CC BY
31
УДК: [631.4:502.55(21)]:551.345
ДИНАМИКА ВОССТАНОВЛЕНИЯ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ ПОЧВОГРУНТОВ В УСЛОВИЯХ КРИОЛИТОЗОНЫ
Сара Хаимовна Лифшиц
Институт проблем нефти и газа Сибирского отделения Российской Академии Наук, 677980, Россия, г. Якутск, ул. Октябрьская, 1, кандидат химических наук, старший научный сотрудник, ведущий научный сотрудник лаборатории геохимии каустобиолитов, тел. 8(4112)335833, e-mail: [email protected]
Ольга Николаевна Чалая
Институт проблем нефти и газа СО РАН, 677980, Россия, г. Якутск, ул. Октябрьская, 1, кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник, заведующая лабораторией геохимии каустобиолитов, тел. 8(4112)335833, e-mail: [email protected]
Юлия Станиславовна Глязнецова
Институт проблем нефти и газа СО РАН, 677980, Россия, г. Якутск, ул. Октябрьская, 1, кандидат химических наук, старший научный сотрудник лаборатории геохимии каустобиолитов, тел. 8(4112)335833, e-mail: [email protected]
Ираида Николаевна Зуева
Институт проблем нефти и газа СО РАН, 677980, Россия, г. Якутск, ул. Октябрьская, 1, кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник, ведущий научный сотрудник, тел. 8(4112)335833, e-mail: [email protected]
В статье рассмотрена динамика восстановления почвогрунтов на глубинах 0 -10 см и 10-20 см после аварии (2006 г.) на территории нефтепровода «Талакан-Витим». Отмечена высокая миграция нефтезагрязнения с паводковыми, талыми и дождевыми водами. Показана низкая способность почв к восстановлению особенно на глубине 10-20 см в условиях криолитозоны.
Ключевые слова: нефтезагрязнение почвогрунтов, миграция нефтезагрязнения, восстановления почв, трансформация нефтезагрязнения.
DYNAMICS OF REMEDIATION OF PERMAFROST SOILS WITH OIL POLLUTIONS
Sara Kh. Lifshits
Institute of Oil and Gas Problems, Siberian Branch of the RAS, 677980, Russia, Yakutsk, 1 Oktyabrskaya, Ph.D, leader scientific researcher, tel. (4112)335833, e-mail: [email protected]
Olga N. Chalaya
Institute of Oil and Gas Problems, Siberian Branch of the RAS, 677980, Russia, Yakutsk, 1 Oktyabrskaya, Ph.D, chief of laboratory, leader scientific researcher, tel. (4112)335833, e-mail: o.n. [email protected]. ru
Yuliya S. Glyaznetsova
Institute of Oil and Gas Problems, Siberian Branch of the RAS, 1 Oktyabrskaya, 677980, Russia, Yakutsk, Ph.D, senior scientific researcher, tel. (4112)335833, e-mail: [email protected]
Iraida N. Zueva
Institute of Oil and Gas Problems, Siberian Branch of the RAS, 677980, Russia, Yakutsk, 1 Oktyabrskaya, Ph.D, leader scientific researcher, tel. (4112)335833, e-mail: [email protected]
The article describes time history of remediation of oil polluted soils on the depths 0-10 cm and 10-20 cm in the area of pipeline "Talakan-Vitim" after accident (2006). It's noted the high migration of oil pollutions with the flood, snowmelt and rain waters. It's shown a low possibility of permafrost soils especially on the depth 10-20 cm to remediation.
Key words: oil polluted soils, migration of oil pollutions, remediation, transformation of oil pollutions.
Интенсивное развитие нефтегазовой отрасли привело к тому, что в настоящее время наиболее частыми загрязнителями окружающей среды стали нефть и нефтепродукты. При попадании нефти в почву наиболее легколетучие ее компоненты испаряются, более тяжелые сорбируются почвой. Почвы обладают способностью к восстановлению, однако скорость этого процесса сильно зависит от уровня нефтезагрязнения, почвенно -географической зоны места разлива, климата. В северных регионах, где период положительных температур очень короток, процессы биодеградации нефти в почвах обычно идут крайне медленно. Нами была предпринята попытка оценить способность мерзлотных почв к восстановлению после аварийного разлива нефти в 2006 г. на территории нефтепровода «Талакан-Витим». Вследствие аварии десятки тонн нефти попали в окружающую среду. Мониторинг территории нефтепровода проводится нами с 2001 г. До аварии лишь на нескольких участках фиксировался высокий уровень загрязнения, связанный с небольшими утечками нефти. В целом обстановка на территории нефтепровода была удовлетворительной [1].
После аварии 2006 г. картина резко изменилась. Уровень загрязнения стал высоким и очень высоким по всей территории разлива, растянувшейся на несколько километров. Нами были выделены несколько участков вдоль ручья, с которых в течение всех последующих лет с глубин 0-10 см и 10-20 см отбирались пробы почв для изучения их на загрязнение нефтью. Почвенные образцы подвергали хлороформенной экстракции и гравиметрическим методом определяли выход почвенных битумоидов. В таблице представлены выходы почвенных битумоидов проб почв, отобранных с разных участков на разных глубинах по годам наблюдений. Видно, что на всех участках в ходе наблюдений уровень нефтезагрязнения сильно менялся как в большую, так и в меньшую стороны. Это характерно как для поверхностных слоев почвы (0 -10 см), так и более глубоких (10-20 см). Эти колебания невозможно объяснить исключительно миграцией нефтезагрязнения и продуктов его трансформации в более глубокие слои почвы. В данном случае, вероятно, можно предположить высокую скорость миграции нефтезагрязнения с потоками паводковых, талых и дождевых вод. Вследствие этого для оценки способности почв к восстановлению оперировали средним годовым уровнем нефтезагрязнения территории, на которой проводился мониторинг. Из приведенных в таблице данных следует, что усредненный по всем участкам уровень нефтезагрязнения в поверхностных слоях почвы имеет тенденцию к уменьшению из года в год, в то время как в более глубоких слоях почвы, наоборот, прослеживается тенденция к его увеличению. Накопление загрязнения в более глубоких слоях почвы, по-видимому, идет преимущественно за счет процессов миграции с верхних слоев. Это может быть одной из причин
уменьшения нефтезагрязнения в поверхностных слоях почвы. Кроме того, в поверхностных слоях почвы процессы деструкции углеводородов идут намного быстрее, чем в более глубоких, что связано с лучшей их аэрацией и прогреваемостью.
Таблица
Выход почвенных битумоидов по годам наблюдений
Шифр Гл-на Выход почвенных битумоидов, г/кг почвы
уч-ка см 2006г 2007г 2008г 2009г 2010г 2011г 2012г
Ш-1 0-10 155,8 264,4 1,7 37,8 75,3 94,9 43,0
10-20 1,2 29,5 0,0 38,9 5,9 7,4 21,0
1У-1 0-10 850,8 35,2 - 6,4 5,4 15,0 19,2
10-20 18,9 2,8 - 4,2 18,0 9,4 11,6
V-! 0-10 65,8 4,4 317,6 9,4 21,7 2,2 0,4
10-20 1,4 0,0 2,9 1,0 16,2 13,8 92,6
У1-1 0-10 251,7 198,7 230,1 8,7 2,7 5,9 13,7
10-20 12,5 1,4 11,1 1,4 1,8 2,9 21,2
VII-! 0-10 37,2 26,6 13,9 19,4 0,3 0,3 5,7
10-20 26,8 1,1 8,4 1,3 0,0 2,2 0,4
УШ-1 0-10 1,0 84,1 - - - - -
10-20 1,2 9,5 - - - - -
1Х-1 0-10 8,1 0,1 - - - - -
10-20 0,0 0,0 - - - - -
С-1 0-10 - - 13,4 48,5 155,9 126,1 10,6
10-20 - - 0,0 7,5 100,4 27,2 6,3
Б-1 0-10 - - 0,0 24,0 3,1 4,7 34,8
10-20 - - 0,0 1,0 3,2 4,5 30,6
Е-1 0-10 - - 7,0 48,9 84,8 71,0 6,3
10-20 - - 0,0 7,9 24,0 65,4 1,1
Б-1 0-10 - - 115,5 82,6 30,9 121,3 141,9
10-20 - - 28,9 0,2 1,2 1,5 14,9
Ср. 0-10 195,8 87,6 87,4 33,7 44,9 52,2 32,4
знач. 10-20 10,4 6,3 6,4 7,0 19,0 14,9 22,2
Методом жидкостно-адсорбционной хроматографии был изучен групповой состав почвенных битумоидов. Усредненные данные по составу почвенных битумоидов для глубины отбора проб 0-10 см представлены на рисунке. Там же для сравнения приведены данные для загрязнителя (отбензиненной нефти Та-лаканского месторождения) и фоновых проб почв, не подвергшихся загрязнению. Видно, что в год, когда случилась авария, почвенные битумоиды, приобрели нефтяной характер. Доминирующей фракцией в их составе стали углеводороды. Однако вследствие деструкции, т.е. биодеградации и физико-химического окисления нефтезагрязнения, доля углеводородов стала постепенно падать, а содержание смолистых компонентов увеличиваться, что характер-
но для состава фоновых почв. Такая же тенденция отмечалась и для образцов почв, отобранных на глубине 10-20 см.
90 -|
80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 -0 -
□ УВ
□ смолы ■ асф-ны
д
нефть 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 фон
Рис. Динамика изменения усредненного по всей территории отбора проб состава почвенных битумоидов по годам наблюдений. Обозначения: УВ - углеводороды; асф-ны - асфальтены.
Таким образом, все отмеченные изменения в выходе и составе почвенных битумоидов свидетельствуют о протекающих процессах трансформации нефте-загрязнения.
Однако скорость этих процессов, особенно на глубине в условиях криоли-тозоны очень мала. Для большинства исследуемых участков уровень нефтезаг-рязнения через 7 лет после аварии сохраняется высоким и даже очень высоким, что требует продолжения проведения мониторинга нарушенных нефтезагряз-нением территорий, а также свидетельствует о необходимости проведения восстановительных работ.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Зуева И.Н., Глязнецова Ю.С. Чалая О.Н., Лифшиц С.Х. Геохимический мониторинг состояния почв криолитозоны после аварийных разливов нефти // Мат-лы IX Всерос. науч. конф. с междунар. участием «Биологическая рекультивация и мониторинг нарушенных земель». Екатеринбург, 20-25 августа 2012г. - Екатеринбург: Изд-во: Урал ун-та ИПУ УрФУ. -2012.-С. 118-124.
2. Зуева И.Н., Глязнецова Ю.С., Лифшиц С.Х., Чалая О.Н., Каширцев В.А. Методы исследования поверхностных углеводородных геохимических полей природного и техногенного происхождения // Наука и образование. -2009. -№ 1. -С 50-55.
3. Оборин А.А., Хмурчик В.Т, Иларионов С. А. и др. Нефтезагрязненные биоценозы. -Пермь. -2008. -511с.
© С.Х. Лифшиц, О.Н. Чалая, Ю.С. Глязнецова, И.Н. Зуева, 2013
