Особенности химического состава почвогрунтов и аккумулирующая способность растений нефтезагрязненных территорий Республики Калмыкия (стр. 2 )

Анализы почвенных и растительных образцов были выполнены с применением действующих ГОСТов и общепринятых методик. Определение содержания НП проводили весовым и флюориметрическим методом после экстракции их из почвы хлороформом и очистки гексаном. Определение Мn, Ni, Сu, Zn, Со, Cr, Hg, Cd, As проводили методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии с пламенной атомизацией на абсорбционном спектрофотометре «Квант». Получение вытяжки растений осуществляли по методике (1963) сжиганием пробы парами азотной кислоты. Результаты анализов обрабатывались статистически с помощью компьютерной программы Microsoft Exell-97. Был вычислен ряд биогеохимических и ландшафтно-геохимических коэффициентов, отражающих процессы миграции и дифференциации веществ.

Названия видов растений приводятся по (1964) с изменениями по сводке (1995).

Глава 3. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЯ

В главе рассмотрены основные природные условия: климат (Федюков, 1969; Агроклиматические ресурсы, 1974), рельеф (Димо, 1907; Болышев, 1972; Доскач, 1990; Зонн, 1995), геологическое строение и почвообразующие породы (Бембеев, 1995; Ташнинова, 2000; Сангаджиева, 2004; Михайлов, 2006). Особое внимание уделено почвенному (Агроклиматические ресурсы, 1974; Хабаров, 1978; Бакинова, 1996; Ташнинова, 2000) и растительному покрову (Пачосский, 1892; Цаценкин и др., 1936, 1957; Максимова, 1958; Бананова, Журкина, 1977; Бабаев, 1986; Бакташева, 2000).

Глава 4. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПОЧВОГРУНТОВ

НЕФТЕПРОМЫСЛОВ КАЛМЫКИИ

Улан-Хольское, Состинское, Тенгутинское месторождения нефти расположены в зоне полупустыни юго-восточной части РК (рис. 1).

Рис 1. Схема расположения исследованных месторождений нефти:

16 – Тенгутинское, 19 – Состинское, 29 – Улан-Хольское.

Для экологической оценки почвогрунтов был проведен химический анализ на содержание биогенных элементов и нефтепродуктов, результаты которого приведены в табл. 1.

Таблица 1

Особенности химического состава нефтезагрязненных почвогрунтов, мг/кг

Место отбора проб	N-NH4+	N-NO3-	Р2О5	К2О	С орг.	НП, %
Улан-Хольское месторождение
У устья	7,4±1,11	1,28±0,19	2±0,30	33±4,95	13,94±2,80	9,20±0,28
У факела	3,5±0,52	1,60±0,24	7±1,05	86±12,9	4,49±0,90	2,54±0,08
У резервуара	2,7±0,40	1,60±0,20	3±0,45	10±1,50	7,17±1,43	4,26±0,13
У техплощадки	5,4±0,81	1,60±0,21	2±0,21	57±8,55	1,30±0,26	0,80±0,02
У обваловки	11,1±1,68	1,44±0,21	2±0,04	59±8,85	1,38±0,28	0,04±0,00
500 м от месторожд. (контроль)	6,4±0,96	1,44±0,14	2±0,01	81±12,15	0,59±0,0,12	0,02±0,00
Тенгутинское месторождение
У резервуара	2,2±0,33	17,8±2,67	14±2,10	270±40,50	1,77±0,35	1,26±0,04
У буллита	3,2±0,37	14,8±2,22	12±1,80	170±25,5	4,61±0,92	2,01±0,06
У печи	12,4±1,90	12,9±1,93	15±2,25	250±37,50	1,97±0,39	1,25±0,04
У факела	13,8±2,07	34,7±5,20	20±3,00	200±30,00	7,90±1,58	6,86±0,21
500 м от месторожд. (контроль)	6,7±1,00	2,5±0,38	24±3,60	380±57,00	0,89±0,18	0,02±0,00
Состинское месторождение
У устья	13,5±2,02	10,0±1,50	26±3,90	139±20,85	11,03±2,21	7,86±0,24
30 м от устья	12,7±1,91	14,3±2,14	12±1,80	118±17,70	5,96±1,19	2,73±0,08
У резервуара	3,0±0,45	3,5±0,52	10±1,50	200±31,9	3,83±0,77	0,76±0,02
У факела	12,6±1,89	13,8±2,07	11±1,65	210±31,50	4,92±0,98	1,86±0,06
500 м от месторожд. (контроль)	14,3±2,14	26,3±3,94	11±1,41	167±25,01	1,06±0,21	0,01±0,00

В пробах Улан-Хольского и Тенгутинского месторождений отмечено неравномерное распределение аммонийного и нитратного азота. Снизилось содержание подвижного фосфора и обменного калия.

Разброс содержания НП в образцах почв в пределах одного и того же месторождения весьма значителен. Высокая концентрация нефти и НП установлена на территории Улан-Хольского месторождения, так как оно имеет более длительный срок эксплуатации.  В исследованных образцах почв НП сконцентрированы у устья, факела и резервуара. Если рассматривать объекты по мере удаления от источника загрязнения, то видно, что уровень загрязнения НП снижается от устья скважины к фоновой территории. Накопление НП отмечено на глубине 20 – 60 см, глубина же возможного просачивания их не ограничивается 100 – 120 см. Легкий гранулометрический состав бурых полупустынных почв приводит к быстрому распределению органического углерода НП по всему профилю, при этом верхний горизонт имеет менее высокие остаточные концентрации НП, что позволяет достаточно быстро восстановить биологическую продуктивность почв. Так, растительность может восстановиться уже через год-два после аварии. В то же время, почвы малоустойчивы к загрязнению нефтью, вследствие слабой оструктуренности и низкой микробиологической активности.

Концентрация валовых форм ТМ и As в почвогрунтах месторождений представлена в таблице 2.

Оценка содержания ТМ и As осуществлялась путем сравнения с ПДК, кларком в литосфере (КК), региональным фоном (ККР), концентрацией элементов в бурых полупустынных почвах Калмыкии (ККФ) и контрольными значениями (пробы, отобранные 500 м от месторождений). Превышение ПДК наблюдалось только по As и Со в 1,2 – 2,0  раза. Сравнение полученных данных с кларком в литосфере (Виноградов, 1957) показало, что меньше кларка все элементы (КК<1). Исключение составляют Cd и As. На Тенгутинском месторождении КК Cd составил 3,38, что в два раза выше концентрации его в пробах других месторождений. По Кк получены следующие ряды: Улан-Хольское – As>Cd>Cu>Ni>Pb>Co>Cr>Zn>Mn>Hg; Тенгутинское – Cd>As>Cu>Pb>Ni>Co>Cr>Zn=Hg>Mn; Состинское – As>Cd>Cu>Pb>Cr>Co> Ni>Zn>Mn>Hg. По ККР элементами-доминантами в почвогрунтах нефтепромыслов являются Ni, Zn, As. По ККФ в бурых полупустынных почвах выявлено, что выше фона содержание Zn и Cu. Контрольные значения ТМ превышают образцы, отобранные у резервуара №18 и устья (в 1,5 – 3,0 раза).

При учете полиэлементного загрязнения используется так называемый суммарный показатель загрязнения (СПЗ), предложенный (1990): 

СПЗ=∑ККФ – (n – 1), где n – число учитываемых элементов.

Для исследуемых почвогрунтов СПЗ составил 32,64. Почвы с таким показателем относятся к категории опасных. 

Таблица 2

Содержание валовых форм тяжелых металлов и мышьяка в образцах почв, мг/кг (р<0,05)

Место отбора проб	Zn	Cu	Cd	Pb	Mn	Co	Ni	Cr	As	Hg
Тенгутинское месторождение
У резервуара №18	22,8±1,10	14,2±0,43	0,59±0,02	8,4±0,25	172±5,16	9,0±0,27	28,2±0,66	37,0±1,11	3,38±0,10	0,038
У буллита	20,3±1,02	8,8±0,26	0,59±0,03	5,4±0,16	126±3,78	6,2±0,19	22,4±0,67	25,0±0,75	3,36±0,12	0,025
У печи	26,3±1,32	8,7±0,26	0,43±0,01	7,2±0,22	152±4,56	5,9±0,18	25,6±0,77	30,0±0,90	3,64±0,11	0,019
У резервуара №2	19,8±0,99	8,4±0,22	0,47±0,01	7,0±0,21	204±6,12	6,4±0,19	25,4±0,76	27,5±0,83	3,46±0,11	0,019
У печи (5 структура)	28,8±1,44	8,4±0,24	0,38±0,01	8,4±0,25	212±6,36	4,6±0,14	21,6±0,65	20,0±0,60	2,86±0,09	0,019
У факела	26,3±1,32	8,6±0,26	0,45±0,02	7,2±0,22	126±3,78	7,2±0,22	25,0±0,75	30,0±0,91	2,34±0,07	0,025
У скважины № 000	30,5±1,53	9,3±0,28	0,42±0,03	10,4±0,31	146±4,38	5,7±0,17	23,8±0,71	25,0±0,75	3,08±0,09	0,031
У скважины № 000	29,8±1,49	10,4±0,31	0,49±0,02	12,6±0,38	166±4,98	5,3±0,16	25,4±0,76	27,5±0,83	3,86±0,12	0,019
500 м от месторождения (контроль)	23,8±1,19	10,4±0,22	0,35±0,01	6,8±0,20	194±5,82	5,8±0,17	18,8±0,56	18,0±0,54	2,36±0,07	0,018
Состинское месторождение
У устья	62,0±3,10	10,9±0,33	0,28±0,01	12,5±0,38	170±5,10	5,5±0,15	10,0±0,30	22,4±0,67	4,75±0,14	0,006
На площадке	37,8±1,89	8,0±0,24	0,20±0,02	8,5±0,26	144±4,32	5,0±0,15	10,6±0,32	20,2±0,61	4,60±0,12	0,006
У факела	25,0±1,25	11,0±0,33	0,26±0,01	6,6±0,21	194±5,82	6,3±0,19	19,8±0,59	20,0±0,64	4,60±0,13	0,006
У скваж.	22,0±1,10	6,6±0,20	0,22±0,01	5,8±0,17	154±4,62	4,8±0,14	12,8±0,38	13,4±0,40	4,70±0,14	0,006
500 м от месторождения (контроль)	21,0±1,05	6,2±0,19	0,20±0,01	5,4±0,16	142±4,26	4,3±0,13	6,4±0,19	14,0±0,42	2,40±0,07	0,006
В бурых п/п почвах*	16,0	1,8	0,3	16,0	465	8,0	20,0	40,0	3,5	0,15
ПДК (ОДК)	100,0	55,0	1,0	32,0	1500	5,0	85,0	100,0 (0,05)	2,0	2,1

* - фоновая концентрация для бурых полупустынных почв Прикаспийской низменности (по данным , 2004)