169014 (625242), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Наиболее устойчиво и опасно нефтяное загрязнение. Степень загрязнения почв нефтью определяется глубиной ее проникновения и зависит от физико-химических свойств нефти, механического характера грунтов и количества нефти. Экспериментальными данными установлено, что при достижении остаточного уровня насыщения 10-12%, нефть перестает мигрировать. Сильная загрязненность характеризуется проникновением нефти на глубину более 25 см, средняя - до 10-25 см и слабая - до глубины 10 см. Естественное микробиологическое разложение нефти происходит в почвах очень медленно, поэтому необходимо при возникающих разливах применение специальных сорбентов.⁰

При слабой степени загрязнения нефтью - эффективна вспышка, позволяющая разрыхлить и перемешивать загрязненный слой с нижележащими чистыми слоями.

Для освоения почв со средней загрязненностью необходимо частичное снятие с поверхности загрязненного слоя, проведение плантажной вспашки в течение 2-3 лет и внесение минеральных и органических удобрений.

Сильное загрязнение почв требует специальных методов рекультивации и делает их непригодными для ведения сельского хозяйства, лесного и водохозяйственного использования.

Интенсивно применяющееся в настоящее время выжигание нефти или покрытие нефтяных разливов минеральным грунтом увеличивает задержание ароматических углеводородов и бенз(а)пирена. Экспериментально доказано, что период восстановления почвенно-растительного покрова после загрязнения нефтью в количестве 12 л/м составляет от 10 до 25 лет, в зависимости от климатических особенностей региона.

Трансформация нефти в почвах происходит в 3 этапа:

• физико-химическое и частично микробиологическое разрушение углеводородов (преимущественно легких фракций);

• микробиологическое разрушение низкомолекулярных фракций;

• трансформация высокомолекулярных смол.

Нормальные алканы деградируют в первые месяцы после загрязнения, более устойчивые циклоакальны и тетроароматические углеводороды являются высокоустойчивыми к деградации.

Для характеристики состава нефти были выбраны следующие признаки, по которым можно судить о токсичности, геохимической устойчивости и других вредных свойствах нефти: содержание легких бензиновых фракций (кипящих при температуре до 200 °С), парафина, серы.

Легкие фракции нефти обладают повышенной токсичностью для живых организмов. В то же время действия этих фракций достаточно кратковременно, а их высокая испаряемость способствует быстрому самоочищению компонентов природной среды. Парафин содержится в разных количествах почвы в любой нефти. Само по себе это вещество не оказывает сильного токсического действия на организм. Но присутствие парафина в нефти в больших количествах благодаря высокой температуре его застывания существенно сказывается на свойствах нефти: увеличивается вязкость, выше становится устойчивость нефти в ландшафте. Попадание парафиновой нефти в почву влечет за собой на долгий срок нарушения влагообмена и т.д. По соотношению тяжелых и легких фракций и содержанию парафинов можно судить о скорости испарения, вымывания, опасности цементации почв, накопления тяжелых фракций нефти на дне водоемов в поймах рек и т.д.

Содержание серы также существенный признак при оценке влияния нефти на природную среду. Сера находится в нефти в разных формах: в виде элементарной серы, сероводорода, сульфидов, меркаптанов. Любая из этих форм вносит изменения в природные ландшафтно-геохимические процессы, оказывает то или иное токсическое действие на живые организмы. Особенно это относится к сероводороду и меркаптанам.

С увеличением сернистости нефти увеличивается опасность сероводородного заражения загрязненных водоемов и почв с избыточным увлажнением (глинных, болотных, луговых).

Разливы нефти и пластовых вод по поверхности почв приводят к трансформации морфологических, физико-химических и химических свойств почв, подавляя нитрифицирующую способность почв, уменьшают видовое разнообразие микроорганизмов, нарушают баланс веществ и т.д., т.е. в целом нарушают нормальный ход естественного почвообразования.

С поступлением сырой нефти и нефтепродуктов в почвы начинается процесс их естественного фракционирования и разложения. При этом легкие фракции постепенно испаряются в атмосферу, а их водорастворимые фракции выщелачиваются из профиля почв нисходящими и боковыми потоками влаги. Тяжелые фракции нефти, как правило, долго остаются в почвах и очень медленно разлагаются под воздействием микроорганизмов и химических реакций, протекающих в почвах. Свойства почв (щелочно-кислотные, сорбционные, окислительно-восстановительные и т.д.) определяют скорость разложения и особенности миграции различных загрязняющих веществ.

Наиболее подвижные водорастворимые соединения нефтепродуктов в кислой обстановке могут и не задерживаться в почвах, а выщелачиваться из их профиля и накапливаться на седиментационных и восстановительных барьерах в данных отложениях местных водоемов и в поймах рек, т.е. на достаточно удаленных от источника загрязнения геохимически подчиненных территориях, при этом резко расширяется сфера загрязнения.

Окислительные условия свойственны хорошо дренированным почвам. Если сера попадает в почву с окислительной средой, сера окисляется в почве до шестивалентной формы и, соединяясь с металлами, образует в большинстве случаев хорошо растворимые сульфаты. В этом случае загрязнение почв серой не происходит.

Большую роль играет поглотительная способность почв, т.е. свойство почв сорбировать и задерживать те или другие вещества, в т.ч. органические и минеральные нефтепродукты, приходящие в соприкосновение с твердой фазой почв, оценка через величину емкости поглощения почв, выраженной в мг/экв на 100 г сухого вещества. Чем больше емкость катионного поглощения почв, тем больше опасность их загрязнения различными стойкими продуктами нефтедобычи как органического, так и минерального происхождения. Поглотительная способность почв на территории Башкирии средняя 20-40 мг/экв на 100 г сухих веществ.

В результате действия физико-химической или обменной способности почв из раствора нефтепромысловых вод в почву способен переходить обменный натрий и вызывать процессы вторичного осолонцевания и осолонения почв в связи с техногенным нефтедобывающим фактором. В итоге свойства этих почв резко ухудшаются. Дерново-подзолистые почвы имеют низкую емкость поглощения, а торфяные горизонты некоторых болотных почв имеют очень высокую емкость поглощения - 90-120 мг/экв. Эти почвы благодаря их свойствам можно рассматривать в качестве своеобразных "природных сорбентов" на которых могут закрепляться токсичные органические и минеральные вещества, попадающие в почвы в связи с нефтедобычей.

Поэтому для оценки потенциальной степени опасности загрязнения почв необходимо учитывать процент площадей распространения заболоченных и болотных почв.

При попадании бурового раствора в почву происходит разрушение хлорофилла у зеленых растений, за счет чего резко снижается поглощение ими солнечной энергии, прекращается фотосинтез и уменьшается продуктивность покровов.

Из вещества и материалов, используемых в бурении, наибольшую опасность для почво-грунтов представляют минеральные соли, нефть и нефтепродукты. При попадании в почву растворимых минеральных солей происходят необратимые изменения ее агрохимических свойств, приводящих к потере агрохимической ценности, а в некоторых случаях к развитию почворазрушительных процессов, способствующих перерождению структуры и формированию солончаков.

При попадании в почвы отходов бурения, содержащих токсичные для почвогрунтов солевых компонентов, а также нефть и нефтепродукты резко ухудшаются все свойства почв и заметно падает урожайность возделываемых на таких участках сельхозкультур. При содержании в составе отработанных буровых растворов более 15% нефти и нефтепродуктов даже в плодородных черноземах урожайность с/х культур падает практически до нуля и почва не восстанавливается в течение 3-6- лет. ⁰

Отработанные буровые растворы оказывают меньшее отрицательное влияние на кислые почвы с высоким содержанием органических веществ, а также песчаные почвы, но являются более вредными для щелочных суглинистых почв и почв с высоким содержанием глин. Это связано с щелочной природой отработанных буровых растворов. Выявлено также, что хроматы и барит, присутствующие в буровых растворах, растениями не усваиваются и поэтому не оказывают влияния на пищевую цепь экосистемы.

А предельное содержание нефти и нефтепродуктов в почве не должно превышать ОД г/кг почвы. В этом случае не проявляется губительное действие токсиканта на почвы и в растительном сообществе не отмечается мутагенеза.

При проникновении нефти в гумусовый горизонт происходит склеивание структурных разностей грунтовой массы. В результате закупорки капилляров почвы нефтью сильно нарушается аэрация, создаются анаэробные условия, нарушается окислительно-восстановительный потенциал.

Таким образом, анализ материалов исследований по оценке воздействия отходов бурения на объекты природной среды подтверждает необходимость разработки эффективной техники и технологии их очистки, утилизации и нейтрализации вредного воздействия на компоненты окружающей среды.

Прогнозные расчеты уровня загрязнения в районе месторождения указывают, что при соблюдении технологических норм бурения, добычи и транспортировки нефти эти работы не могут оказать серьезного воздействия на природную среду самого месторождения и прилегающей территории.

Однако обустройство месторождения может привести к изменению местообитания зверей и птиц. В результате шумового воздействия и систематического беспокойства от присутствия людей территория месторождения станет непригодной для обитания лося, волка, кабана, лисицы и ночных хищных птиц.

Загрязнения почв нефтью отрицательно влияет на все группы почвенных беспозвоночных. Наиболее губителен этот вид загрязнения для крупных насекомых, червей. Более устойчивы членистоногие, но и они испытывают серьезное угнетение.

Многие виды сосудистых растений оказываются устойчивыми, тогда, как большинство лишайников погибает. Наиболее токсична группа углеводородов с температурой кипения от 150 до 275 ° С. Углеводороды с более низкой температурой кипения менее токсичны, либо безвредны, особенно летучие фракции, поскольку они быстро испаряются не успевая проникнуть в растительную ткань. Основная причина гибели растительности - нарушение кислородного обмена в системе "почва-растение". Нефть практически вытесняет весь кислород из почвы, поэтому рекультивация (вспашка загрязненной территории и посадка определенных видов растений) является одним из наиболее действенных приемов устранения последствий разлива нефти на поверхность почвы.

Необходимо учитывать высокую способность нефти к перемещению на большие расстояния и возможность проявления процессов вторичного загрязнения, т.к. последствия аварии для жизни рек могут быть весьма серьезны.

Одни из наиболее вредных веществ, загрязняющих окружающую среду являются нефть и нефтепродукты.

Косвенные отрицательные эффекты от утечки нефти могут превосходить последствия прямых воздействий на живые организмы. Это объясняется сложной взаимосвязью всех элементов биогеоценоза. Разлитая нефть может полностью изменить структуру природного сообщества, нарушить давно установившиеся равновесия в окружающей среде.⁰

Загрязнение почв нефтью значительно меняет их морфологические, агрохимические и физиологические свойства. Все эти изменения сказываются и на многих животных, для которых почва является средой обитания. Известно, что малые концентрации нефтепродуктов могут стимулировать рост и развитие растений и животных (Исмагилов, Козорез, 1985 и др.), но повышенные - отрицательно действуют на биосферу. Происходит уменьшение численности многих видов организмов: бактерий, грибов, многих групп беспозвоночных животных. Понижаются выживаемость и миграционная активность некоторых видов животных, например, дождевых червей. Почвенные беспозвоночные животные играют важную роль в почвообразовательном процессе. Они служат хорошими индикаторами изменений окружающей среды, возникающих вследствие антропогенного воздействия, в том числе и нефтяного загрязнения.

По мере увеличения интенсивности нефтяного загрязнения происходит обеднение видового разнообразия травостоя и злаков, а для конечных этапов загрязнения характерны одновидовые сообщества.

Амфибии и их личинки - одно из важных звеньев водных и околоводных биоценозов. Они подвергаются действию нефтяных углеводородов в реках и небольших водоемах, куда приходят на размножение и где развиваются икра и головастики. В результате этого происходят: возрастание эмбриональной смертности; снижение массы тела; удлинение сроков развития; увеличивается процент аномалий, патологий, уродств.

Организмы оказываются наиболее чувствительными к различным повреждающим факторам на ранних этапах своего развития.

Как высокотоксичное вещество, нефть может оказывать наркотический эффект. Сырая нефть нарушает функционирование ферментных и белковых систем многих водных растений и животных. У видов, более к ней чувствительных задерживаются деление клеток, их рост. Потребление нефти с кормом сказывается на снижении численности промысловых видов рыб; у уток наблюдаются липоидная пневмония, ожирение печени, увеличение надпочечной железы, различные некрозы и т.д.

Для молоди рыб, наиболее токсичными реагентами являются баритовый утяжелитель, известь, каустическая сода и бихромат калия. Баритовый утяжелитель вызывает резкое снижение интенсивности питания и прироста молоди. Концентрация извести и каустической соды выше 0,05 г/л при рн отработанных буровых растворов более 9,6 вызывает гибель молоди. При изучении влияния степени разведении отработанного бурового раствора на эмбриональное развитие некоторых видов рыб было установлено, что концентрация ОБР в воде свыше 0,007 г/л уже на седьмой день приводит к торможению развития эмбрионов, а нормальное развитие эмбрионов возможно лишь при разведении бурового раствора в 26 тыс. раз.

При нефтедобыче возможны ситуации, когда воздействует либо фактор, либо их совокупность. Перестройки в растительности могут быть обусловлены:

• механическим воздействием;

• механическим в сочетании с нефтяным загрязнением;

• механическим в сочетании с загрязнением минерализованными водами;

• механическим в совокупности с загрязнением нефтью и минерализованными водами.

На территории России в связи с обширностью занимаемых территорий и значительной протяженностью с севера на юг и с запада на восток растительный покров очень разнообразен, что в совокупности с почвенно-климатическими условиями определяет неодинаковую степень устойчивости и характер восстановления растительности, измененной хозяйственной деятельностью. При определении сроков имелось в виду, что нефть полностью удалена с техногенной площадки либо механическим путем, либо сожжена, что исключает ее последующее прямое воздействие. Территория России дифференцируется на 6 зон: I > 30 лет, II -10-30; III - 10-25; IV - 10-20; V - 5-10; VI -5 и менее лет.⁰ Следует указать, если нефть не удалена, последующее восстановление затягивается на срок, необходимый для разложения нефти и выноса продуктов распада из верхних горизонтов.

Растительность при прямом воздействии нефти погибает полностью, однако полная деградация растительности наблюдается крайне редко. Долгоживущие древесные породы имеют мощную и довольно глубинную корневую систему, поэтому они менее уязвимы к прямому воздействию поверхностных разливов нефти; в то же время период развития ценозов до стадии климаксного сообщества может длиться до нескольких сот лет. Что касается степной растительности, то для формирования растительного покрова, состоящего из короткоживущих видов, требуется меньше времени, чем для покрова с долгоживущими древесными видами. Несмотря на гибель растений, под воздействием нефтепродуктов довольно быстро образуются сомкнутые переходные группировки с господством сорных видов, которые в дальнейшем сменяются зональным типом.

Характеристики

Список файлов курсовой работы