Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Геоэкологические аспекты строительного освоения нефтезагрязненных территорий

ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Геоэкологические аспекты строительного освоения нефтезагрязненных территорий"

На правах рукописи 005049210 Ш

Новикова Ольга Олеговна

«ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СТРОИТЕЛЬНОГО ОСВОЕНИЯ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ ТЕРРИТОРИЙ (на примере г.Брянска)»

25.00.36 - «Геоэкология (в строительстве и ЖКХ)»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва -2012

005049210

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный строительный университет»

Научный руководитель: доктор технических наук, доцент Сенющенкова Ирина Михайловна

Официальные оппоненты: Орешкин Дмитрий Владимирович, доктор технических наук,

профессор, ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет», кафедра строительных материалов, заведующий кафедрой

Сурикова Тамара Ивановна, кандидат технических наук, доцент, ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет природообустройства», кафедра мелиорации и рекультивации земель, доцент

Ведущая организация: ЗАО «Научно-исследовательский и проектно-изыскательский институт экологии города»

Защита диссертации состоится «19» декабря 2012 г. в 11 часов 30 минут на заседании диссертационного совета Д 212.138.07 при ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет» по адресу: 129337, г.Москва, Ярославское шоссе, д. 26, зал Ученого Совета

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет»

Автореферат разослан «16» ноября 2012 г.

Ученый секретарь

диссертационного

совета

Потапов Александр Дмитриевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность связана с тем, что строительному освоению подвергаются территории, анее на которых находились объекты железной дороги, нефтеперерабатывающие заводы, азы хранения, автотранспортные предприятия для доставки нефтепродуктов, зтозаправочные станции, связанные с загрязнением окружающей среды нефтепродуктами, ноголетнее функционирование данных предприятий привело к загрязнению геологической эеды нефтепродуктами. Особенность же объектов железной дороги, связанных с (грязнением геологической среды, является их «локальность» и высокая интенсивность »действия на протяжении десятилетий.

Объект исследования: нефтезагрязненные территории на примере объектов железной эроги г.Брянска.

Предмет исследования: геоэкологические особенности нефтезагрязненных территорий эи их строительном освоении.

Цель работы: выявление геоэкологических особенностей нефтезагрязненных территорий пя разработки научно обоснованных закономерностей, позволяющих безопасно их осваивать 1Я строительства.

Для достижения поставленной цели определены следующие задачи:

1. Анализ особенностей загрязнения геологической среды нефтепродуктами.

2. Осуществление геоэкологического мониторинга объектов железной дороги в г.Брянске, 1грязняющих окружающую среду нефтепродуктами с выявлением:

- ореола загрязнения фунта и подземных вод нефтепродуктами;

- особенностей миграции нефтепродуктов в горизонтальной и вертикальной плоскости;

- выявление влияния режима откачки из поглощающих скважин на концентрацию зфтепродуктов в геологической среде.

3.Выявление физико-химических особенностей взаимодействия нефтезагрязненной юлогической среды с бетоном:

- создание лабораторной модели влияния концентраций различных нефтепродуктов в |унте на прочностные свойства бетона класса В 7,5;

- определение зависимости предела прочности бетона на одноосное сжатие от глубины тожения и особенностей нефтезагрязнения грунта.

4.Выявление микробиологических особенностей взаимодействия нефтезагрязненной юлогической среды с бетоном:

- определение суммарного белка в нефтезагрязненном грунте как комплексного показателя икробной пораженности фунта;

- исследование зависимости прочности бетона от микробной пораженности фунта;

- микологические исследование бетона и фунта для определения видового состава и чсленности микроорганизмов.

5. Разработка практических рекомендаций для строительного освоения нефтезагрязненных фриторий.

В работе использованы методы натурно-экспериментальных и лабораторных ¡следований. Исследования проводились по сертифицированным методикам в ¡кредитованных лабораториях.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Создана лабораторная модель, позволяющая определить геоэкологические особенности зфтезафязненных фунтов с течением времени.

2.Впервые выявлены закономерности влияния физико-химических свойств зфтезагрязненных фунтов на прочностные свойства бетона.

3. Исследованы микробиологические показатели нефтезагрязненных грунтов объектов глезной дороги и бетонов, контактирующих с ним.

Практическая значимость:

1. Проведена экспериментальная оценка влияния объектов железной дороги на состояние >унтов на примере г.Брянска для выявления особенностей мифации нефтепродуктов и экализации территорий загрязнения, которые используются для строительства.

2. Определены физико-химические зависимости и микробиологические свойства тезафязненных фунтов.

3. Установлены закономерности изменения прочностных свойств бетона, находящегося нефтезагрязненных грунтах различной степени загрязненности с течением времени.

4.Усовершенствованы и апробированы методики исследования взаимодействк нефтезагрязненных грунтов с бетоном.

5.Разработаны практические рекомендации по строительному освоению территори! загрязненных нефтепродуктами.

Защищаемые положения:

1. Объекты железной дороги вызывают загрязнение фунтов и подземных вс нефтепродуктами в течение длительного периода времени, приводящее к нестабильное! процессов в среде, взаимодействующей с подземными частями строительных сооружений.

2. Сброс нефтезагрязненных стоков различного состава и концентрации приводит неравномерному распределению нефтепродуктов по вертикальному профилю с течение времени, зависящему от геолого-гидрогеологических, физико-химических микробиологических показателей.

3. Бетонные части строительных объектов, находящиеся в нефтезагрязненных фунта испытывают негативные воздействия со стороны геологической среды ввиду внесем питательных веществ в виде нефтепродуктов и создании как аэробных, так и анаэробнь условий для развития микроорганизмов, агрессивных по отношению к бетону.

Достоверность и обоснованность полученных результатов и выводов основывается * большом количестве натурно - экспериментальных и лабораторных исследований, а так» корректностью задач, используемых методик и измерительных приборов.

Реализация результатов исследований.

Исследование выполнено в рамках госбюджетной научно-исследовательской тем Минобрнауки РФ № 01200703907 «Исследование урбоэкологических закономерностей разработка теоретической модели обустройства и реабилитации урбанизирована территорий крупного города».

Отдельные положения внедрены при природоохранном проектировании на промплощадке объектов железной дороги и предприятий по транзиту и хранению нефтепродуктов.

Основные положения докладывались на 7 международных конференциях, симпозиумах форумах: Международная конференция «Проблемы инновационного биосферно-совместима социально-экономического развития в строительном, жилищно-коммунальном и дорожно комплексах» (г. Брянск, 2010 г.), I Международная научно-практическая конференщ-«Экологические проблемы природных и антропогенных территорий» (г. Чебоксары, 2011 г. Международная конференция «Инженерная защита территорий и безопасность населени] роль и задачи геоэкологии, инженерной геологии и изысканий» (г. Москва, 2011г. Международная научная конференция «Интеграция, партнерство и инновации в строительнс науке и образовании» (г. Москва, 2011 г.), VI Международная конференция «Экогидроме! (г. Санкт-Петербург, 2012 г.), Международный научно-промышленный форум «Великие реки (г. Нижний Новгород, 2012 г), XIV Сергеевские чтения «Инженерно-геологическое геоэкологическое обоснование технически сложных и уникальных инженерных проектоЕ (г. Москва, 2012 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 работ, в том числе в 5 издания рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех гла заключения, списка литературы. Объем работы составляет 163 страницы, 25 таблиц, £ рисунков.

Автор выражает глубокую благодарность за помощь и поддержку в работе д.г.-м.н., прос Дашко Р.Э. и к.г.-м.н. Панкратовой К.В. Автор благодарит д.с.-х.н., проф. Городкова А.1 Отдельную благодарность автор выражает начальнику лаборатории экологического контрог ОАО «РЖД» Коговой И.Г. за содействие в проведение лабораторных исследований. Автс выражает благодарность к.б.н., с.н.с. Ковапьчук Ю.Л. за помощь в проведен!/ микробиологических исследований.

АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА ИССЛЕДОВАНИЯ

За последние годы разработан широкий комплекс теоретических вопросов, связанный с играцией загрязнений в окружающей среде. Фильтрация стоков с поверхности земли эиводит к поступлению нефтепродуктов в подземные воды, их можно считать конечными эъектами загрязнения. Стоки содержат такие химические вещества, которые в нормальных :ловиях содержатся в подземных водах в микроколичествах или вообще не встречаются.

Органические вещества могут оставаться в подземных водах на неопределенно долгий эок. Поэтому химическое загрязнение подземных вод является наиболее серьезным и эудноустранимым.

В настоящее времени существует мнение, что конвекция является физической основой эории миграции загрязняющих веществ в подземных горизонтах. Данные явления связаны с иенами В.М. Шестакова H.H. Веригина, Ф.М. Бочевера, Я.Бэра (J.Bear), Г.Дагана (G.Dagan), .Гелхара (L.Gelhar), Ш.Ньюмена (Sh.Neuman), Ч.-Ф.Цанга (C.-F. Tsang) и приобрели название щродинамической теории миграции, но для данной теории есть ограничение - она действует /1шь в гомогенной среде.

На миграцию нефти и нефтепродуктов в породах и подземных водах, условия их зхождения в водоносном горизонте существенно влияют физические и физико-химические зойства нефтепродуктов (плотность, вязкость, температура кипения, сорбируемость, астворимость и др.) данный вопрос освещен а работах В.М.Гольдберга, С. Газда, .М. Бочевера, В.А. Мироненко, В.Г. Румынина, Л.С.Язвина. На миграцию загрязняющих эществ в подземных водах влияют как свойства геологической среды, так и физические, 1изик0-химические свойства загрязняющего вещества.

На большинстве объектов железной дороги есть бетонные строительные конструкции, зкие как нефтеловушки, железобетонные резервуары, емкости, основания эстакад, зпытывающие на себе негативное воздействие нефтезагрязненной геологической среды.

ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ИХ ОБОСНОВАНИЕ

1.Объекты железной дороги вызывают загрязнение грунтов и подземных вод ефтепродуктами в течение длительного периода времени, приводящее к естабильности процессов в среде, взаимодействующей с подземными частями гроительных сооружений.

Объект исследования расположен на территории Фокинского района г.Брянска в долине зки Снежеть и представляет собой промплощадку площадью около 0,04 км2. На ней зсположен комплекс подземных и наземных резервуаров для слива нефтепродуктов после эомывки цистерн емкостью по 50 тонн.

В строении долины реки Снежеть, где расположена исследуемая территория, выделяются эйма, первая, вторая и третья надпойменные террасы. Карта четвертичных отложений эедставлена на рисунке 1.

Пойменные отложения (а Q4), представлены преимущественно песками средне- и елкозернистыми с прослоями супеси и суглинков общей мощностью до 15 м. В песках эеобладают фракции диаметра 0,25-0,1 мм и 0,5-0,25 мм, средняя - 0,083 мм. Четвертичные гложения аллювиального комплекса долины р. Снежеть залегают на более древних нижне-эеднечетвертичных и дочетвертичных образованиях, представленных сверху вниз:

- нерасчлененные аллювиальные и озерные отложения (aQ2; IQi). Развиты в понижениях очетвертичного рельефа. Пески с прослоями алевритов;

- отложения валанжинского яруса нижнего мела (Kw). Глины песчаные;

- отложения келповейского яруса средней юры (Ü2k). Глины плотные известковистые;

- отложения батского и келловейского ярусов средней юры нерасчлененнные (J2bt-k).

- отложения верхнего отдела девонской системы (D3). Доломиты, известняки.

Наибольшему техногенному воздействию (загрязнению нефтепродуктами) подвержены

этвертичные отложения и приуроченные к ним фунтовые воды, поэтому объектами доводимых исследований являются зона аэрации и воды первых от поверхности водоносных >ризонтов. Коэффициенты фильтрации мелкозернистых песков по данным наливов в шурфы ■щеблется от 2,79 до 10,07 м/сут (средний - 6,53 м/сут), среднезернистых песков - от 13,1 до м/сут (средний -18,82 м/сут).

Чшйные обозначения

делювиальные отлпхешя Ш> втдий поОмы !а

алтОии 1 надпаиненнои террасы !а 0,1

алтШ 2 надпойменной террасы ¡о 8,1

аллейиально-ФпаЬиагляииалъьые тлсхения

3 надпойменной террасы ІЇ02!

флобиогтиольные омохения ШЬрШ!

нерасчлененные озерные и аллсбиальные отлахения /ой,. I 0,1

дачатбертичныа отлсхєния

заплаченные участки Ш

участки пескоб. подбергабшихся переплонорабаноо {

производственные участки

крупные реки озеро 1

реки и ручьи железные дороги адтонобильные дороги линия геологического разреза А-Б скйахит разреза А-Б

Рисунок 1 - Карта четвертичных отложений

В пределах исследуемого района первыми от поверхности залегают водоносные горизонта приуроченные к комплексу долинных отложений р. Снежети, содержащих воды грунтовог: типа. Мощность обводненной толщи колеблется от 2,0 до 10,0 м. Горизонт залегает первым с поверхности. Глубина положения уровня грунтовых вод в пределах первой надпойменно террасы 1,2-4,0 м и более в зависимости от форм рельефа, в пределах второй террасы от 6,_ до 11,5 м. Общее направление потока - на север в сторону поймы реки Снежеть. Средни уклон потока составляет 0,00375, скорость горизонтальной фильтрации 0,06 м/сут. Питани горизонта происходит за счет инфильтрации атмосферных осадков, разгрузка осуществляется в речную сеть. Таким образом, геологическая среда в районе исследований являете благоприятной для аккумуляции и транзита любых загрязнений, в том числе нефтяных. . С пределах территорий промышленных предприятий из-за нарушения естественного рельеф (выравнивание площадок и создание искусственных заграждений на поверхности террас I поймы, уничтожение террасовых уступов, засыпка и нивелирование долины рек, выемк грунта в карьере), сформировался техногенный ландшафт, приведший к снижению € устойчивости к поверхностному загрязнению, к созданию предпосылок для интенсивног поступления нефтепродуктов в фунтовые воды.

Источниками загрязнения геологической среды являются расположенные в пределе участка исследований предприятия по хранению и транзиту нефтепродуктов: НП "Брянск Брянского ПО АО ЮЗТНП, Раздаточный блок ЗАО «Брянсктерминап-М», Пункт промывк цистерн Вагонного депо «Брянск-Льговский, в/ч 86765 и АО «Совтрансавто-Брянск , образующие единый блок, функционирующий более чем 35 лет (табл. 1).

Таблица 1 - Характеристика источников загрязнения

№ п/п Наименование объекта Характеристика объекта Выявленные очаги загрязнение

Местоположение Характеристика очага загрязнения

1 НП «Брянск» Брянского ПО ОАО юзтнп Хранение нефтепродуктов в наземных резервуарах емкостью 1-5 тыс. тонн. Промплощадка и прилегающая территория поймы р,Снежеть Линза жидких нефтепродуктов пі, промплощадкой в районе дренажных сист< площадью 98,0 тыс. м2 , мощностью 0,55-0,12 Среднегодовое содержание нефтепродуктов і грунтовых водах по данным 2008 г. 0,8-189 -мг/л (8-1894 ПДК). Всего в геологической сре; содержится 257 т нефтепродуктов.

2 ЗАО «Брянск Терминал М», Раздаточный блок. Хранение нефтепродуктов в наземных резервуарах, Годовой объем - 50 тыс. тонн Промплощадка и прилегающая территория. Линза жидких нефтепродуктов пс, промплощадкой в районе дренажных систс:.: площадью 3,0 тыс. м2, мощностью 0,01-0,005 Среднегодовое содержание нефтепродуктов с грунтовых водах, по данным 2008 г. 4,4-11" мг/л (44-1114 ПДК). Всего в геологической содержится 36,8 т нефтепродуктов.

Промыво-

пропарочный поезд вагонного депо «Брянск-Льговский»

Комплекс наземных и подземных емкостей по 50100 т для слива нефтепродуктов из ж/д цистерн.

Площадка промывки цистерн. Пункт

экипировки рефрижераторов

Линза жидких нефтепродуктов под промплощадкой в районе дренажных систем площадью 10,0 тыс. м2, мощностью 0,4 м. Среднегодовое содержание нефтепродуктов в грунтовых водах по данным 2008 г. 0,39-8,95 мг/л (1,5-15 ПДК). Всего в геологической среде содержится 26 т нефтепродуктов.

В/ч 86765

Хранение нефтепродуктов в наземных резервуарах емкостью 5 тыс. тонн.

Промплощадка

Линза жидких нефтепродуктов под промплощадкой в районе наливочной эстакады площадью 20,2 тыс. м2 мощностью 0,008 м. Содержание нефтепродуктов в грунтовых водах по данным 2008 г. 0,97-50,80 мг/л (9,7-508 ПДК). Всего в геологической среде содержится 66 т нефтепродуктов

Содержание нефтепродуктов в воде ручья, протекающего через промплощадку - 16,1-23,4 мг/л (161-234 ПДЮ

АО МП

«Совтрансавто-Брянск»_

Стоянка 410 автопоездов, механизированная мойка.

Промплощадка

Многолетние утечки и разливы ГСМ на этих предприятиях привели к формированию единого очага нефтяного загрязнения грунтовых вод на площади около 5 км, с максимумом загрязнения в виде линз жидких углеводородов, сосредоточенных под промплощадками на площади до 0,3 км.

По экспериментальным и опытным данным нефтяное загрязнение на участке исследований состоит из смеси бензина и дизтоплива (в отдельных случаях из технических масел и мазута), присутствующих в геологической среде в виде пленок и линз, располагающихся на уровне грунтовых вод, в водорастворимой (подземные воды), адсорбированной (грунты зоны аэрации а водовмещающей толщи) и газообразной (зона аэрации) формах (рисунок 2, 3).

Рисунок 2 - Частицы грунта, загрязненного Рисунок 3 - Частицы грунта, загрязненного дизельным топливом (Увеличение 1x600) нефтью (Увеличение 1x600) Близкое расположение предприятий способствовало тому, что миграционные процессы привели к наложению локальных очагов загрязнения друг на друга, сформировав единый очаг нефтяного загрязнения. Растекание линз жидких нефтепродуктов привело к их "высачиванию" з прилегающем к НП «Брянск» песчаном карьере, проявляющееся в обнаружении нефтепродуктов в дренажных канавах, а также в понижениях поймы р.Снежеть на расстоянии до 0,2-0,4 км от промплощадки. Следы нефтепродуктов в виде "пленки" постоянно наблюдались и в колодцах дачного участка, расположенного в пойме в 0,5-0,8 км от источника загрязнения.

Молекулярно-диффузионные :

процессы обеспечивают также I

загрязнение грунтовых вод. Однако у. вследствие наличия в системе постоянного водообмена (питание- I] разгрузка подземных вод) его уровень 11

в абсолютных величинах значительно з:

ниже, чем в грунтах. В то же время, загрязнение грунтовых вод носит I более опасный характер, особенно в

свете их разгрузки в реки Снежеть и _ ____ ___

Десну - трансграничный водный ™

объект, а также использования для Рисунок 4 _ Среднегодовое содержание водоснабжения прилегающих дачных нефтепродуктов в наблюдательных Участков. скважинах

В то же время на данной территории находятся строительные объекты, испытывающие г себе агрессивное влияние нефтезагрязненной геологической среды. Произведен анализ • обобщение результатов контроля гидрохимического режима грунтовых вод, проведенного С 2006-2011г. Так согласно протоколам лабораторных исследований содержани: нефтепродуктов по некоторым скважинам превышает предельно-допустимую концентрации (0,1 мг/л) в 100 раз. Обобщенные среднегодовые значения содержания нефтепродуктов с грунтовых водах по наблюдательным скважинам (рис.4) за период с 2006 по 2011 г.

2. Сброс нефтезагрязненных стоков различного состава и концентрации приводит с: неравномерному распределению нефтепродуктов по вертикальному профилю 5 течением времени, зависящему от геолого-гидрогеологических, физико - химических с: микробиологических показателей.

Для изучения вопроса распределения нефтепродуктов по вертикальному профилю с течением времени была создана лабораторная модель, состоящая из специальных емкостей, расположенных в камере, находящейся на глубине 3 м ниже поверхности земли. В ёмкости послойно укладывался песчаный грунт и стандартные образцы бетона, которые орошались

нефтепродуктами в заданных концентрациях (рис.5).

Полив производился следующими видами нефтепродуктов: бензин АИ 92, дизельное топливо, смесь бензина и дизельного топлива. Рисунок 5 - Схема лабораторной модели

Данная модель позволила создать условия зоны аэрации, капиллярного поднятия с: водонасыщения. В связи с чем, закономерности, полученные для данных слоев, могут быт перенесены в естественные условия на широкий диапазон глубин, совпадающих с указанным зонами. Послойно измерялись влажность, содержание нефтепродуктов и суммарный бепок т грунте через 6, 12, 18 месяцев после заложения образцов бетона и начала работ, лабораторной модели при ежемесячном орошении.

От влажности грунта зависят особенности загрязнения и распределение нефтепродуктов г вертикальному профилю. Влажность грунта определялась по ГОСТ 5180-84. Изменен* влажности по вертикальному профилю песчаного грунта имеет следующие особенности:

1. Влажность песчаного грунта для всех условий загрязнений имеет тенденцию к плавное уменьшению до границы 15-30 см (зона аэрации) и затем возрастанию до глубины 30-50 с (зона капиллярного поднятия и зона водонасыщения). Максимальное изменение влажности г вертикальному профилю наблюдается для 9-12 точки отбора проб (емкость №1; дизельнс топливо), 7,35% - зона аэрации, 24,47 % - зона водонасыщения.

2. Повышенная влажность верхнего слоя 10-15 см вызвана наличием почвенного слоя.

3. С течением времени (12,18 месяцев) происходит «сглаживание» вертикального профиг влажности грунта, но по-прежнему, сохраняется тенденция к ее снижению в зоне аэрации. Чт связано с состоянием предельного насыщения грунта нефтепродуктами.

Для количественной оценки уровня загрязнения проб грунта нефтепродуктам использовался люминесцентный метод, который характеризуется высокой чувствительность! Измерения концентраций нефтепродуктов в пробах грунта определялись согласно ПНД С 16.1:2.21 - 98 с использованием анализатора жидкости «Флюорат-02». В работе применялся упрощенный метод, так как грунты являлись свежезагрязненными. Пробы отбирались по ГОС 17.4.3.01-83.

нефтепродукты

Таблица 2 - Характеристика проб фунта по содержанию нефтепродуктов (мг/кг)

Концентрация нефтепродуктов в стоках (мг/л):

ІИД НП Глубина отбора 23,38 35,08 46,77 58,64 70,15

проб, см 6 мес. 12МЄС. 18 мес. 6 мес. 12 мес. 18 мес. 6 мес. 12 мес. 18 мес. 6 мес. 12 мес. 18 мес. 6 мес. 12 мес. 18 мес.

о 0-15 1зао4. 35 85625, 0 34687, 50 30528, 85 44000, 00 53431, 25 88923, 57 78562, 5 70563, 75 44218, 75 81312, 50 56306, 25 96467, 39 83125, 00 39175, 00

8 Н 15-30 175,50 3406,2 5 2093,7 5 351,79 2800,0 0 2203,1 3 11900, 00 22375, 0 13125, 00 9437,5 0 19500, 00 16037, 50 29715, 91 28312, 50 9646,8 8

1 а 30-40 1702,3 8 3375,0 0 1937,5 0 24,89 2281,2 5 2007,5 0 7768,7 5 56812, 5 12693, 75 2578,1 3 49500, 00 15007, 50 5131,2 5 77375, 00 10018, 75

40-50 475,60 3931,2 5 2399,3 8 174,40 1887,5 0 1603,1 3 33,64 6081,2 5 10013, 75 760,00 14687, 50 12018, 75 3218,7 5 38562, 50 11191, 88

Глубина 25,84 38,77 51,69 64,61 77,53

отбора проб,см 6 мес. 12 мес. 18 мес. 6 мес. 12 мес. 18 мес. 6 мес. 12 мес. 18 мес. 6 мес. 12 мес. 18 мес. 6 мес. 12 мес. 18 мес.

0-15 413,00 1356,2 5 1264,3 8 158,70 1050,6 3 1136,2 5 210,23 973,75 1417,5 0 156,25 1668,7 5 1338,7 5 465,0 903,13 1405,6 3

г £ 15-30 510,94 1768,7 5 960,00 236,93 1900,0 0 826,25 254,89 987,50 903,13 144,91 1375,0 0 1129,3 8 391,85 958,13 1063,7 5

30-40 312,50 1637,5 0 971,25 114,58 1981,2 5 840,63 34,23 1053,1 3 877,50 44,82 84125 803,75 115,22 803,13 935,00

40-50 78,18 1275,0 0 1021,8 8 50,30 682,50 825,63 58,85 1387.5 0 898,75 23,10 758,75 734,38 54,49 1005,6 3 978,13

Бензин/ ДТ 12,92/11,69 19,385/17,54 25,845/23,38 32,305/29,32 38,76/35,07

1 Ж Глубина 'отбора проб.см 6 мес. 12 мес. 18 мес. 6 мес. 12 мес. 18 мес. 6 мес. 12 мес. 18 мес. 6 мес. 12 мес. 18 мес. 6 мес. 12 мес. 18 мес.

I 0-15 23509, 62 27437, 50 11173, 13 23125, 00 37062, 50 21637, 50 37784, 09 34437, 50 12018, 75 33315, 22 3125,0 0 37912. 50 49479, 17 42937, 50 32575, 63

О 15-30 3552,0 8 9193,7 5 8365,6 3 2770,8 3 13625, 00 4303,1 3 3214,2 9 12875, 00 15909, 39 3301,1 4 13687, 50 10558. 13 22259, 62 25937, 50 11949, 38

30-40 73,47 3003,7 5 9857,5 0 521,30 5050,0 0 4201,2 5 357,21 10081, 25 10035, 00 1210,0 0 9025,0 0 3902,5 0 539,38 10031, 25 6023,7 5

I 40-50 34,68 1081,2 5 1011,8 8 105,50 3306,2 5 3008,1 3 110,58 8150,0 8565,0 0 211,96 5012,5 0 4561,2 5 1204,5 5 7081,2 5 6806,8 8

Анализ экспериментальных данных изменения концентрации дизельного топлива по іертикальному профилю с течением времени показал, что:

1. Через 6 месяцев после начала орошения концентрация дизельного топлива в грунте 'меньшается для всех начальных концентраций загрязнителя в сточных водах. Различия в вменениях концентраций дизельного топлива с глубиной для различных концентрациях в ¡токах наблюдается только до глубины 40 см (до зоны водонасыщения), причем с 'величением концентраций в стоках увеличивается концентрация в фунте. Далее на глубине Ю см происходи стабилизация концентраций для всех условий в диапазоне 23-3200 мг/кг, что ¡вязано с предельным водонасыщенным состоянием.

2. Через 12 месяцев начинается изменения в динамике распределения дизельного топлива по вертикальному профилю. Продолжается процесс накопления дизельного топлива в верхнем слое почвогрунта, но только для низких исходных концентраций дизельного топлива в точных водах 23,38 мг/л и 58,64 мг/л. Причем прирост составляет 44821 мг/кг и 13500 мг/кг. С величением концентрации дизельного топлива в стоках прирост в верхнем слое снижается и іля концентраций 58,64 мг/л и 70,15 мг/л, становится далее отрицательным. Данное явление связано с миграцией дизельного топлива в нижние слои после достижения своего предельного ¡остояния. До глубины 30 см происходит резкое падение концентраций дизельного топлива в :реднем в 4,3 раза для всех условий с одновременным увеличением концентраций в фунте по ¡равнению с 6 месяцами до 2,1 раз. Это явление связано с ростом анаэробной микрофлоры и іеструкции дизельного топлива. На глубине 40 см происходит резкий скачок в среднем в 2,5 раза концентраций дизельного топлива в грунте для высоких исходных концентраций дизельного топлива в стоках (46,77 мг/л, 56,64 мг/л, 70,15 мг/л). Но для низких концентраций уже с глубины 30 см начинается стабилизация концентраций дизельного топлива по вертикальному профилю до значения 3921,25 мг/кг.

3. Через 18 месяцев происходит стабилизация концентраций дизельного топлива в грунте, начиная с глубины 30 см и далее в диапазоне 1600 мг/кг, что связано с действием анаэробных микроорганизмов, очищающих фунт, но не способных к развитию в зоне аэрации.

Анализ экспериментальных данных изменения концентрации бензина по вертикально профилю с течением времени показал, что:

1. Через 6 месяцев после начала орошения наблюдается общая тенденция к снижена концентрации по вертикальному профилю, но максимум для всех условий приходится н глубины 30 см, что связано с высоким, относительно дизельного топлива, содержание! летучих фракций и их испарением из вышележащего слоя.

2. Через 12 месяцев не выявлено закономерности изменения концентраций бензина п вертикальному профилю. Происходит общее увеличение концентраций бензина в грунте;

3. Через 18 месяцев происходит общая стабилизация нефтепродуктов, не зависящая о концентраций бензина в стоках. При общем увеличении уровня загрязнения в среднем в 5 ра слой максимального загрязнения находится на поверхности, далее концентрация резко на 30S 503 мг/г снижается до глубины 30 см и далее стабилизируется.

Анализ экспериментальных данных изменения концентрации смеси дизельного топлива і бензина по вертикальному профилю с течением времени показал, что:

1. На протяжении одного года происходит увеличение (максимально на 4000 мг/ю концентрации смеси нефтепродуктов во всех слоях фунта, зависящее от исходно! концентрации в стоках, но наблюдается общая тенденция к резкому снижению концентраци на глубине 30 см (максимально на 48179 мг/кг) со стабилизацией в нижележащих слоях.

2. Через 18 месяцев наступает дестабилизация системы, проявляющаяся в общег снижении концентраций нефтепродуктов для всех слоев, особенно для низких исходны; концентраций смеси в стоках (12,92/11,69-25,84-23,38 мг/л) минимум на 16256 мг/кг.

Разрушение нефтепродуктов в грунтовой толще обуславливается процессами химическог окисления и биогенного разложения, которое происходит при участии различны: микроорганизмов. Химическое окисление протекает только при свободном доступе кислород и солнечного света по механизму цепных свободнорадикальных реакций. На данные процесс! оказывает большое влияние химический состав нефтепродуктов, который может ингибироват или катализировать самоокисление. Продуктами процесса самоокисления являются феноль кислоты, эфиры, карбонильные соединения. В подземной части гидросферы химическо окисление не может протекать в связи с затруднением поступления кислорода, здес происходит биогенное разложение микроорганизмами. Оно может иметь место как в аэробны условиях, так и в анаэробных, в последних источником кислорода является связный кислород.

Помимо разрушения нефтепродуктов, микроорганизмы способны также вызыват биокоррозию, в связи с чем, исследовалось содержание суммарного белка (СБ) п вертикальному профилю в созданной лабораторной модели. Определение СІ осуществлялось по методу Брэдфорда на КФК-2 при длине волны 595 нм (табл.3).

Результаты анализа содержания суммарного белка в грунте, загрязнённым дизельныг топливом:

1. Суммарный белок является качественной характеристикой, позволяющей определит микробную пораженность грунта. Выявлено, что наблюдается «отклик» микроорганизмов н внесение нефтепродуктов в фунт. Суммарный белок тесно связан с влажностью фунта, увеличением влажности растет содержание суммарного белка в грунте, что подтверждав фафик уменьшения концентрации дизельного топлива с глубиной через 6 месяцев поел заложения модели (рис.6, 7).

2. Наиболее благоприятной средой для роста микроорганизмов до 135,8 мкг/г являете: концентрации дизельного топлива в стоках до 23,38 мг/л.

3. Через 12 месяцев после заложения лабораторной модели происходит активно увеличение содержания суммарного белка в фунте в зоне аэрации до 2 раз и незначительно на глубине 40 см до 0,39 раз.

Через 18 месяцев происходит резкое снижение в 5 раз и дестабилизация по вертикальном профилю, что связано со сменой видового состава микробных сообществ.

Таблица 3 - Характеристика проб грунта по содержанию суммарного белка (мкг/г)

Вид НП Глубина отбора проб, ом Концентрация нефтепродуктов в стоках (мг/л):

23,38 35,08 46,77 58,64 70,15

бмес. 12 мес. 18 мес. 6 мес. 12 мес. 18 мес. 6 мес. 12 мес. 18 мес. 6 мес. 12 мес. 18 мес. 6 мес. 12 мес. 18 мес.

Дизельное топливо 0-15 135,53 232,5 34,52 95,17 123,5 12,70 74,12 108,63 4,76 78,69 167,21 4,64 108,56 201,5 43,63

15-30 36,87 82,5 14,47 37,43 70,81 6,57 26,38 47,53 14,36 43,78 159,4 4,13 35,41 68,91 28,75

30-40 34,66 21,5 3,37 37,11 17,64 11,35 26,19 13,25 9,74 39,37 15,32 5,82 45,80 32,64 10,58

40-50 33,41 45,67 2,07 35,84 52,84 2,58 36,33 48,34 2,50 42,14 31,8 2,67 43,65 33,52 11,44

Бензин Глубина отбора проб.см 25,84 38,77 51,69 64,61 77,53

бмес. 12 мес. 18 мес. 6 мес. 12 мес. 18 мес. 6 мес. 12 мес. 18 мес. 6 мес. 12 мес. 18 мес. 6 мес. 12 мес. 18 мес.

0-15 46,31 103,5 10,41 57,15 128,7 7,29 56,78 120,88 17,62 63,22 158,6 3,56 40,87 89,6 16,87

15-30 34,17 78,64 23,55 34,76 44,31 2,18 22,61 46,45 12,66 26,42 49,53 16,30 24,39 60,58 8,07

30-40 42,62 23,72 9,70 38,16 36,8 7,24 60,54 28,72 15,94 38,03 30,4 0,41 48,54 32,90 5,09

40-50 39,69 28,4 3,23 37,30 31,4 10,63 41,82 29,45 6,51 37,47 35,6 2,51 32,90 30,93 20,56

Смесь дизельного топлива и бензина Бензин/ДТ 12,92/11,69 19,385/17,54 25,845/23,38 32,305/29,32 38,76/35,07

Глубина 'отбора проб, ом 6 мес. 12 мес. 18 мес. 6 мес. 12 мес. 18 мес. 6 мес. 12 мес. 18 мес. 6 мес. 12 мес. 18 мес. 6 мес. 12 мес. 18 мес.

0-15 79,72 151,6 11,45 113,31 152,1 9,57 93,87 115,61 2,43 38,60 79,49 1,63 63,00 110,13 1,67

15-30 31,47 35,6 6,30 32,11 34,5 2,11 31,85 45,6 4,94 39,61 3,90 1,04 39,11 30,57 6,97

30-40 49,20 35,61 5,18 37,35 21,56 1,07 54,49 30,69 3,08 35,48 2,90 1,19 56,36 41,34 4,37

40-50 40,75 58,4 8,72 45,67 51,8 1,05 40,51 43,55 1,16 36,67 41,91 1,50 44,78 58,70 2,74

Результаты анализа содержания суммарного белка в грунте, загрязнённым бензином:

1. Для бензина, так же как и для дизельного топлива выявлена зависимость содержания суммарного белка в грунте от влажности. Через 6 месяцев после заложения модели вертикальный профиль содержания суммарного белка не стабилен для всех исходных концентраций бензина в стоках, но повторяет профиль влажности.

2. Через 12 месяцев содержание суммарного белка в грунте резко возрастает в 2,5 раза в слое до 30 см для всех исходных концентраций, а в нижележащих слоях практически не изменяется.

3. Через 18 месяцев происходит резкое снижение содержания суммарного белка в грунте во всех слоях и дестабилизация системы, связанная со сменой видового состава микроорганизмов и их угнетением высокими концентрациями бензина в грунте.

содержание суммарного белка ■ грунте, мкг/г

І 2 в і і 1 0 1 5 15

Л

ж

■ ! \І

влажность грунта. ЧЬ

І 1 1 ) 2 ! > 4 > 50

-і-""""'

№

С нЛі в стосах 23,38 мт/л С нЛі а скюк 4СІ77 мг/л -Ж-С кіп в стосах 7С(15 М0л

—СнЛів стоек 35,08 мг/л С »іт в стосах 5864 ьс/л

-*-" С н/п в стеках 23,38 иг/л С н/п в стоках 46.77 нт/л -Ж- С в/п« стоках 70,15 нг/л

Рисунок 6 - График изменения содержания суммарного белка в грунте, загрязнённым дизельным топливом, от глубины, 6 месяцев

Рисунок 7 - График изменения влажности грунта, загрязненного дизельным топливом от глубины, 6 месяцев

Результаты анализа содержания суммарного белка в фунте, зафязнённым смесью дизельного топлива и бензина:

1. Через 6 месяцев после начала эксперимента выявлена зависимость содержания суммарного белка в фунте от влажности. Профиль нестабилен для концентраций 32,3/29,3! мг/л в стоках.

2. Через 12 месяцев содержание суммарного белка в фунте не увеличивается, ні стабилизируется по вертикальному профилю для всех исходных концентрациі нефтепродуктов в стоках наблюдается резкое с 75-150 мкг/г до 32-40 мкг/г снижениі содержания суммарного белка на глубине 30 см с последующим незначительны» возрастанием на глубине 50 см.

3. Через 18 месяцев наблюдается резкое снижение содержания суммарного белка во все: лабораторных емкостях до 1-11,5 мкг/г (т.е. в 13,4 раз) и нестабильность по вертикальном профилю. Данное явление связано со сменой видового состава микробного сообщества.

3. Бетонные части строительных объектов, находящиеся в нефтезагрязненны: грунтах, испытывают негативные воздействия со стороны геологической среды ввиц внесения питательных веществ в виде нефтепродуктов и создании как аэробных, так і анаэробных условий для развития микроорганизмов, агрессивных по отношению бетону.

Изучение влияния нефтезагрязненных грунтов на прочностные свойства бетон: производилось с помощью созданной лабораторной модели. Для проведения эксперимент! были изготовлены образцы размером 100x100x100 мм из бетона класса В 7,5. Образщ изготавливались в лаборатории ОАО «Стройсервис» (г.Брянск). По истечении 6, 12, 11 месяцев нахождения в грунте, загрязненном нефтепродуктами заданного вида і концентрацией, на различной глубине определялось снижение прочности по сравнению контрольным образцом методом разрушения при сжатии по ГОСТ 10180-90. Результаті приведены в таблице 4.

Таблица 4 - Прочность бетона, находящегося в нефтезагрязнённых грунтах (МПа)

Вид НП Глубина отбора проб, ом Концентрация нефтепродуктов в стоках (мг/л):

23,38 35,08 46,77 58,64 70,15

6 мес. 12 мес. 18 мес. 6 мес. 12 мес. 18 мес. 6 мес. 12 мес. 18 мес. 6 мес. 12 мес. 18 мес. 6 мес. 12 мес. 18 мес.

Диз. топливо 15-30 171,0 207,7 185,25 176,0 218,5 109,25 219,0 203,3 140,0 190,0 152,0 147,25 247,0 185,2 155,С

30-40 133,0 199,5 142,5 182,9 221,6 114,0 133,0 188,9 156,75 152,0 133,0 152,0 160,0 116,8 137.7!

40-50 119,0 199,5 180,5 152,0 232,7 161,5 181,0 166,2 209,0 172,6 152,0 140,0 232,0 195,6 123,5

Бензин Глубина отбора проб,см 25,84 38,77 51,69 64,61 77,53

6 мес. 12 мес. 18 мес. 6 мес. 12 мес. 18 мес. 6 мес. 12 мес. 18 мес. 6 мес. 12 мес. 18 мес. 6 мес. 12 мес. 18 мес.

15-30 186,0 228,0 185,26 158,5 152,0 142,5 147,7 136,8 132,5 143,0 168,0 128,25 152,0 163,7 185,1

30-40 190,0 197,9 175,75 166,0 185,2 175,75 185,0 154,4 167,3 176,0 209,0 126,35 162,0 175,7 213,7!

40-50 232,3 240,0 199,5 195,6 242,2 137,75 152,0 150,1 147,25 162,0 204,2 175,75 144,2 152,6 209,С

Смесь дизельного топлива и бензина Бензин/ДТ 12,92/11,69 19,385/17,54 25,845/23,38 32,305/29,32 38,76/35,07

Глубина 'отбора проб, см 6 мес. 12 мес. 18 мес. 6 мес. 12 мес. 18 мес. 6 мес. 12 мес. 18 мес. 6 мес. 12 мес. 18 мес. 6 мес. 12 мес. 18 мес.

15-30 133,0 197,6 218,5 162,0 153,9 112,1 163,0 185,2 161,5 146,0 161,5 141,6 119,0 194,7 137,7!

30-40 157,0 196,6 194,75 169,0 161,5 209,0 157,0 171,0 221,6 175,0 175,7 159,6 163,0 237,5 147,;

40-50 125,8 156,7 223,35 138,0 211,8 206,15 184,0 175,7 202,35 162,0 146,3 120,65 161,0 199,5 185,2!

Результаты анализа прочности бетона, находящегося в фунтах, загрязненных дизельньп топливом

При нахождении образцов бетона в грунте, зафязненном дизельным топливом прослеживается четкая динамика в разграничении прочности по вертикальному профилю. 3 18 месячный период наблюдений выявлены следующие особенности.

1. Наиболее приближенная расчетным условиям (незагрязненный грунт) динамика набора прочности бетона до 12 месяцев для концентраций дизельного топлива в стоках 23,38 мг/л, но далее наблюдается резкое снижение прочности (максимальное на глубине 30-40 см - на 108 МПа).

2. С увеличением концентрации дизельного топлива в стоках с 35,08 до 70,15 мг/л наблюдается процесс значительного снижения прочности бетона на всех глубинах с течением времени (максимальное на 140 МПа) (рис. 8).

280 260 240

а

с 220

itf

¡200

»180

|160

§■140 120 100

Рисунок 8 - График изменения прочности бетона с течением времени (концентрация дизельного топлива в стоках 35,08 мг/л)

Для грунта, загрязненного бензином, так же как и для грунта, загрязненного дизельным топливом, наблюдается разграничение прочности бетона по вертикальному профилю. Выявлено:

1. В диапазоне концентраций бензина в стоках до 51,69 мг/л в течение года происходит набор прочности бетона, сопоставимый с расчетными значениями, но далее наблюдается снижение до 80 МПа для всех слоев.

2. При концентрации бензина в стоках 51,69 мг/л происходит снижение прочности бетона по сравнению с расчетными значениями до 110 МПа и отсутствие положительной динамики набора прочности.

3. При концентрации бензина в стоках 64,61-77,53 мг/л наблюдается общая тенденция набора прочности до одного года и ее дальнейшее снижение на 90-130 МПа для концентраций 64,61 мг/л и набору прочности, сопоставимой с расчетной для концентраций 77,53 мг/л.

Для грунта, загрязненного смесью дизельного топлива и бензина, наблюдается общая тенденция по снижению прочности бетона с течением времени по сравнению с расчетной. Максимально этот процесс проявляется до 1 года с концентрациями нефтепродуктов в стоках до 32,30/29,32 мг/л, снижение составляет 55-60 МПа. По истечению одного года зависимостей не выявлено, что связано с многофакторностью процесса.

. Для выявления влияния микроорганизмов на прочностные свойства бетона, находившегося в нефтезагрязненном грунте были произведены прямые посевы в микологической лаборатории РАН Института проблем экологии и эволюции им. А.Н.Северцева.

Исследованию подвергались соскобы с поверхности бетона и с глубины 20-30мм, находящегося в нефтезагрязненном грунте на протяжении 6, 12 и 18 месяцев и грунты, контактирующие с бетоном. Результаты представлены в таблице 5.

Анализируя данные таблицы 5 необходимо отметить, что на глубине до 6 мм бетоны обсеменены грибами и дрожжами, однако общее количество микроорганизмов на порядок меньше, чем на поверхности. Микроскопические грибы способны поражать различные строительные материалы, в том числе и бетоны. Мицелий проникает в микропоры, развивается там и приводит к механическому повреждению зараженных участков. Кроме того,

i-' o

\ \

4 N

\

\ V

4

7 9 11 13 15 17 19

период, месяц

Песчаный грунт гл}бниа 15-30 см Песчаный грунт гпубиш 30-40 см Песчаный грунт глубина 40-50 см -♦—Чистый стандартный образец

продукты жизнедеятельности грибов (органические кислоты) способствуют повреждению бетонов вследствие химических реакций.

В результате микологического анализа представленных проб выявлено 12 видов биоповреждающих грибов, из них пенициллиумы - 4 видов, аспергиллы - 3 вида, в том числе гриб Aspergillus niger. Кроме того, обнаружены Кладоспориум, Альтернария и Мукор. Выявлены гетеротрофные бактерии рода псевдомонас (палочки), изредка - вибрионы. Следует отметить, что биоразрушающий гриб Aspergillus niger опасен для людей, он вызывает микозы, заболевания легких.

Через 12 месяцев общее количество микроорганизмов на поверхности бетонов возросло не порядок, за исключением образцов бетона, находившихся в смеси дизельного топлива и бензина. На этом образце общее количество микроорганизмов на поверхности осталось н; прежнем уровне и даже незначительно снизилось. Однако сохранилась пропорция обсеменения грибами и дрожжами на глубине образцов, по-прежнему их на 1-2 порядке меньше, чем на поверхности. В пробе №43-2 (смесь бензина и дизельного топлива), взятой ио гпубины образца, преобладали дрожжи, выделяющие в среду желтый пигмент, роде липомицес. В контрольных пробах № 46-1 и 46-2 доминируют плесневые грибы родг пенициллиум, дрожжи кандида и липомицес.

В результате микологического анализа образцов бетонов, находившихся в грунте 12 месяцев, выявлено 14 видов биоповреждающих грибов, из них пенициллиумы - 4 видов, аспергиплы - 3 вида, в том числе гриб Aspergillus niger. Кроме того, обнаружены Акреномиум, Фома, Скопулариопсис, Кладоспориум, Альтернария и Мукор. Выявлены гетеротрофные бактерии рода псевдомонас (палочки). Произошла смена видов микроорганизмов. Появились актиномицеты и грибы-микофилы (грибы, использующие в качестве субстрата другие грибы), например, Acremonium. Такая смена видов указывает на развитый этап сукцессии микробногс сообщества.

Через 18 месяцев общее количество микроорганизмов на поверхности бетонов несколько снизилось (приблизительно на порядок); по-прежнему сохранена пропорция обсеменения грибами и дрожжами на глубине образцов: на 1-2 порядка меньше, чем на поверхности. Общее количество видов грибов уменьшилось, при этом преобладают пенициллиумы. В пробе № К-2, взятой из глубины образца, выделен гриб Trychophyton tonsurans, ранее не встреченный в исследуемых бетонах. Во всех пробах выявлены дрожжи и гетеротрофные бактерии.

Следует отметить, что флуктуации (снижение и повышение) численности микробны сообществ, выявленные в исследуемых бетонах разных сроков выдержки их в грунтах, присущи также природным сообществам грибов, бактерий и дрожжей. В посевах и? разведений проб грунтов везде доминируют дрожжеподобные грибки и гетеротрофные бактерии рода Pseudomonas, которые хорошо развиваются на грунтах, содержащие нефтепродукты. В грунтах выявлено 13 видов микроскопических грибов, из них 4 виде, аспергилл, 2 вида пенициллов, встречались мукор, фузариум, кладоспориум. Наибольшие отклик микроорганизмов во всех пробах наблюдается при нахождении бетона в грунте,

Рисунок 9 - Колонии гриба АзрегдіІІиз Рисунок 10 - Колония гриба РепісіІІит Рисунок 11 - Колоний грибов н підегна сусло-агаре 30х№ 28-1 (6 мес. эр. на сусло-агаре при увеличении ЗОх агаровой среде с №13-2 (18 мес. : в грунте) (образец бетона №43-1, 6 месяцев) грунте

Таблица 5 - Результаты микологического анализа образцов проб бетонов

Микроорганизмы (МО), обнаруженные в пробе Кол-во Концентрация МО в 1 г пробы (общее кол-во) КОЕ

N8 П/П 6 мес 12 мес 18 мес жизнеспособны X спор на 1 см2

Номер гробы 0 о

Сусло-агар Среда картофельный агар Сусло-агар Среда картофельный агар Сусло-агар Среда картофельный агар № s (О s M 2 со а> s (О 2 M 2 СО

1 13-1 (дизельное топливо) Aitemaria alternate, Qadosporium dadosporioides Aspergillus flavus, Penicillum biforme Дрожжи Candida, Lypomyces, бактерии Pseudomonas, Vibrio Qadosporium dadosporioides Aspergillus niger, Pénicillium nigricans, Fusarium sp. Дрожжи Candida, Acünomyces, гетеротрофные бактерии Pseudomonas Pénicillium cydopium, Aitemaria alternate, Fusarium sp. Дрожжи Candida, Actinomyces, гетеротрофные бастерии Pseudomonas 120 232 148 6.103 КОЕ 1,45-104 КОЕ 2,5-103 КОЕ

2 13-2 (дизельное топливо) Aitemaria alt em at a, Cladosporium dadosporioides Дрожжи Candida, Lypomyces Acremonium, Aitemaria alternate, Cladosporium dadosporioides Дрожжи Candida, Pénicillium cydopium, Acremonium, Aitemaria altemata Дрожжи Candida, Lypomyces 90 158 84 2102 КОЕ 2.3-103 КОЕ 3,6-102 КОЕ

3 28-1 (бензин) Aspergillus niger. Cladosporium sp., Fusarium sofani Дрожжи Candida; бастерии Pseudomonas Cladosporium sp.. Pénicillium chrysogenum, Scopulariopsis. Дрожжи Candida, Lypomyces (доминируют) бактерии Pseudomonas Pénicillium cydopium Cladosporium sp., Pénicillium chrysogenum, Scopulariopsis. Дрожжи Candida, бастерии Pseudomonas 112 187 108 3.103 КОЕ 3,1-104 КОЕ 1,1-Ю3 КОЕ

4 28-2 (бензин) Aspergillus flavus. Доминируют дрожжи Дрожжи Candida; бактерии Pseudomonas Pénicillium cydopium, Fusarium sp.. Pénicillium chrysogenum. Дрожжи Candida, бактерии Pseudomonas Pénicillium cydopium,, Pénicillium chrysogenum, Cladosporium sp. Дрожжи Lypomyces, Candida, бастерии Pseudomonas 88 168 72 Z102 КОЕ 2.5-103 КОЕ 1,5-102 КОЕ

5 43-1 (смесь дизельного топлива и бензина) Renfert lum cyctopmm; Penicillum chrysogenum Aspergillus flavus Дрожжи Candida и Lypomyces; бактерии Pseudomonas Pénicillium cydopium; Pénicillium chrysogenum Aspergillus flavus Дрожжи Candida и Lypomyces; бастерии Pseudomonas PenfcMum cycJopium; Pénicillium chrysogenum Aspergillus flavus Mucor pusillus. Дрожжи Candida и Lypomyces; бастерии Pseudomonas 123 125 140 4.104 КОЕ 4,2-104 КОЕ 4,0-103 КОЕ

6 43-2 (смесь дизельного топлива и бензина) Penicillum nigricans; AspergiBus glaucus, Mucor pusillus. Астиномицеты; дрожжи Candida; бастерии Pseudomonas PenicSSum nigricans; Aspergäus gfeucus, Mucor pusäus. Астжомицеты; дрожжи Cancüda; бастерии Pseudomonas Pénicillium cydopium Aspergillus glaucus, Mucor pusillus. Актиноьмцеты; дрожжи Candida; бастерии Pseudomonas 105 68 82 7.10s КОЕ 2,1 -103 КОЕ 2,6-102 КОЕ

7 40-1 (контроль) Penicillum biforme, Penicillum chrysogenum, Aspergillus flavus, Fusarium solani Астиномицеты; дрожжи Candida; бастерии Pseudomonas PenicHBum biforme. Pénicillium chrysogenum, Fusarium solani, Phoma sp. Астиномицеты; дрожжи Candida; бактерии Pseudomonas Pénicillium biforme, PenicHSum chrysogenum, Fusarium solani, Phoma pedrosoi Астиномицеты; дрожжи Candida; бактерии Pseudomonas 134 241 45 7.104 КОЕ 5,3-105 КОЕ 3,3-102 КОЕ

8 46-2 (контроль) Aspergillus glaucus, Aspergillus flavus, Qadosporium dadosporioides Астиномицеты; дрожжи Candida; бактерии Pseudomonas Pénicillium cydopium, Pénicillium chrysogenum, Fusarium solani, „ Phoma sp. Астиномицеты; дрожжи Candida; бактерии Pseudomonas Pénicillium cydopium. Pénicillium c/j/ysogenum, Trychophyton tonsurans Астиномицеты; дрожжи Candida; бастерии Pseudomonas 92 73 42 Z105 КОЕ 3,2-103 КОЕ 3,2-102 КОЕ

Рекомендации по строительному освоению нефтезагрязненных территорий геоэкологической точки зрения

1. Нефтезагрязненные территории представляют собой сложную многокомпонентнук систему, в которой происходит градация геоэкологических параметров геологической среды п< вертикальному профилю, имеющую тенденцию к миграции загрязнителей и накоплению i фунтах и подземных водах. В связи с чем, перед началом строительного освоени! необходимо проведение комплексного мониторинга, направленного на выявлена особенностей миграции нефтепродуктов в фунте и фунтовых водах, как в целях определена изменения прочностных свойств грунта, так и в целях определения деструкции конструкций и: бетона, контактирующих с зафязненным грунтом.

2. Перед принятием решения о виде использования нефтезагрязнённых территории необходимо проводить зонирование не только с учетом инженерно-геологической I экологической информации, но и данных изменения свойств фунта и бетона с течениел времени (табл. 6).

3.При принятии решения о строительном освоении нефтезагрязнённых территорий должнь быть учтены следующие экологические положения для безопасного использования:

3.1 Содержание нефтепродуктов в песках различного фанулометрического состав! отражается на их физико-механических свойствах. На частицах грунта образуются tohkhi пленки из нефтепродуктов и продуктов жизнедеятельности микроорганизмов, которьк приводят к появлению снижению углов внутреннего трения и фильтрационной способности I 2-5 раз.

3.2 В нефтезагрязнённых фунтах происходит рост микробной массы с 0 до 120 мкг/г Микробиологические исследования выявили развитие 1 вида углеродоокисляющи: микроорганизмов - Pseudomonas, 1 вида углеродоокисляющих дрожжей вида Candida, 2 род; жировых дрожжей Lypomyces, Rhodotoruba, 2 рода анаморфных грибов Penicilium, Aspergillus i другие типичные представители почвенных микроорганизмов (в среднем 4550 КОЕ на 1 грамл песка).

3.3 Зафязнение грунтов нефтепродуктами способствует созданию анаэробной среды, чп можно идентифицировать по изменению окраски грунта на серую и выделению газа, в соста: которого входит метан и сероводород Экспериментальными исследованиями установлено, чп увеличение микробной массы в нефтезагрязнённых грунтах приводит к биокоррозии бетона зависящей от температуры фунта, вида и концентрации нефтепродуктов, влажности Наибольший отклик на загрязнение наблюдается на внесение в грунт дизельного топлива наименьшей на бензин. В связи с чем, прогнозные оценки должны даваться по зонам аэраци! (аэробные условия) и по зонам капиллярного поднятия и водонасыщения (анаэробны^ условия).

4. В зоне аэрации возможно проведение срезки нефтезагрязнённого фунта при услови! исключения дальнейшего зафязнения. В случае невозможности срезки фунта помим' использования мер очистки грунтов от нефтепродуктов необходимо применение СПОСОбО! подавления агрессивной микробной массы физико-химическими методами.

5. В анаэробных условиях (зона капиллярного понятия и водонасыщения) необходим применять специальные составы для защиты от биокоррозии в случае нового строительства i при реконструкции, производить очистку грунта и грунтовых вод от нефтепродуктоЕ сочетающуюся с применением защитных составов.

6. После реализации проектов по освоению нефтезагрязненных территорий необходим осуществление долгосрочного геоэкологического мониторинга.

7. Необходимо внесение в СНиП 2.03.11-85 «Защита строительных конструкций о коррозии», СНиП 11.02.96 «Инженерные изыскания для строительства» обязательного учет: микробиологического фактора влияющего, как на изменение физико-химических свойст фунта, так и на биокоррозию бетона.

Таблица 6 - Зависимости изменения прочности бетона (у, МПа) в зависимости от времени нахождения (х, мес.) в нефтезагрязненных фунтах__

Вид нефтепродукта Концентрация нефтепродукта в сточных водах, мг/л Прочность бетона (у), МПа

зона аэрации зона капиллярного поднятия зона водонасыщения

Дизельное топливо 23,38 у = -0,8215/ + 20,Шх + 75,15 у = -1,7153/ + 41,958х - 57 у = -1,3819/ + 38,292х - 61

35,08 у = -2,1076/ + 45.021Х - 18,25 у = -2,0319/ + 43,025* - 2,1 у = -2, ТОЭТх2 + 51,425х - 80,6

46,77 у = -0,6611X2 + 9,2833х + 187,1 у = 0,8/- 16,867х +253,4 у = -1,2229/ + 31,329х - 10,95

58,64 у = 0,4618/ - 14,646х + 261,25 у = 0,5278/ - 12,667х + 209 у = 0,1194/ - 5,5833х + 201,8

70,15 у = 0,4389/ - 18,2х + 340,4 у = 0,891/ - 23,237х + 267,35 у = -0,4958/ + 2,8583х + 232,7

Бензин 25,84 у = -0,4174/ + 8,8292х + 152,05 у = -1,1769/ + 28, Шх + 59,26 у = -0,6694/ + 13,333х + 176,4

38,77 у = -€,0417/- 0,3333х + 162 у = -0,3979/ + 10,363х + 118,15 у = -2,0979/ + 45,529* - 2,05

51,69 у = 0,0917/ - 3,4667х + 165,2 у = 0,6042/ -15,975х + 259,1 у = -0,39585с + 154,53

64,61 у = -0,8993/ + 20,354х + 53,25 у = -1,6063/ + 34,41Зх + 27,35 у =-0,9813/ + 24,696* + 49,75

77,53 у = 0,7347Х2 - 0,475х + 150 у = 0,3382/ - 3,8042х + 172,65 у = 0,6667/ - ГО, б/ + i83,8

Смесь дизельного топлива и бензина 12,92/11,69 у = -0,6069хг + 21,692х + 24,7 у = А 5757/ + 16,963х + 75,95 у = 0.4965Х2 - 3,7875х + 130,65

19,38/17,54 у = -0,4681/ + 7,075х + 736,4 у = 0,7639/-15х +231,5 у = -f, 1035/ + 32,163* - f 5,25

25,84/23,38 у = -0,6375/ + 15,175х + 94,9 у = 0,5083/ - 6,8167х + 179,6 у = 0,4854/ -10,121х + 227.25

32,30/29,32 у =-0,4917/+11,433х + 95,1 у = -0,2333.x2 + 4,3157х + <57,5 у = -3,4458* + 184,33

38,76/35,07 у = -1,8424/ + 45,779х - 89,35 у = -2,2875/ + 53,592х - 76,2 у = -0,7326/ + 19,604х + 69,75

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Нефтезагрязнённые территории о геоэкологической точки зрения представляют собоГ сложную многокомпонентную систему, связанную с высоким уровнем загрязнени геологической среды, имеющую тенденцию К увеличению загрязнения с течением Бремені' Экологический мониторинг объекта исследования выявил:

- существенное загрязнение подземных вод нефтепродуктами, превышающее ГЩ максимум более чем в 100 раз и минимум в 7,5 раз;

- на концентрацию нефтепродуктов в грунтовых водах оказывают влияние следующи факторы: режим и состав поверхностных стоков, расположение наблюдательных скважин режим откачек нефтезагрязненных подземных вод;

- на территории располагаются как производственные, так и гражданские объекть бетонные элементы которых находятся в неблагоприятных (агрессивных) условиях.

2.Строительные объекты, размещаемые на нефтезагрязнённых территориях, испытываю на себе широкий спектр негативных воздействий со стороны фунта и подземных во/: проявляющийся не только в изменении физико-механических свойств фунта, но и в развити микробных сообществ, приводящих к биокоррозии бетона.

3. Натурно-экспериментальным способом выявлены физико-химические особенност зафязнения нефтепродуктами геологической среды:

- мифация нефтепродуктов по вертикальному профилю зависит от влажности фунта;

- для дизельного топлива, бензина и смеси дизельного топлива и бензина в течение 1,5 ле наблюдений выявлена общая тенденция увеличения концентрации нефтепродуктов в грунт до 1 года с постепенной стабилизацией по вертикальному профилю в течение последующих месяцев;

- в грунте, с течением времени, преимущественно накапливается дизельное топливо, меньшей степени бензин, что связано с высоким содержанием летучих фракций.

4. Проведенные лабораторные исследования показали, что нефтепродукты являютс афессивным фактором по отношению к прочностным свойствам бетона. Нефтепродукт! являются питательной средой для микроорганизмов, а высокая влажность и наличи анаэробных условий вызывают активный рост микроорганизмов, вызывающий снижени прочности бетона. Установлено, что наиболее неблагоприятные условия складываются фунтах, загрязненных дизельным топливом.

5. Для устойчивого состояния территории, зафязненной нефтепродуктами от объекто железной дороги, необходимо не только производить экологический мониторинг геологическо среды, но и давать прогнозную оценку устойчивости существующих фундаментных чаете строительных конструкций ввиду резкого, более чем в два раза, снижения прочности бетона рекомендаций по строительному освоению для проектируемых объектов.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Новикова, О.О. Загрязнение геологической среды территории предприятий системы эфтепродуктообеспечения / A.B. Городков, О.О. Новикова // Вестник МАНЭБ. - СПб. Т. 15. -310. -№.4-С.19-22.

2. Новикова, О.О. Геоэкологические особенности загрязнения окружающей среды эфтепродуктами объектами железной дороги / И.М. Сенющенкова, О.О. Новикова // Вестник 1ГСУ. - М. - 2012. - №5. - С.156 - 163.

3. Новикова, О.О. Проблема использования городских нарушенных территорий/А.Д. огапов, И.М. Сенющенкова, Е.А. Гудкова, О.О. Новикова // Вестник МГСУ. - М. - 2012. - №9. С. 197 -163.

4. Новикова, О.О. Агрессивные факторы воздействия на подземные части зданий и эоружений в нефтезагрязненных фунтах / И.М. Сенющенкова, О.О. Новикова // ПГС. - М. -312. - №9.-С. 24-25.

5. Новикова, О.О. Комплексные геоэкологические исследования городских территорий / .М. Сенющенкова, Е.А. Гудкова, О.О. Новикова // ПГС. - М. - 2012. - №9. - С. 41 - 42.

6. Новикова, О.О. Проблема строительства на нефтезагрязненных городских территориях Вестник строительства и архитектуры. - Орел. 2010. - №1 - С.344 - 348.

7. Новикова, О.О. Природная защищенность фунтовых вод Фокинского района Брянска // Материалы международной конференции «Проблемы инновационного биосферно-эвместимого социально-экономического развития в строительном, жилищно-коммунальном и орожном комплексах» 30 ноября 2010 г. - Брянск: БГИТА, 2010. - С. 214 - 218.

8. Новикова, О.О. Мониторинг нефтезагрязненных земель железной дороги вагонного епо Брянск-Льговский/ И.М. Сенющенкова, О.О. Новикова // Вклад ученых и специалистов в ационапьную экономику: сборник статей. - Брянск: БГИТА, 2008 - С. 121 - 125.

9. Новикова, О.О. Экологический мониторинг геологической среды территории пункта эомывки железнодорожных цистерн в г.Брянске II Экологические проблемы природных и нтропогенных территорий: сборник научных статей I Международной научно-практической знференции. - Чебоксары: типография «Новое Время», 2011. - С.142 - 144.

10. Новикова, О.О. Геохимический мониторинг нарушенных городских территорий I .Д. Потапов, И.М. Сенющенкова, М.А. Гончарова, О.О. Новикова // Современные проблемы ггествознания: сборник научных статей. - Чебоксары: Чуваш. Гос.пед.ун-т., 2011. - С.72 - 78.

11. Новикова, О.О. Эколого - генетический анализ урбанизированных территорий в южных геоморфологических условиях / И.М. Сенющенкова, О.О. Новикова II Материалы еждународной конференции «Инженерная защита территорий и безопасность населения: эль и задачи геоэкологии, инженерной геологии и изысканий» 6-8 сентября 2011г. - С.803 -37.

12. Новикова, О.О. Комплексная экологическая оценка городских овражно - балочных фриторий для обоснования их функциональной принадлежности / И.М. Сенющенкова, .О. Новикова // Интеграция, партнерство и инновации в строительной науке и образовании: 5. трудов Международ, науч. конф. (Москва, 19-21 октября 2011г.); в 2 т. Т. 1. / М-во эразования и науки РФ, ФФГБОУ ВПО «МГСУ». М.: МГСУ, 2011. - С.457 - 461.

13. Новикова, О.О. Анализ экологических факторов размещения транспортных зммуникаций в сложных геоморфологических условиях / И.М. Сенющенкова, О.О. Новикова // ергеевские чтения. Роль инженерной геологии и изысканий на предпроекгных этапах гроительного освоения территорий. Выпуск 14. Материалы годичной сессии Научного совета АН по проблемам геоэкологии, инженерной геологии и гидрогеологии (22 марта 2012г.). - М.: УДН, 2012. -С.319-324.

14. Новикова, О.О. Геоэкологические исследования городских нарушенных территорий / .М. Сенющенкова, О.О. Новикова // Экологические и гидрометеорологические проблемы эльших городов и промышленных зон, ЭКОГИДРОМЕТ. Материалы VI международной жференции. 2-4 июля 2012-СПб.: изд. РГГМУ, 2012. -с.41 -43.