Диссертация (1172981), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Для проверки данногопредположения нами был проведен качественный анализ пробы №5 и проб почвогрунтов,отобранных послойно (0…20 см, 20…40 см, 40…70 см) в месте заложения почвенного разреза№2. Параметры пробоподготовки и условия хроматографирования описаны в пп. 2.2.1.2.На рисунке 3.12 приведены хроматограммы органической составляющей анализируемыхпочвогрунтов, записанные по полному ионному току.78а)б)в)г)а) проба №5; б) разрез, глубина 0…20 см; в) разрез, глубина 20…40 см; г) разрез, глубина 40…70 см;н-Cn – н-алканы; i-Cn – изо-алканы; *Cn – изопреноидные УВ; Pr – 2,6,10,14-тетраметилпентадекан (пристан); Ph –2,6,10,14-тетраметилгексадекан (фитан); ц-Cn – алкилцикланы; а-Cn – алкиларены; * – продукты конденсацииРисунок 3.12 – Хроматограммы органической составляющей исследуемых почвогрунтовИдентификация индивидуальных компонентов осуществлялась с использованиемвстроенной библиотеки масс-спектров The NIST/EPA/NIH Mass Spectral Library (в составебиблиотек NIST’17 от Национального Института Стандартов и Технологий США) по времениудерживанияимолекулярномуиону.Втаблице3.7представленахарактеристикакомпонентного состава органического вещества исследуемых проб почвогрунтов.79Таблица 3.7 – Характеристика компонентного состава органического вещества исследуемыхобразцов почвогрунтовВремяМолекулярнаяБрутто-Рег.
номерудерживания, мин.масса, г/мольформулаCAS23455,129–––6,103–––н-додекан14,301170,33C12H26112-40-32,6-диметилундекан14,652184,36C13H2817301-23-44,6-диметилдодекан16,145198,39C14H3061141-72-84,7-диметилундекан16,846184,36C13H2817301-32-52,6,11-триметилдодекан18,789212,41C15H3231295-56-4н-тетрадекан19,378198,39C14H30629-59-42,6,10-триметилтридекан20,913226,44С16Н343891-99-4н-пентадекан21,845212,41C15H32629-62-9н-гексадекан24,218226,44С16Н34544-76-32,6,10-триметилпентадекан25,341254,5C18H383892-00-0н-гептадекан26,494240,5C17H36629-78-726,619268,5C19H401921-70-628,865282,5C20H42638-36-8н-нонадекан30,743268,5C19H40629-92-5н-эйкозан32,727282,5C20H42112-95-8н-генэйкозан34,625296,6C21H44629-94-7н-докозан36,447310,6С22Н46629-97-0н-трикозан38,197324,6C23H48638-67-55,119–––6,097–––12,208152,28C11H202958-76-1Название1Проба № 5продукты конденсации2,6,10,14тетраметилпентадекан(пристан)2,6,10,14тетраметилгексадекан(фитан)продукты конденсации2-метилдекагидронафталин80Продолжение таблицы 3.7123453,7-диметилдекан12,491170,33C12H2617312-54-81-метилдекагидронафталин12,628152,28C11H202958-75-0н-додекан14,302170,33C12H26112-40-32,6-диметилундекан14,654184,36C13H2817301-23-44,6-диметилдодекан16,146198,39C14H3061141-72-83-метил-5-пропилнонан16,846184,36C13H2831081-18-23,5-диметилдодекан17,306198,39C14H30107770-99-02,6,10-триметилдодекан18,788226,44C16H343891-99-4н-тетрадекан19,375198,38C14H30629-59-42,6,10-триметилтридекан20,911226,44C16H343891-99-4н-пентадекан21,842212,41C15H32629-62-9н-гексадекан24,215226,44C16H34544-76-32,6,10-триметилпентадекан25,331254,5C18H383892-00-0н-гептадекан26,488240,5C17H36629-78-726,611268,5C19H401921-70-628,663254,5C18H38593-45-328,857282,5C20H42638-36-8н-нонадекан30,738268,5C19H40629-92-5н-эйкозан32,723282,5C20H42112-95-85,116–––6,092–––4-метилдекан10,008156,313C11H242847-72-5н-ундекан11,82156,313C11H241120-21-4н-додекан14,296170,33C12H26112-40-32,6-диметилундекан14,646184,36C13H2817301-23-44,7-диметилундекан16,838184,36C13H2817301-32-52,6,10-триметилдодекан18,779226,44C16H343891-99-42,6,10,14тетраметилпентадекан(пристан)н-октадекан2,6,10,14тетраметилгексадекан(фитан)продукты конденсации81Продолжение таблицы 3.712345н-тетрадекан19,37198,38C14H30629-59-42,6,10-триметилтридекан20,903226,44C16H343891-99-4н-пентадекан21,834212,41C15H32629 - 62-9н-гексадекан24,207226,44C16H34544-76-32,6,10-триметилпентадекан25,323254,5C18H383892-00-0н-гептадекан26,481240,5C17H36629-78-726,605268,5C19H401921-70-628,652254,5C18H3821164-95-428,852282,5C20H42638-36-8н-нонадекан30,73268,5C19H40629-92-5н-эйкозан32,714282,5C20H42112-95-85,12–––6,096–––н-ундекан11,824156,313C11H241120-21-4н-додекан14,302170,33C12H26112-40-32,6-диметилундекан14,651184,36C13H2817301-23-44,7-диметилундекан16,846184,36C13H2817301-32-52,6,11-триметилдодекан18,789212,41C15H3231295-56-4н-тетрадекан19,376198,38C14H30629-59-42,6,10-триметилтридекан20,913226,44C16H343891-99-4н-пентадекан21,843212,41C15H32629-62-9н-гексадекан24,216226,44C16H34544-76-3н-гептадекан26,49240C17H36629-78-726,613268,5C19H401921-70-62,6,10,14тетраметилпентадекан(пристан)7,9-диметилгексадекан2,6,10,14тетраметилгексадекан(фитан)продукты конденсации2,6,10,14тетраметилпентадекан(пристан)82Продолжение таблицы 3.71234528,86282,5C20H42638-36-8н-нонадекан30,737268,5C19H40629-92-5н-эйкозан32,725282,5C20H42112-95-82,6,10,14тетраметилгексадекан(фитан)Полученное распределение н-алканов C12…C23 и C12…C20 в образцах проб №5 иприповерхностной пробе на месте заложения разреза, соответственно, что, по всей видимости,указывает на загрязнение дизельным топливом [151, 152].
Отсутствие легких фракцийуглеводородов может объясняться испарением, выветриванием легкихуглеводородов.Исследуемые пробы представлены преимущественно углеводородами средних молекулярныхмасс [153], что также может быть обусловлено протеканием естественных процессовдеградации и трансформации органических веществ под действием физических, химических ибиологических факторов воздействия.Идентифицированы метилалканы и регулярные изопреноидные алканы (изопрены),включая пристан и фитан, являющиеся продуктами распада фитола – изопреноидного спирта всоставе хлорофилла растений [154, 155].
Кроме того, данные изопрены используются в мировойпрактике в качестве биомаркеров топлив и нефтей [151, 156, 157, 158].Выявлено присутствие 2,6,11-триметилдодекана – изопрена нерегулярной структуры – вэкстракте пробы, взятой на месте заложения почвенного разреза с глубины 40…70 см. Данныйуглеводород может быть отнесен к фоновым органическим веществам, так как данноесоединение в меньшей степени характерно для НУВ [159].Интересно отметить, присутствие полициклических углеводородов – метилдекалинов – впробе, отобранной на глубине 0…20 см по месту почвенного разреза, которые рассматриваютсяисследователями как характерные компоненты авиационного и ракетного керосинов [160].Однако низкая относительная интенсивность хроматографических пиков, соответствующихданным веществам, не позволяет утверждать, что источником нефтяного загрязнения являлисьименно керосины.Кроме того, следует отметить уменьшение относительной интенсивности пиковорганических веществ и изменение их качественного состава, заключающегося в сниженииколичества разветвленных углеводородов, с увеличением глубины отбора проб в местезаложения почвенного разреза.
Данная закономерность обусловлена хроматографическим83эффектом разделения и удержания веществ в зависимости от их молекулярной массы истроения в процессе вертикальной миграции загрязнителей через толщу почвогрунта.3.2.2 Характеристика валового содержания химических элементов, в том числе тяжелыхметалловВыбор методов рекультивации территорий должен быть основан на сведениях о текущемуровне нефтяного загрязнения, а также металлами и металлоидами. Известно негативноевлияние тяжелых металлов и металлоидов на рост и развитие растений, качество почвенногрунтовых вод и почв. Влияние тяжелых металлов на почвы выражается в изменении еебиологической активности [161], что в свою очередь будет снижать или нивелироватьэффективность биологического этапа рекультивации нефтезагрязненных земель.Таким образом, нами был определен элементный состав отобранных проб донныхотложений, почвогрунтов, песка и осадков, характеристика их состава дана в таблицах 3.8 –3.10.84Таблица 3.8 – Элементный состав донных отложений водных объектов, мг/кг№пробы12356Легкиеэлементы546087±1835540173±1803493265±2102521551±1970489715±2051SiAlFeKCaBaMnTiZrSSr291691±1969312881±2059290110±2075279175±2028316889±210533331±105825238±100954393±155549318±142450812±144815926±20610888±17743820±35134252±30222677±24911929±1999315±17016139±28716458±27715590±2483999±2482515±2017189±3958120±3966128±326250±34106±33445±40409±38476±38245±89434±68833±83764±80447±713506±642391±524960±964839±914955±84206±4115±3231±4251±4312±51945±112956±892117±134903±96605±8683±229±1142±3143±3145±3CrZnVRb–47±8–50±1––––127±27106±2568±2253±966±9126±4185±38––79±278±169±1Таблица 3.9 – Элементный состав почвогрунтов обследуемой территории, мг/кг№пробы1123456Легкиеэлементы2532730±1862481094±2083527716±1919537671±1863536829±1905571901±1753SiAlFeKCaBaMnTiZrSSrCrZnRbPb3298941±2024321811±2102300051±2073294225±1990286252±2033275714±1939440040±120353184±145140294±125537218±115843698±134430499±1024514551±19722900±25216721±21419010±22522698±24613672±193613367±21215837±24713478±21913295±21614496±23511096±19274335±2625607±3154625±2755066±2825533±3064022±2468204±34502±39319±35253±35353±37158±339253±70537±75277±63304±63364±67252±86103779±684980±833805±703966±704315±773371±6411194±4331±5241±4263±4255±4148±3121333±103725±891209±103819±841112±991890±1101392±2153±3108±2111±2129±365±214151653±170±158±160±167±146±117––65±22––43±845±20108±22–––130±10–––––128±885Продолжение таблицы 3.91789(фон)2527302±1933545693±1888504123±19853289165±2046272375±1976324032±2083445071±134242904±125438148±1181525739±26228935±27610576±182614802±24614816±25214738±21476353±3356121±3395129±2688359±37353±38415±369386±67491±71286±65104977±864994±883829±6611302±5281±5311±512662±86684±83620±8013142±3145±3139±31494±22100±23–15161769± 72±1555± 73±–9160±––1Таблица 3.10 – Элементный состав шлама, отобранного на территории обследуемого объекта, мг/кг№пробы2Легкиеэлементы637649±1589SiAlFeKCaBaMnTiZrSSr222849±189220513±86814510±1979520±1724085±2351242±37269±822883±70179±44255±15694±2Cr–Zn369±14RbPb46± 45±1686Для оценки техногенности элементов [162] в составе проб почвогрунтов, отобранных натерритории ТРРС «Кама» были рассчитаны коэффициенты концентрации Kc [163, 164] каждогоэлемента относительно его кларка в верхней части земной коры [165], уровней ПДК, ОДК [166,167] для нормируемых показателей валового содержания элементов в почве и фоновогозначения содержания элемента.По коэффициентам концентрации элементов относительно кларка и фона былипостроены ряды накопления элементов в почве:– по Kc относительно кларка:Ti=S>Cr>K>Al=Fe=Mn>Sr>Ca;– по Kc относительно фона:Fe>S>Mn>Ti>Rb=Ca>Al=K>Sr.Таким образом, для территории ТРРС «Кама» характерно загрязнение техногеннойсерой, подтверждаемое обоими рядами накопления элементов.Высокие уровни содержания Si, Fe, Al, Ca в почвах ТРРС «Кама» обусловленыхарактеристикой тундровых глеевых почв, для которых характерно содержание SiO2 50…75%,Fe2O3 10…13%, Al2O3 2…5% и иона Ca2+ в количестве 15…22 ммоль/100 г почвы [142].Анализ опубликованных результатов исследований химического состава арктическихпочв и их загрязнения металлами показал, что ряды накопления, например, тяжелых металлов иметаллоидов в арктических почвах варьируются в широких диапазонах в зависимости от типапочв, географического положения:– ряд накопления металлов в тундровых глеевых почвах: Mn > Co > Zn > Pb > Cu > As >V > Ni [168];– ряд накопления металлов по данным [169]:Co> Pb> Cu> Zn> As> Ni> V> Mn.Результаты определения кратности превышения уровней ПДК/ОДК для нормируемыхгигиеническими стандартами показателей приведены на рисунке 3.13.* для серы на диаграмме дано значение Kc∙10Рисунок 3.13 – Коэффициенты концентрации Kc нормируемых показателей химического составаисследуемых почвогрунтов87Как видно из рисунка 3.13, подтвердилось установленное загрязнение почв ТРРС «Кама»серосодержащими соединениями.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
