Изменение свойств дерново-подзолистых суглинистых почв под действием загрязнения продуктами нефтедобычи и приЁмы их рекультивации



страница1/3
Дата11.07.2014
Размер0.5 Mb.
ТипАвтореферат диссертации
  1   2   3


На правах рукописи

Леднев Андрей Викторович

изменение свойств дерново-подзолистых

СУГЛИНИСТЫХ почв под действием загрязнения

ПРОДУКТами нефтедобычи и приЁмы их

РЕКУЛЬТИВАЦИИ
Специальность 06.01.03 – агропочвоведение, агрофизика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени

доктора сельскохозяйственных наук

Ижевск – 2008

Работа выполнена в Государственном научном учреждении Удмуртский государственный научно-исследовательском институт сельского хозяйства и на кафедре агрохимии и почвоведения Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Ижевская государственная сельскохозяйственная академия» с 1996 по 2006 гг.



Официальные оппоненты:

Член-корреспондент Россельхозакадемии,

доктор сельскохозяйственных наук

Завалин Алексей Анатольевич

Доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Кузнецов Максим Филиппович
Доктор сельскохозяйственных наук

Уланов Анатолий Николаевич




Ведущее предприятие:

ГУ «Пермский научно-исследовательский

институт сельского хозяйства»



Защита состоится « 21 » ноября 2008 года в 10 часов в аудитории Б- 206 на заседании диссертационного совета ДМ 220.022.03 при ФГОУ ВПО «Вятская государственная сельскохозяйственная академия».


Адрес: 610017, г. Киров, Октябрьский проспект, 133.

Факс: (8332) 548-633, e-mail: vsaa@insysnet.ru


С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке академии.
Автореферат разослан « » октября 2008 г.
Ученый секретарь

диссертационного совета,

кандидат биол. наук, доцент О.С. Кривошеина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. При добыче углеводородного сырья осуществляется очень сильное и многостороннее техногенное воздействие на почвенный покров. Это связано с тем, что на территории нефтепромыслов функционируют комплексы производственных сооружений, разобщённых территориально, но связанных системами трубопроводов, энергопередач, транспортными системами, организацией работ. По данным Международного Социально-экологического союза, на сегодня в России добывается ежегодно около 300 млн. тонн нефти, из которых от 1,5 до 10 % (Иванов, 1982; Бочарникова, 1987; Булатов и др., 1997) теряется при добыче и транспортировке. Даже при минимальной оценке это около 4,5 млн. тонн в год (Замойский и др., 1995).

Удмуртская Республика входит в регион с хорошо развитой нефтедобывающей промышленностью.

На её территории расположено свыше 100 нефтяных месторождений, 60 % из которых находятся в разработке. Ежегодная добыча нефти составляет более 9 млн. тонн. Протяжённость трубопроводных коммуникаций составляет около 30 тыс. километров, уровень аварийности на них за последние пять лет снижен в два раза, но тем не менее по отдельным месторождениям число аварийных ситуаций измеряется в пределах 0,04 – 0,70 шт/год (Саламатова, 2002).

Любые технические сооружения на промысле (скважины, трубопроводы, факелы и др.) являются потенциальными источниками техногенных потоков, различающихся по составу, концентрациям и объёмам выбрасываемых в природу веществ. Сброс чужеродных и, как правило, геохимически активных соединений вызывает трансформацию и последующее разрушение природных систем, вплоть до полной деградации. На длительный срок происходит отчуждение земель из сельскохозяйственного или лесохозяйственного производства. Нефтедобывающие предприятия несут большие затраты по восстановлению загрязнённых почв и выплате штрафных санкций длительный период.

Существующие в настоящее время технологии рекультивации загрязненных почв имеют низкую эффективность или требуют очень больших затрат, и поэтому разработка новых приемов и способов восстановления почвенного и растительного покрова, позволяющих сократить этот период, снизить стоимость рекультивационных работ, имеют большую актуальность.



Исследования проведены на дерново-подзолистых суглинистых почвах Удмуртской Республики, типичных для территории Нечернозёмной зоны РФ, преобладающих на сельскохозяйственных угодьях.

Цель и задачи исследований. Целью исследований является изучение свойств дерново-подзолистых суглинистых почв восточно-европейской части Нечернозёмной зоны РФ, загрязнённых продуктами нефтедобычи, и разработка агроприёмов их рекультивации. Для выполнения цели исследований поставлены следующие задачи:

  • изучить влияние различных уровней загрязнения почв нефтью, нефтепромысловыми водами (НВ) и нефтеводосолевой эмульсией (НВСЭ) на их агрохимические, агрофизические и биологические свойства;

  • определить параметры уровней загрязнения дерново-подзолистых почв нефтью и нефтепромысловыми водами;

  • выявить действие различных мелиорантов, доз и видов удобрений, фитомелиорации на скорость разложения нефти, на количество и состав солей в почве;

  • выявить зерновые культуры и многолетние травы, способные произрастать на почвах, загрязненных продуктами нефтедобычи, в условиях восточно-европейской части Нечернозёмной зоны РФ, определять влияние поллютантов на их продуктивность;

  • изучить влияние продуктов нефтедобычи и агроприёмов по рекультивации загрязнённых почв на видовой состав и численность микроорганизмов;

  • дать экономическую и энергетическую оценку разработанным агроприёмам рекультивации загрязнённых почв.

Научная новизна. Впервые в условиях Удмуртской Республики на территории, типичной для восточно-европейской части Нечернозёмной зоны РФ, изучены химические, физико-химические, физические и биологические свойства дерново-подзолистых почв, загрязнённых продуктами нефтедобычи. Определены уровни загрязнения почв для каждого поллютанта. Установлена скорость процессов природного самовосстановления при различных уровнях загрязнения. Разработаны и испытаны различные агроприёмы, оказывающие влияние на скорость разложения нефти в почве, на количество и состав в ней легкорастворимых солей. Выявлены наиболее эффективные из них с экономической, энергетической и экологической точек зрения для каждого вида поллютантов с учетом их степени загрязнения почвы.

Теоретическая и практическая значимость работы. Установлено влияние различных уровней загрязнения продуктами нефтедобычи на свойства дерново-подзолистых почв и на продуктивность сельскохозяйственных культур на протяжении длительного периода после загрязнения. Для условий восточно-европейской части Нечерноземной зоны РФ выявлены сельскохозяйственные культуры, способные произрастать на почвах, загрязнённых нефтью и нефтепромысловыми водами. В результате проведённых исследований разработаны научные основы рекультивации дерново-подзолистых почв, загрязнённых продуктами нефтедобычи. Предложены производству эффективные, экологически безопасные ресурсосберегающие, адаптированные к условиям восточно-европейской части Нечернозёмной зоны РФ, агроприёмы рекультивации этих почв с учётом их степени загрязнения. Разработаны нормативно-правовые и руководящие документы по рекультивации почв для нефтедобывающих предприятий Удмуртской Республики.

Данные исследования являются логическим продолжением работ, выполненных в других почвенно-климатических зонах, и позволяют значительно расширить научные и практические представления по данной проблеме.



Основные положения, выносимые на защиту:

  1. Закономерности изменения свойств дерново-подзолистых почв и их продуктивности в зависимости от вида поллютанта и уровня загрязнения.

  2. Научно-обоснованные дифференцированные агроприёмы по рекультивации почв в связи с различным уровнем загрязнения и видом поллютантов.

  3. Системный подход к рекультивации загрязнённых почв, позволяющий восстановить их продуктивность в течение 2 – 4 лет.

Реализация результатов исследований. На основании полученных данных разработаны следующие регламентирующие и методические документы: «Методическое руководство по рекультивации земель, загрязнённых нефтью и нефтепромысловыми водами на территории Удмуртской Республики» (1998); «Технологии получения сорбентов нефти из местного сырья для очистки водных объектов и почвы» (2000); «Практическое руководство по рекультивации земель, загрязнённых аварийными разливами нефти и нефтепромысловыми жидкостями, строительстве и ремонте трубопроводов и других объектов нефтедобычи на территории землепользования НПУ «Белкамнефть» (2001); «Практическое руководство по рекультивации земель, загрязнённых аварийными разливами нефти и нефтепромысловых вод» (2002); «Проект по рекультивации земель загрязненных аварийными разливами нефти и нефтепромысловых вод на месторождениях ОАО «Удмуртнефть» (2005, 2006); «Типовой проект по рекультивации земель, загрязнённых аварийными разливами нефти и нефтепромысловых вод» (2005). Названные работы прошли экологическую экспертизу, согласованы со всеми природоохранными учреждениями и утверждены руководством соответствующих нефтедобывающих компаний. В настоящее время они является регламентирующими документами при составлении проектов рекультиваций почв на конкретные загрязненные участки и используются различными организациями при составлении соответствующих разделов проектов ОВОС (оценки воздействия объектов нефтедобычи на окружающую среду).

Силами сотрудников отдела экологии ГНУ УГНИИСХ и кафедры агрохимии и почвоведения ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА полностью рекультивированы два загрязнённых участка на Чутырском нефтяном месторождении и два участка на Гремихинском месторождении Удмуртии общей площадью 1,5 га. На основании разработанных проектов осуществлён весь комплекс рекультивационных мероприятий на 26 участках с загрязнёнными почвами на общей площади более 200 га сельскохозяйственных и лесных угодий.

Результаты исследований используются в проведении курсов повышения квалификации специалистов экологических служб, учебном процессе на агрономическом и лесохозяйственном факультетах ФГОУ ВПО «Ижевская государственная сельскохозяйственная академия» и на нефтяном факультете Удмуртского государственного университета.

Апробация работы и публикации. Основные результаты исследований изложены в журналах: «Аграрная наука Евро-Северо-Востока» № 5 (2004), № 8 (2006), № 1 (2007), № 11 (2008), «Плодородие» № 4 (2005), № 4 (2007), «Вестник Россельхозакадемии» № 2 (2007), № 3 (2008), «Доклады Россельхозакадемии» № 2 (2007), «Земледелие» № 4 (2007), «Аграрный вестник Урала» № 6 (2007); доложены на III съезде Общества почвоведов (Суздаль, 2000), на Всероссийских конференциях в Санкт-Петербурге (1997, 1999), Кирове (1999), Екатеринбурге (2001), Перми (2001), Уфе (2002), на ежегодных научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА (1997 – 2007); обобщенные многолетние данные исследований приведены в монографии (2008). По теме диссертации опубликована 31 научная работа общим объёмом более 45 условных печатных листов.

Данные исследования признаны лучшей завершенной научной разработкой Россельхозакадемии в области АПК России за 2005 год и отмечены Дипломом Россельхозакадемии.



Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 378 страницах компьютерного текста, состоит из введения, 5 глав, содержит 34 таблицы, 54 рисунка, 62 приложения. Список использованных источников включает 300 наименований, в том числе 30 на иностранных языках.

Организация проведения исследований. Автор выражает искреннюю признательность за оказанную помощь и содействие в выполнении исследований д. с-х. н. В.П. Ковриго, д. с.-х. н. А.С. Башкову, к. с.-х. н. А.В. Дмитриеву, сотрудникам кафедры агрохимии и почвоведения ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА и отдела экологии и природопользования ГНУ УГНИИСХ.
содержание работы

I. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИЗУЧАЕМЫХ ВОПРОСОВ
Приведена подробная характеристика основных видов продуктов нефтедобычи, которые могут вызывать загрязнение почв. К ним относятся: нефть, нефтепромысловые воды и нефтеводосолевая эмульсия. Каждый из этих поллютантов имеет свои отличительные особенности, оказывает строго индивидуальное влияние на свойства почв и поэтому требует разработки своего комплекса мероприятий по восстановлению нарушенного плодородия.

Сделан обзор аварийных ситуаций, при которых происходит загрязнение почв продуктами нефтедобычи. Анализ экологически опасных ситуаций на нефтепромыслах Удмуртской Республики показал, что здесь основными причинами аварий является коррозия металла и технический брак (дефекты труб). За период с 1993 по 2005 годы количество аварийных ситуаций колебалось от 2170 до 2646 в год, общий ущерб измерялся от 1346 до 1875 млн. рублей («Государственные доклады…», 1993 – 2005 гг.). Подавляющее количество аварий имело низкую категорию опасности, но, тем не менее, в совокупности они привели к исключению из оборота десятков гектаров с.-х. угодий, а также обусловили массовое усыхание лесных массивов на площади более 50 га.

Показано, что все продукты нефтедобычи являются опасными источниками загрязнения почвенного покрова. Проанализированы материалы отечественных и зарубежных авторов по изучению влияния продуктов нефтедобычи на свойства почвы, характер изменения их с течением времени, возможные подходы к восстановлению нарушенного загрязнением почвенного плодородия. Отмечается, что сравнительно подробно исследовано влияние нефти и нефтепромысловых вод на свойства почв в Республиках Татарстан, Башкортостан, в Западной Сибири, в некоторых странах ближнего и дальнего зарубежья. Обозначены наиболее слабо изученные аспекты рекультивации загрязнённых почв нефтедобывающих районов и сформулированы задачи собственных исследований.

2.Объекты, условия и методика проведения исследований

Основным объектом исследований выбраны дерново-подзолистые почвы, загрязнённые продуктами нефтедобычи. Дерново-подзолистые почвы являются преобладающим типом в почвенном покрове территории восточно-европейской части Нечернозёмной зоны РФ. Только в Удмуртской Республике они занимают около 68 % ее территории (Ковриго, 2004). На них расположена основная часть нефтедобывающих объектов и коммуникаций. Именно они в первую очередь подвергаются загрязнению продуктами нефтедобычи в результате аварийных ситуаций. Эти почвы имеют ряд особенностей, которые необходимо учитывать при разработке мероприятий по рекультивации.

Дерново-подзолистые почвы имеют небольшой, с невысоким содержанием органического вещества, гумусовый горизонт. Его мощность редко превышает 10-20 см. Сразу под ним расположен подзолистый горизонт с очень низким плодородием, его мощность в среднем около 10-15 см. Под подзолистым расположен очень плотный глинистый или тяжелосуглинистый иллювиальный горизонт, который является природным сорбционно-биогеохимическим барьером при фильтрации нефтепромысловых вод и особенно нефти. Дерново-подзолистые почвы имеют неблагоприятные физические свойства и в целом характеризуются невысоким потенциальным плодородием. Особых ограничений при проведении рекультивационных работ у данных почв нет.

Климат Удмуртской Республики умерено-континентальный с продолжительной холодной многоснежной зимой и довольно жарким коротким летом. В среднем за год по республике выпадает около 500 мм осадков, а за вегетационный период (май - август) - 250...300 мм. На холодное время приходится 30…35 % осадков, на теплое (с t > 5° С) - 65...70 %. По характеру увлажнения территория республики относится к зоне с неустойчивым увлажнением. Засушливые периоды или явления чаще всего наблюдаются со второй половины мая до середины июня, а иногда и в июле. Вероятность засушливых явлений составляет 25 %.

Климатические условия Удмуртской Республики в целом благоприятны для возделывания всех сельскохозяйственных культур, включенных в Госреестр, и поэтому имеется возможность при проведении рекультивационных работ эффективно использовать фитомелиорацию.

В диссертацию вошли результаты 22 лабораторных опытов, 7 стационарных полевых опытов и 6 опытов, заложенных в условиях производственного загрязнения в различных районах Удмуртии. Кроме того, использованы материалы многочисленных экспедиционных обследований производственно-загрязненных участков, выполненных по заказу ОАО «Удмуртнефть».

Лабораторные опыты проведены в почвенно-агрохимической лаборатории Иж ГСХА в сосудах Кирсанова. Подготовка почвы и набивка сосудов произведена по методике закладки вегетационного опыта, предложенной А.В. Соколовым (1975). Повторность опытов 4…6-кратная. Стационарные опыты проведены на опытных полях ГНУ Удмуртский ГНИИСХ (Завьяловский район), ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА (УОХ «Июльское», Воткинский район), на территории Гремихинского (Воткинский район) и Чутырского (Игринский район) нефтяных месторождений. В исследованиях широко использованы микро-, мелкоделяночные и полевые опыты с площадью опытных делянок 0,25…25 м2. Невозможность применения делянок с большей площадью объясняется двумя причинами: 1) закладка полевых опытов с искусственным загрязнением требует больших материальных затрат и сопряжена с опасностью загрязнения окружающей среды; 2) большой неоднородностью производственно-загрязненных участков, что не позволяет соблюсти принцип единственного различия на более-менее значительной территории. Делянки с площадью до 1м2 изолировались полиэтиленовой пленкой до глубины 30…40 см. Повторность полевых опытов 4-кратная.

В опытах проводили анализ влияния на свойства почвы следующих уровней загрязнения: по нефтепромысловым водам – до 0,25; 0,50; 0,75; 1,00; 2,00 % водорастворимых солей; по нефти – до 1; 3; 5; 7; 10; 15 %. Из приёмов рекультивации почв изучали: 1) три системы применения удобрений (минеральную, органическую и органоминеральную); 2) дозы внесения удобрений и мелиорантов; 3) биопрепарат на основе Rhodococcus-сурфактантных комплексов, разработанный Пермским институтом экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН при участии отдела экологии ГНУ УГНИИСХ; 4) сельскохозяйственные культуры, толерантные к нефтяному загрязнению. Контролем являлись аналогичные варианты с загрязненной почвой без применения удобрений, мелиорантов и биопрепарата. Из органических удобрений в опытах изучался навоз КРС и вермикомпост, из мелиорантов - кальцийсодержащие соединения (известняковая мука, мел, негашеная известь и гипс), из с.-х. культур – яровые зерновые (ячмень, пшеница и овес) и многолетние травы (девять видов). Выбор трав осуществлялся согласно их нефтетолерантности, солеустойчивости и Госреестра для Удмуртской Республики.

Анализы почв и растений проведены в почвенно-аналитических лабораториях ГНУ УГНИИСХ, ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА и лаборатории алканотрофных микроорганизмов ИЭГМ УрО РАН. Определение физических свойств проведено по общепринятым методикам (Агрохимические методы исследования почв, 1975; Методы исследования физических…, 1986); определение агрохимических показателей выполнено по соответствующим ГОСТам и ОСТам; содержание нефти рассчитано исходя из содержания техногенного углерода в почве, определенного по Тюрину; интенсивность выделения диоксида углерода определена методом Штатнова в модификации Макарова; общая численность микроорганизмов – методом прямого подсчета; учет численности физиологических групп почвенных бактерий, актиномицетов и мицелиальных грибов – путём высева на элективные среды. Статистическую обработку экспериментальных данных проводили методом дисперсионного, корреляционного и регрессионного анализов по Б.А. Доспехову (1985).



3. Влияние поллютантов на свойства почв

3.1 Влияние нефти на свойства почвы

Влияние нефтяного загрязнения на почвенную кислотность дерново-подзолистых почв определялось исходной величиной рНКСI почвы и нефти. При загрязнении нефтью исходно кислых почв в первые 1 – 2 месяца после загрязнения происходило смещение реакции солевой вытяжки в щелочную сторону на 0,1-0,2 ед. рН, а на близких к нейтральным и нейтральных почвах – в кислую сторону на 0,1-0,3 ед. рН. В течение первых лет после загрязнения под действием нефти происходило постепенное увеличение кислотности, после чего наблюдалась ее стабилизация на определенном уровне, который превышал кислотность незагрязненных почв на 0,1-0,4 ед. рН (рис.1). Одной из причин подкисления загрязненной почвы является то, что нефть способствует развитию в ней грибной микрофлоры, продукты метаболизма которой являются низкомолекулярными органическими кислотами.



Влияние нефти на сумму обменных оснований зависело от степени загрязнения. Уровень загрязнения нефти до 1 % обусловил увеличение этого показателя на 0,1 – 2,6 ммоль/100 г почвы (или на 3 – 14 %). Это объясняется тем, что в составе нефти всегда присутствует некоторое количество, во-первых, катионов оснований, во-вторых, непредельных, полициклических и ароматических углеводородов, обладающих небольшой физико-химической и химической поглотительной способностью. При увеличении уровня загрязнения показатель суммы обменных оснований резко уменьшался. При 5% загрязнении уменьшение по сравнению с незагрязненной почвой составило 1,4 - 4,3 ммоль (8 – 22 %), при 10 % загрязнении – 4,5 – 6,8 ммоль (24 - 59 %). Это связано не с уменьшением общего количества оснований, а в результате снижения их степени подвижности из-за блокировки обменных позиций коллоидов гидрофобными нефтяными пленками, вследствие чего нормальное прохождение обменных реакций между ППК и почвенным раствором значительно нарушалось. По мере постепенной минерализации и гумификации углеводородов нефти происходило сокращение разницы в показателях суммы обменных оснований между загрязненной и чистой почвой. На четвертый год сумма обменных оснований в вариантах с 5 и 10 % исходным загрязнением не только достигла показателей почвы без нефти, но даже превышала её на 0,65 – 1,15 ммоль/100 г почвы (рис. 2).



Загрязнение почвы нефтью обуславливает резкое повышение в ней общего содержания органического вещества в тех горизонтах, куда проникли нефтепродукты. Между уровнем загрязнения нефтью и содержанием углерода в почве существует весьма тесная положительная прямолинейная зависимость (коэф. корреляции равен 0,97 ± 0,03). Это указывает на возможность использования этого показателя в качестве агрохимического теста для установления уровня загрязнения почвы нефтью. Максимальное количество нефтепродуктов, которые могут удержать дерново-подзолистые суглинистые почвы, не превышает 12 – 14 % от её массы.

По мере разложения нефти, содержание техногенного органического вещества в почве постепенно уменьшается, но даже через несколько лет после загрязнения значительно превышает фоновое (в окружающих незагрязненных почвах). Так, при 5 % загрязнении нефтью через шесть лет, при любой системе рекультивации, в почве сохранилось от 1,19 до 1,43 % нефтепродуктов (абсолютных процентов от массы почвы) или 23,8 – 28,6 % от исходного количества, а при 10 % загрязнении – от 2,01 до 2,76 абс. % или 20,1 – 27,6 % от исходного. Это объясняется тем, что часть органических соединений, входящих в состав нефти, вступила в прочные химические связи с минеральной частью почвы, а какое-то количество – гумифицировалось.

Нефть оказывает на все основные элементы минерального питания одинаковое отрицательное действие – резко снижает содержание их подвижных, а значит и доступных для растений и почвенных микроорганизмов форм. В первый месяц после загрязнения наибольшее снижение этого показателя по сравнению с незагрязненными почвами наблюдалось у нитратного азота (на 72,8 –86,8 %), наименьшее – у аммонийного азота (на 12,0 – 15,7 %). Снижение содержания всех этих элементов в большинстве случаев не зависело от их количества в загрязненной почве. Негативное влияние нефти на пищевой режим почвы объясняется тем, что она образует вокруг почвенных агрегатов гидрофобные плёнки, препятствующие проникновению в них водных растворов. В зависимости от дозы загрязнения происходит частичная или почти полная изоляция почвенных частиц и структурных отдельностей от жидкой фазы. При средней и сильной степени загрязнения эта причина становится одной из основных, обуславливающих резкое снижение почвенного плодородия, изреживания и гибели растений, замедление скорости разложения нефти.


Таблица 1- Действие различных концентраций нефти на содержание элементов минерального питания в загрязненной почве (среднее по 5 опытам)

Нефть,

%


Снижение содержания элементов питания под действием нефти, %

подвижный

фосфор


обменный

калий


нитратный

азот


аммонийный

азот


0

-

-

-

-

3

23,2

26,5

72,8

12,0

5

35,1

32,3

85,7

13,2

10

52,5

41,3

86,8

15,7

НСР 05

11,2

6,1

18,0

4,6



По мере разложения нефти содержание подвижных форм фосфора, калия и нитратного азота в почве постепенно возрастало и на четвертый год после загрязнения приблизилось к контрольным показателям (содержание этих элементов в незагрязненной почве). Содержание аммонийного азота уже на второй месяц после загрязнения достигло контрольного и в дальнейшем в течение четырех лет превышало его на 24…42 % (на фоне - нефть 5%) и на 13…105 % (на фоне – нефть 10%). На пятый год после загрязнения содержание этой формы азота значительно уменьшилось, особенно в вариантах с внесением удобрений.

Нефтяное загрязнение оказывает негативное влияние на водно-воздушные свойства почвы. Наблюдалось уменьшение как воздухо-, так и влагоемкости, что связано с заполнением и закупоркой нефтепродуктами макро- и микропор в почвенной толще, общая порозность загрязнённой почвы вследствие этого снизилась на 20 – 34 %.

Исследование влияния нефтяного загрязнения на почвенный бактериоценоз пока­зало, что поллютанты в концентрации до 10 вес.% от массы абсолютно сухой почвы оказали дифференцированное воздействие на почвенную микробиоту, подавляли рост гетеротрофов и стимулировали разви­тие углеводородокислителей. Так, в первый месяц после загрязнения нефтью количество гетеро­трофных микроорганизмов в почвах снизилось более чем в 10 раз, тогда как численность углеводородразрушителей, напротив, увеличилась в 4 раза. Более высокая (15 вес.%) концентрация нефти оказала ингибирующее действие на развитие обеих групп микроорганизмов. Это, безусловно, опреде­ляется повышенной концентрацией токсичных компонентов нефти, обладающих биоцидным и мутагенным воздействием. Присутствие большого количества нефтепродуктов, помимо прямого ингибирующего эффекта на почвен­ную микробиоту, создавало гидрофобный барьер поступлению воздуха в почвенные поры, снижая парциальное давление исполь­зуемого бактериальными окислительными системами кислорода.

В последующие месяцы в нефтезагрязненных почвах происходило по­степенное восстановление численности гетеротрофных бактерий и дальнейшее развитие нефтеразрушающих микроорганизмов. При изучении таксономической структуры сфор­мированного нефтеокисляющего микробиоценоза загрязненных почв установлено, что для него характерно присутствие большого количества аэробных грамположительных бактерий, принадлежащих к родам Rhodococcus (R. erythropolis, R. opacus, R. ruber), Bacillus (B. megaterium, B. brevis) и Micrococcus (M. luteus), а также грамотрицательных микроорганизмов родов Pseudomonas, Acinetobacter и Agrobacterium.

В первый год после загрязнения нефть оказывала ярко выраженное влияние на рост и развитие растений. Направление и степень влияния находились в прямой зависимости от дозы загрязнителя. При низкой степени загрязнения (до 1 %) нефть еще не оказывала негативного воздействия на растения, а иногда даже стимулировала их рост и развитие (на 5…6 %) вследствие улучшения структуры почвы, её водного и пищевого режимов. При средней степени загрязнения (1 – 3 %) растения развивались более-менее нормально, но уже наблюдалось постепенное снижение их биологической продуктивности и наиболее чувствительные из них полностью погибли. Концентрация нефти более 5 % оказала отрицательное влияние на рост и развитие растений. На очень сильно загрязнённых участках (более 7 %) растительный покров полностью отсутствовал. По мере разложения нефти степень её токсичности значительно уменьшилась, но она по-прежнему оказывала негативное влияние на агрономические свойства почвы, что обусловило резкое снижение урожайности культур. Даже на пятый год после загрязнения она составила при 5 % загрязнении – 82,3 %, а при 10 % - только 13,9 % от урожайности на незагрязненной почве.

  1   2   3

Похожие:

Изменение свойств дерново-подзолистых суглинистых почв под действием загрязнения продуктами нефтедобычи и приЁмы их рекультивации iconФункциональная зависимость микробоценоза дерново-подзолистых почв от кислотного режима
Ния кислотного режима. Выявлена корреляционная связь между элементами кислотности и показателями биологической активности почвы....
Изменение свойств дерново-подзолистых суглинистых почв под действием загрязнения продуктами нефтедобычи и приЁмы их рекультивации iconЭрозия почв и меры борьбы с ней
Разрушение почв под действием ветра называют – ветровой эрозией, а под действием воды называют водной эрозией
Изменение свойств дерново-подзолистых суглинистых почв под действием загрязнения продуктами нефтедобычи и приЁмы их рекультивации iconОптимизация элементов технологии возделывания сортов озимой пшеницы на дерново-подзолистых почвах центрального нечерноземья
Московская область, Одинцовский район, пос. Немчиновка-1, ул. Калинина, дом 1, Московский ниисх «Немчиновка»
Изменение свойств дерново-подзолистых суглинистых почв под действием загрязнения продуктами нефтедобычи и приЁмы их рекультивации iconУчебно-методический комплекс «Химия почв»
Охватывает основной круг вопросов, связанных с познанием состава и свойств почв, функционирования их в биосфере и антропосфере, а...
Изменение свойств дерново-подзолистых суглинистых почв под действием загрязнения продуктами нефтедобычи и приЁмы их рекультивации iconРеферат по биологии на тему: Антропогенное
Загрязнение окружающей среды — нежелательное изменение её свойств в результате антропогенного поступления различных веществ и соединений....
Изменение свойств дерново-подзолистых суглинистых почв под действием загрязнения продуктами нефтедобычи и приЁмы их рекультивации iconМеханизмы влияния воздушного промышленного загрязнения на леса Т. В. Галанина
Согласно современным представлениям, в настоящее время лесные экосистемы подвергаются множественному стрессу, представляющему собой...
Изменение свойств дерново-подзолистых суглинистых почв под действием загрязнения продуктами нефтедобычи и приЁмы их рекультивации iconАннотация дисциплины «Биология почв»
Цели и задачи биологии почв. Основные разделы биологии почв. Объекты и методы биологии почв. Положение биологии почв в системе разделов...
Изменение свойств дерново-подзолистых суглинистых почв под действием загрязнения продуктами нефтедобычи и приЁмы их рекультивации iconПродуктивность яблони в условиях возрастающего техногенного загрязнения почв тамбовской равнины

Изменение свойств дерново-подзолистых суглинистых почв под действием загрязнения продуктами нефтедобычи и приЁмы их рекультивации iconЛекции по География почв (4 часа)
География почв наука о закономерностях распространения почв на Земле. Как научная дисциплина география почв возникла и начала развиваться...
Изменение свойств дерново-подзолистых суглинистых почв под действием загрязнения продуктами нефтедобычи и приЁмы их рекультивации iconРекомендации для рекультивации земель в Тюменской области
Общество с ограниченной ответственностью «Витус» рекомендует использовать для рекультивации земель на местах нефтяных разливов следующие...
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org