УДК 574(470.41)

КИСЛОТНОСТЬ И СОДЕРЖАНИЕ НЕФТЕПРОДУКТОВ В ПОЧВАХ НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТОВ ЛАИШЕВСКОГО РАЙОНА ТАТАРСТАНА

Ариас Перес Лаура Даниэла
Казанский (Приволжский) федеральный университет
магистрант

ACIDEZ Y CONTENIDO DE PRODUCTOS DERIVADOS DEL PETRÓLEO EN SUELOS DE LOCALIDADES DEL DISTRITO DE LAISHEVSKY DE TATARSTÁN

Arias Pérez Laura Daniela
Universidad Federal de Kazán (Volga)
estudiante

Abstract
El objetivo del presente estudio fue determinar la distribución de pH y contaminación por productos derivados del petróleo en los suelos de la Región de Laishev. En 2018 y 2019 se recolectaron 18 muestras de las cuales 9 pertenecen a la capa superficial y 9 a la capa inferior del suelo, para lo cual se usaron los siguientes métodos: el método de medición del valor de pH mediante electrodos y el método de medición de la fracción de masa de petróleo en suelos por espectrometría de infrarrojos. Teniendo en cuenta la tabla de valores del pH y los valores permisibles por contaminación por productos derivados del petróleo de acuerdo a la normatividad rusa SanPin 2.1.7.1287-03 se generaron las interpretaciones. Donde se determina que los suelos tienen tendencia a un pH neutro con valor de 7.09 y que la contaminación por productos derivados del petróleo es permisibles ya que sus valores son menores a 300 mg/kg.

Keywords: contaminación por productos derivados del petróleo, contamination by petroleum products, electrodes, electrodos, espectrometría de infrarrojos, infrared spectrometry, pH


Рубрика: 25.00.00 НАУКИ О ЗЕМЛЕ

Библиографическая ссылка на статью:
Ариас П.Л.Д. Acidez y contenido de productos derivados del petróleo en suelos de localidades del distrito de Laishevsky de Tatarstán // Современные научные исследования и инновации. 2021. № 4 [Электронный ресурс]. URL: https://web.snauka.ru/issues/2021/04/95146 (дата обращения: 23.11.2021).

ABSTRACT

The objective of this study was to determine the distribution of pH and contamination by petroleum products in the soils of the Laishevsky district (Tatarstan). In 2018 and 2019, 18 samples were collected, of which 9 belong to the upper layer and 9 to the lower layer of the soil, for which the following methods were used: the method of measuring the pH value using electrodes and the measurement method of the mass fraction of oil in soils by infrared spectrometry. Taking into account the table of pH values and the permissible values for contamination by petroleum products according to Russian regulations, the interpretations were generated. Where it is determined that soils tend to have a neutral pH value of 7.09 and that contamination by petroleum products is permissible since their values are less than 300 mg/kg.

INTRODUCCIÓN

El pH óptimo de los suelos debe variar entre 6.5 y 7.0 para obtener los mejores rendimientos y la mayor productividad y los menores a 5 se consideran ácidos e incluso tóxicos. El pH del suelo contribuye en la disponibilidad de los nutrimentos para las plantas, este factor puede ser la razón principal de que se presente deficiencia, toxicidad o que los elementos no se encuentren en niveles adecuados. Por otra parte, valores extremos del pH pueden afectar la estructura del suelo.[1]Por otro parte el término “productos derivados del petróleo” se interpreta como los productos petrolíferos (NP) son crudos comercializables que han recibido formación primaria en el campo y productos refinados de petróleo se consideran contaminantes para el suelo cuando la concentración de productos derivos del petróleo alcanza un nivel en el que se manifiestan un efecto negativo sobre los organismos vivos y las plantas, generalmente cuando comienza la degradación de la cubierta vegetal; reducción de la productividad del suelos y las actividades de otros funciones.[2][3]

La región Laishev que está ubicada en la parte occidental de la República de tatarstan en la confluencia de los ríos Volga y Kama. Tiene una población de 43835 personas. El distrito comprende 23 asentamientos rurales y uno urbano[4],se caracteriza por poseer un relieve con llanuras planas (mesetas), desmembradas por valles profundos (más de 100 m) de pequeños ríos y vigas. Las superficies de los vértices de las intersecciones son planas-convexas, con menos frecuencias planas con altitudes que varían de 130-140 a 180-190 m. o más, además su estructura geológica es creada por las formaciones del alto Pérmico[5] y sus condiciones geológicas se caracterizan por la formación de las rocas del sistema de Perm, que está representado por dos niveles: Tártaro y Kazán. Las rocas del nivel de Kazán son más formativas y están ocultas bajo los estratos de las rocas del nivel Tártaro. Entre los depósitos de este nivel cabe destacar las salidas de yeso. Los Suelos formados en las rocas pérmicas pertenecen a las margas del bosque gris.[6]

Para poder evaluar las condiciones del suelo es necesarios establecer la base del muestreo y utilizar metodologías confiables y eficaces de usar como :El método de medición del valor de PH que se basa en la medición de la diferencia de potencial en los límites entre la superficie exterior de la membrana de vidrio del electrodo y la solución examinada por un lado y la superficie interna de la membrana y la solución estándar por el otro[7] y el método de medición de la fracción de masa de petróleo en suelos por espectrometría de infrarrojos que consiste en la extracción de productos derivados del petróleo de Suelos con tetracloruro de carbono, la separación cromatografía de los productos derivados del petróleo de los compuestos orgánicos asociados de otras clases, y la cuantificación de productos derivados del petróleo (NP) por la intensidad de absorción del espectro. [8]


Ilustración 1 Mapa de la Región de laishev (Google Maps/Google Earth)

MATERIALES Y MÉTODOS.

Área de estudio.

Para el muestreo de suelos, se tomaron 9 puntos sistemáticamente cada uno con aproximadamente 14km de distancia entre ellos de la región Laishev de los cuales 7 pertenecen al año 2018 y 2 al 2019, de cada punto se tomaron dos muestras la primera corresponde a la capa superficial del suelo o VS (0-15 cm) y la otro a la capa inferior de suelo o NS (15-30 cm) para un total de 18 muestras, las coordenadas de los puntos se muestran en tabla 1 posteriormente estos fueron trasladados al laboratorio de ecología de la Universidad Federal de Kazán para la determinación de PH y el grado de contaminación de productos derivados del petróleo.

Tabla 1 Puntos y coordenadas de la Región de Laishev

Localidad Coordenada
2018
Atabayevo 55,29361; 49,33669.
Tangchi 55,40216; 49,31075.
Sokura 55,61099; 49,41438.
Pos. Estado de la granja de ellos. el 25 de octubre 55,49527; 49,59001.
Muelle viejo + Laishevo 55,39872; 49,50952.
Imenkovo 55,42893; 49,70909.
Malaya Yelga, Bolshaya Yelga 55,41752; 49,87063.
2019
Pilar 55,66124; 49,21761
Nikolskoe 55,53432; 49,20434

Método de medición del valor de pH

Se pesó en la balanza(Escala de laboratorio VIBRA serie AJ máximo 320 gramos) 5 gr de suelos seco y se puso dentro de una matraz Erlenmeyer 100cm3, posteriormente con ayuda de un tubo de ensayo se añadió 50 ml de agua destilada, luego se colocan en el agitador mecánico(dispositivo de agitación LS120) a velocidad media durante tres minutos, esta mezcla se vierte en un vaso de laboratorio de 30ml y de esta manera la perla del electrodo de vidrio quede totalmente cubierta, se configuro el del equipo medidor de PH(Anión-4100 medidor de pH portátil de laboratorio) y se conectó los electrolitos y el compensador de temperatura a los enchufes apropiados en la parte posterior de la unidad y los electrodos en el soporte del trípode. Se ajustó la posición del Rodillo y la mesa (agitador) en el trípode para que los electrodos no lleguen al fondo cuando se sumerjan en el vidrio.

Se retiró la cubierta protectora del electrodo combinado y se enjuago la parte inferior del electrodo con agua destilada. Se verifico el nivel de electrolito en el electrodo. El electrodo se llenó con 2/3 de la solución de electrolito, y después de eso, el vaso de laboratorio se colocó debajo del compensador de temperatura y dentro de este el electrodo de vidrio combinado, y luego de tres minutos se obtuvo el resultado.

Método de medición de la fracción de masa de petróleo en suelos por espectrometría de infrarrojos.

Se pesó en la balanza (Escala de laboratorio VIBRA serie AJ máximo 320 gramos) 2 gr de suelos seco luego se coloco en la matraz erlenmeyer de 100 cm3 con tapón de vidrio esmerilado. Se vertió una muestra de suelo en el matraz erlenmeyer con 10 cm3 de tetracloruro de carbono y puso a velocidad media en el agitador mecánico (dispositivo de agitación LS120) las muestras durante 1 hora. El extracto resultante se filtró a través de un filtro de papel “cinta blanca” y se vertió en una botella con una tapa molida. La extracción seguida de filtración se repitió 2 veces más con nuevas porciones de tetracloruro de carbono, 10 cm3 cada una. Todos los extractos se combinaron en un cilindro de medición con una capacidad de 50 cm3 y se registró el volumen total. Después de eso, el contenido de productos derivados del petróleo se estimó luego de tres minutos en el dispositivo (AH-2 CONCENTRADOR).

Luego con la siguiente formula se calculó el contenido de productos derivados del petróleo en el Suelo (mg / kg):


Donde:

X1: Valor obtenido en el AH-2 CONCENTRADOR

X2: 10 cm (Cantidad de muestra que se puso en el AH-2 CONCENTRADOR)

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

A continuación se presenta la tabla de resultados obtenidos en el laboratorio.

Tabla 2 Resultados obtenidos

Muestra Localidad pH Productos derivados del petróleo
mg/l mg /kg
NS142 Atabayevo 6.5 7.2 36
VS142 Atabayevo 6.33 12.8 64
NS143 Tangchi 7.02 16.2 81
VS143 Tangchi 7.46 13.3 66.5
NS144 Sokura 7.43 13.5 67.5
VS144 Sokura 7.44 13.2 66
NS145 Pos. Estado de la granja de ellos. el 25 de octubre 7.17 22.9 114.5
VS145 Pos. Estado de la granja de ellos. el 25 de octubre 7.16 5 25
NS146 Muelle viejo + Laishevo 6.87 6.1 30.5
VS146 Muelle viejo + Laishevo 6.98 6 30
NS147 Imenkovo 6.55 14 70
VS147 Imenkovo 6.89 13 65
NS148 Malaya Yelga, Bolshaya Yelga 7.24 6.5 32.5
VS148 Malaya Yelga, Bolshaya Yelga 7.22 22.1 110.5
HC065 Pilar 6.98 23.4 117
BC065 Pilar 6.91 31 155
HC066 Nikolskoe 7.4 43 215
BC066 Nikolskoe 7.27 56 280

A continuación se presentan gráficos comparativos entre capa superficial y inferior del suelo:


Ilustración 2 Resultados de PH de la región de Laishev

De acuerdo con los valores de PH de suelo obtenidos en los muestreos de campo, se aprecia que en promedio el PH del área de estudio es de 7.09, para la capa inferior de 7.02 y superior de 7.16. Los valores más bajos y altos fueron 6.33 y 7.46.

Se observa que el 16,6% de las muestras correspondientes presentan condiciones moderadamente acida con valores que oscilan entre 6.33 y 6.55.El 83,4% tiene condiciones neutras con valores que oscilan entre 6.87 y 7.46. De acuerdo con estos resultados, en términos generales los suelos de la región de Laishev son predominantemente neutros, lo que significa que se encuentra en condiciones óptimas y son adecuados para agricultura.


Ilustración 3 Resultado de productos derivados del petróleo de la región de laishev

De acuerdo con los valores de productos derivados del petróleo en suelos obtenidos en los muestreos de campo, se aprecia que en promedio los productos derivados del petróleo del área de estudio son de 67, para la capa inferior de 70 y superior de 66. Los valores más bajos y altos fueron 30 y 280.

De acuerdo con estos resultados y tomando en cuenta la normatividad rusa sobre el grado de contaminación en suelos por productos derivados del petróleo donde se evidencia que de 300-600 mg/kg el grado de contaminación es permisible [9], en términos generales los suelos de la región de Laishev tienen un grado de contaminación permisible e incluso menor ya que todos sus valores se encuentra por debajo del rango de 300 mg/kg, lo que significa que se encuentra en condiciones óptimas.

CONCLUSIONES

Se evidencia que las condiciones de los suelos de la región de Laishev son óptimos ya que no se presentan toxicidad ya que el pH tiene tendencia neutra con un valor medio de 7.09. Adicional a esto la contaminación por productos derivados del petróleo es permisibles ya que sus valores son menores a 300 mg/kg.

Arias Pérez Laura Daniela, Estudiante de maestría, Universidad Federal de Kazán (Región del Volga), Rusia, desea agradecer al Profesor Malik Mukminov, Universidad Federal de Kazán (región del Volga), Rusia.


References
  1. Distribución espacial del pH de los suelos agrícolas de Zapopan, Jalisco, México [Electronic resource]. URL: http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0568-25172009000300003 (accessed: 01.04.2021).
  2. Нефтепродукты в почве. Терминология и проблемы учета. Выпуск №4. Выпуски журнала — Журнал «Живые и биокосные системы» [Electronic resource]. URL: https://jbks.ru/archive/issue-4/article-16 (accessed: 01.04.2021).
  3. Куницына И.А., Карасева А.С., Околелова А.А. Концентрация нефтепродуктов в почве. Способ определения // Молодой ученый. Издательство Молодой ученый, 2010. № 21. P. 48–49.
  4. История [Electronic resource]. URL: https://laishevo.tatarstan.ru/istoriya-3649737.htm (accessed: 09.03.2021).
  5. Природные условия и ресурсы 7.1.Рельеф и геоморфология [Electronic resource]. URL: https://dereksiz.org/sostav-razrabotchikov-proekta.html?page=4 (accessed: 04.03.2021).
  6. Почвенно-климатические условия района, Местонахождения лесхоза, Лесорастительная зона и климат, Рельеф и почвы лесхоза – Проект лесного питомника [Electronic resource]. URL: https://studbooks.net/1380138/agropromyshlennost/pochvenno_klimaticheskie_usloviya_rayona (accessed: 04.03.2021).
  7. ПНД Ф 16.2.2:2.3:3.33-02 Количественный химический анализ почв. Методика выполнения измерений значения водородного показателя (рН) твердых и жидких отходов производства и потребления, осадков, шламов, активного ила, донных отложений потенциометрическим методом (с Изменением N 1) (Издание 2017 года) – docs.cntd.ru [Electronic resource]. URL: https://docs.cntd.ru/document/556189830 (accessed: 02.04.2021).
  8. ПНД Ф 16.1:2.2.22-98 Количественный химический анализ почв. Методика выполнения измерений массовой доли нефтепродуктов в минеральных, органогенных, органоминеральных почвах и донных отложениях методом ИК-спектрометрии / МВИ / 16 1 2 2 22 98 [Electronic resource]. URL: https://files.stroyinf.ru/Data2/1/4293831/4293831615.htm (accessed: 03.04.2021).
  9. ИЭИ: оценка степени загрязнения почв нефтепродуктами и др. – Страница 5 – Форум для экологов [Electronic resource]. URL: https://forum.integral.ru/viewtopic.php?t=12514&start=40 (accessed: 03.04.2021).


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