УДК 634.41
ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА В ЗОНЕ ВЛИЯНИЯ НЕФТЕХИМИЧЕСКОГО ПРЕДПРИЯТИЯ
А. А. Околелова,
д. б. н., профессор, allaokol@mail.ru,
В. Ф. Желтобрюхов,
д. т. н., профессор, z_vl_f@mail.ru,
А. С. Мерзлякова,
аспирант, denstev@mail.ru, ФГБОУ ВПО Волгоградский государственный технический университет
В данной работе представлены результаты исследования почвенного покрова на территориях зоны влияния нефтеперерабатывающего предприятия. Изучено содержание нефтепродуктов и фенолов в почве 23 объектов, расположенных в санитар-но-защитной зоне, непосредственно на территории предприятия и в окрестностях мест захоронения отходов различного агрегатного состояния.
This article presents the results of a research of soils located on the territories of an oil-refining enterprise influence zone. The oil products and phenols contents are studied in soils of 23 subjects on sanitary-hygienic zone as well as on the territory of this enterprise and neighborhoods of different state of aggregate waste storage site.
Ключевые слова: нефтепродукты, фенолы, методы определения, почвенный покров, санитар-но-защитная зона, промышленная зона, пруд-накопитель, полигоны вязких и твердых отходов, фон, методы анализа.
Keywords: oil products, phenols, methods for determination, soil mantle, sanitary-hygienic zone, industrial zone, gathering pond, landfill designated for disposal of solid and tough wastes, background, methods of analysis.
Объектом изучения послужила территория и окрестности ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка», которое расположено в южной части Волгограда. Почвы толща площадки претерпели значительные изменения и представляют собой перемешанно-насыпные культурные отложения тяжелого гранулометрического состава с трансформированным профилем, в некоторых местах с антропогенными включениям. Почвы окрестностей относятся к светло-каштановым. Отбор почвенных проб проводили согласно ГОСТу 17.4.4.02—84. Подготовку почвы к анализу проводили в соответствии с ГОСТом 17.4.4.02—84. С учетом интенсивности антропогенной нагрузки объекты были распределены по категориям: фон; санитарно-защит-ная зона (СЗЗ), объекты, расположенные на расстоянии 1 км по периметру от промзоны (жилые массивы, поселки, дачный участок); промышленная зона; полигоны вязких и твердых отходов, пруд-накопитель. За фон приняли окрестности дачного массива, расположенного на расстоянии 2 км от предприятия.
Объективность различных методов определения нефтепродуктов (НП) в почве рассмотрена нами ранее [1, 2]. Самые распространенные из них [3]: экстракции н-гекса-нами определение на приборе АН-2 с использованием че-тыреххлористого углерода. В своей работе нефтепродукты в почве мы определяли гравиметрическим методом [4]. Он основан на извлечении растворимых в хлороформе соединений. Сравнение растворимости применяемых экстра-гентов приведено в табл. 1.
Из анализа представленных данных очевидно, что растворимость ССЦ в воде в 810 больше, чем диопропила, хлороформа — в 110 выше, чем тетрахлорметана. Поли-галогенпроизводным является трихлорметан. К пергало-генпроизводным относят тетрахлорметан (ЧХУ), это инертный негорючий растворитель для смол, жиров, восков [6]. По силе и активности рассматриваемых реагентов их можно поставить по возрастающей в следующий ряд: ГЕКСАН ^ ХЛОРОФОРМ ^ ЧХУ. Следует полагать, что большее извлечение НП будет при их экстракции из почвы хлороформом.
Для определения массовой доли летучих фенолов в почвах использовали фотометрический метод (КФК-2) после отгонки паром [7]. Метод основан на реакции фенолов в щелочной среде с диазосульфаниловой кислотой. Результаты аналитического определения НП и фенолов в почвах представлены в табл. 2. Превышение концентрации НП выше установленного норматива (1 мг/кг) выявлено только в почвах полигонов. Наблюдается отчетливое снижение концентрации НП от 2009 к 2011 году во всех исследуемых объектах: в фоновом участке — в 2,5 раза, в СЗЗ — в 1,3, в пром-зоне — в 2,3, на полигонах — в 1,1 раз.
Средние значения НП наименьшие в почвах фонового участка (140 мг/кг) и СЗЗ (326), затем последовательно возрастают к промзо-не (461). По сравнению с фоном в ряду СЗЗ ^ ^ промзона ^ полигоны среднее содержание НП возрастает соответственно в 2,3; 3,3; 6,7 раза. В 12 объектах СЗЗ минимальная доля НП в почвенном покрове школы (236 в 2009 г.,
Таблица 2
Содержание поллютантов в почвах, мг/кг
Примечание: В числителе — НП, в знаменателе — фенолы.
159 в 2010 и 2011 гг.), максимальная — в почве у ДК «Царицын»: 932, 536, 625, сохраняется закономерность снижения их доли к 2011 г. 11 объектов промзоны по интенсивности влияния на почвенный покров можно разделить на две группы. В первую включены объекты, содержание НП в почвенном покрове которых соизмеримо с таковым на территории СЗЗ. Во вторую — с превышением этой величины (500—1000 мг/кг). В первую группа объектов (до 500 мг) включены факельное хозяйство, установка присадок. Только летом 2009 г. у резервуарного парка маслоблока (вторая группа) было отмечено превышение норматива, которое составило 5595 мг/кг. Большая доля НП в почвенном покрове около установки селективной очистки масел фенолом, но их концентрация снижается от 2009 к 2010 и 2011 гг. соответственно с 757 до 477 и 458 мг/кг. Окрестности полигонов содержат НП больше установленного норматива. В почвенном покрове у полигона вязких отходов в 2009 г. их концентрация составила 597 мг/кг, в 2010 — 636, в 2011 г. снизилась до 180. В 2009 г. у полигона твердых отходов их доля составила 1250 мг/кг, в 2011 — 1320, к 2011 уменьшилась до 378. За годы наблюдений доля НП в почвенном покрове окрестностей пруда-накопителя изменялась от 1209 в 2009 г. до 1417 в
2010 г. и до 1142 мг/кг в 2011. По данным за
2011 г. доля НП в почвах СЗЗ несколько превысила таковую в почвах промзоны.
Учитывая, что концентрация НП в почвах не превышает установленные нормы, для объективности оценки влияния предприятия мы провели определение фенолов в почвах, которые содержатся в сточных водах [8, 9].
Повсеместно содержание фенолов в почве превышает ПДК, равное 0,1 мг/кг [6] в 7—26 раз. При исследовании содержания фенолов в Кемерово в зоне действия выбросов завода полукоксования О. А. Неверова [10] в загородной зоне установила его концентрацию, составляющую 0,74 мг/кг, в черте города — 0,9—0,11. В исследуемых нами почвах содержание фенола намного выше.
В санитарно защитной зоне минимальное содержание фенола, равное фону, в почве дачного массива (меньше 0,5 мг/кг). В 2009 г. наибольшая доля фенола (1,44) выявлена в почве поселка Керамический, в 2010 и 2011 гг. — у ДК «Царицын», соответственно 1,01 и 1,57 мг/кг. За три года наблюдений средние значения фенолов, как и нефтепродуктов, наи-
Таблица 1
Характеристики органических растворителей [5]
Соединение Формула Растворимость, г в 100 мл
Вода Этанол Эфир
Гексан (диопропил, СН3(СН2)4СН3 1,413 5030 Растворим
этил-пропил-метан)
Хлороформ (трихлор- метан) СНС13 1,015 да да
Четырех- СС14 0,824 да да
хлористыи
углерод (тетрахлор-метан, ЧХУ)
Годы Фон СЗЗ Промзона Полигоны
2009 186/0,7 408/1,02 675/1,65 1019/2,62
2010 160/0,5 251/0,73 415/1,37 1224/2.34
2011 75/0,5 320/0,61 292/0,91 567/1,81
Среднее 140/0,6 326/0,79 461/1,31 937/2,26
60
Методы экологических исследований
№ 5, 2012
меньшие в фоновой почве (0,6) и почвах СЗЗ (0,79), затем последовательно возрастают к промзоне (1,31) и полигонов (2,26). В почвенном покрове полигонов содержание фенолов в 1,6—2 раза выше, чем в промзоне и в 4—5 раз больше фона. По сравнению с фоном в ряду СЗЗ ^ промзона ^ полигоны среднее содержание фенолов возрастает соответственно в 1,3; 2,2; 3,8 раза.
Выводы
1. При оценке токсикации почв поллютан-тами органического происхождения в зоне деятельности нефтехимических предприятий наиболее информативным показателем является содержание фенолов.
2. Концентрация фенола в почве превышает ПДК во всех 23 исследуемых объектах в 7—26 раз.
Библиографический список
3. Доля нефтепродуктов больше установленного норматива (1 мг/кг) в почвенном покрове вокруг пруда-накопителя и полигонов.
4. Для нефтепродуктов и фенолов установлены одинаковые особенности: их средние значения наименьшие в фоновой почве и почвах СЗЗ, затем последовательно возрастают к промзоне. В почвенном покрове полигонов их аккумулировано вдвое выше, чем в промзоне.
5. Содержание поллютантов (нефтепродуктов и фенолов) в почве закономерно снижается за весь период наблюдений — с 2009 по 2011 гг. В фоновой почве в 2,5 раза, в СЗЗ — в 1,3, в промзоне — в 2,3, на полигонах — в 1,1 раз.
6. По сравнению с фоном в ряду СЗЗ ^ промзона ^ полигоны содержание НП возрастает соответственно в 2,3; 3,3; 6,7 раза, а фенолов соответственно в 1,3; 2,2; 3,8 раза. Это результат реконструкции предприятия, проведенного в 2010 г.
1. Околелова А. А., Карасева А. С., Кожевникова В. П. Методы определения и расчета органических поллютантов в нефтезагрязненных почвах / Фундаментальные исследования. 2011. Ч. 3. № 8. С. 687—689.
2. Кожевникова В. П., Околелова А. А., Карасева А. С. Сравнительная характеристика методов оценки уровня загрязнения почв нефтепродуктами / Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2012. № 1. С. 89—90.
3. Леоненко И. И., Антонович В. П., Андрианов А. М., Безлуцкая И. В., Цымбалюк К. К. Методы определения нефтепродуктов в водах и других объектах окружающей среды (обзор) / Методы и объекты химического анализа. 2010. Т. 5. № 2. С. 58—72.
4. Методика измерений массовой доли нефти и нефтепродуктов в почвах гравиметрическим методом. М 9—2011. Волгоград. 2011. — 13 с.
5. Справочник химика / Под ред. Б. П. Никольского и др. М.: 1982. Т. 2. — 1168 с.
6. Методика измерений массовой доли летучих фенолов в почвах и донных отложениях фотометрическим методом после отгонки с паром. М 10—2011. Волгоград. 2011. — 17 с.
7. Баркан Я. Г. Органическая химия. М.: Изд.-во Высш. Школа. 1973. — 552 с.
8. Садовникова Л. К., Орлов Д. С., Лозановская И. Н. Экология и охрана окружающей среды при химическом загрязнении / Учеб. пособие. 3-е
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.