Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Степень загрязнения, токсичность нефтезагрязненных земель Апшеронского полуострова и прогноз возможности их рекультивации

ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Степень загрязнения, токсичность нефтезагрязненных земель Апшеронского полуострова и прогноз возможности их рекультивации"

АКАДЕМИЯ НАУК АЗЕРБАЙДЖАНА

ИНСТИТУТ ПОЧВОВЕДЕНИЯ И АГРОХИМИИ

На правах рукописи

БЛХШИЕВА ЧИМНАЗ ТОФИК кызы

СТЕПЕНЬ ЗАГРЯЗНЕНИЯ, ТОКСИЧНОСТЬ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ АПШЕРОНСКОГО ПОЛУОСТРОВА И ПРОГНОЗ ВОЗМОЖНОСТИ ИХ РЕКУЛЬТИВАЦИИ

(03.00.27 — почвоведение)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Баку — 1991

Работа выполнена в лаборатории рекультивации земель Института почвоведения и агрохимии Академии наук Азербайджана.

Научный руководитель:

чл. корр. АН Азербайджана, засл. деятель науки, д.с.—х.н., профессор Салаев М. Э.

Официальные оппоненты:

доктор географических наук, профессор Гаджиев Ф. А.

кандидат сельскохозяйственных наук, с.н.с. Гасанов В. Г.

Ведущая организация — Бакинский Государственный Университет им. М. Расулзаде.

Защита диссертации состоится « // » &/С/?г511рЗЛ991 г. в (¿{°° часов на заседании специализированного совета К. 004.16.01 по присуждению ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук при Институте почвоведения и агрохимии АН Азербайджана.

Отзывы на автореферат просим присылать в двух экземплярах по адресу: 370073, Баку-73, ул. Крылова, 5, ученому секретарю совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института почвоведения и агрохимии АН Азербайджана.

Автореферат разослан

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат сельскохозяйственных нау

а

С. Н. МАМЕДОВА.

0Б4ЛН ^РАКТ^РлОИКА РАБОТЬ

Актуальность те^. а с^яоп с реализацией рсаений партии н правительства о комплексной развитии зеленого и курортного строительства г.Баку и Апаеронского полуострова до 2С/Ш г. необходимо ввести в эксплуатацию около гас.га дополнительных хмельных ресурсов и разработать ряд научно обоснованных рекомендаций по почвенному и почвенио-мелиоративноиу оздоровлению территории, а таиае увеличению площадей орошаемых овоцно-бахчевых культур для организации пригородных хозяйств.

Известно, что одной из неотложных проблей современности является оптимизация взаимоотношении'человеческого общества с окружающей средой, ликвидация ненелательных воздействий выбросов техногенных потоков в окружающую среду. В этой аспекте Апшеронский полуостров с глубокими гзохимичоскиип нарушениями вб всех его экосистемах вызывает большой интерес. V

Загрязнение почвенных экосистем нефтью и нефтепродуктами -одна из сложных и многоплановых проблем охраны природной среда. Ни один другой техногенный загрязнитель, как бы опасен он не был, не монет сравниться с нефтью по широте распространения, количеству ис-точндков загрязнения, величине нагрузки на все компоненты природной • среды во время аварий скважин. Разливы нефти причиняют большой вред, захватывая вследствии большой миграционной способности территории, во иного раз превышающие площади первоначального загрязнения. Неуле-загрязнешше почвы представляют собой источник вторичного загрязнения атмосферы и грунтовых вод, оказывая огромное отрицательное экологическое воздействие на (¿лору и фадну. Вот почему, восстановление не^тезагрязнешшх почв имеет большое народнохозяйственное, социальное, экологическое и эстетическое значения.

Не знан уровней содераания загрязнителей в природных системах, их состава, особенностей территориального распределения, а такав устойчивости п способности к самоочищению разных природных экосистем, нельзя на сегодня разработать комплекс научно обоснованных мероприятии ит-аыазацш1. природопользования, включая рекультивации но^теза-гк^зневлис территории. Это и определяет актуальность исследований и круг оииолшх проолеи при изучении не^тезагрязненных почв.

цель л задачи исследований. Целью настоящей работы являлись определение степени л токсичности не¿тезагргшенных почлогруптоз, что иос,;jA.ii .:..!.•:ОдШИ звёаоы при роиенил проблем рекультивации, в

перспективе развития зеленого и курортного строительства, а также возможного расширения плоцади орошаемых земель для организации по; собного хозяйства Апшеронского полуострова.

Л соответствии с этим в задачу исследований входило: сравнен! мордолого-диагностических признаков естественных и нефтезагрязнеш почв Апшеронского полуострова; выявления особенностей транс^ормащ не^ти в серо-бурых почвах, основных свойств нефтезагрязненных почз (на основе химических анализов); определение степени загрязнения, токсичности почвогрунтов по количесту нефтепродуктов; установление предельно-допустимо»! концентрации (ПДл) нефтепродуктов в ..ичве.

Научная новизна. Выявлены фптотоксичность загрязненных почво-грунтов Апшеронского полуострова, а также основные индикационные признаки загрязнения иеутыо: увеличение рН водно!'' суспензии, уыецз шение СС^ в верхних горизонтах почв, подавление ферментативной активности, присутствия в загрязненной слое огромного накопления тяжелых металлов.

Определеш основные группы полициклических углеводородов, содержащихся в апшеронских нефтезагрязненных почвогрунтах,. которые обладают наибольшей канцерогенной активностью (хризены, аценафтень пирены, нафталины), что позволяют судить о санитарном неблагополучии исследуемых почвогрунтов.

Б отличии от всех предасстзуюцих методов, путем искусственно! загрязнения почвогрунтов сира^ нефтью на основе вегетационных опытов с тестовыми культурами (кукурузой и редисом) определена преде; -но-допустимая концентрация нефтепродуктов а загрязненной почве.

На основе всех' перечисленных исследовани.. дан возможный прог* рекультивации 'недтезагркзнешшх почвогрунтов Апперонского полуост| ва в зависимости от степени загрязнения.'

Практическая ценность работы состоит в том, что вьявлены оснс ные индикационное признаки, токсичность, ^птотокслчность, основные группа пслиуюических углеводородов, содержащихся в нефтезагрязне ных почвогрунтах путей искусственного загрязнения нефтью устаног лена ПдК нефтепродуктов в почве. На основании исследовани;! даны ре коыендации, которые включены в проект рекудиивационных мероприяи в нефтедобывающих районах Апшеронского полуострова на 1^Уи-200и и составленный отделом "Охраны окружающей среды" при Государственно! НШШ "Гнпроыорнефтегаз'1 ДО "Каспморнефтегаз".

И

Апробация« Результаты исследована.. и венозные полоаениа дис-:ертац.шнно;. работы доклада вались на республиканской конференции юлодых исследователе!: Молдавии "Молодежь и современная наука" .Кишшев, 1989); на конференции по проблеиац охраны природы в БГУ .Баку, 1990); на республиканской почвенно-агрохишлческоы совещании, юевященнои экологии, воспроизводству плодородия и охране почв .Баку, 1990).

Публикация. Но материалам диссертации опубликованы 4 статьи.

Структура а объец работы. Работа излояена на 154. стр.иашно-иисноро текста, состоит из введения, 4 глав, выводов, содержит »24. таблицы, ¡8' рисунков. Список литература включает 136' наименовании, в той числе .5[ на иностранных языках.

ОСНОВНОЕ С0д]ФШ1Ш РАБОТЫ

В первой главе дается небольшой: ауре ив по истории развития недтяных месторождений и нефтяной промышленности на Апшерона, начиная с 1870 года. Рассматриваются основные, наиболее главные направления по изучении нефтеэагрязненных почв как у нас в стране, так и за рубежом. Весь имеющийся опыт изучения нефтяных загрязнешь: цзедц л ликвидации их последствий показывает, что дать правильную 'оценку состояния загрязненных экосистем ц прогноз изменения этого состоянии, а также проводить элективные мероприятия по восстановлению загрязненных земель необходиыо о учетом почвенно-юиша-тцчеекпх условий, степени изменения ландшафта и экосистем, стадии трансформации загрязняющих веществ. С этой целью в работе подробно описываются труды Гяазовской (1981; 1962; 1983), Ваковского (1981; 1985), Солнцевой (1Уа1), 1'оплицкоп(1981), Флоровской (1981), Наки-фировоп (1985).

Проанализированы литературные источники по влиянию нефти ва агрофизические, агрохимические свойства почв (Гилязов, 1960; Андерсон, Аазиев, 1981), ферментативную активность (Долгова, 1975; Ис-аа;..юв, 1983 и др.), а также обобщен материал по рекультивации загрязненных нефтью почз (Гусе»1Нов, Ахундов, 1975; длебраилов, Мовсу-аов, Лелиев, 1975; Алиев, Гадзшев, 1977; Аскеров, 1980; Уукатанов, Рив.син, 19ЬО; Ахмедов, 1985; 1986; Нкубов, 1986; Ахмедов, 1988; 'Исаан.лов, Шь&м /йсЛае^ , 1971; ^¿А^ссхже, , 1975; -ВвЪЯ 1978 и др.). *

ао второе главе рассмотрены основные экологические ^акторы

почвообразования ¡¡а лпшероле, ииещеы абсолютные отметки от -25 до 300-350 и. Агшероиспи полуостров, плодадь которого составляет окол 200 тыс.га, с ;або изучен л лочвснно-ыелиоративнои отношении. Перше сведения о его почвах встречаются в работах й.И.Оинрнова-Догннова (1527), А.С.Преображенского (1532), П.А.Цульга, 3.II.Коробова, д.Г.1 ленского (1Ь>34), ь.Л.Гасанова, Р.Г.йаыедова (1%1) и др.

Аишеронсшь. полу остро л но особенности» Сноодкиатаческих услов! и иорхоструктурь; рассматривается кал самостоятельный ра^он. Й геоги морфологической отпоыешш он делится на две части: западную холмистую, предгорную и, восточную, равнинную.

Апиеронскл.. полуостров слокен комплексом осадочках отлокелцн: пески, песчаники, гл.иш, известняки верхне-мелового .«инозо.-ского возраста. В западно;, части широко распространены гдкнастые порода I продукты их выветривания, которые отличаются значительной гипс сносностью засоленностью. Здесь маеютеа грлзовне вулканы, продукты извержения которых, иолривают значительные территории полуострова.

¿ооточнил рдвниняая часть покрыта повкаия и ракуиечним ц заве 2-ннки;.'.. ларалтерна дли рельефа ячеистая, изрезанная поверхность нз-вестллкой к песчаников, оугрлсше л дюнные пески, овраги, балки :•. другие А.ориы.

.оыиат ^¡...релно-тег.лы;. суОтропкческил полупустынных л сухих стене.. (,ь.;.1.и1ллл/и1с;л:..) сс скудный и слаСии увлохнецаеа (^у< 0,5) при годовой .-:о..;:чсс?вв осидкоь 150-300 ведлчши. испаряемости ЮиО-1<.иии лито жаркое, температура воздуха нередко возрастает до 0, вознзкия суховеи, 3i.ua в оонознок теплая, лороткы.*

ОредиЛи годовал то^Я'.-ратура воздуха состав..лет ХЗ,5-15,7й 0, ореди лидировал ¿,и-3,5° ¿, гродь,!» л.-елвская ¿4,5-26,0° б. Господствуют северные л оевсро-заль.д:а.е петри, которые создают ветловую эрозию.

Ла /лшь-роле одллое зь-ри\ио грлнго^лх вод лаолидаетсл алкь в прлбре;.;лол ьслоге, ла •хс.ррлторзп Ьазинско*! мульды л на восточно;, части полуострова. 3Аесь уровень грунтовых вод колейлетеп от 1,5 д 7 м. В связи и повиаенисв уровня ииопия в последние 5-10 лет, уровень грунтовых вод П0ДН.1..СЛ „о глуб/лш 0,5-1,5 и. от поверхности почвы, в ризул^лте ло„топлеллл отдельные участки сугл; находится г тллело.. ака.оглчеико.; обегаловке. Оостаз грунтових вод в основное хлирлдло-су.чЬ^-тли.., хг»ор»^о-аатА«еьиГ. /. ии.:рао»о-;1агн.:еви.., их минерализация ло^солетсн от 2 дс ^0 г/л.

^и^г^иои покров еостолт лз онеров, а г-кае пол:;лл, ьерс

дпхьеН колючки, карагана, генгиза. При орошении здесь вращавшие я овоще-бахчевие и кориовке культуры, а такие ыа^ран, цаелина, хна, íiitiüip, виноград, днетацка, миндаль, гранат и другие субтропические кулътурц.

Опираясь иа новую систематику почв Апиеронского полуострова (й.Э.Салаев, Й.Г.Гасаноа, Ч.О.Галиндарол, 1>87), дано подробное описание всех разностей серо-бурых почв Апшероиа:

серо-о.урые солончаковато-солонцеаатые - широко распространены lia полуострове п затшают преимущественно средам и западпуюь части его территория;

серо-бурые орошаемые солонцеватые - занижают ограниченные пло-цадл в центрально.. и восточное части полуострова вдоль Апшеропскогс канала и, часто встречаются в комплексе с различныии силончаковатыыи разностяш серо-бурых почв;

серо-бурые заболоченные - широко распространены 2 северо-восточной части полуострова;

серо-б.урие нелшторазвлтые - распространены в комплексе с при— цитивньши разностлии в восточно., равнинно., части Апиеронского noïiy-остроьа;

серо-б.урие примитивные - по сравнению с неполпораззитыни вариантами cepQ-Cypux почв отличаются весьма слабой развитостью почвенного профиля;

прибцешше песни - выделяются следующие виды песков: I) полу-закреллешше бугристо-дюнные, 2) слабозакрепленные бугристые, 3) подлинные и развеянные и 4) грядово-бугристые;

техногенные земли - полукольцом охватывают периферию г.Баку •л в адиилпетративнои отношении распространены, главным образом, на территории крупных- проиишлетшх н нефтепромысловых управлении г.Баку.

й третьсп главе, рассматриваются объект и .методика исследований, а такие полностью освещаются результаты экспериментальных исследовали.,.

Исследования проводились в трех ке^тезагрязненних ра-.онах Ап-иерона - Кировском (алодадь нефгезагрязнешшх эемсяь - 104,40 га),, ленинской V. 176,¿6 га), лзизбековском (!?Ü7,4U га).

tí каадоы районе было залоаено по', три разреза иа землях с различно.. степенью загрязнения и один контрольный на незагрязненной почве.

ùvDopaiiuue н^тезагрязнеш-ше образцы промывались на аппарате 'Ji'Kü.iuTTa ;л;лрю-бенйс;".ьш,|М экстрактом л сиотнешен/.л (1:1), а также

чет.лреххлорисгыц углеродом (истодоы декантацлл. 6 результат были получены ни только чисхие почвешше образцы, которые затеи подвергли аии..;1з«ш, ¡¡о и отработанные витлакл, что впоследствии послужили паи первый источником, позволяющим судить о степени загрязнения ночвогрунгоа.

дли установлен::;; нефтепродуктов а почве балл заложены в< гетацлошье опыты. л аочву, ¡¡ежесменно загрязненную нефтью (10 почленно.. массы с;.;ешлвалс» а различными дозаип не^тл), висакизал! тестовые культуры - ¡гу^уруза и редис. Схема опытов приведена в таблицах.

д.¡л оби;с1к характеристики исследуемых почв были проведены сл! дующие виды ииадизоа; иоханичеаки.. состав - по Н.А.лачиисг;о:у; поглощенные основания - /У а по Гедро1'цу, Оа и и^по Лвааону; под] водная зытяаса - но общепринятому кетоду; СО^ карбонатов - каль-цшетроц по &е:.блеру; рН зедный - потенциометров потеря при про ииванш, гумус и валовой азот - по й.В.Тирану; воднорастворлши фосфор - по Ь .11 .Ничигану; залови Г. кал!П1 - по Смиту; количество и юпродуктов - исходом кндайкрисно». слектроиетрии, преддо.хеннол Л.й.Эриесюзо..; активность ^ерыентоз (каталааы, дегидрогеназц, и вертазы, уреизы) - по А.и..Гилстяну (1Ь76); иикроэлеиентны.! соста спектральный истодом-. •

Определение канцерогенных 11АУ (полицаклнчеокие ароматически углеводороды) производилось методом промывки нощтезагрязнениых п вогрунтсв нормальный эталонный гептаном СН^СН^С!^ с добавлен;; бензола, последующего их ¿Рационирования (метод адсорбционной х иотографии) и, наконец, пухоиУФ анализа с тру к ту рн о-груп а оа ог о с таьа (спект ь на приборе З^есогк У^ ц иасс-спектро

иетре марки 1<&-1321).

чтобы иметь полное научное представление о виде техногенног загрязнении необходимо знать свойства самого загрязнителя, а так производственны.. путь загрязнителя от добычи до его использован« Из литературных источников известно, что ке£тъ - хидки;. при родныа раствор, состонцл!. мз большого чки..а углеводородов редаос разного строе;;::,! и высокомолекулярных сиолнзто-ас^&лменовцХ веществ. Г.1ав:ые неатзобразуццие элементы - углерод воде род (12-14,3), азот, сера, кислород (1-2^), рзао (3-6^) за счет с Десятые и „-отыс процента нс-$хи сосгаьлдух мкогочл сленге и элементы, набор которых ь .аобоИ ие^тк примерно одинаковый.

Производственны.: цикл не^т»; состой;:'аз оурения, кьнхрол.: г

В •

сквакинои, сбора недти а местные резервуары и ее перекачки по магистральный нефтепроводам; транспортировки ие^ги танкерами; переработки и передами нефтепродуктов предприятиям; использования нефтепродуктов.

Потери нефти, а значит ущерб на »¡издои этапе, дл» каздого региона очень различны, й условиях Апшерона в целом наб; .сдается большая потерн на первом этапе.

Попадая на земную поверхность, неуть оказывается в качественно новых условиях существования - из_ сугубо анаэробно!» обстановки а очень замедленными темпами геохимических процессов она попадает а аэрируемую среду, в которой помимо абиотических геохимических факторов, огромную роль играют бногёохимнческие (¿акторы и, прежде всего, геохшл;чес»шя деятельность микроорганизмов. Будучи высокоорганизованно»! субстанцией, состоящей из множества различных соединений, ие^ть деградирует очень медленно, процессы окисления одних структур ингибирувтея другими структурами, трансформация отдельных соединен нин происходит по пути приобретения ^орм, в дальнейшем трудно окисляемых.

Исследования Ю.И.Никовского (1Ь>а?) показали, что на Апшерона условия трансформации углеводородов характеризуются превышением да-парлимости над увлажнением, малым горизонтальным водным стоком, повышенно!» шшрооиологическои и ферментативной активностью почв. Наиболее интенсивно процессы трансформации 1Шщти идут в первые месяцы после загрязнения, затем они замедляются в несколько раз. Через год количество остаточной нефти составляет ЗО/о от первоначального коли-« честна, через 4 года - ¿5)ь. Примерно 30^1 нефти, содернащей много тяжелых франций, минерализуется или испаряется. Остальная ке часть преобразуется в малорастворшше продукты метаболизма, которые остаются в гумусовом горизонте почв, мешая восстановлению их плодородия*

Наши визуальные наблюдения в поле, а такие камеральные лабораторные исследования показали, что пропитывание нефтью почвенной массы приводит к активным изменениям в химическом составе, свойствах и структуре почв. Нефть, попадая в почву, привносит с собой . разнообразный набор химических соединений, нарушающий слоившийся геохимически!» баланс в ландшафтах, Эти нарушения выракаются в изменении физического состояния среды, ее водно-воздушного режима, 'привноса токсических веществ, ингибЬруюэдх деятельность отдельных компонентов биоценоза, состава почт, ез углеродно-азотного баланса, ..¡нграционно!! способности микроэлементов (например, ртути), засоле-

,шн солутствущгши гиастоиии водами, образовании бнгушшозко-сол чаковых ареал о и'. •

¡¡оч'ли, -асладая свойствами дисперсного гетерогенного тела, де вуез:'как хроцотогра^ическая колонка, в которой происходит поело!.и перераспределение компонентов не^ти: а сорхнои гумусовом горизонт сорбирую!'си высокой о;.е::удяриые коипоиенти, содержащие иного смоли ас-*ах'Бхоиошх лецсехз и циклических соодиношШ, а в нишше горлзо яронйкают;'^ освсьаом лазкомолскудярые соединения, имеюэде вмеоку растворимость и вод«, оо^ое высокую ди^узную способность. Легкие углеводороды -не^ти, как правило, до.^го сохраняются в шш»..а частя почвеш.ого профиля.

йсходл из нолевых наблюдения могло сделать вывод, что внешне проявление действия не/гл наб.,вдается в первую очередь в полном о сутствии вогетирувцих растопи.*. Морфологическое ¡.;о строение загрн ценного почвенного профиля отличается от профиля незагрязненной и вы следуь«ими признаками:

¿сирихо.'. почленно.. толще (до глубины 120 см и бол расси.<ТрУЛавтол расплывчатые темно-серые или черноватые пятна пе^ или продукты ее разьо^еикн;

переходном горизонте наблюдается отчетливо шрахенная с ховатан структура, что, по-видимому, обсудовлено структурообразу* ми свойствами органических веществ, имеющихся здесь в повышенном личеотво, а с увеличением глубины, структура быстро теряет дорму прочность;

3) отмечается повышенная влажность почвенного профиля и нал; в ш;х: а) непрочно.. ыучласзгоЛ оелоглазкм, б) признаков оглеения, кик, как сизые к рцавые пятна неаравильной формы, черные точечны( образования (по-видимому маргаг.цевпетые примазки).

'Иовиаеиную вла;,.кость почвы на территории нефтепромыслов еле; отнести за счет дополнительного поступления пластовых вод с нефт: кз-дреналашх сетей и.::: при их разливах, а явление гидротропизма, приводяцего к оглемзанню почвы, по-видимому, следует считать вто; ним, появившемся после вмешательства человека.

й зто.1 «е главе рассматриваются вопросы тектонического стро Апаерокгкого полуострова и залегания ис^ти, а так;:;е дается харак ристика основных типов ашеронских неутей, проникешх в исследуем: объекты, а п:,.епио: Балаханской, Кирыакинской (Ленинский ра-.он), . ыакикской, Иодкириакиксиой свит Бузовнинского иеотороадьния (Азк козский район) и Бинагадинской (Кировски.. ра*.он).

Ломвдошын, проводимые с не^езигрязцикнизд.поч^огруцтащц Апшеронского подуострова с цилью яылошлии. их - основных ^иалко-хнци-ческих сво.-ств» степени аагрнэиеиаости н^тоидодуитаии, ^ериента-тивно.. активности, наличия б них каицерогсышх. углеводородов, а тайке тяжелых иеталлов, показали, чю цсслудуецие. цочвы л о механическому составу относятся преимущественна к супесчаный, ли..ь :.1естачн встречаются легкосуглинпстые почвы. Оод^раание ^.лзичееко:. Гллны (частицы < 0,и! им) варьирует з пределах 0,32-18,40/0. Содержащие иловатых частиц (<■ 0,ш1 ни) также оче.нь..нпзк£Дй, ¿4-9,64/1) > Но солевому составу эти почли почти повсеместно опрвенешшз;. 'Значения плотного остатка варьируют а пределах 0,1-0,5/«, С, поверхности все эти почвы относится к хлоридно-су^ь^атному тину засолении. Содерка-пне Д/а на глубине ¿5-50 си составляет 1,2-3,4 иг/экв, далее с глубиной наблюдается иозчачательное пошшвшш, а некоторых случаях увеличиваете« до 6,3 ыг/экв. ¿¡о содержанию, урлехаедртк иссае&еаые почвы долятся на слабо-, средне- и синыюкарбоиаэдые, причем каро'о-катность увеличивается по глубине почвенного про^ил^(табл.1). В то не лриил нуало указать на то, что в непромытых иефтезагрлзненных образцах ¡.¡пшшальное аодерааиае углекислоты карбонатов приходится на верхние пичвишше горизонты (1,и5~1,52/з), а уас с..Г4усшо;. наблюдается ах некоторое•повышение (5,06-6,30^). Очевидно» это объясняется тем, что молекулы Карбонатов блокируются нефтью л не происходит их полного разложения.

.¡з табл.1 видно, что характерной особенностью недтезагрязненных почв является такыз высокое значение рК в верхних почвенных горизонтах (.0,6-9,4). ли высокие показатели рН в загрязненных разрезах ае уменьшится по всеиу почведаоиу проуклы. Такая сильнсщелочная обстановка ооъясняется присутствие;.! недти, а также солонцеватостыо буровых вод, пропитываюцлх весь почвешы« профиль, кислотность чистых почв варьирует в пределах 7,9-8,2.

Анализ обменных оснований показывает относительно поцишшую величину емкости поглощения исследуемых почв, изменяющуюся з верхних горизонтах от 13,6 до 19,3 иг/экв на 100 г почвы. В составе поглощенных основать; преобладает Оа, составляющий около 5С-70# от суцш пог-лоденных основании. Если в верхних горизонтах содержание поглощенного шй составляет около 20-30;«, то в нижних горизонтах оно повивается до иногда превышая величину поглоцешгогэ Са. Б профиле иоаледуа» иых почв поглощении!. /|/а находится в небольшом количестве, лишь ь от-дблышж случаих его содержание повышается до 10-15/®. от суша! ойлеииых'

"Л

Некоторые химические показатели но^тезагрнзценных почв Лишерона

Таблица I

№ г„чЛ„„я Потеря при Гпгроско- пН г,п

ьазпезов ?? ' прокшива- пическая РН С02»

разрезов см нш> ^ Ш1ага, р ср

- - - - - -

I 0-17 Гипс,/« 0,40 2,67 а,2 . 8,80

Кировский 17-42 0,69 2,60 8,3 7,74

район 42-71 О.Ь5 2.Я1 8,4 7,50

71-102 0,61 2,97 8,7 7,55

102-150 0,57 2,92 8,8 7,55

150-200 и ,22 2,94 6,50

2 0-6 2,04 2,24 7,5» 6,62

Кировский 6-24 I ,ьь 2,¿9 7,8 5,34

ра-.он 24-65 1,79 2,91 Ь,2 5,28

65-80 1,70 2,97 8,7 4,37

80-96 1,64 3,0о 8,6 4,01

9ь-10Ь и,ьВ 3,12 М 3,29

4 0-16 68,31 ■3,71 8,3 1,33

Азизбеков- 16-60 39,9Ь 4,17 9,4 4,64

ский район 60-68 2о,36 4,92 8,2 7,61

6о-75 25,13 5,75 9.1 16,25

75-91 ' 22,07 6,10 8,0 16,72

91-112 19,94 8,23 9,2 17,28

112-134 11,71 8,95 9,0 10,25

134-166 10,69 10,29 19,11

166-200 8,67 12,30 8,8 20,10

5 0-30 21,30 2,78 8,о 0,51

Азизбексв- 30-37 19,34 2,54 0,6 1,26

ский ра..он 37-50 15,20 2,50 ■ 8,4 2,43

50-110 13,63 1,69 8,2 3,15

6 0-10 . 0,92 2,85 7,9 10,13

Азизбеков- 10-31 ии,6й 3,7В 8,6 9,56

скнй район 31-51 0,52 3,60 0,7 8,54

51-ва 0,29 3,75 , 8,6

продолжение табл.1

I 2 3 4 5 6

ВЬ-150 0,15 4,01 6,5 7,57

I50-20U 0,13 4,49 8,0 7,02

9 0-34 15,51 3,14 ь,ь 1,52

Ленинский 34-4 р 14,66 3,45 8,8 3,82

рп-.он 45-55 12,50 2,70 6.4 4,20

35-102 Ь,44 2,00 а,4 7,61

102-150 8,22 1,70 8,6 8,52

10 '„ 0-17 1с, 64 0,55 8,2 3,03

Ленинский 17-43 11,34 1,0b Ь.З 3,95

ра;:он 43-62 10,55 1,45 8,4 4,05

bd-ili В,53 1,50 8,7 5,16

113-150 3,67 1,17 8,8 6,50

II 0-8 13,03 7,74 . 8,4 3,ъ2

Ленински»; 6-27 11,47 b,4I 8,8' 3,76

ра».он 27-50 5,54 5,83 8,4 4,20

50-65 6,05 4,12 8,5 7,40

ьз-1го 5,52 3,08 8,5 5,17

основали;4». «о.ычестьо г.шса j исследуешх почтах ("чистых") варьирует в пределах чте подтверадает негипсолосность этих почв.

Одно;*» из характерных особенностей нефтезагрязненных почв является их большая влаашость, которая променивается по зсеиу почвенному проф»шю. В верхних горизонтах это явление объясняется наибольший скоплением нефтепродуктов, а в ниишх - проникновенней буровых вод. Так, налрныер, в загрязненное! почве разреза 4 она увеличивается от 1,33 до Ib,II/i. В исследуемых почвах очень минимально содервание общего азота (0,045-0,10ч/>), ^ос^ора (0,08-0,11$«) и калия (0,60-1,05$.

riaaioii особенностьв не^тезагрязненных почв является повышенное содераание в не.': органического вещества. Ввиду обилия здесь нефтяной органики, ш ограничились определением гуиуса лишь в дзух загрязненных разрезах, где содераание его варьирует в пределах 6,18-17,59^ (раз.5) и 3,42-28,34/а (раз.9).

Результаты лсследозашь. по выявлению степени загрязненности почвогрунтов нектон роду каши, i«e« состаза спнрто -бензольного эк-

стракта, полученного при промывке пи^тезагрязиенных почв, представлены в табл.2.

Таблица 2

Состав спирто-бензольного экстракта, полученного при проыывке не^тезагрязнешшх почв

Глубина, резов сы

Кис- Acn>a- Сели- Ыаслп- Ьыход урак-

лот- льте- когель- ше Азот, ци.., начало

ное „ ни, ше вещест-. <¿ кипения

число /J сиолы, ва, ^ f

4 Ü-I6 U, 50 4,Ь 16,1 Ы,УО 0 ,11 10¿-17b° С

Азиз- 16-60 U,46 4,6 1,1 16,4 60, Уб 0 ,14 20,¿-Ití8u (J

беков- CKiiii 60-ЪЙ Ü,U6 ' 7,2 и,ó 7,0 91,13 и ,22 42^-304°

район 6b-75 Ü.0S Ь,У 2,7 lo,6 од,о и ,11 б

75-91 I ;15 з,у 2,1 14,4 и ,12 3u,,-¿25° С

5

А знз-

беков- <п скиИ район 0,08 6 ,7 0,3 ь,ь 79, 92 0,17

Ленин- pKiiii 0-34 paiiOH 0,09 ь ,0 - 2.0 9ü,uO 0,17 до 360 вых легких урак ЦП ¡i

Ие^ть из Би-нагади 0,62 2. .1 о,ь tí,5 9l¡,6? 0,10 41/^2 9tíü С

х) Кислотное число - иг ИОН на г продукта

Как видно из таблицы, состав спирто-бензольноги экстракта еос тоит в основной из масляных веществ, содержание которых во-воех ра резах варьирует в пределах óü,í>6-S>a,oO/», с или «шальным количество;.: на глубине 16-60 сы разреза 4 и Максимальным - в слое 0-34 сы puaj. за 5, чао свидетельствует о высокой токсичности дсслвдуишх oopaíi количество семакогельных си^л к ас^альтеноа шше, чем масляных веществ и колеблется в пределах соответственно 2,и-1У,0/:> и и,3-2,

Исследования по определению вертикалыю.1 ыграцли кс^ти в по« вах были проведены в лаборатории по контролю аагрнзиеиша почв npi • Гидрометеослужбе Азербакдаанско";. Республики. Но данный, нрлисдеиш. в табл.3, -юано судить о степени з&гркзиинност нослодуеиих образ; Гак, ыи..с;ишьаое количество аи^теиро^аол наб. m^so., а иичли;у 14

Результаты вертикально;, миграции нефти в почвах Аншеронского полуострова

Таблица 3

лоличесизо нофге-

№ разрезов Глубина, си продуктов на кг от суммы

почвы, мг

- ÖTJi ьоЬ?0 33,7

A3H3üeitoi)CK»ú. pai'.OH 16-60 lbö76 9,2

, 60-68 I576Ü 7,7

6c-75 19160 9,5

75-91 IbUbû 8,8

91-112 I87D0 9,1

II2-I31 I52bü 7,5

134-166 I6¿93 8,0

I6o-¿üU ^ I330Ü 6,5 »

¿Ü4ÓI9 1Ш

5 Û-3U 10176 ¿6,6

Лалзбековски?. ра;;он 30-37 11726 £9,8

37-50 9116 23,2

5Ü-IIÜ bU23 20,1

^ 39311 IÜÜ

9 ' Ü-31 37h50 16,1

ленински.. pai'.OH 31-'+5 I?oUü 21,8

15-55 I32ü3 16,3

55-IU2 ' 12220 5,0

102-I5U 120 0,5

á ¡31573 100

10 0-17 20690 97,0

А он.'.некий ра..он 17-43 266 1,2

13-82 100 0,6

82-113 163 ü,6

113-lbO .9 0,1

2I3Ù9 1Ü0

11 0-b 25110 96,1

j.e¡in;icítn.. pu..ok 0-27 1U6 1,6

¿7-50 250 1,0

50-03 191 0,7

ta¿-12u 163 0,6

___¿6I5ü___._100

продолжение табА.З

лолачоство нефтепродуктов

на кг почвы, мг

кировне^ть Прикопка ¡й I 0-7 о43

Дриконка ^ 2а 0-5 1ио04

¿6 5-24 10533

Ленинне^ть мазутная лука А У 3100

Азизбековнедть Мазутная лу«& Б йЬ700

тах разреза 4 (13300-6ьЬ70 иг/кг почвы) и Ъ (^20~37о50 иг/иг почни Значительно меньшее.содержание их отмечается в разрезе 5 (о023-11726) и 10 (Ь-2С6У0 мг/кг почвы). .

Согласно данным табл.3 нами была предли,. следующая акала уровней загрязнения: 0-10000, 10000-20000, ¿оиии-^оиоо и, выше 40000 иг/кг. Величина потери при прокаливании; в зависимости от сте пени загрязнения колеблется в пределах от 3,7/« до 66,5/;.

На сегодняшний день перечень контролируемых приоритетных заг рязняющих веществ основывается на их распространенности, устойчн.чс ти, токсичности, значимости в местных выбросах, миграционной сиосо ностп и, способности наносить ущерб на уровне экосистем. IIо ааиену •мнению, для рассматриваемого нами Апшеронского полуострова в качес ве сильнейших по токсичности п многочисленных по шроте распростри нения является 11аУ (полищислические ароматические углеводороды), входящие в состав нефтепродуктов, й межотраслевой лаборатории по маслам при ИШШ АН Азербайджана нами было определено семь наиболее сильных канцерогенных соединении, содержащихся и исследуемых почве нафталины, ацена^теш, (¿¡луорены, ¿енаитрены, пирены, хрпзены, а также бензпиреи, сильнейший канцероген, наиболее хороао изучении» в настоящее время.

Известно, что сирая нефть по разному влипот' на ¿ермеититлвиу активность почвы, что об'ус. овлено различным составом пе^тей и климатом окружающей местности, для получения хороые.. четко., картины г ведения ферментов в недтезагрязиенных почвах, анализы по определен ферментов нами проводились на искусственно загрязненных не./тыи поч вах. Сырая ааверонская нефть с$о:А:о ингибировала активность катале зы. Поскольку активность Почвенной'каталазы хорошо коррелирует с с дей численностью микрофлоры, каталазнал активность мо«ст б^ть ;;с-

пользована как показатель обцей биологической активности почз с различной степенью загрязнения нефтью. Наблюдается таете снижение активности гидролитических (инвертаза, фосфатаза и протеаза) и окислительных (полифенолокскдаза) ¿ериентов. дегпдрогеназная активность почвы часто используется как мера метаболической активности микроорганизмов в почве. Загрязнения почвы нефтью таете приводит к резкому снижению активности дегидрогеназы. Нами установлена прямая зависимость ;леаду содержанием нефти в почве и ее уреазнон активностью. Так, например, в первый год после искусственного загрязнения в самом "токсичной" варианте (6U0 г нефти на 10 кг псчвы) активность уреазы составляла а на второй год ухе 7,41. йебольиие измене-

ния, свидетельствуют y¿e о незначительной деградации нефти наблюдались уже на второй год на почвах с искусственный загрязнением. Подавление активности биохимических ферментативных, процессов при нефтяном загрязнении почвы обьясняется нарушением зодно-воздупных сбойстз почзы и высокой токсичностью, созданной загрязнением.»

Согласно данным Б.Л.Будагова, А.Г.Ахмедова (1989), наиболее характерными токсичными элементами нэ Апиероне являются бор, молибден, ртуть, лывьяк, свинец, уран, ыедь, йод, стронций, фтор, сера, натрий, магний, хлор. Лз этих элементов бор, молибден, свинец, мышьяк, ртуть, хлор, йод, натрий для некоторых элементарных ландшафтов лзляются более токсичными, т.к. содбрааяие ях в отличии от . других элементов а 1-2 порядка зызе хларка литосферы и они интенсивно мигрируют, ¿гимн зз авторами впервые установлено, что Апперонский полуостров является борпо-молибденозой провинцией, где кларки .íoh-центрации довольно высокие.

Ттс как объектом наяих исследований являлись нефгезагрязненные почвы Апиеронского полуострова, то говоря о степени загрязненности микроэлементами, конечно необходимо учитывать их содержание в самом загрязнителе, т.е. не^ти.

Смолы и асиальтены содераат основную часть микроэлементов нефти, в том числе лочтл все астамы. Общее содержание микроэлементов з нефти - сотме и десятые доли процента^ С экологической позиции макроэлемент невм uoseo разделить на две группы: нетоксичные я юкепч ша. л нетоксичной и малотоксичным ш^розяг.ченгаи нефти огно-слти.1 кзлезс, аяшнЕШй, марганец, кольцл.:, цагн;с~ л фосфор, состаз-л arate Содкзус часть зо.чы не*та.

- Ji.ua, .-.4.:гг.ь, .{обальг, езлкзц,' йод,'аызык, ртуть, аояйСдез к

другие микроэлементы в случае повышенных концентрации могут оказ! токсическое воздействие на биоценоз. Среди токсичных металлов, ki центрнруюцмхся в смолах и асфальтенах, наиболее раддростракенные и никель. Оба металла входят в сослав "сиолисто~ас^альтеиолоИ" ч: нефти. Содержание ванадия может достигать 4U;o на золу (0,04/i на нефть), никель, и особенно ванадии, в повышенных концентрациях д вуют как разнообразные яда, угнетая (¿ериектативаую активность, п жая органы дыхания, кровообращения, нервную систеиу, кожу челове животных* Значительны также в составе не^гп уран и ртуть (Ю.Л.Пн скип, Ï5tic).

Спектральный анализ нефгезагрязнениых почв показал, что кла концентрации некоторых элементов в де.сятки, сотни, а в некоторых случаях, тысячи раз превышают кларк литосферы. Например, в иссле цых наци образцах такие микроэлементы как строили, медь, никель превышают кдар.. литосферы в IUUUG, кобальт, ыолиоден, серебро -хром, скандим, свинец, бериллий - 1000, бари»; - 6.00, циркона;., л 300, галлии - 200, иттрии - 250, ванадий - 500, олово - 5000, ци 4 и марганец - 5 раз.

В четверю;! главе рассматриваются результаты вегетационных тов и дается возможны;. прогноз рекультивации не^тезагрязнешшх л нефтью.

С целью установления ПдК нефтепродуктов в почве, чистая поч смешивалась с нефтью из Бинагадинского и Сураханского нефтяных !. рождений, как наиболее типичных дли Апшеронского полуострова, .к давания проводились с культурно-; растительностью, которая употрс ется в пищу человеком или используется в качестве корма для Под в данной случае следует пошшать такую концентрацию ълш загрязнителя или химического соединения в почве, при котором рас будут явно загрязненными, но не до уровня, вызывающего патолог;^ изменения в организыах человека и животных.

Результаты ядгегациошшх опытов приведены в табл.4. Как из таблицы, внесение в почву 50 и IÛU г ае,л,ти стимулировало рое: развитие обеих растений и высота основного стебля кукурузы дост; соответственно 127 и 119 eu, а редиса - 14 и 12 сы. Неплохая вы: цость наблюдалась и в вариантах, где доза нефти составила 200 i и, рост кукурузы составил соответственно 93 и ¿7 eu, редиса - II 6 см, хотя у se при последней дозе ;шсгьл кукурузы имели /,ялн„ ы с рыхлый . ¿чочникя полосат по краях, -j j р-.-дас; ,'j i>i...с плодов

Таблица 4

Результаты вегетационных опытов с искусственным загрязнением почли

юза исутн, шесепная п [0 кг почва, г К- у к у р у з а р е Д и с

количество проросших семян, ит высота основного стебля,си количество проросших спцнн, ЩТ высота основного стебля,см

контроль 3 140 20 18

50 3 127 20 14

100 3 115 20 12

200 5 53 16 10

¿00 3 67 13 6

ноо 3 52 13 . 5

500 L. 50 . 9 5

. сОО I 37 5 3 *

вариантах, где внесено 400 п 500 г нефти оба растения ииели вид с склонностью к зазядаяию, а при увеличении дозы нелтл до 600 г рас- . тзния почти погибают.

Такиы образом, исходя из результатов опытов ш считаем келесо- ' ооразнии установить üAti нефтепродуктов для загрязненных почз 5-6 г лс1ути на 100 г почвы, т?ак как начиная с этого предела увеличение загрязнепил ведет в л одно;, гибели растекпГ;.

для того, чтобы иметь возможность судить о фитотокснчностл этих почв, выраженные наии растения и плоды были переданы в исследовательскую группу „аркохологлческих свойств биологически активных веществ при институте ¿лзпологпи ни.к .¿1.Караева Ali Азербалджша. Испытуемые вещества представляли собол светло-зеденуи порошкообразную иассу из листьев кукурузы и розоватую из плодов редиса со специфическими запахами. Опыты проводились на 60 белых беспородных мышах, со средней иас-;о» 20 г. /лшотные были разделены на 12 групп по 5 особен в каадой. .'¡сслздуемые образцы гладились в виде зодных вытяжек (1:10) с покощьи специального золда по 0,5 цд.

/п'пытанле остро,. гозсичаосхк водных вытл.юк из полученных образ-доз с нахождением полулиталыюЛ Ьд^у-дозы проводили по методу Г.л.П;р^л;.а, г,,о .{0j.>:-ijc2j0 павылх теотшх. .учитывалось через 24, 48 :: 72 ц„<м. .. им^.зоныц {j...s<iicvi тот .¿акт, что при введении асдлых вк-т..;..ек те:: . ;n.?y';.u!X лоразцов r;ice;.a подопытных хиолшх не от;;счалом.

Ь

Таким образш, мы пршшгя шт.^, чхо шрачешше нами л условиях искусственного загрязнения культуры кукуруза и редис практически не токсичны, следовательно, выаепреддозднное иаип Цдд полаосх: отвечает требованиям ДдК для почв.

На основе имеющихся лигератургт: данных и обобщения результатов исследовали*! предлагается возмоышь прогноз рекультивации не&тезаг-рязнешшх зеыедь Аяыерокского полуострова. Так как при апаеронскоы топе загрязнения не^яь ах^уыулируется в основном в верхней части по' венного профиля, на гумусовом сорбционноы барьере, и где имеются площади с различными уровнями загрязнения целесообразно применять здесь следующие методы рекультивации: ¿изические, химические и биологические.

£ ¡.изическии кет одам рекультивации относятся: снятие загрязнен' еых ц блтумизлрованних грунтов нал удаление верхней пленки нефгепро дуктов ври а и-с." гидронасоса, с последующим пи.рытием очищенной территории известью, металлолите^ным веской; аэрирование; глубокая вспаика; рыхление; высувивание почвы; при очеаь сильном загрязнении закачка вода, обогащенной кислородом.

£ химическим методам относятся: обработка почвы высокоактивным адсорбентами; гипсование; промывание; внесение минеральных и оргаан ческах удобрений.

Наиболее э&ективным методом рекультивации не^тезагрязненных земель является биологически^: внесение бактериологических суспензи и £игоиелиорация - посев многолетних трав, который в условиях алше-ронского не^езагрязнеяия uosho применять в местах с низким уровнем загрязнения.

ВЫВОДЫ

1. Нолевыми, камерально-яабораторнымя анализами и путем сравни тельно!. характеристики иордолого-диагностических признаков естественных и нефтезагрязненных почв ¿пяеронского полуострова установлен что выраженность изменений морфологических прлзнаков почв, загрнзие еых нефтью, зависит от интенсивности, длительности загрязнения, свойств само., почвы, а такхе загрязнителя - не/ги.

3 районах интенсивного загрязнения на^тьи воэыохша полная дагр дация отдельных генетических горизонтов исходных почв, вплоть до пс чезнованил их первичных признаков.

2. а ' i алаеронских нс£тезагрязнен;:их-поча характерны 2 типа

миграции нефти по профилю: фронтальное и гравитационное отекание по каналам миграции. Ночвы, загрязненные нефтью, имеют более темный цвет по сравнению с уоновьши аналогами с преобладанием черных, серо-коричневых оттенков в верхней части профиля и темно-бурых, буро-охристых, коричнево-бурых в нинней. Отмечается тенденция увеличения мощности гумусового горизонта, количества охристых, ржаво-бурых пятен, примазок, яелезисто-марганцевых пленок по граням структурных отдельностеГ., возрастания степени сеграцш железа. Происходит усиление глинистого кутаяообразоваяия и оглеения, резкая фрагментарность изменений морфологических признаков почв на сашх близких расстояниях из-за неравномерности распределения загрязнителя в почвенной пассе. Заметно увеличение' плотных новообразований органо-мшгеральноО природы и повыпениая влашюсть всего почвенного профиля.

3. Выявлены основные физико-хишческие свойства нефтезагрпзнеп-ных почвпгрунгов: увеличение рН водной суспензии, уменьшение СО£ в верхних горизонтах почв, снижение емкости поглощения, высокая потеря при прокаливании.

3 цепей иохно считать, что после очио1ки нефтваагрязнэнные почзо-грунты несут в себе основные черты серо-бурых почв Апшерона, что, в свою очередь, подводит к мысли о той, что после их "оздоровления" они могут быть успеино использованы под различные сельскохозяйственные культуры, типичные для условии Апшерона.

4.-На основе анализов многочисленных почвенных образцов, заг-. рязненных нефтью, предложена шкала уровней загрязнения: 0-10000, 10000-20000, 20000-40000 и, выие 40000 иг/кг.

5. В условиях Апцеронского полуострова установлено, что важнейшими критериями токсичности нефтезагрязненных почаогрунтов могут быть: резкое уменьшение ферментативной активности (каталазы, фосфо-тазы, инвертагы, дегидрогеназы) по всему почвенному профилю; наличие огромного накопления тяжелых металлов в верхнем почвенном горизонте Слития, меди, никеля, хрома, скандия, свинца, бария, марганца и др.), а такае наличие канцерогенных полициклических ароматических углеводородов (ПАУ).

В исследуешх почвогрунтах найдены 7 наиболее сильных канцерогенных соединений: нафталины, ацеяафтекы, флуорены, фенаятрены, пирены, хрпзены, а такке бензпирен, который наиболее хорошо изучен на сегодняшний день.

6. Путем искусственного загрязнения почв нефтыз на основании вегетационных-опытов с тестовыми культурами (кукуруза, редис) уста-

новлена предельно-допустимая концентрация (ПДК) нефти (5-6 г на 100 г почш).

7. Учитывая характер апшероиского типа н^фтезагрязнения, где имеются учдстки с различными степей ли загрязнения, целесообразно применять здесь следушре методы рекультивации: физические, химические и биологические.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Растения - как важный показатель токсичности нефтезагряз-ненных земель Апшерона //Тез.докл. 2-ого респуб.коиф.молодых иссле довтелей. - Кишинев, 1989.

2. Токсичность - как важный фактор при изучении нефтяного загрязнения почв Апшеронского полуострова // Мат.респуб.почвенно-агрохимического совещ. - Баку: Элм, 1^90 (в соавторстве).

3. Состояние изученности нефтезагрязнешшх почв Апшерона / Информационный листок. Сер."Сельское хозяйство". - Баку, 1У9и, -К» 35.

И, Степень токсичности - как важный фактор при изучении нефтг кого загрязнения почв Апшероиского полуострова // ¡Аат.ръезда, -

Новосибирск, I9ВЭ