WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |

Наибольший выход ХБ отмечен в пробе А. В пробе В по сравнению с А выход ХБ ниже на 22 %, почти на столько же уменьшилось и содержание УВ фракции. Это может быть связано как с испарением, так и с процессами биодеградации УВ почвенной микрофлорой. В пробе С выход ХБ на 20% ниже по сравнению с пробой В, что, по-видимому, связано не только с участием в трансформации нефтезагрязнения почвенной микрофлоры, но и элементов растительного покрова. Уменьшение содержания УВ в составе ХБ проб В и С по сравнению с А позволяет предположить, что в первую очередь трансформации подверглась углеводородная часть нефтяного загрязнения.

Состав и особенности распределения индивидуальных УВ в пробах почв К, А, В и С представлены на рис. 4, табл. 1.

Рисунок 4 - Мас-фрагментограммы насыщенных УВ ХБ почвенных проб К, А, В и С

i –изопреноиды, * - 12- и 13- метилалканы

Алкановые УВ пробы К характеризуются преобладанием гомологов нормального строения, максимумом на нС29,31, низкой долей изопреноидов, следами 2- и 3-метилалканов и отсутствием 12- и 13-метилалканов. Добавление нефти в почву полностью изменило характер распределения УВ: в пробе А произошло уменьшение доли н-алканов, сдвиг максимума в низкомолекулярную область на нС17, повышение доли изопреноидов, 2- и 3-метилалканов и появление 12- и 13-метилалканов. Характер распределения н-алканов практически идентичен соответствующей фракции добавленной нефти (рис. 2, 4).

В пробе В, по сравнению с А уменьшилось содержание относительно низкомолекулярныхалканов н.к.-С16, нС17 – нС20, изопреноидов iC15 -iC18, что может быть связано не только с испарением их из почвы, но и с процессами биодеградации за счет почвенной микрофлоры.

В пробе С по сравнению с В заметно уменьшилось содержание н-алканов нС17 – нС25 и изопреноидов состава iC19 – iC23. Общая доля 12-и 13-метилалканов уменьшилась вдвое за счет уменьшения легких гомологов. Увеличилось содержание алканов н.к. – С16 и изопреноидов iC15 -iC18. В отличие от проб А и В, в пробе С распределение н-алканов стало бимодальным с максимумами в низкомолекулярной (н-C15) и высокомолекулярной (н-C29,31) областях. Различия в распределении УВ в пробах В и С показало, что наряду с трансформацией нефти под действием почвенной микрофлоры при высевании растений начинает работать дополнительный механизм трансформации углеводородных компонентов нефти растениями.

Подобный характер распределения насыщенных УВ в пробах с растениями наблюдался до концентрации 0,46 % об. внесенной в почву нефти. При добавлении нефти 0,52 % об. и выше в составе УВ фракций ХБ увеличился вклад алканов нС17 – нС25 и легких гомологов 12-и 13-метилалканов, т.е. выше этой концентрации снижается способность почв к самовосстановлению.

Полученные результаты показали, что нефтезагрязнение наиболее активно трансформировалось при добавлении нефти в почву до выхода ХБ равного 0,098%, что приблизительно составляет 1000 мг на 1 кг почвы. Это позволило предложить в качестве региональных нормативов ОДК нефти и продуктов её трансформации в мерзлотных почвах Якутии, величину около 0,1 % или 1000 мг/кг.

5. Особенности химического состава и характер распространения нефтезагрязнения в почвогрунтах и донных осадках. В данном разделе представлены результаты исследований почвогрунтов и донных осадков для характеристики территорий объектов НГК и природных объектов на загрязнение НП, выявления закономерностей распространения нефтезагрязнения и выяснения особенностей структуры и состава проб, в зависимости от типа НП. На основе анализа полученных данных ставилась задача выявления наиболее информативных аналитических параметров, позволяющих дифференцировать нефтезагрязнение почв от природного фона, оценивать уровень загрязнения, особенности состава и тип нефтезагрязнителя.

Якутская НБ. На территории НБ впервые были проведены исследования, направленные на определение не только свежих нефтезагрязнений, но и многолетних, образованных за счет разливов и утечек НП, аккумулированных почвогрунтами за долгие годы работы НБ. Полученные данные показали большой разброс концентраций ХБ в пробах почв: от следов до 10000-29200 мг/кг (табл. 2). В контрольных пробах, взятых за территорией НБ, содержание ХБ составляет от следов до 223 мг/кг, т.е. находится на уровне фона.

Таблица 2 - Cодержание НП в почвогрунтах и групповой состав ХБ проб с территорий объектов НГК Якутии

Объект НГК

Выход ХБ, мг/кг

Групповой состав ХБ, %

min

max

УВ

смолы

асфальтены

Якутская НБ 2001 г.

<1

29200

52,5 – 91,1

7,3 – 29,8

1,7 – 9,9

Ленская НБ

<1

281

13,3 – 39,5

34,8 – 49,2

18,9 – 25,4

Талаканский нефтепромысел 2001 г.

2005 г.

2006 г.

<1

<1

<1

2772

99409

38560

3,2 – 37,9

64,4 - 95,9

74,8 – 95,7

39,5 – 60,2

3,88 – 31,8

3,6 – 23,2

22,6 – 42,9

0,11 – 6,9

0,7 – 2,1

Нефтепровод Талакан-Витим 2005 г.

2006 г.

<1

<1

45748

850779

40,4 – 84,1

23,2 – 80,2

14,9 – 44,6

16,8 – 62,8

0,49 – 14,9

0,64 – 13,9

Средневилюйское газоконденсатное мест-е

<1

12380

2,9 – 81,5

16,8 – 78,3

1,8 – 40,7

Анализ ИК-спектров ХБ проб почв, отобранных вблизи емкостей с дизельным топливом (ДТ) и бензином, показал, что по конфигурации п.п. они близки к ИК-спектрам НП, резко отличаясь от спектра ХБ контрольной пробы, типичного для природного фона (рис. 5, спектр 1). В спектрах загрязненных проб появляются п. п. ароматических УВ и резко снижается поглощение карбонильных групп (спектры 2, 3). В групповом составе этих проб преобладают углеводородные компоненты (табл. 2).

Рисунок 5 - ИК-спектры ХБ проб почв, отобранных: за территорией НБ (1); вблизи емкостей с бензином (2); с ДТ (3) и спектр ДТ (4)

В индивидуальном составе насыщенных УВ ХБ загрязненных проб преобладают относительно низкомолекулярные н-алканы, на что указывает высокое значение отношения н.к.-нС20/нС21-к.к, максимум н-алканов в низкомолекулярной области, коэффициент нч/ч близок к единице. Подобным составом и распределением индивидуальных алкановых УВ характеризуются нефти и НП.

Таким образом, установленное сходство спектров загрязненных проб со спектрами НП, особенности группового компонентного состава ХБ и распределения насыщенных УВ позволяют сделать вывод о том, что основной вклад в битумоидную часть проб с территории НБ вносят НП.

По классификации Гольдберга В.М. на территории вблизи емкостей с бензинами около 50% проб характеризуются содержанием НП на уровне фона, а в целом нефтезагрязнение не превышает среднего уровня (5000 мг/кг).

Участки размещения емкостей с ДТ характеризуются более высоким загрязнением (от следов до 10639 – 29200 мг/кг). В целом количество проб с высоким уровнем загрязнения составляет 43% от всех проанализированных проб. Таким образом, в отличие от бензинов, ДТ создает ареалы рассеяния техногенных УВ и обладает способностью проникать вглубь, вызывая загрязнение почвогрунтов вплоть до высокого уровня (рис. 6).

а

b

Рисунок 6 - Изменение выхода ХБ с глубиной отбора проб вблизи емкостей с бензинами (а); с ДТ (b).

Участки территории с высоким уровнем загрязнения представляют опасность для ОС и требуют проведения восстановительных работ.

Полученные результаты показали, что изменение уровня загрязнения почв НП с глубиной отбора проб, расстоянием от источника загрязнения, а также динамика загрязнения во времени носит сложный характер и зависит от многих факторов. Было установлено, что с удалением от источника загрязнения отмечается снижение содержания НП. При анализе проб, отобранных в разные годы на одних и тех же участках, не установлено направленной тенденции изменения содержания НП, что может быть обусловлено поступлением новых порций НП.

Ленская НБ. Были проанализированы 25 проб, отобранных с территории крупнейшей в Западной Якутии Ленской НБ вскоре после наводнения 2001 г., в результате которого пострадало 60% резервуарного парка. В реку Лена и прилегающие к НБ территории разлилось 9225,1 тонн нефти и НП.

Определение содержания ХБ в пробах почвогрунтов показало низкий выход ХБ – от следов до 0,0281% (281мг/кг). Причины низких значений выхода ХБ можно рассматривать как последствия весеннего паводка, смывшего разлитые НП в р. Лена.

В процессе более детальных исследований было установлено присутствие НП в ряде проб. Так, в составе пробы с низким содержанием ХБ 0,0090% (90 мг/кг), что ниже средних фоновых значений, были обнаружены следы нефтезагрязнения. Характер ИК-спектра ХБ указывал на присутствие в составе экстракта привнесенных нефтяных УВ, что выразилось в присутствии п.п. ароматических УВ в области 600 – 1000 см-1 и низком поглощении карбонильных групп – 1710 см-1 (рис. 7, спектр 1). Это же подтвердили данные группового состава (табл. 3).

1-проба со следами загрязнения; 2-контрольная проба

Рисунок 7 - ИК-спектры ХБ проб с территории Ленской НБ

Факт загрязнения пробы НП подтверждается и особенностями индивидуального состава алкановых УВ по данным ГЖХ (табл. 3, проба 1) - преобладание относительно низкомолекулярных н-алканов, повышенные значения отношениян.к.-нС20/нС21-к.к, максимум н-алканов в низкомолекулярной области,

коэффициент нч/ч, близкий к единице. Подобным составом и распределением индивидуальных алкановых УВ характеризуются нефти Талаканского месторождения (рис. 2, А). На рис. 7 (спектр 2) и табл. 3 (проба 2) приводятся данные для пробы с более высоким выходом ХБ 280 мг/кг, которая по составу и особенностям распределения насыщенных УВ может быть охарактеризована как природный фон (рис.1, 2В).

Таблица 3 - Характеристика состава проб с территории Ленской НБ

Проба

хб, %

Выход фракции, %

Max н-алканов

нч/ч

н.к.-нС20

нС21-к.к.

Pr/Ph

УВ

смол

асф-ны

1

0,0090

39,49

35,62

24,89

нС17, нС16

0,97

1,66

0,85

2

0,0280

13,31

49,17

37,52

нС29, нС31

2,59

0,42

0,73

Таким образом, для обнаружения присутствия нефтезагрязнения и определения его характера для проб с низким выходом ХБ на уровне природного фона, необходимы специальные инструментальные методы исследования: ИК-спектроскопия, ГЖХ или ГХ/МС.

Средневилюйское газоконденсатное месторождение. Основной задачей было определение остаточного содержания НП в приповерхностном слое почвогрунтов спустя 2 года после аварийного разлива газоконденсата.

В исследуемых пробах содержание ХБ варьировало в широких пределах (табл. 2, 4). Установлено, что выход ХБ зависит от типа почвогрунтов: минимальные концентрации ХБ наблюдаются в песчаниках, а максимальные в пробах почв, обогащенных нативным ОВ.

Таблица 4 - Характеристика состава проб, отобранных в районе газоконденсатного месторождения

Параметры

Значения параметров

А

В

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |






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