Оценка экологического состояния почв в зоне нефтегазодобычи

В. В. Иеронова, А. В. Безухова
ВЕСТНИК ЮГОРСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА
2014 г. Выпуск 3 (34). С. 38–40
УДК 50.502.55
ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПОЧВ В ЗОНЕ
НЕФТЕГАЗОДОБЫЧИ ПО СОДЕРЖАНИЮ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ
(НА ПРИМЕРЕ НЕФТЯНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
ЯМАЛО-НЕНЕЦКОГО АВТОНОМНОГО ОКРУГА)
В. В. Иеронова, А. В. Безухова
Почвенный покров Земли представляет собой важнейший компонент биосферы. Именно
почвенная оболочка определяет многие процессы, происходящие в биосфере. Поэтому чрезвычайно важно изучение почвенного покрова, его современного состояния и изменения под
влиянием антропогенной деятельности.
На протяжении многих десятилетий основными источниками загрязнений на территории
Тюменской области являются месторождения углеводородного сырья. В настоящее время нефтегазовая промышленность имеет широкое повсеместное распространение и в значительной мере влияет на окружающую среду. Освоение и разработка месторождений полезных ископаемых
оказывает негативное влияние на все компоненты природной среды, в том числе и почвы. При
этом характер нарушений почвенного покрова неодинаков и зависит от различных факторов.
Напряженная экологическая ситуация, связанная с деградацией почв, требует эффективной защиты среды от опасных химических реагентов, которая в свою очередь невозможна
без предоставления достоверной информации о степени загрязнения почвенного покрова.
Целью нашего исследования было дать оценку экологического состояния почв на территории нефтяного месторождения Ямало-Ненецкого автономного округа (ЯНАО).
Для достижения данной цели были поставлены и решены следующие задачи:
1) дать физико-географическую характеристику территории изучаемого нефтяного месторождения;
2) провести полевые работы по отбору проб и радиологическим измерениям;
3) дать оценку качества почвенного покрова на исследуемой территории по химическим,
радиологическим и радиохимическим показателям.
Физико-географические условия исследуемой территории характеризуются следующими
параметрами: климат резко-континентальный, частые изменения температур, суровые длинные
зимы и короткое лето, малые поступления радиации, обильные осадки, высокие скорости ветра в
зимний период, частые метели. Суровые, особенно в зимний период, условия выдвигают максимальные природоохранные требования в ходе хозяйственной деятельности предприятия.
Объектом исследования являются почвы нефтяного месторождения Ямало-Ненецкого
автономного округа (ЯНАО). Исследования проводились с июля по август 2011 года. Отбор
проб осуществлялся в соответствии со следующими нормативными документами: ГОСТ
17.4.3.01 [1], ГОСТ 17.4.4.02 [2]. Всего отобрано 9 проб.
Параллельно с отбором проб выполнялось определение генетического типа почв и описание почвенного профиля. Особое внимание уделялось признакам техногенного воздействия (цвет, запах, включения, слитность, однородность).
В лабораторных условиях в почвенных пробах определялись рН водной вытяжки, содержание нефтепродуктов, железа общего, свинца, цинка, меди, кадмия, никеля, фенолов и
ртути.
Также для оценки степени загрязненности почвы использовался общий уровень загрязнения почвенного покрова, характеризуемый величиной показателя суммарного загрязнения
(Zc), определяемого как сумма коэффициентов химических элементов.
Zc = ∑Кci – (n – 1)
(1)
где n – число определяемых суммируемых веществ, Кci – коэффициент концентрации iкомпонента, равный кратности превышения содержания данного компонента над ПДК.
38
Оценка экологического состояния почв в зоне нефтегазодобычи по содержанию загрязняющих веществ…
Для комплексной оценки состояния почвенного используется индекс загрязненности
почв (ИЗП), который находится по формуле (2):
ИЗП = 1 / N * Ci / ПДКi
(2)
где Ci – концентрация компонента, N – число показателей, используемых для расчета индекса, ПДКi – предельно допустимая концентрация определенного компонента.
Почвы района проведения исследований характеризовались в основном среднекислой реакцией среды (рН = 4,43 – 4,74). В двух образцах выявлена слабокислая реакция (рН = 5,05 –
5,20).
На территориях подверженных влиянию объектов нефтегазового комплекса одним из
важных показателей являются нефтепродукты. Нефтяное загрязнение относится к числу
наиболее опасных, поскольку оно принципиально изменяет свойства почв, а очистка от нефти очень затруднена [4]. Содержание нефтепродуктов в исследуемой почве варьировало от
3,4 мк/кг (точка отбор № 5) до 25,0 мк/кг (точка отбор № 6). Среднее значение данного показателя составило 13,7 мк/кг, что не превышает фоновое значение для нефтедобывающих
районов, равное 100 мк/кг (табл. 1). Наибольшая концентрация нефтепродуктов отмечается в
точках приближенных к основным технологическим объектам, и по мере удаления от них
снижается.
Фенолы на территории региона представлены двумя группами – биогенными и техногенными. Источником биогенных фенолов служит растительный и животный мир. Техногенные фенолы являются продуктами: переработки органических природных ископаемых
(торфа, угля, нефти и нефтепродуктов), растительного сырья, промышленного синтеза.
Вследствие сложного комплексного характера фенольных соединений, типологического и
химического разнообразия почв – ПДК общего содержания фенолов в почве не установлено.
Однако содержание фенольных веществ от 1 до 5 мг/кг характеризуется как средний уровень
загрязнения. В наших исследованиях содержание фенолов в проанализированных образцах
колеблется от 0,26 до 0,66 мг/кг, что свидетельствует об отсутствии фенольного загрязнения
(табл. 1).
Таблица 1 – Содержание загрязняющих веществ в исследуемых почвах
№
Показатель загрязнения
1 рН водной вытяжки
2 Нефтепродукты
Железо (подвижные со3
единения)
4 Медь
5 Свинец
6 Цинк
7 Кадмий
8 Никель
Ртуть
9
10 Фенолы
Концентрация показателей загрязнения, мк/кг
ПДК почвы с учетом
фона,
Пределы знчеСреднее зачение,
мк/кг
ний,
Сср
min-max
Не нормируется
4,43–5,20
4,75
100
3,4–25,0
13,7 (для 9 проб)
254,6–439,4
357,9 (для 3
38000
проб)
3
Менее 1,0–4,5 3,30 (для 2 проб)
6
Менее 1,0–4,5 3,30 (для 2 проб)
23
Менее 1,0
2,6 (для 6 проб)
2
Менее 0,1
0,1 (для 1 пробы)
4
Менее 20
0,38 (для 3 проб)
Менее 0,1–0,17 0,17 (для 1 про2,1
бы)
Не нормируются
0,26–0,66
0,45
Сср/ПДК
почв
0,19
0,009
1,1
0,09
0,09
0,05
0,096
0,08
-
Анализ содержания в изучаемых образцах остальных загрязняющих веществ показал,
превышение ПДК только по концентрации меди (3,30 мг/кг). При этом следует отметить, что
данные по токсичности элемента, например, для растений немногочисленны. В настоящее
время основной проблемой считается недостаток меди в почвах или ее дисбаланс с кобальтом. В наших исследованиях медь была обнаружена в двух пробах, в одной из которых ее
39
В. В. Иеронова, А. В. Безухова
содержание было в пределах нормы (2,1 мг/кг). Во второй точке наблюдалось скопление меди и ее концентрация превышала ПДК в 1,5 раза (4,5 мг/кг).
Концентрации тяжелых металлов (свинец, цинк, кадмий, никель, ртуть) на изучаемой
территории не превышали предельно допустимых норм (табл. 1). При этом следует отметить,
что данные вещества были обнаружены не во всех пробах. Так, например, ртуть и кадмий
зарегистрированы только в 1 пробе из 9.
Оценке общего уровня загрязнения с помощью показателя суммарного загрязнения почвенного покрова, который составил – 2,37, показала допустимую категорию загрязнения.
Также был проведен расчет индекса загрязненности почв (ИЗП) по 6 показателям: свинец, цинк, кадмий, никель, ртуть, медь. Полученные значения индекса позволили классифицировать исследуемые почвы как очень чистые (ИЗП<0,2; 6 точек отбора проб из 9) и чистые
(0,2 < ИЗП < 1; 3 точки отбора проб из 9).
Таким образом, в ходе проведенной работы была дана оценка экологического состояния
почв по содержанию ряда загрязняющих веществ. Установлено, что содержание фенолов и
нефтепродуктов в проанализированных образцах колеблется в пределах нормы, что свидетельствует об отсутствии нефтяного и фенольного загрязнения территории. Превышение
ПДК у тяжелых металлов наблюдается только у меди в одной точке в 1,5 раза, что может
объясняться наличием кислого восстановительного барьера в таежной торфянисто-глеевой
почве. Содержание в почвах месторождения кадмия, свинца, цинка, никеля и ртути в некоторых точках совсем не обнаружено, либо их концентрации были ниже установленных предельно допустимых норм. Это позволяет сделать вывод, что почвенный компонент на исследуемой территории по наличию в нем загрязняющих химических элементов и веществ находится в удовлетворительном экологическом состоянии.
Литература
1. ГОСТ17.3.01-83. Охрана природы. Почвы. Общие требования к отбору проб. – М.,
1983.
2. ГОСТ17.4.02-84. Охрана природы. Почвы. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического и гельминтологического анализа. – М., 1984.
3. СП 11-102-97 Инженерно-экологические изыскания для строительства. Издание официальное: Госстрой России. – М., 1997. – С. 40.
4. Московченко, Д. В. Нефтегазодобыча и окружающая среда: эколого-геохимический
анализ Тюменской области [Текст] / Д. В. Московченко. – Новосибирск : Наука, Сибирское
отделение, 1998. – 112 с.
40