Том 2

Способность почв к самоочищению от нефти и нефтепродуктов

Главные источники загрязнения почв нефтью и нефтепродуктами (включая полициклические ароматические углеводороды) — нефтепромыслы, магистральные нефтепроводы, нефтебазы, транспорт, отопительные системы, нефтеперерабатывающие, нефтехимические и коксохимические производства.

Высокие содержания нефти и нефтепродуктов резко ухудшают водно-физические свойства почв, снижают их качество и продуктивность вплоть до вывода из использования в сельскохозяйственных целях. Присутствие канцерогенных и мутагенных полициклических ароматических углеводородов делает почвы токсичными по отношению к человеку, растениям и животным. В результате вымывания нефти и нефтепродуктов в водоносные горизонты, реки и водоемы создается опасность загрязнения подземных и поверхностных вод.

Очистка загрязненных почв должна проводиться с учетом их потенциала к самоочищению, который зависит от типа почв, их водного режима и физико-географических условий. От потенциала самоочищения почв зависят организация наблюдения за их состоянием, нормирование допустимых концентраций загрязняющих веществ, выбор способа рекультивации загрязненных земель.

При территориальной оценке потенциальной способности почв к самоочищению от нефти и нефтепродуктов учитываются основные природные факторы, влияющие на физико-химическое и биологическое разложение, а также механическое рассеяние загрязняющих веществ. Соотношение благоприятных и неблагоприятных факторов этих процессов является основанием для отнесения почв к группе с низкой, средней или высокой способностью к физико-химической и биологической деградации и слабым, умеренным или сильным механическим рассеянием.

Физико-химическое самоочищение почв от нефти и нефтепродуктов связано с прямым окислением углеводородов кислородом воздуха и испарением их легких фракций. Главные факторы, позволяющие регионально оценить эти процессы, – окислительно-восстановительный режим почв и годовая сумма температур в почвах, превышающих 10°С.

Биологическое разложение нефти и нефтепродуктов в почвах определяется их биологической активностью (в основном, деятельностью углеводородокисляющих микроорганизмов). Основные факторы, контролирующие биологическую активность почв, — это продолжительность вегетационного периода и степень увлажнения почв.

Механическое рассеяние нефти, нефтепродуктов и продуктов их метаболизма происходит как в латеральном (плоскостной сток), так и в радиальном (нисходящий внутрипочвенный сток) направлениях.

На потенциальную способность почв к механическому рассеянию нефти и нефтепродуктов влияют две группы факторов, определяющих, с одной стороны, интенсивность выноса нефти и нефтепродуктов, с другой — способность к их закреплению в почвенном профиле. Интенсивность выноса загрязняющих веществ за пределы почвенного профиля зависит от количества атмосферных осадков и характера водного режима почв. Препятствует их рассеянию наличие сорбционных и механических геохимических барьеров в почвах.

Атмосферные осадки образуют водные потоки (дождевые и талые воды), которые транспортируют нефтяные компоненты в разных направлениях, а характер водного режима почв способствует или препятствует вертикальному проникновению загрязняющих веществ к горизонтам подземных вод.

Сорбционные барьеры в почвах представлены органогенными, гумусовыми и иллювиальными (состоящими, в основном, из глинистых частиц) горизонтами почв. Для оценки сорбционной способности почв выбрана мощность этих горизонтов. Чем больше толщина сорбирующих слоев, тем больше частиц нефти и нефтепродуктов задерживаются в почвенном профиле.

Механические барьеры в почвах представлены мерзлыми слоями, которые могут быть сплошными или островными. Сплошные мерзлые слои усиливают закрепление на их поверхности неразложившихся частиц нефти и нефтепродуктов.

Почвы с самым низким потенциалом самоочищения (низкая способность к деградации и слабое рассеяние нефти и нефтепродуктов). Это, в основном, арктические, арктотундровые, тундровые глеевые, тундрово-болотные и болотные торфяные почвы равнинных территорий, находящиеся в зоне холодного и очень холодного тепловых режимов. Сюда же относятся аллювиальные почвы низовьев сибирских рек.

Почвы с низкой способностью к деградации нефти и нефтепродуктов, но с умеренным и сильным их рассеянием. На Европейской части России, в Западной Сибири и на северо-востоке страны — это тундровые иллювиально-гумусовые, тундровые болотные, болотные торфяные, глееподзолистые почвы на равнинах, тундровые примитивные — на Урале и на полуострове Таймыр. В Средней Сибири эту группу составляют, в основном, таежные мерзлотные и глеево-мерзлотные почвы, а в горах и предгорьях Прибайкалья и Саян в эту зону входят дерново-подзолистые, дерново-карбонатные и дерново-таежные почвы.

Почвы с умеренной способностью разложения углеводородов и сильным их рассеянием. Это, в основном, песчаные почвы с промывным водным режимом (радиальное рассеяние) и болотные — с водозастойным режимом (латеральное рассеяние).

Почвы с высокой способностью к разложению и с умеренным рассеянием нефти и нефтепродуктов. Почвы представлены, главным образом, солонцами, бурыми пустынно-степными (в том числе солонцеватыми), светло-каштановыми, каштановыми и темно-каштановыми солонцеватыми почвами. Отдельные массивы почв с таким потенциалом к самоочищению встречаются в юго-восточном Зауралье, на Алтае, в Саянах, Забайкалье, Приамурье.

Почвенные ареалы с наиболее высоким потенциалом самоочищения от нефти и нефтепродуктов (высокой способностью к разложению и сильным рассеянием загрязняющих веществ). В эту группу почв входят боровые пески, подзолистые, серые лесные почвы, разные типы чернозёмов, аллювиальные почвы на равнинах, бурозёмы, подбуры, дерново-таежные, буро-таежные, дерново-подзолистые — в горах и предгорьях.