Мероприятия по минимизации воздействия загрязненных почв на подземные воды в г. Грозный Чеченской республики

В.В. Жлудко, Н.И. Сердюк
«МАТИ» - Российский государственный технологический университет
им. К.Э. Циолковского, г. Москва

Проблема рекультивации земель и водных объектов территорий, загрязненных нефтепродуктами чаще всего затруднена чрезвычайно высоким уровнем их загрязнения, препятствующим деятельности углеродоокисляющих бактерий и естественному самоочищению. В связи с этим в каждой конкретной ситуации, в зависимости от масштаба и характера распределения загрязнения, вырабатывается оптимальная технология рекультивации горных пород и заключенных в них подземных вод.

Результаты проведенных работ по оценке состояния почв в районе г. Грозного Чеченской Республики показали значительное загрязнение почв этого района. По полученным данным созданы карты, отражающие интегральный характер загрязнения территории исследования. На их основе разработаны предложения по проведению рекультивации почв в местах выявленных загрязнений.

Установлено, что основными источниками поступления нефтепродуктов в почвы Чеченской Республики являлись аварийные утечки объектов нефтяной отрасли: скважины, нефтепроводы, амбары, отстойники и т.д. Несмотря на многообразие воздействия этих объектов на окружающую среду, выделяется два основных направления: 1) механические разрушения ландшафтов, связанные с работой транспорта, бурильных установок, средств перемещения грунта и.т.д., и 2) геохимическая трансформация с последующим разрушением природных систем при сбросе в них геохимически активных веществ. Экологические последствия попадания нефти в природную среду зависят от ее компонентного состава, наличия в ней спутников, высокой подвижности и способности различных сред (включая биоту) сохранять загрязнения длительное время.

Источником поступления нефтепродуктов в подземные воды являются также и загрязненные почвы на исследуемой территории. На ней сформировались обширные поля повышенных концентраций органического углерода нефтяного происхождения вследствие аварийных утечек, разливов и т.д.

Вертикальное передвижение нефти вдоль почвенного профиля создает хромотографический эффект, приводящий к дифференциации состава нефти: в верхнем гумусовом горизонте сорбируются высокомолекулярные компоненты нефти, содержащие смолисто-асфальтовые вещества и циклические соединения. В нижние горизонты проникают низкомолекулярные соединения, имеющие более высокую растворимость в воде и более высокую диффузионную способность, чем высокомолекулярные компоненты. Легкие углеводороды, как правило, высокотоксичные и трудно усваиваются микроорганизмами, поэтому долго сохраняются в нижних частях почвенного профиля в анаэробной обстановке.

Необходимо отметить, что большинство разработок в области рекультивации почв, предназначено для земель сельскохозяйственного назначения, а также территорий, используемых для рекреационных целей. Эти методики предполагают полное восстановление агрономических свойств почв. В данном случае рекультивацию почв и снижение воздействия выявленных загрязнений на подземные воды предлагается осуществлять иными методами с учетом климатических особенностей данного района и функционального использования территории (промышленная зона).

Важнейшей характеристикой, влияющей на скорость и интенсивность процессов разложения углеводородов, является климат, и, прежде всего, тепловой режим и влагообеспеченность. Среднегодовые температуры воздуха и почвенного покрова – основной фактор при прочих равных условиях, определяющий интенсивность микробиологического разложения нефти и нефтепродуктов.

Оптимальной температурой для разложения нефти и нефтепродуктов в почве является 20-37 °С. Для территории Чеченской Республики, где сосредоточены основные нефтяные месторождения, средние температуры поверхности оголенной почвы достигают значений 40-45 °С. Длительность периода с дневными температурами свыше 20 °С составляет 45 дней. Период с отрицательными температурами небольшой и составляет 30 дней (средние температуры января около -3 °С). Эти данные говорят о том, что термический режим исследуемого региона весьма благоприятен для разложения нефтепродуктов. Лимитирующим климатическим фактором является влагообеспеченность. Территория располагается в засушливых условиях, коэффициент увлажнения составляет 0,45 и количество осадков не превышает 300-400 мм в год. Летом преобладают ветра восточного и западного направления, иссушающие воздух и почвы (так называемые суховеи).

Преодоление дефицита увлажнения и поддержание благоприятного водного режима почвы можно достичь путем ее полива. Но применять регулярный полив при рекультивации такого большого массива загрязненных земель в настоящее время невозможно.

В пределах Сунженского хребта почвенный покров представлен преимущественно черноземами и темно-каштановыми почвами, на отдельных участках понижений появляются луговые почвы. Черноземные почвы характеризуются высокой микробиологической активностью, максимумы которой приходятся на весенний и осенний периоды, когда в почвах создаются оптимальные гидротермические условия. Летом микробиологическая деятельность резко сокращается вследствие иссушения почв, а зимой в результате ее промерзания. Таким образом, свойства почвенного покрова весьма благоприятны для самовосстановления.

Однако интенсивный расход биогенных элементов микроорганизмами при разложении углеводородов может вызвать их недостаток даже в черноземных почвах. Поэтому их дополнительное внесение в виде минеральных удобрений рекомендуется и для этих почв.

Большое количество опытных работ выполненных в нашей стране и за рубежом по рекультивации земель, загрязненных в процессе добычи углеводородного сырья, дают противоречивые результаты. Одни и те же мероприятия в различных природных условиях (и даже в различных микроландшафтах одной и той же территории) приводят к неодинаковому эффекту.

Учитывая существующие благоприятные почвенно-климатические условия, свойства самой нефти (легкая, с незначительным содержанием асфальто-смолистых веществ), назначение рекультивируемых участков, и, наконец, сложность экономического положения, не позволяющего применять в настоящее время дорогостоящие биотехнологии, основным методом рекультивации для предотвращения поступления нефтепродуктов их загрязненных почв в подземные воды, следует считать использование естественного метода восстановления почв.

При этом восстановление загрязненных нефтью земель - многоэтапный процесс, каждая стадия которого соответствует определенной последовательности естественной геохимической и биологической деструкции поступивших в почвы нефтяных углеводородов. С учетом изложенного выше, для ускорения процессов деградации нефтепродуктов следует применять аэрацию почв и ее увлажнение, а в случае сильного загрязнения «разбавлять» незагрязненной почвой. При рекультивации очень сильного загрязнения почв хорошие результаты дает применение биопрепаратов «Биодеструктор», «Деградойл» «Деворойл» и др. Применение минеральных и органических удобрений, стимулирующих деятельность микроорганизмов, следует осуществлять с учетом результатов геохимического опробования почв.

Список литературы

1. Геологический отчет по (Государственному контракту от 14.03.2007 № 23 (Общее количество книг и папок 7) Объект 70/265 Работы по выявлению и оконтуриванию площадей техногенных подземных линз нефтепродуктов в районе г. Грозного и оценке их запасов. Департамент по недропользованию по Южному Федеральному Округу. - Ростов - на- Дону, 2008 г. - 239с.

2. Богданов Б.С. Проведение работ по комплексной оценке состояния окружающей среды на территории Чеченской Республики. Отчет Роскосмоаэрогео / Б.С. Богданов, Е.В. Барсукова, С.Н. Головунин. – М.: МПР России, 2000. – 203 с.

3. Государственный доклад «О состоянии окружающей природной среды Чеченской Республики в 1994 году», - М.: МПР России, 1994г.

4. Зборищук Ю.Н. Почвенно-экологический мониторинг / Ю.Н. Зборищук. – М.: МГУ, 1992. - 86 с.

Назад к списку