Новости

Восстановление почв при загрязнении нефтью и нефтепродуктами

18.02.2020

Проблема нефтяных загрязнений окружающей среды стоит перед нашей страной как одна из наиболее актуальных. Развитие промышленности и транспорта на современном этапе развития пока ещё требует увеличения добычи нефти для энергетики и химической промышленности. А вместе с тем это одна из самых опасных для природы индустрий. Ежегодно во всем мире миллионы тонн нефти и нефтепродуктов выливаются на поверхность Мирового океана, попадают в почву и грунтовые воды, сгорают, загрязняя воздух.
Большинство земель, в том числе и сельскохозяйственного назначения, в той или иной мере сейчас загрязнены нефтепродуктами. Особенно сильно это выражено в регионах, где осуществляется нефтепромысел, через которые проходят нефтепроводы, осуществляется наземная транспортировка нефтепродуктов, а также в промышленных регионах, богатых предприятиями, использующими в качестве сырья нефть или природный газ. В естественных условиях нефть залегает под плодородным слоем почвы на больших глубинах и не производит существенного на нее влияния. В нормальной ситуации нефть не выходит на поверхность, происходит это только в редких случаях в результате подвижек горных пород, тектонических процессов, сопровождающихся поднятием грунта.
Нефть представляет собой смесь углеводов и их производных, в целом свыше 1000 индивидуальных органических веществ, каждое из которых может рассматриваться как самостоятельный токсикант. Опаснее всего, когда нефтью и нефтепродуктами загрязняются плодородные сельскохозяйственные земли, что без проведения рекультивационных мероприятий надолго выводит их из сельскохозяйственного оборота.
Районы и источники загрязнений нефтью можно условно разделить на две группы: временные и постоянные («хронические»). К временным районам можно отнести нефтяные пятна на водной поверхности, разливы при транспортировке. К постоянным относятся районы нефтедобычи, на территории которых земля буквально пропитана нефтью в результате многократных утечек.
Экологические последствия загрязнения почв нефтью и нефтепродуктами зависят от параметров загрязнения, свойств почвы и характеристик внешней среды.
К первой группе факторов относятся химическая природа загрязняющих веществ, концентрация их в почве, срок от момента загрязнения и др. Нефть состоит из многих фракций, существенно различающихся между собой по физико-химическим свойствам. Поэтому их поведение в почве различно. Наибольшей проникающей способностью обладают легкие фракции, которые капиллярными силами затягиваются на глубину до 1 м. Будучи загрязнена только легкими фракциями, почва со временем может самоочиститься, так как эти фракции обладают низкими температурами кипения и довольно быстро испаряются.
Тяжелые битумные фракции, которые находятся в нефти растворенными в летучих фракциях, проникают не глубже 12 см. При нормальной температуре они представляют собой твердые аморфные вещества, которые адсорбируются из раствора почвенными частицами верхнего слоя, склеивают их, застывают и образуют твердую корку. Такое загрязнение не может быть ликвидировано естественным путем.
Фракции нефти имеют разную токсичность. Поэтому загрязнение тяжелыми фракциями наносит косвенный вред — ухудшает или вообще делает невозможным аэрацию почвы, понижает содержание в почве кислорода, что приводит к снижению количества или вообще вымиранию аэробной части микрофлоры и, наоборот, увеличению числа анаэробов. Наиболее опасно загрязнение именно самой нефтью: при этом легкие фракции проникают вглубь, а тяжелые создают корку на поверхности, не давая первым испариться. В результате все живое в почве просто гибнет, почва теряет свои хозяйственные свойства, становится мертвой.
Ко второй группе факторов принадлежит изначальная структура почвы, её гранулометрический состав, влажность, активность микробиологических и биохимических процессов. Чем крупнее частицы почвы, тем легче нефть и нефтепродукты проходят внутрь, в ее нижние слои. От структуры почвы также зависит степень аэрации почвы а, следовательно, интенсивность испарения и окисления нефти. Влажная почва отталкивает гидрофобные нефть и нефтепродукты, препятствуя их впитыванию.
К прочим внешним факторам относятся температура воздуха, ветреность, уровень солнечной радиации и особенно доля ультрафиолетового излучения в свете, наличие и густота растительного покрова. Чем выше температура воздуха, тем выше скорость окислительных процессов, посредством которых разлагается на воздухе нефть. Соответственно, в летнее время нефть быстрее разлагается: легкие фракции испаряются, тяжелые окисляются. Зимой, при отрицательной температуре, большинство тяжелых фракций переходят в твердое состояние и вообще не окисляются, поэтому основная часть процессов разложения нефти и нефтепродуктов происходит именно летом. Ветер обдувает верхний слой почвы свежим воздухом, создавая динамически повышенную концентрацию кислорода над ней, способствуя окислению. К тому же ветер создает токи воздуха в воздушной системе почвы, по крайней мере той ее части, что осталась после загрязнения. Выветривание верхнего загрязненного и окисленного слоя также содействует дальнейшему очищению. Ультрафиолетовое излучение способствует окислительным реакциям и поэтому сильно ускоряет разложение нефти на поверхности земли.
Для охраны почв от нефтяного загрязнения проводятся следующие мероприятия:
• нормирование допустимого содержания нефти и нефтепродуктов в почве;
• осуществление анализа хозяйственно важных земель (особенно вблизи нефтепроводов, химпредприятий, буровых установок) на содержание в них нефтепродуктов;
• капитальный ремонт или закрытие перечисленных объектов, если установлено, что это предприятие, нефтепровод, буровая установка является источником нефтяного загрязнения;
• наказание лиц, ответственных за произошедшее загрязнение;
• рекультивация и санация земель, загрязненных нефтепродуктами.
Восстановление загрязненных нефтепродуктами земель сельскохозяйственного назначения проходит в три основных этапа:
1) удаление загрязненной нефтью почвы;
2) рекультивация нарушенного при этом ландшафта;
3) мелиорация.
На первом этапе вывозится минимальное количество загрязненного слоя почвы и свозится в места захоронения или используется там, где от нее не требуется плодородных свойств (нанесение дамб и т. п.).
На втором этапе производится завоз вскрышных пород с хорошими почвообразующими свойствами и нового плодородного слоя, формирование нужного рельефа. Характер проведения этих работ зависит от таких факторов, как вид последующего использования рекультивируемых площадей, климат и окружающий рельеф.
На третьем этапе, соответственно, производится приспособление к сельскохозяйственному использованию. Заключается оно, как правило, в обеспечении нужного водного режима, защите от эрозии, оползней и восстановлении исходных показателей плодородия (содержание фосфора, калия, азота - основных элементов питания растений, органического вещества – гумус). Третий этап длится от 2-х до 6-ти лет и является обязательным только при восстановление земель под сельскохозяйственные нужды.

Материал подготовлен специалистами отдела защиты растений, агрохимии, качества и безопасности растениеводческой продукции ФГБУ «Ростовский референтный центр Россельхознадзора».