WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 7 |

В процессе ведения государственного земельного кадастра в области ежегодно анализируются тенденции изменений состояния земельного фонда. Ухудшается мелиоративное состояние и состояние инженерной сети орошаемых земель. За последние 10 лет площадь орошаемых земель сократилась с 242,8 тыс. га до 219,1 тыс. га, в том числе орошаемой пашни с 235,2 до 202,5 тыс. га. В настоящее время в неудовлетворительном состоянии находится 74,4 тыс. га орошаемой пашни. На площади 128,8 тыс. га пашни необходимо проведение мероприятий по улучшению земель и технического уровня оросительных систем. За последние годы (1997-2005) списано и переведено в пастбища 14,4 тыс. га орошаемой пашни, более 50% земель по разным причинам не используются по целевому назначению.

Хозяйственное использование земель привело к прогрессирующему антропогенному опустыниванию, вторичному засолению и загрязнению почв, утрате и ослаблению почвенным покровом естественных экологических функций (Горчаков, и др., 2001).

В ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ «ВЛИЯНИЕ НЕФТЯНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ НА ОКРУЖАЮЩУЮ ПРИРОДНУЮ СРЕДУ» представлены основные изменения природных комплексов под воздействием нефтяного загрязнения.

В последнее десятилетие обострились вопросы, связанные с влиянием нефтяного производства на экологическую ситуацию в различных регионах, поскольку масштабы использования нефти постоянно возрастают. Нефть и нефтепродукты являются одними из основных и крупномасштабных загрязнителей окружающей среды. (Фомин, 1999).

Согласно официальным данным, в настоящее время в России нуждается в рекультивации 1,2 млн. га земель, пострадавших от различного типа загрязнений (Велихов, 1996). Абсолютное большинство аварийных разливов нефти вызывают сильные и во многом необратимые повреждения природных комплексов. Наиболее опасными для состояния окружающей среды являются разливы нефти. При загрязнении почв нефтепродуктами происходит изменение микробиологической активности, физико-химических свойств и т. д.

Изменение микробиологических свойств почв. Нефтяное загрязнение приводит к глубокому изменению всех звеньев естественных биоценозов. Общей особенностью всех нефтезагрязненных почв является изменение численности и ограничение видового разнообразия педобионтов (почвенной мезо- и микрофауны и микрофлоры). При этом типы ответной реакции разных групп педобионтов на загрязнение неодинаковы: количество одних возрастает, других снижается, третьих остается практически постоянным.

Изменение физико-химических свойств почв. Нефтяное загрязнение ведет к склеиванию структурных отдельностей и, как следствие, нарушению аэрации, что, в свою очередь, вызывает торможение развития растений и даже их гибели. В верхней части профиля образуется плотный битуминизированный слой. Нефтезагрязненные почвы теряют способность впитывать и удерживать влагу, для них характерны более низкая гигроскопическая влажность, водопроницаемость, влагоемкость и влаговместимость по сравнению с фоновыми аналогами; также увеличивается дисперсность почв, уменьшается структурность и степень агрегатности, снижается коэффициент фильтрации воды.

Загрязнение почв нефтью и нефтепродуктами сказывается на спектральной отражательной способности почв. Обволакивая почвенные частицы, нефть изменяет спектральные характеристики почв, снижает окислительно-восстановительный потенциал и емкость поглощения (Охрана окружающей.., 1994).

Происходит изменение фильтрационных и физико-механических свойств грунтов. Фильтрация нефтепродуктов в почву создает хроматографический эффект, приводящий к ее дифференциации: в гумусо-аккумулятивных горизонтах сорбируются высокомолекулярные компоненты, содержащие смолисто-асфальтеновые и циклические соединения, а легкие углеводороды проникают в нижние минеральные горизонты. В анаэробной обстановке они могут сохраняться длительное время. (Пиковский, 1988).

Если нефтяные загрязнения характерны в основном только для районов добычи, переработки и транспортировки нефти, то загрязнения нефтепродуктами, такими как дизельное топливо, керосин, смазочные масла, мазут и т.д., распространены повсеместно (Солнцева, и др.,1985).

Самоочищение почв от нефти и нефтепродуктов происходит под действием абиотических, геохимических, биогеохимических факторов и деятельности микроорганизмов. Процесс естественного самоочищения почвенного покрова является достаточно длительным и зависит от физико-химических свойств почвы и нефти.

Биохимическое разложение основной массы разлитой нефти протекает очень медленно, так как в почвах не существует каких-либо определенных видов микроорганизмов, способных разрушить все компоненты нефти. Бактериальное воздействие на них отличается высокой селективностью, и полное разложение нефти требует воздействия разных видов, причем для разрушения образующихся промежуточных продуктов требуются свои микроорганизмы. Легче всего протекает микробиологическое разложение парафинов. Более стойкие циклопарафины и ароматические углеводороды сохраняются дольше. Тяжелые фракции нефти разлагаются очень плохо, образуя смолистые сгустки, тем самым, нарушая весь комплекс почвенных свойств - как физико-химических, так и биологических (Садовникова, 2006).

В ЧЕТВЕРТОЙ ГЛАВЕ «ВЛИЯНИЕ НЕФТЯНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ НА РАЗВИТИЕ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР В АСТРАХАНСКОЙ ОБЛАСТИ» представлены основные изменения физико-химических свойств почв, снижение содержания углеводородов в почвах, определены основные показатели снижения продуктивности сельскохозяйственных культур.

МЕТОДЫ И МЕТОДИКА ОПЫТА

Опыт был заложен в лизиметрических пластиковых сосудах (Доспехов, 1978), с площадью сосуда 0,25 м х 0,25 м в 3-х кратной повторности. Для каждого типа почвы один сосуд являлся контролем. В три остальных сосуда заливали нефть 2,5; 5,0 и 10,0 л/м2. Для опыта нефть была отобрана на Долбанском месторождении в Лиманском районе Астраханской области. Объектами исследования явились зональные типы почв Астраханской области. Образцы светло-каштановых, светло-каштановых солонцовых, пойменных почв были отобраны в Черноярском районе, образцы бурых полупустынных почв отобраны в Енотаевском районе, образцы аллювиальных почв - в Лиманском и Красноярском районах. Первый почвенный отбор был произведен в 2004г., второй отбор - 2005г., третий -2006г., четвертый отбор - 2007г. Пробы отбирались в трехкратной повторности. Испытания проб почвы и нефти проводила испытательная лаборатория ФГУ Государственного центра агрохимической службы «Астраханский».

С целью биоиндикации изменений функциональных свойств почвы, загрязненной нефтью, по реакции сельскохозяйственных растений, имеющих разную чувствительность к неблагоприятным факторам воздействия среды, был проведен вегетационный опыт.

На контрольном варианте и при дозах нефти 2,5 л/м2; 5,0 л/м2; 10,0 л/м2, выращивались различные сельскохозяйственные культуры: редис, яровая пшеница, озимые - (рожь, пшеница, ячмень), салат листовой, мятлик луковичный, фасоль. Каждый вариант изучался в трехкратной повторности. Реакция растений на загрязнение почвы нефтью оценивалась визуально в процессе вегетации, а также по урожайности. Для оценки влияния нефтяного загрязнения на состояние разных типов почв использовался метод газо-жидкостной хроматографии (газовый хроматограф «Кристаллюкс-4000» с пламенно-ионизационным детектором).

Анализ проб почвы на содержание нефтепродуктов проводился методом ИК-спектрометрии. Анализ химических свойств почв проводился по следующим показателям: емкость катионного обмена (мг-экв/100 г), реакция среды (рН водн.), содержание гумуса, также проводился анализ почвы по гранулометрическому составу (%). Емкость поглощения (емкость катионного обмена) почвы определяли по ГОСТ 17.4.4.01-84. Анализ содержания гумуса проводился по ГОСТ 26213-91 фотометрическим способом. Гранулометрический состав почв определялся способом, описанным в книге «Пособие по проведению анализов почв и составлению агрохимических картограмм» (Пособие по проведению…., 1965). Анализ физических свойств почвы был проведен по трем показателям: объемный вес, удельный вес твердой фазы почв и скважность (Агрохимические методы исследования почв, 1960).

С целью определения изучаемых факторов по выявлению самоочищения почв при углеводородном загрязнении предусматривалось проведение следующих сопутствующих наблюдений:

- Фенологические наблюдения -по методике Госсортсети (Методика…, 1972). Организация вегетационного опыта и наблюдений в нём осуществлялась в соответствии с общепринятыми принципами, изложенными в методических руководствах и методиках, опубликованных в отечественной специальной литературе (Молостов, 1966; Доспехов, 1985); - Анализ температурных показателей (2004-2007гг.) приводился по данным Черноярской метеостанции; -Математическая обработка данных урожайности сельскохозяйственных культур методом дисперсионного анализа по Б.А. Доспехову.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Влияние нефтяного загрязнения на физические и химические свойства почв

Анализ химических свойств почв

Проведенные наблюдения за изменением химических свойств почв, подвергшихся нефтяному загрязнению, позволяют сделать следующие выводы:

- существенное увеличение емкости катионного обмена произошло при дозе нефти 2,5 л/м2 на пойменной почве на 5,72 мг-экв/100г; на светло-каштановой, светло-каштановой солонцовой, аллювиальной - изменения незначительны. При той же дозе нефти 2,5 л/м2 на бурой почве изменения составили 3,91 мг-экв/100 г;

- при дозе нефти 5,0 л/м2 на пойменной почве увеличение составило 6,03 мг-экв/100 г. На других почвах при этой же дозе изменения не существенны. На бурой почве при дозе нефти 10,0 л/м2 было отмечено увеличение с 6,18 мг-экв/100 г до 11,53 мг-экв/100 г, что на других почвах не выявлено (за период 2004-2007 г). Снижение было отмечено только на контрольном варианте у светло-каштановой почвы на 1,6 мг-экв/100 г (отбор 2006 г.);

- в процессе самовосстановления, у всех исследуемых почв отмечалось значительное увеличение содержания углерода. Увеличение в среднем в 1,5 раза было отмечено при дозе нефти 2,5 л/м2. Таким образом, можно отметить, что изменению в той или иной степени подвергаются все химические свойства почв;

- реакция среды на пойменной, бурой, аллювиальной почвах не изменяется. На светло-каштановой и светло-каштановой солонцовой почвах реакция среды незначительно смещается в сторону более щелочной (на 0,2-0,5 единицы), то есть буферности данных почв не хватает для противостояния негативному действию нефти;

- на гранулометрический состав почв нефтяное загрязнение не оказывает заметного влияния (отбор 2004 - 2007 г.).

Анализ физических свойств почв был проведен по трем показателям: объемный вес, удельный вес твердой фазы и скважность. В результате, за период исследований в лабораторных условиях по изучению влияния различных доз загрязнения нефтью на зональные типы почв Астраханской области были отмечены следующие изменения физических свойств с момента заливки нефти:

- для светло-каштановой, светло-каштановой солонцовой при дозе нефти 10,0 л/м2, наблюдается снижение объемного веса почвы на 0,01-0,02 г. При меньшей дозе нефти 2,5 и 5,0 л/м2 на этих типах почв изменения незначительны. У пойменной и аллювиальной почв объемный вес практически не изменяется;

- резкое снижение удельного веса твердой фазы почв, при дозе нефти 10,0 л/м2 отмечено на: светло-каштановой, светло-каштановой солонцовой. Для бурой и аллювиальной почв уменьшение данного показателя не значительно, около 0,03 г при дозе нефти 5,0 л/м2; 2,5 л/м2;

- увеличение скважности наблюдается в светло-каштановой солонцовой почве при дозе нефти 2,5 л/м2, 5,0 л/м2 на 0,6% от начального показания скважности. Для остальных типов почв (пойменной, светло-каштановой, бурой и аллювиальной) наблюдается незначительное снижение скважности в среднем на 1-2%.

Количественный состав нефти и содержание нефтяных углеводородов в почвах

В ходе исследований оценивался количественный состав нефти, а также проводилось наблюдение за изменением содержания нефтяных углеводородов в почвах.

Исследуемая нефть представляла собой смесь алифатических и насыщенных углеводородов. В процессе наблюдения за изменением содержания общих нефтяных углеводородов в почвах выявлено, что при дозе нефти 2,5 л/м2 наибольшее их содержание 5,6 г/кг отмечалось в пробах светло-каштановой и аллювиальной почвах, минимальное 3,6-4,1 г/кг – в светло-каштановой солонцовой, пойменной и бурой почвах (рис. 2, 3, 4, 5, 6). Указанное свидетельствует, что эти почвы являются более устойчивыми по отношению к негативному действию нефти, а пороговые эффекты их реагирования, превышение которых ведет к серьезным изменениям физико-химических свойств, при данных концентрациях не были превышены. Небольшая разница между содержанием нефтяных углеводородов при дозе нефти 2,5 л/м2 и 5,0 л/м2 характерна для таких почв, как пойменная, бурая и аллювиальная; - для пойменной (суглинок легкий) -2,8 г/кг (2,5 л/м2), 4,8 г/кг (5,0 л/м2); бурой (супесь) 2,4 г/кг (2,5 л/м2), 5,6 г/кг (5,0 л/м2), аллювиальной (суглинок легкий) 4,3 г/кг (2,5 л/м2), 4,9 г/кг (5,0 л/м2). Указанное свидетельствует, что эти почвы являются более устойчивыми к негативному действию нефти. Следовательно, буферность данных почв достаточна, чтобы справляться с поступившим загрязнением. Нами было отмечено что, на светло-каштановой солонцовой почве при дозе нефти 5,0 л/м2, наблюдается незначительное увеличение содержания общих нефтяных углеводородов с 9,8 г/кг (отбор 2004 г.) до 9,9 г/кг (отбор 2006 г.). На аллювиальной почве изменения были отмечены от 13,7 г/кг (отбор 2004 г.) до 15,5 г/кг (отбор 2005 г.). При дозе нефти 10,0 л/м2 максимальное содержание нефтяных углеводородов отмечалось у светло-каштановой -13,8 г/кг (отбор 2007 г.) и светло-каштановой солонцовой -11,4 г/кг (отбор 2007 г.) почв, то есть они обладают наименьшей способностью к самоочищению.

Причиной этого может являться их тяжелый состав светло-каштановая (суглинок тяжелый), светло-каштановая солонцовая (суглинок средний), а также недостаточный доступ кислорода и низкая микробиологическая активность. В случае со светло-каштановой солонцовой почвой надо отметить, что ее способность к самоочищению резко снижается с увеличением загрязнения нефтью.

Рис. 2. Содержание углеводородов

в почве

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 7 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»