Почва является одним из важнейших объектов окружающей среды, дающим более 90 % продуктов питания и сырья для производства самой разнообразной продукции.

В последние годы проблема нефтяных загрязнений становится все более актуальной. Потоки вещества, попадая в почву в результате антропогенной деятельности, включаются в естественные циклы, нарушая нормальное функционирование почвенной биоты, и как следствие, и всей почвенной системы. Углеводороды являются одним из опаснейших, быстро распространяющихся и медленно деградирующих в естественных условиях загрязнителей [1].

Загрязнение почвы нефтью и нефтепродуктами приводит к значительным физико-химическим изменениям, выражающимся в изменении микроэлементного состава почвы, ее водно-воздушного и окислительно-восстановительного режимов [2].

В связи с большим разнообразием типов 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 [3].

Проблема загрязнения почвы нефтью и нефтепродуктами затронула и Оренбургскую область, являющуюся нефтедобывающим регионом.

Это делает весьма актуальным в теоретическом и практическом отношениях изучение вопросов, затрагиваемых в данной работе.

Цель данной работы – оценка содержания нефтепродуктов в почве спектрофотометрическими методами.

Объект исследования: образцы почв, отобранные на участках, находящихся под различными видами антропогенного воздействия.

Методы исследования: флуориметрический метод, инфракрасная спектрофотометрия.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- провести анализ литературы, научных и технических достижений в мировой практике по исследованию содержания нефтепродуктов в почве;

- изучить источники загрязнения почвы нефтью и нефтепродуктами;

-определить содержание нефтепродуктов в почве методами флуориметрии и инфракрасной спектрофотометрии;

- сравнить результаты по содержанию нефтепродуктов в почве, полученные с помощью различных методов.

В качестве пунктов пробоотбора было выбрано три участка. Первый участок находился в черте города Оренбурга – это автомобильно-заправочная станция (АЗС) «СВС» на улице Монтажников. АЗС находится на перекрестке двух дорог, где соответственно за день проходит большой поток машин, и на противоположной стороне дороги находится большое количество магазинов  автомобильных принадлежностей. Также с другой стороны улицы находятся жилые многоэтажные дома.

Второй пункт отбора проб – автомобильная стоянка, расположенная на улице Расковой 10. Данный участок представляет собой открытую территорию, которую с одной стороны окружает лес, а с другой стороны расположен частный сектор.

Третий пункт пробоотбора находился за пределами города Оренбурга –36 кмавтомобильной трассы Оренбург – Самара. Данная трасса расположена в1 кмот газоперерабатывающего завода и пересекает железнодорожный путь, по которому  проходят как грузовые поезда, так и поезда, доставляющие и отправляющие продукцию к заводу.

Все образцы отбирались в соответствии с ГОСТом Р 53123-2008 «Качество почвы. Отбор проб» [4]. Из почвенного образца отбирали корни, затем почву разминали  и  пропускали  через  сито  с  диаметром  отверстий 1мм. Все определения проводились в трех повторностях. Лабораторно – аналитические исследования проводились на свежих образцах почвы с использованием общепринятых в химии методов. Определение  массовой доли нефтепродуктов (НП) в пробах почв и грунтов проводили флуориметрическим методом с использованием анализатора жидкости «Флюорат – 02». ПНД Ф 16.1:2.21-98 [5].

Определение концентрации нефти в почве методом инфракрасной спектрофотометрии проводили согласно методическим указаниям МУК 4.1.1956-05 [6].

Во всех отобранных образцах предварительно определялась рН водного раствора. В ходе литературного обзора установлено, что легкие нефтепродукты типа дизельного топлива при первоначальной концентрации в почве 0,5 % за 1,5 месяца деградируют практически на 80 % от исходного количества в зависимости от содержания летучих углеводородов. Более полная деградация происходит при рН 7,4    (от 64,3 % до 90 %), в кислой среде (рН 4,5) деградируют лишь до 18,8 % . Из таблицы 1 видно, что среда почвы  благоприятная для деградации легких нефтепродуктов.

Таблица 1 – Значения рН водного раствора почвенных образцов

Значения рН почвы колеблются в пределах от 6,4 до 7,5.

В результате проведенных исследований установлены изменения концентраций нефтепродуктов от местоположения отобранных образцов почв и временного промежутка проведения анализа.

В ходе исследования образцы отбирались четыре раза, с временным интервалом шесть месяцев. Через каждые шесть месяцев концентрация нефтепродуктов увеличивалась на некоторые числа. Например, в нулевой точке отсчета  через каждые шесть месяцев концентрация нефтепродуктов увеличивалась на: 20 мг/г, 10 мг/г, 5,2 мг/г (рисунок 1).

Рисунок 1 – Зависимость концентрации нефтепродуктов от временного промежутка проведения анализа на АЗС «СВС»

Уменьшение концентрации нефтепродуктов от нулевой точки отсчета до точки, удаленной от нулевой на 80 м, происходит не монотонно, а со скачком, на расстоянии 40 м с 20,5 мг/г до 122,5 мг/г.  АЗС находится на перекрестке, поэтому точка 40 м располагается на противоположной стороне дороги от автозаправочной станции. Скорее всего, в этой точке наблюдается скачок концентрации нефтепродуктов из-за действия АЗС и автомобильной дороги.

Результаты, полученные двумя методами, были обработаны статистически. Было установлено, что доверительные интервалы всех значений имеют общие области перекрывания, следовательно, являются достоверными. Величина стандартного отклонения каждого из методов не превышает 1,1.

На автостоянке происходит уменьшение концентрации нефтепродуктов по мере удаления от центра автостоянки с 354,8 мг/г до 33,8 мг/г (рисунок 2). Такое монотонное уменьшение концентрации нефтепродуктов может быть из-за уменьшения времени нахождения автомобилей в данной точке. В нулевой точке отсчета наблюдается наибольшая плотность машин и время их нахождения здесь. Результаты, полученные двумя методами, были обработаны статистически. Было установлено, что доверительные интервалы всех значений имеют общие области перекрывания, следовательно, являются достоверными. Величина стандартного отклонения каждого из методов не превышает 0,4.

Рисунок 2 – Зависимость концентрации нефтепродуктов от временного промежутка проведения анализа на автостоянке

Вдоль автотрассы  Оренбург-Самара было выявлено следующее: в каждой выбранной точке происходило увеличение концентрации нефти через каждые полгода (рисунок 3). Наибольший скачок увеличения концентрации нефтепродуктов выявлен в точках, которые наиболее далеко удалены от нулевой точки отсчета, т.е. автомобильной трассы. В ряду  0 м–20 м–40 м–60 м–80 м наблюдалось сначала увеличение концентрации до отметки 40 м, после чего содержание нефтепродуктов уменьшалось.

Рисунок 3 – Зависимость концентрации нефтепродуктов от временного промежутка проведения анализа на автомобильной трассе

Скачок концентрации на отметке 40 м с 52 мг/г до 150,2 мг/г может быть вызван тем, что данная точка находится в 3 метрах от железнодорожных путей, по которым происходит  транспортировка различных грузов и пассажиров.

Результаты, полученные двумя методами, были обработаны статистически. Было установлено, что доверительные интервалы всех значений имеют общие области перекрывания, следовательно, являются достоверными. Величина стандартного отклонения каждого из методов не превышает 1,9.

     Выводы

1. Для практических целей, часто вполне достаточно применение какого-либо одного интегрального метода, например: ИК-спектрофотометрического или флуориметрического.
2. При проведении исследований было установлено, что среда почвы является благоприятной для деградации легких нефтепродуктов.
3. На автозаправочной станции и автомобильной трассе наблюдается резкий скачок концентрации нефтепродуктов на отметке 40 м (с 20,5 мг/г до 122,5 мг/г; с 52 мг/г до 150,2мг/г соответственно). На автостоянке происходит уменьшение концентрации нефтепродуктов по мере удаления от центра автостоянки с 354,8 мг/г до 33,8 мг/г.
4. Статистическая обработка результатов эксперимента показывает, что данные полученные двумя разными методами имеют области перекрывания доверительных интервалов.

1. Шорина, Т. С. Динамика биохимических процессов в почвах при нефтяном загрязнении / А. М. Русанов, Т. С. Шорина // Вестник Оренбургского государственного университета. – 2009. № 10. – С. 600 – 603.
2. Шорина, Т.С. Влияние нефти на физические свойства чернозема обыкновенного степной зоны Урала / Т.С. Шорина, А.М. Русанов, А.М.  Сулейманова // Вестник Оренбургского государственного университета. –  2010. – № 6 (112) – С. 137 – 140.
3. Геннадиев А.Н., Пиковский Ю.И. Карты устойчивости почв к загрязнению нефтепродуктами и полициклическими ароматическими углеводородами: метод и опыт составления / А.Н. Геннадиев, Ю.И. Пиковский // Почвоведение. – 2007.  – №4. – С. 80 – 92.
4. ГОСТ Р 53123- 2008 «Качество почвы. Отбор проб» Часть 5. Руководство по изучению городских и промышленных участков на предмет загрязнения почвы. Дата введения 2010-01-01.
5. ПНД Ф 16.1:2.21-98 (издание 2012 года) Количественный химический анализ почв. Методика измерений массовой доли нефтепродуктов в пробах почв и грунтов флуориметрическим методом на анализаторе жидкости «Флюорат-02» (М 03-03-2012) (Внесена взамен ФР.1.31.2007.03935 согласно письму исх. № 12/84 от 12.09.12г.)
6. Методические указания МУК 4.1.1956-05/ 4.1.  Методы контроля.  Химические факторы. Определение концентрации нефти в почве методом инфракрасной спектрофотометрии. Дата введения: 1 июля 2005 г.

Все статьи автора «Чигринева Наталья Алексеевна»