементами 1класса опасности дан в двух категориях: в пределах от 2 до 5ПДК и выше5.

Критерий «слабая» при содержании веществ от 1 до 2ПДК не зависит от класса опасности элемента. Неочевидно разделение критериев в зависимости от класса опасности. Это снижает объективность оценки, особенно если учесть, что речь идет о самых опасных элементах.

Таблица 1

Критерии оценки степени загрязнения почв органическими веществами

В п.2 ГОСТа 17.4.3.06-86. другие оценки загрязнения почв по степени загрязнения почвы подразделяют на следующие:

1)сильнозагрязненные. Содержание загрязняющих веществ в несколько раз превышает ПДК. Не указано, во сколько.

2)среднезагрязненные. Превышение ПДК без видимых изменений в свойствах почв.

3)слабозагрязненные. Содержание химических веществ не превышает ПДК, но выше естественного фона. Не оговорено, что принимать за фон.

В этом нормативном документе предложен коэффициент концентрации загрязнения почвы и две формулы его определения, одна с учетом фона, другая – ПДК. Для таких компонентов, как нефтепродукты, ПДК нет и, скорее всего, не будет установлено, в силу того что входящие в состав нефти и нефтепродуктов органические соединения одновременно являются и неспецифическими органическими соединениями любой почвы. Фоновое их содержание тоже противоречит логике. Поэтому нужен совсем другой подход для их оценки.

Нефть и нефтепродукты. Независимо от методики определения нефтепродуктов в почвах необходим обязательный учет содержания в почве органических соединений самой почвы [5, 7 ,8]. При значительном накоплении нефтепродуктов актуальна проблема правильного расчета их содержания. Существуют способы, по которым долю нефтепродуктов в почве определяют по содержанию в ней органического углерода. Но сами нефтепродукты содержат не только углерод. Значит, их концентрация будет больше.

Для повышения информативности их оценки предлагаем 2способа.

1.Определять органический углерод в почве и дифференцировать его по происхождению – естественный (содержащийся в незагрязненной почве) и антропогенный (привнесенный с органическими поллютантами). Формула определения органического углерода антропогенного происхождения (Сант) будет иметь вид

С_ант=Со_рг – С_фон, %;

где С_фон, С_орг – органический углерод соответственно в незагрязненной и загрязненной почвах.

2.Предлагаем для учета количества нефтепродуктов ввести поправочный коэффициент накопления (К_n) нефтепродуктов в почве и формулу его определения:

где n – суммарная доля углерода всех индивидуальных углеводородов, входящих в состав нефти, %; 100 – общая доля нефтепродуктов.

где – общая сумма углерода всех соединений, входящих в состав нефти; – этана; – пропана; – бутана (n-бутана и изо-бутана) в составе нефти, %.

Расчет суммарной доли углерода представлен на примере качественного состава нефти Коробковского месторождения Волгоградской области: этана (С₂Н₆) – 2,30 % массовые, пропана (С₃Н₈) – 19,60, изобутана (С₄Н₁₀) – 21,00, n-бутана (С₄Н₁₀) – 57,10 [9].

Долю углерода в молекуле этана рассчитывали по формуле

А=24/30=80,

где А(С₂Н₆) – доля углерода в молекуле этана; 24 – атомный вес двух атомов углерода; 30 – атомный вес этана.

Для определения процентного содержания этана в составе нефти (х) составляем пропорцию:

2,30 – 100 %

х – 80 %,

тогда получим Х=С(С₂Н₆)=1,84г.

Аналогично рассчитываем долю углерода в молекуле пропана:

С(С₃Н₈)=36/44=81,82г,

где С(С₃Н₈)– доля углерода в молекуле пропана; 36 – атомный вес углерода; 44 – атомный вес пропана.

Для определения процентного содержания пропана в составе нефти (х) составляем пропорцию:

19,60 – 100 %

х – 81,82 %,

из пропорции получим Х=16,04 г.

Суммарная доля n-бутана и изо-бутана составляет 78,1 %, а значит, доля углерода в молекуле бутана будет равна

А(С₄Н₁₀)=48/58=83

где А(С₄Н₁₀) – доля углерода в молекуле бутана; 48 – атомный вес четырех молекул углерода, 58 – атомный вес молекулы бутана.

Подставляем полученное значение в пропорцию:

78,10 – 100 %

х – 83,

получим Х=64,82.

Складываем долю Сорг в составе нефти:

1,84+16,04+64,82=82,70 –

и находим коэффициент накопления:

Кn=100/82,7=1,2.

Используя данные о качественном составе нефтей, расположенных в различных географических регионах Российской Федерации, опубликованные в Информационный банке данных [9], мы просчитали коэффициент накопления для 106 нефтяных месторождений 15 регионов (табл.2).

Таблица 2

Состав нефтей и значения коэффициента накопления КН

Примечание. – общая доля Сорг в составе компонентов нефтепродуктов.

Библиографическая ссылка