Влияние нефтепромысловых поллютантов и рекультивации на агрофизические свойства почв Приуралья Республики Башкортостан

Актуальность проблемы. Эксплуатация нефтяных месторождений Республики Башкортостан в течение 20−60 лет привела к загрязнению и деградации почв, следствием чего явилось выпадение из хозяйственного землепользования значительных площадей плодородных земель, падение урожайности сельскохозяйственных культур, уменьшение продуктивности лесов и лугов, загрязнение грунтовых вод.

В Республике Башкортостан вопросы, связанные с воздействием нефти и высокоминерализованных нефтепромысловых сточных вод (НСВ) на изменение агрофизических свойств почв, в отличие от агрохимических, физико-химических и биологических, практически не изучены. Разработанные в настоящее время методы рекультивации применимы преимущественно для почв с относительно невысоким уровнем загрязнения и предусматривают в основном деструкцию нефтепродуктов. Вместе с тем при срочной ликвидации последствий крупных аварийных разливов необходимы методы быстрого отмывания почв и грунтов от нефти и ее возврат для использования по прямому назначению.

Цель и задачи работы. Целью работы явилось изучение агрофизических свойств почв при загрязнении нефтью и НСВ и разработка мероприятий по их рекультивации.

В соответствии с целью исследований были поставлены следующие задачи:

1. Изучить влияние сырой и товарной нефти на агрофизические свойства в зависимости от интенсивности и давности загрязнения серых лесных почв и чернозема типичного.

2. Изучить агрофизические свойства серых лесных почв при техногенном засолении и осолонцевании и в процессе их рекультивации.

3. Выявить распределение нефти по структурным фракциям чернозема типичного в динамике,.

4. Разработать метод извлечения нефти из почв и грунтов с целью их очистки и возврата нефти.

Научная новизна.

Изучено влияние нефтепромысловых поллютантов (сырой и товарной нефти, НСВ) на агрофизические свойства основных типов почв Приуралья Республики Башкортостан.

Установлена неравномерность накопления нефти в структурных отдельностях почв. Показано, что на начальном этапе нефть концентрируется в наиболее мелких агрегатах, со временем максимум сдвигается к средним фракциям.

Впервые в нефтезагрязненных и техногенно засоленных и осолонцованных почвах определен потенциал почвенной влаги по кривым основной гидрофизической характеристики (ОГХ), выявлен характер изменения норового пространства.

Новым подходом в рекультивации почв и грунтов, загрязненных до уровня их полной нефтеемкости, является предложение по их отмыванию с помощью 20% раствора органического поверхностно-активного вещества (ПАВ), при котором извлекается до 90% пролитой нефти, а почвы очищаются и теряют токсичность.

Защищаемые положения:

1. Загрязнение нефтепромысловыми поллютантами вызывает нарушение агрофизических свойств почв.

2. Техногенное засоление и осолонцевание приводит к изменению энергетического состояния воды в почве, смещая ее в область меньшей доступности растениям.

3. Аккумуляция нефтепродуктов в структурных фракциях почв проходит неоднородно и зависит от диаметра агрегата, глубины проникновения нефти, давности загрязнения и проведенных рекультивационных мероприятий.

4. При рекультивации нефтезагрязненных почв и грунтов, сильно загрязненных нефтью, на первом этапе целесообразно использовать систему органических ПАВ.

Практическая значимость. Результаты исследований могут быть использованы при проведении природоохранных и рекультивационных мероприятий на предприятиях нефтедобывающей промышленности. Патентуется «Способ очистки почвы от нефтяных загрязнений» заявка № 21 568 987 от 16.04.01, материалы исследований вошли в избранные лекции 10-й Всероссийской школы «Экология и почвы» (Пущино, 2001).

Апробация работы и публикации. Основные положения диссертации доложены и опубликованы в материалах Международных конференций: «Освоение Севера и проблемы природовосстановления» (Сыктывкар, 2001), «Новые технологии для очистки нефтезагрязненных вод, почв, переработки и утилизации нефтешламов» (Москва 2001) — Всероссийских конференций: «Почва, жизнь, благосостояние» (Пенза, 2000), «Отходы 2000» (Уфа, 2000), «Экобиотехнология: борьба с нефтяным загрязнением окружающей среды» (Пущино, 2001), «Создание высокопродуктивных агроэкосистем на основе новой парадигмы природопользования» (Уфа, 2001) — III съезда общества почвоведов (Москва, 2000) — Конференций молодых ученных: «Методологические проблемы современного почвоведения» (Санкт-Петербург, 2001), «Биология — наука 21™ века» (Пущино, 2001), «Молодые ученые Волго-Уральского региона на рубеже веков» (Уфа, 2001).

По теме диссертации опубликовано 13 работ.

Исходные материалы. В работе представлены результаты собственных исследований в рамках темы лаборатории почвоведения Института биологии УНЦ РАН «Почвы техногенных ландшафтов, их рекультивация». Изучение структурно-функциональных гидрофизических характеристик почв проводилось автором на базе лаборатории мониторинга почв Института фундаментальных проблем биологии (ИФПБ) РАН (г. Пущино). Использованы материалы исследований и практических мероприятий, проведенных лабораторией охраны окружающей среды НГДУ «Арланнефть» ,.