Мониторинг загрязнения почв на газо-нефтяном месторождении Северные Бузачи (Казахстан)

Тыныбаева, Татьяна Габбасовна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Мониторинг загрязнения почв на газо-нефтяном месторождении Северные Бузачи (Казахстан)
ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Мониторинг загрязнения почв на газо-нефтяном месторождении Северные Бузачи (Казахстан)"

На правах рукописи

Тыныбаева Татьяна Габбасовна

Мониторинг загрязнения почв на газо-нефтяном месторождении Северные Бузачи (Казахстан)

Специальность 03.00.16 -экология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва - 2006

Работа выполнена в Международном учебно-научном биотехнологическом центре Московского государственного университета им.М.ВЛомоносова Научный руководитель: доктор биологических наук,

профессор Кураков A.B.

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук Котелевцев C.B. доктор биологических наук,

профессор Степанов A.JI.

Ведущее учреждение:

Российский университет дружбы народов

Защита диссертации состоится 21 декабря 2006 г. в 15 ч.ЗО мин. на заседании Диссертационного совета Д 501.001.55 в Московском государственном университете им.М.В.Ломоносова по адресу: 119992, г.Москва, Ленинские горы, МГУ им.М.ВЛомоносова, Биологический факультет, аудитория 389.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Биологического факультета МГУ им.М.ВЛомоносова.

Автореферат разослан «_» ноября 2006 г.

Приглашаем Вас принять участие в обсуждении диссертации на заседании Диссертационного совета. Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по адресу: 119992, г.Москва, л Ленинские горы, МГУ им.М.ВЛомоносова, Биологический факультет, // Диссертационного совет Д 501.001.55

Ученый секретарь Диссертационного совета

кандидат биологических наук Н.В.Картагйсва

hjfiê

Актуальность проблемы. В настоящее время ни один из нефтяных промыслов не относится к "безотходным" производствам. При современном уровне технологий от 1.0 до 16,5% нефти и продуктов ее переработки теряется при добыче, переработке и транспортировке. Мировые потери сырой и товарной (обессоленной) нефти составляют п107 т/год, из них 20% приходится на Мировой океан, остальные - на почвы и пресные воды (Клименко, 1987).

Контаминация почв нефтью - особый вид загрязнения, который приводит к глубокому изменению всех основных характеристик почвы - морфологических, физических, химических и биологических свойств. Это обусловливает потерю почвами плодородия и отторжению их из сельскохозяйственного землепользования, загрязнению углеводородами нефти и сопутствующими токсическими веществами сопредельных сред и негативному воздействию на живые организмы. Причины этого феномена связаны со сложным составом нефти, часто ее «залповым» поступлением в почвы, высокой подвижностью, способностью циркулировать между различными компонентами экосистем (включая биоту) и персистентностью.

В Западном Казахстане интенсивно эксплуатируются крупные месторождения нефти и газа. Рост добычи углеводородного сырья значительно осложнил экологическую ситуацию в этом регионе. На производственных площадях нефтепромыслов, вдоль линий нефтепроводов и транспортных коммуникаций, на участках разведочного и геофизического бурения широкое распространение получают антропогенно деградированные почвы. Они возникают из-за механических нарушений почвенного покрова, аварий на скважинах, повреждений и коррозии трубопроводов, прорывов карт с нефтещламом и буровыми отходами, загрязнений сточными водами и из-за выбросов токсичных соединений в атмосферу. В 70-е годы в Западном Казахстане было открыто крупное газо-нефтяпое месторождение Северные Бузачи. Его обустройство и добыча нефти начаты в 1998-1999 гг. Месторождение располагается в депрессии Прикаспийской низменности (Большом соре), на территории которого распространены солончаки соровые и типичные. Засоленность почв, близкое залегание грунтовых вод и экстремальные климатические условия и ряд других причин определяют высокую коррозионную опасность окружающей среды на нефтепромысле и сложность проведения мероприятий по рекультивации почв. Все это указывает, что контроль загрязнения почв и оценки изменений их химических и биологических свойств жизненно необходимо для работы месторождения.

Целью работы было проведение мониторинга содержания углеводородов нефти и тяжелых металлов в соровых солончаках и насыпных грунтах площадок с технологическим оборудованием на месторождении Северные Бузачи и характеристика их химических и микробиологических свойств. Задачи исследования:

1) Мониторинг содержания углеводородов нефти в почвах на начальном этапе нефтедобычи (1998-2006 гг);

2) Мониторинг содержания тяжелых металлов в почвах в первые годы нефтедобычи;

3) Характеристика химических свойств нефтезагрязненных соровых солончаков и насыпных песчано-суглинистых грунтов технологических площадок месторождения.

4) Оценка изменений микробиологических свойств и биотестирование соровых солончаков и насыпных грунтов технологических площадок месторождения при загрязнении нефтью.

Научная новизна. Впервые проведен мониторинг содержания углеводородов нефти и тяжелых металлов в соровых солончаках и насыпных грунтах площадок с оборудованием первых лет нефтедобычи на газо-нефтяном месторождении в Западном Казахстане. Впервые изучены химические и микробиологические свойства нефтезагрязненных соровых солончаков: определены запасы основных биогенных элементов, численность разных групп микроорганизмов, биомасса бактерий и грибов, активность дыхания, азотфиксации, денитрификации и разложения целлюлозы. Установлено, что соровые солончаки и грунты характеризуются низкой активностью микробиологических процессов, невысокой интенсивностью утилизации вносимых субстратов и численностью бактерий (включая углеводородокисляющих), преобладанием в микробном пуле спор, а не мицелия грибов. Показано, что в нефтезагрязненных (100-600 мг углеводородов/кг) солончаках и грунтах повысилось количество копиотрофных и углеводородокисляющих бактерий, упала численность актиномицетов, таксономического разнообразия стрептомицетов, микроскопических грибов, достоверно не изменилось базальное дыхание и разнообразие потребляемых субстратов микробными сообществами. При таком уровне контаминации нефтью в почвах возросло содержание общего углерода, азота и подвижного фосфора, и -потенциальная скорость эмиссии диоксида углерода, азотфиксации и денитрификации.

Практическая значимость. Дана оценка загрязнения углеводородами нефти, тяжелыми металлами (Zn, Cd, Pb, Со, Ni, V, Cu) и мышьяком соровых солончаков и насыпных грунтов на территории месторождения. Наиболее высокий уровень загрязнения почв, превышающий ПДК или близкий к нему, выявлен для мышьяка, никеля, свинца и цинка.

В ходе мониторинга периодически (2003 г, 2006 г) выявляли участки нефтепромысла с повышенным содержанием нефти, что являлось основанием для принятия решения по их технической рекультивации.

Биотестирование с использованием Artemia salina L. показало, что буровые отходы и нефтешлам представляют отходы 3-го класса опасности Обнаружены участки земель 4-го класса опасности, что указывает на необходимость биотестирования почв газо-нефтяного месторождения. Прорастание семян тест-растения Lepidium sativum L. вне зависимости от содержания нефти в соровых солончаках и насыпных грунтах подавлено, причиной чему является солевой токсикоз почв.

Результаты исследований используются в лекционном курсе «Почвенная биотехнология», читаемом на кафедре биологии почв МГУ им.М.В.Ломоносова.

Апробация работы. Результаты исследований были представлены на Научно-практическом совещании по токсикологии (Астрахань, 2002), всероссийской конференции «Биоразнообразие и функционирование микробных сообществ водных и наземных систем Центральной Азии» (Улан-Удэ, 2003), Международной научно-практической конференции «Проблемы и перспективы реабилитации техногенных экосистем» (Астрахань, 2004), Международной студенческой конференции (Астрахань,, 2006), совместном заседании Международного биотехнологического центра и кафедр биологии почв и гидробиологии МГУ (Москва, 2006).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 работ, 3 статьи и тезисы сданы в печать.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы (4 главы), экспериментальной части, включающей описание региона, источников загрязнения на месторождении, объектов и методов исследования, раздела результаты и обсуждения (3 главы) и выводов, изложена на 163 страницах машинописного текста, содержит 11 рисунков и 40 таблиц. Список литературы включает 188 работ, из них 52 на иностранных языках.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Соровые солончаки на территории месторождения имеют суглинистый и супесчаный механический состав, в котором преобладают (около 60-70%) мелко-среднезернистые фракции размерностью 0,05-0,25 мм. В местах окаймления депрессии песчаными и супесчаными гривами, в результате заносов они приобретают более легкий гранулометрический состав. Солончаки характеризуются бесструктурным сложением, имеют поверхностную соляную корку (0,5-2 см). Мощность профиля небольшая - 40-50 см. Соровые солончаки характеризуются низким содержанием гумуса (0,2-0,6%), валовых форм азота (0,0070,020%) и фосфора (0,06-0,15%) (ОВОС, 2000-2005).

Засоление имеет хдоридно-сульфатный характер, отношение CI/SO4 варьирует по профилю от 1 до 17, солевая корка на поверхности почвы на 98% состоит из NaCl. Содержание карбонатов также высокое - в поверхностных слоях - 1,8-9,6%, с глубиной их количество увеличивается до 8,3-9,5% (ОВОС, 2005). Количество легкорастворимых солей в верхнем горизонте заметно выше в осенний период, чем весной, что обусловлено выпотным режимом в этих почвах

Для проведения физико-химических и микробиологических анализов и определения содержания углеводородов и тяжелых металлов на территории месторождения были выбраны площадки мониторинга. Их площадь составляла 10x10 м2. С каждой площадки отбирали не менее 5-10 индивидуальных образцов с глубины 0-20 см. Отбор образцов проводился методом случайной выборки. Для исследований готовили смешанный образец весом 0,6 - 0,8 кг. В 1998 г, за год до начала добычи нефти, образцы почв отбирали в местах расположения скважин поискового бурения (W125, W161 и W170), проводившегося на территории месторождения в 1975-78 гг. и 100 м от них (W125/1, W161/1 и W 170/1). С 1999 г. отбор почв ежегодно осуществляли на площадках, расположенных в 20 метрах от устьев оценочно-эксплутационных скважин после демонтажа бурового оборудования - NB1, NB2, NB3, NB4, в 2000 г - NB-S20, NB-S21, NB-S22, NB-S23 (А-6), NB-S25, NB-S26. В 2002-2006 гг. образцы сорового солончака и серо-бурой

почвы отбирали на территории санитарно-защитной зоны (СЗЗ), песчано-суглинистого насыпного грунта с площадок, на которых расположены скважины NB-8, 14, 53, 632 и замерное устройство (ЗУ-З), центральная насосная станция (ЦНС), а также соровых солончаков, примыкающих к этим площадкам (в 20-100 м). Отбор почв проводили в соответствии с "Методическими рекомендациями по контролю загрязнения почв (часть 2). М.: Гидрометеоиздат. 1984 г".

Валовое содержание азота, углерода и серы определяли на элементном анализаторе (VarioEL, Германия) при температуре 1150°С, концентрацию подвижного фосфора и калия по Кирсанову, рН, аммония, нитратов, водорастворимых солей и емкость обменных катионов согласно рекомендуемым стандартным методам (Минсев, 2001).

Содержание углеводородов нефти в почвах определяли путем экстракции их четыреххлористым углеродом на КН-2 методом ИК-спектрометрии в области 3000-3420 нм (ПНДФ 16.1:22.22-98).

Концентрацию тяжелых металлов в почвах определяли методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой на приборе 7500а ICP-MS фирмы Agilent Technologies. Навески почв (0,50 г) разлагали разбавленной 1:1 водой азотной кислотой в микроволновой печи Ethos D фирмы Milestone с сегментированным роторным автоклавом среднего давления MPR 600/12. Разложение проводили 30 минут при мощности микроволнового излучения 750 Вт и температуре 200°С. После разложения остаток почвы переносили в мерную колбу Ёмкостью 100 мл и доводили объём до метки 5% азотной кислотой (U.S. Environmental Protection Agency. 1994. Methods 3051, 6020). Уровень загрязнения почв тяжелыми металлами и мышьяком оценивается в соответствии с требованиями ГОСТ 17.4.3.06-86 и ГН 2.1.7.020-94.

Микробиологическая характеристика соровых солончаков включала оценку методами посевов численности колониеобразующих (КОЕ) единиц бактерий на различных средах с добавкой и без NaCl - рыбо-пептонном агаре (РПА), РПА, разбавленном 10-ти кратно, голодном агаре. При оценке плотности популяций нефтеокисляющих микроорганизмов в почвах были использованы среды, в которых в качестве источников углерода использовали фенол (1 мл 0,1% раствора фенола в 1 л среды) или нефть (1-3%), а минеральная основа из среды Чапека, крахмального агара, или морская вода с дрожжевым экстрактом. Среды готовили с добавкой хлорида натрия (3,5%), на морской воде и водопроводной воде. Численность КОЕ, состав и относительное обилие грибов и актиномицетов в почвах определяли в посевах на сусло-агар и казеин-глицериновую среду, соответственно. Различия в составе грибов в почвах оценивали также методом инициированного амилолитического микробного сообщества (Гузев, 1989).

Фототрофные микроорганизмов выявляли световой микроскопией свежих образцов солончаков и при накопительном культивировании на среде BG-11 (с добавкой и без NaCl) (Штина, 1990). Навески почвы или вводно-почвенного разведения вносили в колбы со средой и инкубировали их в условиях естественного освещения в течение 2-3 месяцев при температуре 25-3 5°С.

Биомассу бактерий и грибов определяли методом люминесцентной микроскопии с красителями - акридином оранжевым и флюоресцеин диацетатом. Активность потенциальной азотфиксации, денитрификации, базального и

потенциального дыхания почвы определяли стандартными методами в лабораторных условиях на газовом хроматографе (Хром 3700/4) (Звягинцев, 1991).

Интенсивность разложения целлюлозу путем инкубации полосок фильтровальной бумаги на поверхности почвенных пластинок при постоянной влажности (60% от полной влагоемкости (ПВ)) и 25°С. Одновременно изучали состав грибов, разрушающих целлюлозу в контрольных и нефтезагрязненяых почвах (Кураков, 2001).

Функциональное разнообразие микробных сообществ почв методом мультисубстратного тестирования с набором из 47 различных субстратов (Горленко, Кожевин, 2004).

Биотестирование для определения класса опасности почв, грунтов и отходов проводили по смертности жаброногих рачков артемий - Arlemia salina L. в водных экстрактах из образцов (ФР 1.39.2006.02 505). Фитотоксичность почв и грунтов оценивали по подавлению прорастания семян и угнетению роста проростков кресс-салата Lepidium sativum L. на поверхности почвенных пластинок при влажности 60% от ПВ и 25°С (Звягинцев, 1991).

Обработку результатов проводили с использованием программы "Statistica 6".

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Мониторинг загрязнения углеводородами нефти соровых солончаков и грунтов площадок с оборудованием

При разработке и эксплуатации нефтяных месторождений, транспортировке углеводородного сырья практически невозможно избежать загрязнения почвенного покрова. Вместе с тем, значения ПДК для нефти и нефтепродуктов для почв окончательно не установлены. Согласно дополнению к перечню ПДК и ОДК №6229-91 минимальные ПДК нефти приняты для тундровых глеевых и тундровых болотных почв - 700 мг/кг, для почв пустынной зоны ПДК - 2000 мг/кг. Наиболее жесткие нормы установлены в «Методике исчисления размера ущерба, вызываемого захламлением, загрязнением и деградацией земель на территории Москвы» (Приложение 8), утвержденные распоряжением мэра Москвы Ю.М.Лужковым от 27 июля 1999 г. №801-РМ, по которой допустимым считается содержание нефтепродуктов в почве, не превышающее 300 мг/кг (Курбатова, 2006). На основе обобщения результатов исследований в различных странах Герасимова М.И. с коллегами (2003) в учебном пособии "Антропогенные почвы (генезис, география, рекультивация)" (ред. Г.В.Добровольский) рекомендуют принимать максимальную безопасную концентрацию нефтепродуктов в почвах и грунтах - 1000 мг/кг. В данной работе для оценки уровня контаминации почв и грунтов месторождения нефтью рассматривали превышение концентрации 300 мг/кг как слабое загрязнение и 1000 мг/кг как высокое. Эти критерии наиболее жесткие из существующих норм в директивных руководствах и аналитических обзорах.

Содержание углеводородов нефти в соровых солончаках и насыпном грунте площадок с буровыми станками или другим оборудованием, заметно менялось в течение 8 лет работы месторождения.

Анализ данных ОВОС показал, что в первые 2 года разработки месторождения (1998 - 1999 гг.) концентрация нефти в почвах существенно не

увеличилась (табл.1). За это время было пробурено только 4 скважины, интенсивную добычу нефти не начали. На территории месторождения проводили строительство дорог, площадок под отходы бурения и их переработки, вахтового городка и временного поселка для буровиков.

В 2000 году загрязнение нефтью почв и насыпных грунтов резко возросло (в среднем в 7-10 раз), что связано с расширением месторождения, началом интенсивного бурения и добычи нефти (пущено 34 скважины). Поступление углеводородов в почву происходило из-за аварийных потерь нефти из трубопроводов, разливов при бурении, перемещении отходов бурения на полигон для временного складирования и переработки, выбросов в атмосферу при работе технологического оборз'дования и движении автотранспорта.

Повышенный уровень загрязнения почв сохранялся в солончаках и площадках с насыпным грунтом не менее 4-х лет - до 2004 г. На отдельных площадках с буровыми станками (скважина 165, N13-8, 632), с замерным устройством (ЗУ - 3) - высокое содержание нефти обнаружено и в 2005-2006 гг. Вместе с тем, с 2004 г. четко прослеживается снижение (в 2-5 раз) концентрации углеводородов нефти в соровых солончаках и на площадках, где расположены скважины.

Таблица 1

Динамика содержания нефтяных углеводородов в соровых солончаках и

грунтах площадок с оборудованием (1998-2006 гг.)

Номер площадки Общее содержание углеводородов, мг/кг

1998 1999 2000 2001 2003 2004 2005, весна 2005, осень 2006

Скважина * (Скв.) А-61 ** 200 210 400 - 170 40

Скв. 34 30 300 170 140 30 20

ЦНС' 10 30 300 230 530 30 50 30 110

Скв. ]ЧВ-1 19,2 30 280 400 60 70 20

Скв.КВ-З* 30 30

Скв.ЫВ-в 210 110220

Скв.№-632 22 215 100

Соровый солончак и серо-бурая почва (СЗЗ4)) 10 40 30 30 20 35 (39а) 50°

100 метрой от скважины, 7 - 100 метров от скважины, площадка ЦНС, 4-

соровый солончак и серо-бурая почва рядом с дорогой на границе СЗЗ и " - рядом с вахтовым городком) и 6 - песчаная почва (саксауловая роща в СЗЗ в 2 км от месторождения) и чистый соровый солончак в 1 км от месторождения в СЗЗ) (контроль -(фоновое содержание углеводородов нефти) ; * - соровый солончак в 10-20 м от площадки со скважинам и N13-632 и N0-8 ** - пустая клетка - в этой таблице и других - нет данных. Существует несколько причин обнаруженного падения содержания нефти в почве и грунтах. Во-первых, это обусловлено проведением технической рекультивацией территория месторождения (снятие верхних горизонтов почвы на наиболее загрязненных участках и удаление его на полигоны и карты с нефтешламом с последущей подсыпкой чистого грунта). Во-вторых, определенная часть углеводородов мигрирует в грунтовые воды в период весеннего снеготаяния и

подъема уровня грунтовых вод и смыва их в наиболее депрессивные участки рельефа. При весенних наводнениях, которые произошли на месторождении в 2004 и 2006 годах, уровень воды был на 20-40 см выше поверхности земли, и значительное количество нефти из почв и грунтов было удалено при их поверхностном смыве. В-третьих, в почве, весной до летней жары и в осенний период до заморозков идут процессы микробного разложения нефтяных углеводородов. В сухой летний период удаление углеводородов из почвы связано с улетучиванием и химической деструкцией под воздействием ультрафиолетового облучения.

Загрязнение почв в наибольшой мере связано с разливами нефти и нефтешламом (концентрация углеводородов в его твердой массе - 11,6% (116,1 г/кг)), в буровых отходах содержание углеводородов нефти относительно небольшое - 0,019% (190 мг/кг).

Поступление нефти из почв в грунтовые воды подтверждается данными по оценке содержания в них углеводородов, фенолов и синтетических поверхностно-активных веществ (СПАВ) (табл. 2). На первом этапе мониторинга подземных вод (с 1999 по 2003 гг.) исследовали их загрязнение от полигона для временного хранения отходов, расположенного за пределами основной территории месторождения. При дальнейшей разработке месторождения по его периметру было пробурено II мониторинговых скважин (глубиной 4-6 м) в зонах повышенного риска.

Концентрация нефти, фенолов и СПАВ в грунтовых водах варьировала в течение 6 лет (с 2001 по 2006 гг.) в следующих диапазонах: углеводороды нефти — 0,02- 16,6 (мг/дм3); фенолы - 0,009-0,036 (мг/дм3); СПАВ-0,11-3,4 (мг/дм5). В подавляющем большинстве случаев уровень загрязнения грунтовых вод значительно превышает ПДК для этих соединений.

Рост содержания поллютантов в грунтовой воде происходил в период с 2001 по 2004 года - период интенсивной разработки и обустройства месторождения, в частности, углеводородов нефти с 1,3 (2001 г) до 7,0 -16,6 (2003 г) мг/дм3. Это связано со строительством и обустройством технологических площадок, бурением новых скважин, сопровождающимся скоплением большого количества отходов -загрязненного грунта, нефтешлама и отходов бурения. Резкое изменения концентрации загрязняющих веществ в грунтовых водах связано и с такими природными явлениями как снеготаяние, ливневыми дождями и наводнениями в весенний период. Так, в результате крупного весеннего наводнения в 2004 году произошло смешивание грунтовых вод с дождевыми и талыми водами, и в них снизилась концентрация поллютантов. После 2004 году контаминация грунтовых вод нефтепродуктами не росла столь заметно как в 2001-2003 гг., а, напротив, отмечена некоторая стабилизация уровня их загрязненности (табл. 2).

Итак, с конца 2005 г по настоящее время содержание углеводородов в почвах без визуально видимых загрязнений нефтью варьирует в среднем в диапазоне от 40 до 220 мг/кг. Такой уровень концентрации нефти только в 1,5-5 раза выше фонового и не превышает ПДК согласно различным директивным инструкциям. Для активно действующего месторождения его можно считать невысоким. В санитарно-защитной зоне вблизи вахтового городка содержание углеводородов нефти в 2005 г. составляло 39 мг/кг, а в верхних горизонтов сорового солончака и

песчаной почвы, отобранных в 1 км от месторождения, в 2006 г., не более 50-120 мг/кг.

Таблица 2

Уровень контаминации грунтовых вод месторождения углеводородами нефти, фенолами и синтетическими поверхностно-активными веществами*_

Год отбора проб Определяемые вещества, мг/л СКВ.1 СКВ.З СКВ.4 СКВ. 5 СКВ.6

2001 Нефтяные углеводороды 1,3 3 3,4 2,7 4,1

Фенолы 0,012 0,23 0,026 0,033 0,02

СПАВ 1,4 0,5 1,6 0,6 0,3

2002 Нефтяные углеводороды 4,4 1,2 1,7 4,5 1,6

Фенолы 0,024 0,018 0,019 0,03 0,015

СПАВ 2,2 3,4 3,0 2,6 2,2

2003 Нефтяные углеводороды 7,0 4,7 4,4 2,0 3,1

Фенолы 0,013 0,018 0,019 0,028 0,023

СПАВ 0,68 0,47 1,38 0,43 0,12

2004 Нефтяные углеводороды 0,27 0,12 0,32 0,19 0,2

Фенолы 0,014 0,033 0,03 0,036 0,008

СПАВ 1,33 0,7 0,6 1,7 1,07

2005 Нефтяные углеводороды 1,74 0,73 0,84 3,27 0,39

Фенолы 0,011 0,010 0,010 0,022 0,017

СПАВ 0,32 0,11 0,32 0,26 0,33

2006 Нефтяные углеводороды 0,54 0,63 0,65 4,9 0,07

Фенолы 0,014 0,015 0,01 0,017 0,016

СПАВ 1,4 0,16 0,18 0,25 0,46

- НДК для углеводородов не< >ти - 0,3, >енолов - 0,0001 и СПАВ - 0,5 мг/л (ПДК

для грунтовых вод - РИД 03.1.0.3.01-96)

В тоже время, на территории нефтяных месторождений неизбежно в результате аварий, протечек или других нарушений технологии возникают участки с повышенным загрязнением углеводородами (табл. 3). На данном месторождении в среднем 2-3 в год. Они установлены в зоне, примыкающей к полигонам для складирования и переработки отходов бурения, непосредственной близости к нефтедобывающим скважинам, на площадках сбора, хранения и транспортирования нефти с месторождения, местах расположения запорно-регулирующей аппаратуры и замерных установок на трубопроводах. Наиболее сильное загрязнение сорового солончака выявлено в непосредственной близости к площадке хранения и переработки отходов бурения: содержание углеводородов достигало 7480 мг/кг почвы (2003 г.) и рядом со скважиной 165 с действующим грифоном — 68070 мг/кг (2006 г.). Высокий уровень контаминации почв был обнаружен в 2000 г. около разведочной скважины А-11 - 5000 мг/кг, у автозаправочной станции, расположенной в 100 м от вахтового городка - 1000 мг/кг, на площадках старой разведочной скважины в 10 метрах от устья - 7100

мг/кг и центральной насосной станции - 778 мг/кг; в 2006 г - на площадке насыпного грунта скважины N13-632 - 3410 мг/кг, в насыпном грунте площадки с замерным устройством (ЗУ-З) - 9020 мг/кг и расположенном рядом участке сорового солончака - 7800 мг/кг (табл. 3).

Таблица 3

Максимальные уровни загрязнения нефтью сорового солончака и насыпного грунта площадок с оборудованием на месторождении Северные Бузачи и время

технической рекультивации этих участков

Расположение загрязненных участков Время проведения анализа почв, год Концентрация нефти, мг/кг

На площадке*** скважины N13-2 2001 460

2004-2005* 20-90

На площадке ЦНС 1998 778**

2001* 230

Площадка разведочной скважины (10 мот устья) 2003 7100

В 300 м на юг от площадки временного складирования и переработки отходов бурения 1999 10

2000 680

2001* 280

2003 7480**

2004* 350

2005* 20-40

На площадке скважины N15-1 1998 272

1999* 50

2001 400

2002-2004* 60

2005 20-70

На расстоянии 30 м от площадки скважины А-11 2000 5000

Пятно разлива нефтепродуктов у автозаправочной станции 2000 1000

Площадка скважины КВ-8 2006**** 15350

Площадка скважины КВ-53 2006 680

Площадка скважины КВ-632 2006 3410

Площадка ЗУ-З 2006 9020

Соровый солончак рядом с площадкой ЗУ-З 2006 7800

Соровый солончак у скважины 165 2006 68070

* - после проведения технической рекультивации - удаление верхних наиболее загрязненных горизонтов сорового солончака и подсыпки грунта; **- на нефтяном пятне; *** - площадки представляют насыпной песчано-суглинистый засоленный грунт из карьера; * * * * - анализы проведены 20.10.2006.

При обнаружении высоких концентраций углеводородов нефти (выше ПДК) в почве проводилась техническая рекультивация территории. Удаляли ее верхний слой (0-10 (20 см) см) и проводили подсыпку чистого грунта. Нефтезагрязненный

слой почвы складировали на площадках сбора отходов. Часть такой почвы после

смешивания с чистым грунтом использовали для поднятия полотна дорог. При

более низком уровне загрязнения на этих участках осуществляли только подсыпку грунта по поверхности. Следует, однако, акцентировать, что при технической рекультивации (засыпке загрязненных почв и заравнивании сверху бульдозером) может возникнуть опасность заглубления замазученных почво-грунтов в профиле и увеличения объема контаминированной почвы, что произошло на более старом месторождении в Каражанбасе.

Итак, за период мониторинга с 1998 по 2006 гг. концентрация нефти в соровом солончаке и насыпном грунте площадок с оборудованием, без визуально видимых признаков загрязнения, не превышала уровень ПДК (1000 мг/кг). Рост загрязненности почв нефтью произошел в период начала активного бурения и добычи нефти на месторождении (в 2000-2003 гг.). Содержание углеводородов увеличилось на порядок по сравнению с фоновым, но оставалось в 1,5-3 раза ниже уровня ПДК. Если использовать более жесткие нормативы для оценки степени загрязнения почв нефтью (ПДК = 300 мг/кг), то тогда можно констатировать наличие опасного уровня контаминации почв и грунтов в 2003 г. В последние годы (2004-2006 гг.) отмечено снижение концентрации утлеводородов нефти в соровых солончаках и грунтах на площадках мониторинга. Обнаружение участков почвы или грунта с высоким содержание нефти (например, в 2006 г в насыпном грунте площадки скважины N8-8 - 1,5% и ЗУ-З - 0,9% нефти и ряде других мест) является основанием для незамедлительного проведения там технической рекультивации.

Подавляющее большинство анализов свидетельствует, что уровень контаминации почв нефтью ниже, чем ПДК. Важно, однако, подчеркнуть, что величина ПДК для засоленных почв, с близким залеганием грунтовых вод не разработаны и явно должны быть ниже, чем для типичных почв зонального ряда.

На месторождении планируется бурение новых скважин и их число в ближайшие годы составит 480, а уровень добычи достигнет в 2011 году 3,5 млн. тонн нефти в год. В связи с этим, актуальность мониторинга загрязнения углеводородами нефти почв месторождения будет только возрастать. Необходимым элементом такого мониторинга должен стать также контроль за уровнем бега(а)пирена или общего содержания полиароматических соединений в почвах и анализ содержания нефти по профилю почв.

Мониторинг загрязнения тяжелыми металлами соровых

солончаков и насыпных грунтов площадок с оборудованием

Загрязнение почв нефтью приводит к повышению их контаминированности тяжелыми металлами. В составе тяжелых вязких нефтей, добываемых на полуострове Бузачи, в повышенных концентрациях содержатся ванадий (350 - 400 г в тонне), никель, цинк и в меньшем количестве другие тяжелые металлы (Гольдберг и др., 1986). В Бузачинской нефти концентрация бария - 0,5-23,5 мг/кг, кобальт - 0,22 мг/кг, цинк - 0,003-0,77 мг/кг, а также мышьяк - 0,0009-0,0075 мг/кг (РНД 03,3.0.4.01-96). Ванадий и никель концентрируются преимущественно в асфальтово-смолистых фракциях в виде металлопорфиринов, солей металлов, комплексов с гетероатомами или с полиароматикой асфальтеновых структур (Давыдова, Тарасов, 2006).

Соровые солончаки до начала активной разработки месторождения имели невысокое содержание меди, более чем в 5-10 раз ниже уровня ПДК. Количество свинца в этих почвах было в среднем в 3 раза меньше ПДК принятых для песчаных почв и 10 крат ниже ПДК для суглинистых кислых и глинистых почв с рН близким

к нейтральному (табл. 4). Валовое содержание ванадия в соровых солончаках месторождения в 5 раз ниже ПДК. Содержание цинка в этих почвах близко к ПДК для песчаных почв. Наиболее высок уровень валового содержания никеля в почвах месторождения, который превышает ПДК для песчаных почв и приближается к ПДК для глинистых почв. Регион характеризуется высоким содержанием мышьяка (в 1,3-2,2 раза больше ПДК для песчаных почв), что объясняют природной аномалией, составом подстилающих пород и длительной аккумуляции данного элемента в бессточной депрессии сора.

Таблица 4

Содержание тяжелых металлов и мышьяка в соровых солончаках до начала _ разработки месторождения (мг/кг в.-с. почвы)_

Поллютант Расположение площадок (год) ПДК

\V125, 161, 171, 125/1, 161/1, 171/1 (1998 год) (1999 год) Песчаные и супесчаные Глинистые и суглинистые рН КС! > 5.5

Свинец, РЬ 7-16 5-23 (12)* 32 130

Медь, Си 8-17 6-11 (8)* 33 132

Цинк, 2п 22-43 12-22(16)* 55 220

Никель, N1 28-44 17-74(32)* 20 80

Кадмий, С<1 <1,0 1,6-3,3(2)* 0,5 2

Мышьяк, А я 1,6-3,8 2,2-3,5 (3)* 2 10

Ванадий, V 30 25-39 (32)* 150**

*- среднее значение содержания металлов в образцах, ** - вачовое содержание ванадия.

Итак, к началу активной разработки соровые солончаки территории месторождения Северные Бузачи характеризовались повышенным содержанием мышьяка, никеля И кадмия, превышающим или близким к ПДК для песчаных почв. Содержание тяжелых металлов в почвах и грунтах площадок возросло в течете 2001-2006 гг. в среднем в 1,5-3 раза (табл. 5). Для свища, меди и цинка достигнутая концентрация не превысила ПДК для глинистых и суглинистых почв, но на отдельных площадках достигла ПДК для песчаных почв. Исключение составляет никель, содержание которого на ряде участков достигало ПДК для суглинистых и глинистых почв (на площадке ЦНС - 82 мг/кг, скважин N3-1 и ЫВ-2 - 79 и 74 мг/кг). Это связано с тем, что содержание никеля в почвах до начала разработки месторождения, было уже очень высоким. В большинстве случаев за последние 5 лет не отмечено значительного возрастания концентрации кобальта. Изменение его уровня в почвах за весь период работы месторождения трудно оценить в связи с недостатком измерений в 1998-2000 гг. По имеющимся данным также можно констатировать увеличение его концентрации в почвах в 2-3 раза. Содержание свинца превысило ПДК для песчаных почв в районе площадки отходов бурения (49 мг/кг в 2001 году). С 2003 года его концентрация остается стабильной на уровне нижней границы ПДК. Очень высокое содержание кадмия в почвах, которое более чем на порядок превышает ПДК для этого элемента, обнаружено в 2001 году.

Таблица 5

Содержание тяжелых металлов в соровых солончаках и насыпных грунтах на

Расположение загрязненных участков Время анализа РЬ Си Со Zn Cd Ni

валовое содержание, мг/кг в.-с. почвы

Центр скопления скважин - скважина А-6 2000 3_ 37

2001 31 И 2 37 7 -

2004 33 16 10 26 40

2005 весна 28 12 14 35 26

2005 осень 25 15 16 27

1(лощадка скважины N3-2 1998 10 13 35 <1 36

2003 36 35 42 <0,5 74

2004 33 . - 11 30 36

2005 весна 28 12 12 36 25

2005 осень 25 7 13 26 23

Площадка ЗУ-З 1998 8 10 " 28 <1 32

2003 30 16 30

2006 5,3 10,2 26.8 0,2 24,7

Площадка центральной насосной станции -ЦНС 1998...... 7 15 25 <1 31 "

2001 29 14 17 40 6 40

2003 ' ■ 22 - 29 40 <5 82

2004 33 14 12 18 з(Г

2005 весна 28 12 14 35 24

2005 осень 27 7 15 27 25

11лощадка скважины ЫВ-1 1998 12 16 32 <1 ■ ' 3«

2001 " " 10 30 14 37 ' 55 "

2003 30 33 42 <0,5 79

2004....... 31 18 И 26 40

2005 весна 28 13 13 36 26

2005 осень 25 14 21 24

Площадка на границе санитарно-защитной зоны (СЗЗ) 2001 29 8 17 34 6 31

2004 осень 34 ~ 14 12 29 39

2005 весна 31 16 13 35 27

2005 осень 24 .....14 14 28

Б 300 м от площадки временного складирования и переработки отходов бурения '2000'...... 7 18 21 40

2001' 49 10 19 '" 19 8 38

2003 26 15 33

2004 38 12 14 25 33

2005 весна 30 9 15 29 27

2005 осень 15 14 10 41 0,2 8

) площадка скважины №-632 2005 7,3 13 II 21 o¿ 10,5

Соровый солончак у скважины N13 -53 2005 "' 7,2 22 и 37 о,3 40

200б~~ 12,5 22,8 53,0 0,3 42,5

11лощадка скважины N0-53 2006 23,7 14,2 33,2 0,5 32,7

11лощадка скважины ЫВ -14 2005 12 27 17 44 0,3 21

Серо-бурая почва*'" (в СЗЗ в 100 м от вахтового городка) 2005 6 12 10 28 0,2 9

Соровый солончак** (в СЗЗ в 1 км от месторождения) 2006 5,3 9,5 19,4 0,2 21,2

'"пустая клетка - нет данных; ** - контрольные (фоновые) уровни содержания тяжелых металлов.

Последующие анализы (2003, 2005 и 2006 гг.) показали, что его уровень в грунтах площадок и соровых солончаках не столь высок, хотя также превышает фоновое содержание .в почвах в 1,5-2,5 раза (близко к ПДК для песчаных почв) (табл. 5). Содержание ванадия в почвах ниже ПДК в 5 раз. Повышение его концентрации (в 2 раза) по сравнению с фоновыми значениями обнаружено у скважин N8 - 8, 14 и 53. На других площадках (N13 - 632 и ЗУ-З) его количество в почве заметно не изменилось. Содержание мышьяка в грунтах площадок и солончаков возросло (в 2,5-5 раз) за период эксплуатации месторождения. Оно превышает в настоящее время ПДК для песчаных почв в 5-9 раз, достигло или выше в 1,8 раза ПДК для глинистых почв (табл. 6).

Таблица 6

Содержание ванадия и мышьяка в почвах (мг/кг) и насыпных грунтах площадок с буровыми станками и замерным устройством

Вариант Год Соровый солончак или насыпной грунт у скважины Санитарно-защитная зона (СЗЗ)

ЗУ-З N6-8 N6-632 N8 -53 ив- 14 Соровый солончак Серо-бурая почва

Ванадий 2005 26* 31* 66* 35* 32

2006 36** 72* (44**) 53* (73**) 26*

Мышьяк 2005 5* 10* 9* 7

2006 7 9* (18**) 10* (17**) 7*

* - соровый солончак, ** - насыпной 171 унт, пустая клетка - пег данных.

Загрязнение почв и грунтов месторождения тяжелыми металлами обусловлено их высоким содержанием в нефти, нефтешламе и буровых отходах (табл. 7). Содержание никеля, меди, цинка, мышьяка, кадмия, свинца в нефтешламе и, особенно, в буровых отходах в подавляющем большинстве случаев выше, чем ПДК для почв.

Таблица 7

Содержание тяжелых металлов и мышьяка в нефтешламе и буровых отходах

Вид отходов Валовое содержание, мг/кг

V № Си гп Ая са РЬ

Нефтешлам 71,92 37,29 84,28 129,20 22,84 0.38 93,40

Буровые отходы 56,73 34,06 124,20 45,65 19,68 1,37 36,77

Таким образом, в результате проведения мониторинга почв месторождения (1998-2006 гг.) обнаружено повышение содержания свинца, меди, цинка, кадмия, ванадия и никеля - в 1,5-3 раза, мышьяка от 2,5 до 5 крат. Это обусловлено наличием тяжелых металлов в составе нефти, нефтешламе и буровых отходах, их выбросами в атмосферу при сжигании нефти и нефтепродуктов и работе автотранспорта.

В отличие от углеводородов, содержание тяжелых металлов в почвах и грунтах растет ежегодно более медленно. В тоже время, они не подвержены как органические соединения микробной деградации, и понизить концентрацию тяжелых металлов в почвах и грунтах можно только за счет их удаления с территории месторождения.

Физико-химические свойства иефтезагрязненных соровых солончаков и

насыпных грунтов

Загрязнение почв нефтью оказывает существенное влияние на их физико-химические свойства (табл. 8). Соровые солончаки характеризуются нейтральным и щелочным рН, низкой гидролитической кислотностью (0,35-1,05 мг.экв /100г), невысокой емкостью обменных катионов (Са+]\^, мг.экв/100 г - 23,2 - 38,2), большим содержанием аммонийного азота (2,6-10,5 мг КН//1 ООг ), чем нитратов (1,4-2,0 мг К037100т).

Таблица 8

Содержание главных биофильных элементов в нефтезагрязненных соровых

солончаках, насыпных грунтах, отходах бурения и нефтешламе (2006 г.)

Место отбора и характер образца Содержание углеводородов нефти, мг/кг Валовое содержание, % мг/кг (по Кирсанову)

С N Б Р К

Зу-З (площадка, грунт) 7800 6,669 0,035 2,038 187 449

ИВ-53 (соровый солончак) 4,422 0,020 2,869 198 78,2

КВ-53 (площадка, грунт) 680 6,707 0,025 0,501 223 398

1ЧВ-632 (соровый солончак) 100 5,165 0,069 1,926

N8-632 (площадка, грунт) 3410 5,798 0,017 0,725

N8-8 (соровый солончак) 110 3,131 0,053 4,865 198 79,9

КВ-8 (площадка, грунт) 219 277

Скважина 165 (соровый солончак) 68070 6,0 0,030

Нефтешлам 116100 8,387 0,040 2,137 247 580

Отходы бурения 190 5,165 0,159 5,352 222 370

Корково-пухлый солончак (в СЗЗ) 120 2,935 0,020 2,205

Соровый солончак (в СЗЗ, 1 км от месторождения) 50 2,069 0,007 1,046 122 291

Нефтеемкость солончаков и грунтов низкая - порядка 100 г/кг. В проанализированных образцах солончаков содержание водорастворимых солей варьировало в диапазоне от 0,8 до 5,8%, в отдельных случаях достигало 10%, в песчано-суглинисгых насыпных грунтах площадок, на которых располагается технологическое оборудование, было около 2%, в нефтешламе - 0,3%, буровых отходах -2,04%. В связи с близким залеганием грунтовых вод влажность почвы (за исключением небольшого верхнего слоя толщиной в несколько сантиметров) на

глубине 10-20 см высокая — 20-65%. Нефтеемкость почв и грунтов низкая - порядка 100 г/кг и уменьшается при их загрязнении.

Нефтезагрязненные почвы и грунт характеризуются значительно более высоким содержанием общего углерода, азота и подвижного фосфора (табл. 8). Достоверного роста концентрации подвижного калия и содержания, серы при загрязнении почв нефтью не наблюдали, хотя тенденцию увеличения их количества можно констатировать.

Микробиологическая характеристика нефтезагрязненных соровых солончаков и насыпных грунтов

Микробиологические свойства соровых солончаков, в связи с тем, что эти почвы не используются в сельскохозяйственном производстве, плохо изучены. Большинство исследований таких почв были сконцентрированы на выявление в них галофильных микроорганизмов.

Численность и биомасса бактерий и грибов. Общая численность бактерий в соровых солончаках, согласно прямой люминесцентной микроскопии с красителем акридином оранжевым, не превышала нескольких млрд. клеток в 1 г почвы.

Достоверных различий в биомассе бактерий в образцах солончака с разным уровнем содержания нефти не отмечено; в частности, между образцами из санитарно-захцитной зоны и отобранными с площадок со скважинами МВ-8, >1В-9, ЫВ-12.

Аналогичный вывод можно сделать на основании определения жизнеспособной биомассы бактерий и микроскопических грибов (с красителем флюорссцеин диацетатом) в почвах (табл. 9). В соровых солончаках при невысоком уровне загрязнения биомасса этих групп микроорганизмов в большинстве случаев не различалась. Жизнеспособная биомасса грибов и бактерий была достоверно выше в незагрязненной нефтью серо-бурой почве (1046 мкг/г), по сравнению с соровыми солончаками (370-670 мкг/г). Минимальные запасы жизнеспособной микробной биомассы установлены в образцах солончаков, отобранных в районе скважин N0 - 14 и 53 и имеющих более высокое содержание нефти, чем в - КВ — 632. Грибная биомасса представлена преимущественно в виде спор, количество мицелия на порядки ниже (при микроскопии обнаруживаются только единичные гифы) (табл. 9). Это указывает, что жизнедеятельность грибов в этих почвах подавлена, что обусловлено их высокой засоленностью, крайне низким поступлением растительных субстратов и щелочной реакцией среды, которая более благоприятна для бактерий.

Численность копиотрофных бактерий (выделяющихся на богатой среде, рыбо-пептоином агаре) была заметно выше в более загрязненных нефтью солончаках (170-210 мг/кг) и достигала нескольких млн. клеток КОЕ в 1 г почвы (табл. 10). При содержании нефти 10-30 мг/кг почвы численность этих бактерий была значительно ниже — в большинстве образцов десятки тысяч клеток в 1 г почвы.

Обнаружена довольно высокая численность олиготрофных бактерий в нефтезагрязненных соровых солончаках (достигает десятка млн. клеток в 1 г почвы) (табл. 11).

Таблица 9

Жизнеспособная биомасса бактерий и грибов в загрязненных нефтью соровых _солончаках* (2006 г)_

Расположение площадок для отбора проб (2006 г) Грибы Бактерии

Количество спор, х107 Биомасса спор (мг/г) Количество бактерий, х10 /г Биомасса бактерий (мкг/г)

Соровый солончак(у скв. N15 - 14) 5,9 ± 0,4 0,59 ± 0,4 2,1 ±0,3 4,3 ± 0,7

Соровый солончак(у скв. N13 - 53) 6,6 ±0,5 0,66 ± 0,5 5,9 ± 0,4 11,8 ±0,8

Соровый солончак(у скв. N8 - 632) 4,6 ± 0,2 0,46 ±0,2 3,5 ± 0,2 7,0 ± 0,4

Серо-бурая почва (СЗЗ у вахтового городка) 10,3 ± 1,2 1,03 ± 1,2 8,2 ± 0,6 16,4 ±0,9

Соровый солончак (СЗЗ у карта с нефтешламом) 3,6 ±0,7 0,36 ± 0,7 3,8 ± 0,9 7,6 ± 1,8

* - люминесцентная микроскопия, краситель флюоресцеин диацетат.

Таблица 10

Численность копиотрофных бактерий в нефтезагрязненных соровых солончаках

Расположение площадок отбора проб КОЕ х105/г в.с. почвы

РПА РПА с КаС1

N8-9 65 75

КВ-Ю 2 4,0

N8-14 0,2 0,2

N15-53 0,5 0,2

Скважина N8-632 1.3 0,2

СЗЗ у вахтового городка 0,2 0,4

СЗЗ в 300 м от площадки отходов бурения 0,4 4,6

* - коэффициент вариации данных 25-40%; РПА - рыбо-пептонный агар.

Соровые солончаки характеризуются очень низкой численностью КОЕ актиномицетов и микроскопических грибов (табл. 12). При загрязнении почв нефтью количество этих микроорганизмов, особенно актиномицетов, уменьшилось на 1-2 порядка и не превышало нескольких тысяч КОЕ/г.

Таблица 11

Численность олиготрофных бактерий в нефтезагрязненных соровых солончаках

Расположение КОЕ xlOVr b.c. почвы

площадок отбора проб РПАЛО РПА/10 с Голодный Голодный

NaCl агар агар с NaCI

Скважина NB-9 3,7 13,0 4,0 3.7

Скважина NB-10 13,0 10,0 4,5

*- коэффициент вариации данных 25-40%

Таблица 12

Численность актиномицетов и микроскопических грибов в нефтезагрязненных соровых солончаках и серо-бурой почве_

Вариант Актиномицеты, КОЕ/г почвы (xl О3) Грибы, КОЕ/г почвы (х103)

Соровый солончак в 100 м от скв. КВ-14 3.3 1,3

Соровый солончак в]00 м от скв. №}-53 2.9 0,7

Соровый солончак в 100 м от скв. N0-632 6,5 20,0

Серо-бурая почва (СЗЗ у вахтового городка) 14,5 6,9

Соровый солончак (СЗЗ в 300 м от площадки отходов бурения) 124,1 24,0

* - коэффициент вариации данных в среднем 30%.

Численность нефтеокисляющих микроорганизмов в большинстве образцов соровых солончаков (NB-10, 14, 53, 632) варьировала от сотен до нескольких тысяч КОЕ/г почвы (табл. 13).

Максимальная плотность популяции углеводородокисляющих бактерий (от тысяч до десятков миллионов клеток в 1 г) обнаружена в серо-бурой почве (СЗЗ у вахтового городка) и в 300 м от площадки отходов бурения. Более высокая численность углеводородокисляющих бактерий коррелирует с максимальной интенсивностью эмиссии диоксида углерода из этих почв.

Состав актиномицетов и грибов. В соровых солончаках среди актиномицетов наиболее обильно представлены стрептомицеты секции Cinereus серии Achromogenes, секции Albus серии Albus и секции Helvoloflavus серии Helvolus (табл. 14).

Загрязнение этих почв нефтью привело к снижению разнообразия актиномицетов рода Streptomyces. Из нефтезагрязненных почв не были выделены стрептомицеты секции Cinereus серии Viobaceus, секции Albus серии Albocoloratus, но, одновременно, в них возросло обилие представителей секции Albus серии Albus, секции Helvoloflavus серии Helvolus.

Таблица 13

Численность углеводородокисляющих бактерий в загрязненном нефтью соровом __солончаке

Расположение площадок для отбора проб КОЕ xlOVr b.c. почвы

Среда Чапека для УВО Среда Чапека для УВО с NaCl Крахмальн ый агар для УВО Крахмальн ый агар для УВО с NaCl

Соровый солончак (скважина N0-10) - - 0,04

Скважина N8-14 0,06 0.03 0,03 0,004

Скважина N0-53 0,007 0,04 0,01 0,03

Скважина Ш-632 0,03 0,02 0,01 0,001

Серо-бурая почва (СЗЗ в 300 м от площадки отходов бурения) 0,09 110 0,2 140

Серо-бурая почва (СЗЗ у вахтового городка) 4,8 1,1 0,03 0,2

* - в средах Чапека и крахмальном агаре, источник углерода (сахароза и крахмал) заменены на нефть (1%), в МКД - минеральная среда на основе морской воды с фенолом (численность0,04 КОЕх105/г b.c. почвы у скв.NB-10) ** -нетданных.

Таблица 14

Секционный состав и относительное обилие почвенных актиномицетов

в нефтезагрязненных соровых солончаках

Вариант Streptomyces (Секции/ Серии), % Другие таксоны актином ицетов

Cinereus Albus Helvolo flavus

Achromo genes Viobaceus Albus Alba coloratus Helxolus

Соровый солончак в 100мСКВ^В-14 100

Соровый солончак в 100 м СКВ.КВ-53 38,5 46,5 9,5 6

Соровый солончак в 100 м СКВ.КВ-632 27,5 72,5

Соровый солончак (СЗЗ в 300 м от площадки хранения отходов бурения) 48 0,45 4 47,5 0,05

Серо-бурая почва (СЗЗ у вахтового городка) 70,5 7 2,5 7 13

В составе грибов в посевах нефтезагрязненных соровых солончаков на питательные среды доминировали представители родов Aspergillus, Cladosporium, Paecylomyces (P. lilacinus), Fusarium, Pénicillium (секции Biverticillata) и виды, представленные темным стерильным мицелием. В микробных сообществах, развивающихся на поверхности почвенной пластинки с крахмалом и целлюлозе (фильтровальной бумаге), наряду со стрептомицетами и бактериями (бациллами)

обнаружен рост грибов родов Aspergillus (A. ustus), Paecylomyces {P. lilacinus), виды, представленные стерильным темного мицелия и Stachybotrys alternons.

Отмечено более высокое обилие Cladosporium, Paecylomyces lilacinus и вида, представленного стерильным темным мицелием в наиболее загрязненных нефтью образцах, видовое богатство грибов в них снизилось в 2-3 раза.

Состав фототрофных микроорганизмов. Фототрофные микроорганизмы не были обнаружены при прямой световой микроскопировании образцов сорового солончака. Согласно методу накопительных культур фототрофы нефтезагрязненных солончаков представлены цианобактериями Anabaena spiroides, Anabaena flosagyae, Aphanizomenon flosagyae, Microcystis pulverea, Microcystis grevillei, Microcystis aeruginosa (отдел Cyanophyta) и одноклеточными зелеными водорослями - Oocystis echinulata, Oocystis parva (отдел Chlorophyta). Сообщества цианобактерий существенно различались в зависимости от площадки отбора образцов. Так в серо-бурой почве из санитарно-защитной зоны (у вахтового городка) в отличие от солончаков у скважины №632 обнаружены Anabaena spiroides, Anabaena flosagyae, Aphanizomenon flosagyae, но не выявлены Microcystis aeruginosa, Microcystis pulverea и Microcystis grevillei. Виды Oocystis echinulata, Microcystis pulverea встречались на обоих участках.

Активность выделения диоксида угжрода. Соровые солончаки

характеризуются крайне низкими уровнями не только базального дыхания, но и дыхания, индуцированного добавкой легкодоступного субстрата (глюкозы) (на несколько порядков ниже, чем, например, дерново-подозолистая почва). Активность базального дыхания в ряде образцов соровых солончаков, как нефтезагрязненных, так и чистом, была следовой (табл. 15). Эмиссия диоксида углерода была более высокой из нефтезагрязненных грунтов, чем соровых солончаков, что, наиболее вероятно, связано с их меньшей засоленностью, так как содержание основных биофильных элементов в них аналогичное солончакам.

Повышение активности выделения диоксида углерода при внесении глюкозы в почвы было небольшим, часто вовсе не происходило. Это указывает, что почвенные микроорганизмы находятся в ингибированном состоянии. Значительная их доля не адаптирована к условиям повышенной обеспеченности доступным субстратом и его внесение, по-видимому, могла привести к их гибели.

Функциональная активность микробных сообществ (мультисубстратное тестирование (МСТ)). Микробные сообщества соровых солончаков из санитарно-защитной и импактной зон характеризовались низкими активностью и разнообразием потребляемых субстратов (в среднем 16-23 из 47 соединений набора). При небольшом уровне загрязнения (содержание нефти около 200 мг/кг) они имели близкие интегральные показатели разнообразия и выравненности спектров потребляемых субстратов (СПС) (табл. 16). Кластерный анализ данных по интенсивности потребления субстратов методом Варда с расчетом квадрата эвклидова расстояния показал, что, несмотря на четкое обособление СПС сообщества почв санитарно-защитной зоны, экспериментальные точки, представляющие нефтезагрязненные почвы и грунты, не образуют структурированного кластера. Это указывает на невысокую выраженность действия низких доз нефти на СПС микробных сообществ. Другой вывод, что небольшая контаминация почв санитарно-защитной зоны воздушным путем сглаживает отличия в СПС этих почв.

Таблица 15

Активность базальной и потенциальной эмиссии диоксида углерода из почв и _грунтов месторождения__

Расположение площадок для отбора проб мкмольС02/г х сут (10"'')

базальное дыхание потенциальное дыхание (с внесением глюкозы)

Соровый солончак в 100 м от площадки ЦППН(ЦНС) 0,4 0,4

Соровый солончак в 100 м от площадки скважины М3-53 0,7 0,8

Соровый солончак в 100 м от площадки буровой вышки следовая 0,4

Соровый солончак в 100 м от площадки скважины N8-8 0,5 0,5

Соровый солончак в 100 м от площадки скважины КВ-2 (ЗУ-2) 0 0,5

Насыпной грунт в 2 м от ЗУ-З 1,3 2,7

Насыпной грунт в 2 м от скважины N8-8 0,5 2,7

Контрольный чистый соровый солончак в 1000 м от месторождения следовая 0,4

В то же время, некоторые различия в перечне субстратов, активно потребляемых в почвах загрязненных нефтью и санитарно-защитной зоны, выявлены. Дульцит, лейцин и раффиноза потребляются только микробными сообществами солончаков с повышенным содержанием нефти. Для нефтезагрязненных почв характерна более высокая интенсивность потребления аланина и глутамина, а ксилозы и треонина -для почв санитарно-защитной зоны. Статистически значимо различается в зависимости от концентрации нефти в почвах активность потребления 2-х соединений. При возрастании концентрации углеводородов нефти с 30 (санитарно-защитная зона) до 170-210 мг/кг почвы наблюдается рост потребления глутамина и угнетение потребления сорбита. В связи с этим, представляется возможной дифференциальная диагностика уровня загрязнения почв нефтепродуктами по данным о потреблении этих субстратов методом МСТ.

Таблица 16

Разнообразие и выравненность спектров потребления субстратов микробными

сообществами почв санитарно-защитной и импактной зон (2002 г)

Показатель Санитарно-защитная зона У скважины

N8-2 N8-8 N8-9 N8-12

Разнообразия Шеннона (Н) 4,34 4,63 3,69 4,3 3,45

Выравненности Пиелу (8) 0,78 0,84 0,66 0,78 0,73

Интенсивность разложения целлюлозы. Полоски фильтровальной бумаги визуально практически не разрушились после инкубации их в течение 4 месяцев на поверхности солончаков при 25°С при постоянной влажности. На поверхности целлюлозных фильтров был установлен рост редких гиф грибов и микроколонии

актиномицетов. Более заметно разложение целлюлозных полосок наблюдали в солончаках, имевших минимальное содержание солей. Степень их разрушения достигала 1-5 и 5-10% через 1,5 и 4 месяца. Значительно активнее фильтровальная бумага разлагалась на поверхности серо-бурой почвы (СЗЗ у вахтового городка) -через 1,5 месяца степень ее разрушения достигла в среднем 30%, а к 4 месяцу превышала 50%.

Активность азотфиксации и денитрификации. Процессы азотфиксации и денитрификации являются ключевыми при оценке поступления и потерь азота из почв природных экосистем. Соровые солончаки как фоновые (контрольные), так и нефтезагрязненные проявляют очень низкую активность азотфиксации, в сравнении с другими типами почв. Обнаружена высокая вариабельность в интенсивности этого процесса в загрязненных почвах, что связано как с уровнем загрязнения почв, так и содержанием солей. Выявлены образцы со сходной и существенно большей активностью азотфиксации, чем в контроле (табл. 17).

Таблица 17

Потенциальная активность азотфиксации и денитрификации в нсфтезагрязненных

соровых солончаках и насыпных грунтах (2006)

Площадки расположения отбора проб Азотфиксация, (Ю-3) мкг N2/ гчас Денитрификация, мкг N-N20^ час

Соровый солончак в 10 м от ЦНС 0,28 -

Соровый солончак в 10 м от скв. КВ-53 3,08 1,3

Соровый солончак в 10 м от площадки строящейся буровой вышки 0,28 1,4

Соровый солончак в 10 м от скв. N8-8 23,24 1,5

Соровый солончак в 10 м от площадки скважины ШЗ-2 (ЗУ-2) 67,2 1,1

Насыпной грунт в 2 м от ЗУ-З 884,8 4,1

Насыпной грунт в 2 м от скв. N6-8 0,56 1,3

Соровый солончак у скв. N8-14* 2,3

Соровый солончак у скв. N8-53* 0,3

Соровый солончак у скв. N8-632* 3,1

Серо-бурая почва (в СЗЗ в 300 м от шламосборника)* 5,2

Серо-бурая почва (в СЗЗ у вахтового городка)* 6,5

Незагрязненный соровый солончак (СЗЗ в 1000 м от месторождения) 0,22 0,7

Повышение азотфиксирующей активности объясняют тем, что ограничивается доступ кислорода при загрязнении почвы нефтью, и оптимизируются условия для нитрогеназы, а также существованием бактерий, способных фиксировать азот атмосферы при использовании нефтяных углеводородов в качестве единственного источника углеродного питания и энергии (Квасников, Клюшникова, 1982; Исмаилов, 1988).

Активность денитрификации в нефтезагрязненных соровых солончаках в подавляющем большинстве случаев достоверно выше, чем в фоновом контрольном солончаке. В сравнении с серо-бурой почвой и песчаным грунтом технологических площадок интенсивность денитрификации в солончаках, как чистых, так и нефтезагрязненных, значительно ниже, что, вероятно, обусловлено высоким уровнем их засоления.

Итак, микробиологическая характеристика этих почв свидетельствует, о низкой численности копиотрофных и углеводородокисляющих бактерий, и относительно большой плотности популяции олиготрофных бактерий. Эти почвы характеризуются невысокой активностью дыхания, азотфиксации, денитрификации и разложения целлюлозы Установлено повышение количества копиотрофных и нефтеокисляющих бактерий в наиболее загрязненных нефтью почвах, сходным было разнообразие потребляемых субстратов и уровень базального дыхания у микробных сообществ, не происходило заметного изменения пула микробной биомассы, который представлен в основном спорами грибов. Потенциальная активность эмиссии диоксида углерода, азотфиксации и денитрификации возрастает при данном уровне контаминации почв нефтью. При загрязнении нефтью соровых солончаках существенно уменьшается численность и таксономическое разнообразие актиномицетов и грибов. Все это указывает на низкую самоочищающую способность солончаков от нефтяных загрязнений.

Оценка токсичности нефтезагрязненных соровых солончаков, грунтов, нефтешлама и буровых отходов

Биотестирование с семянами кресс-салата Lepidium sativum L. Почвы месторождения содержат повышенное содержание водорастворимых солей и, естественно, должны проявлять солевой токсикоз к растениям. При сульфатном и хлоридном засолении (внесении аммиачной селитры или хлорида калия) он проявляется по отношению к кресс-салату в концентрациях около 1% в почвах (Кураков и др., 1989). Представляло важным определить, изменились ли проявления солевого токсикоза в соровых солончаков при загрязнении нефтью, а также оценить фитотоксичность насыпных грунтов и почв, расположенных в санитарно-защитной зоне. Эта информации имеет ценность при выборе почв и грунтов для рекультивации.

Установлено, что в независимости от содержания нефти прорастание семян тест-растения кресс-салата в соровых солончаках полностью подавлено (табл. 18).

Таблица 18

Фитотоксичность нефтезагрязненных соровых солончаков _(тест-растение кресс-салат)___

Места отбора образцов* Прорастание семян, % Длина проростков, см

3 сут 5 сут 10 сут 3 сут 5 сут

Соровый солончак у скв. N0-2, N3-8, N8-14, N6-53, >ГО-632 0 0 0

Площадка (грунт) скв. N6-8, N8-632, ЦНС, ЗУ-З 0 0 0

Соровый солончак (незагрязненный - СЗЗ, в 1 км от месторождения) 0 0 0

Солончак слабозасоленный (в СЗЗ у площадки отходов бурения) 0 5 30 - 0,5

Серо-бурая почва (в СЗЗ у вахтового городка) 30 75 75 1 5,5

Песчаная почва (в СЗЗ в саксауловой роще) 70 86 86 0,5 2,5

Контроль (водопроводная вода) 95 99 99 2,5 8

* - образцы отобраны в апреле и сентябре 2006 г.

На поверхности почвенных пластинок серо-бурой и песчаной почвы и наименее засоленных образцов солончака (не более 0,6% солей) из санитарно-защитной зоны семена прорастали, но процент прорастания был значительно ниже (на 13-60%), чем в контроле (на бумажном фильтре). Рост проростков кресс-салата в них был также ингибирован, в сравнении с контролем. Главная причина фитотоксичности этих почв не контаминация нефтью (содержание ее в большинстве образцов небольшое - 50-200 мг/кг), а их засоленность (от 0,8-5,5%). Насыпной песчано-суглинисгый грунт, который использовался для строительства площадок для буровых и другого технологического оборудования месторождения, также обладал высокой фитотоксичностью. Она выявлена и в образцах грунта с низким содержанием нефти, т.е. также была связана с их засоленностью. Полученные данные свидетельствуют о возможности использования этого грунта только для технической рекультивации, подсыпки вместо удаленной загрязненной почвы. Биотестирование на солетолераитных рачках Artemia salina L. Биотестирование показало, что нефтешлам и буровые отходы представляют собой отходы 3-го класса опасности (табл. 19).

Таблица 19

Определение класса опасности соровых солончаков, грунтов и отходов _нефтедобычи при помощи тест-объектов Artemia salina L.__

Вариант* Разведение Количество погибших особей,% Класс опасности

N3-632 (соровый солончак) 1:1 56,7

1:100 0 4

1:1000 0

1:10000 0

Нефтешлам 1:1 96,7

1:100 93,3 3

1:1000 0

1:10000 0

Отходы бурения 1:1 100

1:100 100 3

1:1000 0

1:10000 0

N13-8 (соровый солончак) 1:1 0 5**

N8-8 (насыпной грунт) 1:1 0 5

Незагрязненный соровый солончак (СЗЗ) 1:1 0 5

* - образцы отобраны в сентябре 2006 г.; ** - 5 класс опасности - образец не токсичен.

Образцы соровых солончаков и грунта, отобранных в санитарно-защитной зоне и у действующих скважин (NB-8) без видимых признаков загрязнения нефтью (220 мг/кг) не были токсичными для Artemia salina L (5 класс опасности). Вместе с тем, образцы с участка сорового солончака, расположенного рядом со скважины NB-632, также с невысоким содержанием углеводородов нефти (100 мг/кг) и сходным с солончаком у NB-8 уровнем контаминации тяжелых металлов, имели 4-ый класса опасности. То есть, даже при контроле широкого круга токсичных соединений необходимо биотестирование почв месторождений.

выводы

1.Впервые проведен мониторинг содержания углеводородов нефти и тяжелых металлов в соровых солончаках и грунтах с первых лет разработки газо-нефтяного месторождения, расположенного в пустынной зоне Западного Казахстана.

2. За период мониторинга с 1998 по 2006 гт. концентрация нефти в соровом солончаке и насыпных песчано-суглинистых грунтах площадок с оборудованием, которые не имели визуально видимых признаков загрязнения, не превышала ПДК -1000 мг/кг. Загрязнение почв нефтью произошло в период начала активного бурения и добычи нефти (в 2000-2003 гг.). Содержание углеводородов увеличилось по сравнению с фоновым в 5-10 крат, до 200-600 мг/кг почвы/грунта. Согласно более жестким нормативам (ПДК для городов 300 мг/кг) в 2003 г в грунтах некоторых площадок и солончаках произошло превышение допустимой концентрации нефти. В последующие годы (2004-2006 гг.) наблюдали снижение содержания углеводородов нефти в почвах и грунтах. Уже с 2001 г. констатируется высокий (превышающий ПДК) уровень контаминации грунтовых вод углеводородами нефти, фенолами и синтетическими поверхностно-активными веществами, что указывает на их быструю миграцию из почв.

3. На месторождении периодически выявляются участки с высоким содержанием нефти в почвах/грунтах, что служит основанием для проведения на них технической рекультивации. Пять таких мест обнаружено нами при последнем обследовании территории месторождения (в сентябре 2006 г.).

4. Мониторинг суровых солончаков и грунтов технологических площадок месторождения свидетельствует, что с 1998 по 2005-2006 гг. в них возросло содержание свинца, меди, цинка, кобальта, кадмия, ванадия и никеля - в 1,5-3 раза, мышьяка в 2,5-5 раз. Концентрация цинка и свинца во многих почвах и насыпных фунтах в настоящее время сопоставима с уровнем ПДК для песчаных почв, для меди и ванадия она в 1,5-4 раза ниже ПДК. Наиболее опасного уровня (превышение ПДК) загрязнение почв и грунтов достигло никелем и мышьяком.

5. Соровые солончаки характеризуются нейтральным и щелочным рН (6,9-9,7) и высоким содержанием водорастворимых солей (0,8-6,0%). В результате загрязнения солончаков и насыпных грунтов нефтью в них возросло содержание общего углерода, азота и подвижного фосфора. Валовое содержание серы и калия в большинстве случаев достоверно не изменилось.

6. Впервые дана комплексная микробиологическая характеристика соровых солончаков. В этих почвах низкая численность копиотрофных и углеводородокисляющих бактерий, актиномицетов, грибов и фототрофиых микроорганизмов при относительно большой плотности популяции олиготрофных бактерий. Подавляющая часть (>90%) микробной биомассы в солончаках представлена покоящимися структурами грибов (спорами). Суровые солончаки и грунты характеризуются крайне невысокой активностью дыхания, азотфиксации, денитрификации и разложения целлюлозы. Установлено повышение количества копиотрофных и углеводородокисляющих бактерий и падение численности и таксономического разнообразия актиномицетов и микроскопических грибов при загрязнении почв нефтью. Потенциальная активность эмиссии диоксида углерода, азотфиксации и денитрификации возрастала в нефтезагрязненных солончаках и грунтах (при содержании нефти 100-600 мг/кг). При исследованном уровне загрязнения (около 200 мг/кг) микробные сообщества почв имели близкие

интегральные показатели разнообразия потребляемых субстратов и базального дыхания.

7. Прорастание семян тест-растения Lepidium sativum L. в соровых солончаках и насыпных грунтах вне зависимости от содержания нефти подавлено, причиной чему является солевой токсикоз почв. Биотестирование с использованием Artemia salina L. показало, что буровые отходы и нефтешлам представляют отходы 3-го класса опасности. Подавляющее большинство образцов соровых солончаков и грунта, отобранных в санитарно-защитной зоне и у действующих скважин, не были токсичными для данного тест-организма. Однако обнаружены участки земель 4-го класса опасности, что указывает на необходимость биотестирования почв газонефтяного месторождения.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Тыныбаева Т.Г. Микробиологический мониторинг нефтезагрязненных почв Казахстана // Экологическая токсикология: Мониторинг и биологическая реабилитация загрязненных нефтью и нефтепродуктами территорий. Научно-практическое совещание. Астрахань, 30 сентября 2002, М.: МАКС Пресс, 2002, с.35.

2.Тыныбаева Т.Г, Терехов A.C., Колотилова H.H. Характеристика микробных сообществ почв полуострова Бузачи // Материалы всероссийской конференции «Биоразнообразие и функционирование микробных сообществ водных и наземных систем Центральной Азии», г.Улан-Удэ, 21-29 июля 2003 г. с.204.

3.Тыныбаева Т.Г., Дзержинская И.С. Особенности техногенных ландшафтов газонефтяного месторождения Северные Бузачи // Международная научно-практическая конференция «Проблемы и перспективы реабилитации техногенных экосистем», Астрахань, 2004. М.: МАКС Пресс, 20 - 24 сентября 2004, с.139.

4. Тыныбаева Т.Г., Кураков A.B. Химические и микробиологические свойства загрязненных нефтью соровых солончаков месторождения Северные Бузачи //Доклады Московского общества испытателей природы (МОИП), 2006, т.39, С.166-172.

5. Тыныбаева Т.Г., Кураков A.B. Мониторинг загрязнения соровых солончаков и насыпных грунтов нефтяными углеводородами на месторождении Северные Бузачи (Казахстан) // Доклады по экологическому почвоведению. 2006. Вып. 3. с.

6. Кураков A.B., Тыныбаева Т.Г'. Мониторинг загрязнения почв и насыпных грунтов площадок с оборудованием на газо-нефтяпом месторождении Северные Бузачи (Казахстан) // Доклады Московского общества испытателей природы (МОИП), 2007, т.40, с.50-60.

7. Тыныбаева Т.Г., Ибатуллина И.З., Кураков A.B. Биотестирование токсичности соровых солончаков, насыпных грунтов и отходов на газо-нефтяпом месторождении Северные Бузачи (Казахстан) // Международная научная конференция «Современные проблемы загрязнения почв». Сборник тезисов. М.: МГУ. 2007 (сдана в печать).

8. Кураков A.B., Тыныбаева Т.Г. Мониторинг загрязнения тяжелыми металлами и мышьяком соровых солончаков и насыпных грунтоп площадок с оборудованием на газо-нефтяном месторождении Северные Бузачи (Казахстан) // Вестник МГУ, сер. почвоведение, 2006, (сдана в печать)

9.Тыныбаева Т.Г., Костина Н.В., Терехов A.M., Кураков A.B. Микробиологическая активность и токсичность нефтезагрязненных соровых солончаков и грунтов площадок с оборудованием на месторождении Северные Бузачи (Казахстан). Почвоведение, 2006, (сдана в печать).

Подписано в печать 17.11.2006 Формат 60x88 1/16. Объем 1.75 и.л. Тираж 100 экз. Заказ № 554 Отпечатано в ООО «Соцветие красок» 119992 г.Москва, Ленинские горы, д.1 Главное здание МГУ, к. А-102

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Тыныбаева, Татьяна Габбасовна

Введение.

Обзор литературы

Глава 1. Источники и риски загрязнения почв на нефтяных месторождениях.

1.1. Масштабы загрязнению почв нефтью.

1.2. Источники и риски загрязнения почв при нефтедобычи.

Глава 2. Миграция нефти в почвах и модификация их физико-химических свойств.

2.1. Миграция нефти в почвах.

2.2. Модификация физико-химических свойств почв при загрязнении нефтью.

Глава 3. Влияние нефти и нефтепродуктов на биоту, микробиологические процессы в почвах и растения.

3.1. Действие углеводородов нефти на бактерии и грибы в почвах.

3.2. Влияние нефтяного загрязнения почвы на фототрофные организмы (цианобактерии и водоросли).

3.3. Влияние нефти на эмиссию диоксида углерода из почв.

3.4. Влияние нефтяного загрязнения на микробную трансформацию азота в почвах.

3.5. Влияние загрязнения почв нефтью на растения.

Глава 4. Подходы для характеристики и биоиндикации нефтезагрязненных почв.

4.1. Разработка нормативов допустимого уровня загрязнения почв нефтью.

4.2. Характеристика химических свойств нефтезагрязненных почв.

4.3. Биоиндикация и биотестирование загрязнения почв нефтью и нефтепродуктами.

4.4. Проведение оценки воздействия на окружающую среду

ОВОС) на нефтепромыслах.

Экспериментальная часть

Глава 5. Объекты и методы исследования.

5.1. Характеристика региона.

5.2. Источники загрязнения и мониторинг состояния окружающей среды на газо-нефтяном месторождении Северные Бузачи.

5.3. Объекты исследования.

5.4. Методы исследования.

Результаты и обсуждение

Глава 6. Мониторинг загрязнения углеводородами нефти соровых солончаков и песчаного грунта площадок с оборудованием.

Глава 7. Мониторинг загрязнения тяжелыми металлами соровых солончаков и насыпных грунтов площадок с оборудованием.

Глава 8. Характеристика физико-химических и биологических свойств соровых солончаков и насыпных грунтов площадок с оборудованием.

8.1. Физико-химические свойства нефтезагрязненных соровых солончаков и насыпных грунтов.

8.2. Микробиологическая характеристика нефтезагрязненных соровых солончаков и насыпных грунтов.

8.3. Оценка токсичности нефтезагрязненных соровых солончаков, грунтов, нефтешлама и буровых отходов.

Выводы.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Мониторинг загрязнения почв на газо-нефтяном месторождении Северные Бузачи (Казахстан)"

Актуальность проблемы. В настоящее время ни один из нефтяных промыслов не относится к "безотходным" производствам. При современном уровне технологий от 1.0 до 16,5% нефти и продуктов ее переработки теряется при добыче, переработке и транспортировке. Мировые потери сырой и товарной (обессоленной) нефти составляют п'107 т/год, из них 20% приходится на Мировой океан, остальные - на почвы и пресные воды (Клименко, 1987).

Контаминация почв нефтью - особый вид загрязнения, который приводит к глубокому изменению всех основных характеристик почвы -морфологических, физических, химических и биологических свойств. Это обусловливает потерю почвами плодородия и отторжению их из сельскохозяйственного землепользования, загрязнению углеводородами нефти и сопутствующими токсическими веществами сопредельных сред и негативному воздействию на живые организмы. Причины этого феномена связаны со сложным составом нефти, часто ее «залповым» поступлением в почвы, высокой подвижностью, способностью циркулировать между различными компонентами экосистем (включая биоту) и персистентностыо.

Месторождение располагается в депрессии Прикаспийской низменности (Большом соре), на территории которого распространены солончаки соровые и типичные. Засоленность почв, близкое залегание грунтовых вод и экстремальные климатические условия и ряд других причин определяют высокую коррозионную опасность окружающей среды на нефтепромысле и сложность проведения мероприятий по рекультивации почв. Все это указывает, что контроль загрязнения почв и оценки изменений их химических и биологических свойств жизненно необходимо для работы месторождения.

1) Мониторинг содержания углеводородов нефти в почвах на начальном этапе нефтедобычи (1998-2006 гг);

2) Мониторинг содержания тяжелых металлов в почвах в первые годы нефтедобычи;

Научная новизна. Впервые проведен мониторинг содержания углеводородов нефти и тяжелых металлов в соровых солончаках и насыпных грунтах площадок с оборудованием первых лет нефтедобычи на газонефтяном месторождении в Западном Казахстане. Впервые изучены химические и микробиологические свойства нефтезагрязненных соровых солончаков: определены запасы основных биогенных элементов, численность разных групп микроорганизмов, биомасса бактерий и грибов, активность дыхания, азотфиксации, денитрификации и разложения целлюлозы. Установлено, что соровые солончаки и грунты характеризуются низкой активностью микробиологических процессов, невысокой интенсивностью утилизации вносимых субстратов и численностью бактерий (включая углеводородокисляющих), преобладанием в микробном пуле спор, а не мицелия грибов. Показано, что в нефтезагрязненных (100-600 мг углеводородов/кг) солончаках и грунтах повысилось количество когшотрофных и углеводородокисляющих бактерий, упала численность актиномицетов, таксономического разнообразия стрептомицетов, микроскопических грибов, достоверно не изменилось базальное дыхание и разнообразие потребляемых субстратов микробными сообществами. При таком уровне контаминации нефтью в почвах возросло содержание общего углерода, азота и подвижного фосфора, и - потенциальная скорость эмиссии диоксида углерода, азотфиксации и денитрификации. Практическая значимость. Дана оценка загрязнения углеводородами нефти, тяжелыми металлами (Zn, Cd, Pb, Со, Ni, V, Си) и мышьяком соровых солончаков и насыпных грунтов на территории месторождения. Наиболее высокий уровень загрязнения почв, превышающий ПДК или близкий к нему, выявлен для мышьяка, никеля, свинца и цинка.

Подавляющее большинство анализов свидетельствует об уровне контаминации почв нефтью ниже, чем ПДК. Однако необходимо помнить, что ситуация осложняется близким залеганием грунтовых вод в этом регионе, низкой нефтеемкостью и самоочищающей способностью этих почв. В ходе мониторинга периодически (2003 г, 2006 г) выявляли участки нефтепромысла с повышенным содержанием нефти, что являлось основанием для принятия решения по их технической рекультивации.

Благодарность.

Автор выражает благодарность президенту Казахстана Назарбаева Н. А., которым была создана программа поддержки научной деятельности молодых специалистов. Благодаря ей был пройден тернистый путь по подготовке данной диссертации.

Автор выражает благодарность за моральную и финансовую поддержку, а также поднятие боевого духа генерального директора АО «КазНИПИмунайгаз» Дорофеева В.И. и главного экономиста Гогатишвили Г.А., которые с пониманием отнеслись к работе автора.

Благодарность профессорам Астраханского государственного технического университета Юрченко Вере Витальевне и Дзержинской Ирине Станиславовне, а также к.б.н. МГУ им. Ломоносова Колотиловой Н.Н. за помощь в идентификации цианобактерий и ценные советы при проведении микробиологических посевов.

Особую благодарность автор выражает сотрудникам компании «Бузачи Оперейтинг Инк.» - Калашниковой Татьяне, Тулешевой Дане и Артемовой Софии - за ценные консультации и непосредственное участие в отборе проб почвы и нефти на месторождении Северные Бузачи, а также моральную поддержку и понимание и их непосредственного начальника менеджера отдела ТБ, 03 и ОС - Гаврилова Романа Александровича.

За помощь в организаторских вопросах, советы и поддержку автор благодарит д.б.н., профессора - Садчикова А.П.

За неоценимую помощь в проведении микробиологических и физико-химических анализов, за неоценимые советы и помощь в написании работы автор выражает благодарность главному человеку, без которого данная работа не могла бы быть полностью законченной - д.б.н., профессору и руководителю Куракову А.В.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ Глава 1. Источники и риски загрязнения почв на нефтяных

Заключение Диссертация по теме "Экология", Тыныбаева, Татьяна Габбасовна

выводы

1. Впервые проведен мониторинг содержания углеводородов нефти и тяжелых металлов в соровых солончаках и грунтах с первых лет разработки газо-нефтяного месторождения, расположенного в пустынной зоне Западного Казахстана.

2. За период мониторинга с 1998 по 2006 гг. концентрация нефти в соровом солончаке и насыпных песчано-суглинистых грунтах площадок с оборудованием, которые не имели визуально видимых признаков загрязнения, не превышала ПДК - 1000 мг/кг. Загрязнение почв нефтью произошло в период начала активного бурения и добычи нефти (в 2000-2003 гг.). Содержание углеводородов увеличилось по сравнению с фоновым в 510 крат, до 200-600 мг/кг почвы/грунта. Согласно более жестким нормативам (ПДК для городов 300 мг/кг) в 2003 г в грунтах некоторых площадок и солончаках произошло превышение допустимой концентрации нефти. В последующие годы (2004-2006 гг.) наблюдали снижение содержания углеводородов нефти в почвах и грунтах. Уже с 2001 г. констатируется высокий (превышающий ПДК) уровень контаминации грунтовых вод углеводородами нефти, фенолами и синтетическими поверхностно-активными веществами, что указывает на их быструю миграцию из почв.

4. Мониторинг суровых солончаков и грунтов технологических площадок месторождения свидетельствует, что с 1998 по 2005-2006 гг. в них возросло содержание свинца, меди, цинка, кобальта, кадмия, ванадия и никеля - в 1,5-3 раза, мышьяка в 2,5-5 раз. Концентрация цинка и свинца во многих почвах и насыпных грунтах в настоящее время сопоставима с уровнем ПДК для песчаных почв, для меди и ванадия она в 1,5-4 раза ниже ПДК. Наиболее опасного уровня (превышение ПДК) загрязнение почв и грунтов достигло никелем и мышьяком.

5. Соровые солончаки характеризуются нейтральным и щелочным рН (6,99,7) и высоким содержанием водорастворимых солей (0,8-6,0%). В результате загрязнения солончаков и насыпных грунтов нефтью в них возросло содержание общего углерода, азота и подвижного фосфора. Валовое содержание серы и калия в большинстве случаев достоверно не изменилось.

6. Впервые дана комплексная микробиологическая характеристика соровых солончаков. В этих почвах низкая численность копиотрофных и углеводородокисляющих бактерий, актиномицетов, грибов и фототрофных микроорганизмов при относительно большой плотности популяции олиготрофных бактерий. Подавляющая часть (>90%) микробной биомассы в солончаках представлена покоящимися структурами грибов (спорами). Суровые солончаки и грунты характеризуются крайне невысокой активностью дыхания, азотфиксации, денитрификации и разложения целлюлозы. Установлено повышение количества копиотрофных и углеводородокисляющих бактерий и падение численности и таксономического разнообразия актиномицетов и микроскопических грибов при загрязнении почв нефтью. Потенциальная активность эмиссии диоксида углерода, азотфиксации и денитрификации возрастала в нефтезагрязненных солончаках и грунтах (при содержании нефти 100-600 мг/кг). При исследованном уровне загрязнения (около 200 мг/кг) микробные сообщества почв имели близкие интегральные показатели разнообразия потребляемых субстратов и базального дыхания.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Тыныбаева, Татьяна Габбасовна, Москва

1. Абиева Л.К. Экологическое состояние почвенного покрова территории нефтегазовых промыслов Восточного Прикаспия// Нефть и газ, изд. Галым, №2,2004

2. Алексеева Т.П., Бурмистрова Т.Н., Терещенко Н.Н., Стахина Л.Д., Панова И.И. Перспективы использования торфа для очистки нефтезагрязненных почв //Биотехнология. 2000. №1. с.58-64.

3. Алиев С.А., Гаджиев Д.А. Влияние загрязнения нефтяным органическим веществом на активность биологических процессов почв //Изв. АН. АзССР. -Сер. биол. наук. -1977. -№2. с. 46-49.

4. Андерсон Р.К., Мукатанов А.Х., Бойко Т.Ф. Экологические последствия загрязнения почв нефтью // Экология, 1980, №6. -с.21-25

5. Артемьева Т.И., Штина Э.А. Экологические последствия загрязнения почв нефтью//Бактериальный фильтр Земли. Пермь, 1985. т.1.с.28-29

6. Ахмедова В.А., Кахраманова Т.Б., Бахшиева Ч.Т. Загрязнение почв нефтью, экология и методы рекультивации// Современные проблемы загрязнения почв. Межд.научная конф-я. Москва. 2004. с.295

7. Билай В.И., Коваль Э.З. Рост грибов на углеводородах нефти. Киев: Наукова думка, 1980, -с.254

8. Бондаренко Л.А., Думова И.И., Мкртчан Г.М. Имитационное моделирование экологического воздействия нефтедобычи на природную среду // Анализирование и планирование топливно-энергетического комплекса Сибири. Новосибирск. 1988. С. 130-149.

9. Боровский В.М., Джамалбеков Е.У., Файзуллина А.Х., Молдабеков A.M., Усачев А.Г., Туркова Т.П. Почвы полуострова Мангышлак. Изд-во «Наука», Алма-Ата, 1974.

10. Ю.Бусыгин Е.А. Влияние концентрации нефти на активную альгофлору отражающую состояние почвы. Микроорганизмы в сельском хоз. Тез. докл. 3 Всес. науч. конф., Москва, 23-25 декабря, 1986//-М.: Изд-во МГУ,-1986, -с. 124-125.

11. Гайнутдинов М.З. и др. Рекультивация нефтезагрязненных земель лесостепной зоны Татарии // Восстановление нефтезагрязненных почвенных экосистем. М.: Наука, 1988. с.177-197

12. Васильева-Кралина И.И. Альгология. Изд.: Якутск, 1999. -с.57-58

13. Воропаева О.Г, Бублева И.М., Тюленева С.В. Изучение влияния фенола и метанола на развитие зеленых водорослей. Деп. в ВИНИТИ, Ярославль, №1009-86, 1986. с.3-27

14. Гапочка Л.Д. Об адаптации водорослей. М.: Изд-во МГУ, 1981

15. Герасимова М.И., Строганова М.Н., Можарова Н.В., Прокофьева Е.В. Антропогенные почвы (генезис, география, рекультивация). Учебное пособие. Под редакцией академика РАН Г.В.Добровольского. Смоленск: Ойкумена. 2003. с.268

16. Гилязов М.Ю. Изменение некоторых агрохимических свойств выщелоченного чернозема при загрязнении его нефтью // Агрохимия.-1980. -Т. 12. с. 72-75.

17. Гиляров М.С. Зоологический метод диагностики почв. М.: Наука, 1965. с. 278

18. Гиляров М.С. Методы почвенно-зоологических исследований. М.: Наука. 1975. с.279

19. Глазовская М.А. Геохимия природных и техногенных ладшафтов СССР. М.: Высшая школа. 1988.

20. ГН 2.1.7.020-94 "Перечню предельно допустимых концентраций (ПДК) и ориентировочно допустимых количеств (ОДК) химических веществ в почве"

21. Горленко В. Г., Кожевин П. А. Дифференциация почвенных микробных сообществ с помощью мультисубстратного тестирования/ Микробиология 63, №2. 1994.С. 289-293

22. ГОСТ 17.4.4.02-84 "Охрана природы. Почвы. Методы отбора и подготовки проб почвы для химического, бактериологического и гельминтологического анализа".

23. ГОСТ 17.4.3.06-86 "Охрана природы. Почвы. Общие требования к классификации почв по влиянию на них химических загрязняющих веществ"

24. Гузев В. С., Левин В. С. /Действие тяжелых металлов на микробную систему почв. Микроорганизмы как компонент биогеоценоза (под. ред. Е.Н.Мишустин)//Алма-Ата: Изд. Каз.ГУ, 1982. с. 91-92.

25. Гузев B.C., Левин С.В., Селецкий Г.И. и др. Роль почвенной микробиоты в рекультивации нефтезагрязненных почв. Микроорганизмы и охрана почв (под ред. Д.Г.Звягинцева)//М.: Изд-во МГУ,-1989, -С. 129-150.

26. Гусева К.А. Влияние нефтепродуктов на развитие планктонных водорослей в пресноводных водоемах. В кн. Антропогенные факторы жизни водоемов, АНСССР, ин-т биол.внутр.вод, труды, вып.30, изд. «Наука», Л,1975. с.127-130

27. Демиденко А.Я., Демурджан В.М. Пути восстановления плодородия нефтезагрязненных почв черноземной зоны Украины./ Восстановление нефтезагрязненных почвенных экосистем, изд. Наука, 1988, -с. 197-206

28. Другов Ю.С., Родин А.А. Экологические анализы при разливах нефти и нефтепродуктов. Практическое руководство. Санкт-Петербург: Анатомия. 2000. с. 16-156

29. Ельшина Т.А. Почвенные водоросли как индикаторы некоторых видов техногенного загрязнения почвы: (На примере загрязнений, связанных с нефтедобычей): Автореф.дис. . канд. биол. Наук. Л., 1986. с.16

30. Жузе Т.П. Миграция углеводородов в осадочных породах. М.: Недра, 1986. с. 186

31. ЗЬЗаварзин Г.А. Микробиологические процессы и цикл углерода в природе // Теоретические основы и опыт экологического мониторинга. М.: Наука, 1983. с.110-117

32. Захаров А.И. Виды и масштабы воздействия нефтедобывающей промышленности на леса Среднего Приобья // Экология нефтегазового комплекса. Вып.1, ч.2. М. 1989. с.28-32.

33. ЗЗ.Зимонина Н.М. Почвенные водоросли нефтезагрязненных земель. Киров, 1998.171 с.

34. Инструкция по Оценке воздействия намечаемой хозяйственной деятельности на окружающую среду (ОВОС) и экологическому сопровождению проектов ЗАО «КАПЭ» Кокшетау. 2001г.

35. Зб.Исмаилов Н.М. Микробиологическая и ферментативная активность нефтезагрязненных почв // Восстановление нефтезагрязненных почвенных экосистем. М. 1988

36. Кабиров P.P., Минибаев Р.Г. Влияние нефти на почвенные водоросли // Почвоведение, 1982, №1. с.86-91

37. Кабиров P.P. Альгофлора почв, загрязненных при нефтедобыче // Проблемы изучения, охраны и рационального использования природных ресурсов Башкирии: (Тез. докл. Респ. совещ.). Уфа, 1984, ч.1. с.55-56

38. Калачникова И.Г., Колесникова Н.М. /Динамика микробных популяций в дерново-подзолистой почве при воздействии нефтяного загрязнения. Биодинам, почв. 3 Всес. симп., Харку, 25-27 окт., 1988. Тез. докл.// -Таллин -1988, с. 83

39. Квасников Е.И., Щелокова И.Ф., Масумян В.Я. Дрожжевая микрофлора почв, содержащих нефть западноукраинских месторождений // Микробиология. 1967. Т. 36. №6. с. 1077-1081.

40. Квасников Е.И., Клюшникова Т.М. /Микроорганизмы-деструкторы нефти в водных бассейнах// Киев: Наукова Думка,-1981,-132 С.

41. Квасников E.JI., Клюшникова Т.М. Трансформация углеводородов нефти в биосфере // Тезизы докл. республ. конф. 17-21 мая 1982, Чернигов, "Структура и функции микробных сообществ почв с различной антропогенной нагрузкой". Киев: Наукова Думка, с.5-8

42. Киреева Н.А., В.В.Водопьянов, Мифтахова A.M. Биологическая активность нефтезагрязненных почв // Уфа, изд-во "Гилем", 2001. с 376

43. Киреева Н.А., Хазиев Ф.Х, Кузяхметов Г.Г Роль микроорганизмов в самоочищении нефтезагрязненных почв // Микроорганизмы как компонент биогеоценоза. Алма-Ата, 1982а. с.216-217

44. Киреева Н.А., Галимзянова Н.Ф., А.М.Мифтахова, В.В.Водопьянов. Фитотоксичность антропогенно-загрязненных почв. Уфа. Гилем. 2003. с.266

45. Клименко И.А. Охрана окружающей среды при разведке и освоении нефтяных месторождений. Обзор ВНИИ экономики минерального сырья и геологоразведочных работ. М.:ВИЭМС, 1987. с.53

46. Клименко И.А. Комплексное освоение ресурсов нефтяных месторожденией. Москва. Недра. 1991. с.45-80

47. Коваль Э.З., Редчиц Т.И. /Микрофлора почв, заливаемых нефтепродуктами. Систематика, экология и физиология почвенных грибов // Киев: Наукова Думка, -1975, с. 64-65.

48. Козловский С.А., Наумов А.В., Цой Т.В. /Выделение и характеристика штаммов микроорганизмов, утилизирующих фенол //Химия и технол. воды. -1993. -15. -№ 5. с. 383-389.

49. Коронелли Т.В. Принципы и методы интенсификации биологического разрушения углеводородов в окружающей среде // Прикладная биохимия и микробиология. 1996. Т. 32, № 6. с. 579-585.

50. Кравченко М.Е., Тапочка Л.Д. Влияние нефти и нефтепродуктов на некоторые сине-зеленые водоросли. Изв. АН ТССР. Сер.биол.наук, 1977, №2. -с.52-56

51. Кубанская З.В. Солянковые пустыни Казахстана. Алма-Ата, 1980. С.-207

52. Кузяхметов Г.Г., Минибаев Р.Г., Гимаев Р.Н. Биологический мониторинг нефтяных загрязнений и экологические проблемы рекультивации загрязненных земель // Мониторинг нефти и нефтепродуктов в окружающей среде. Уфа, 1985. с.62-65

53. Кураков А.В., Гузев B.C., Степанов A.JL, Коновалова О.Е. и др. /Минеральные удобрения как фактор антропогенного воздействия на почвенную микрофлору. Микроорганизмы и охрана почв (под ред. Д.Г. Звягинцева)//-М.: Изд-во МГУ, -1989. с. 151-162.

54. Кураков А.В, Ильинский В.В., Котелевцев С.В., Садчиков А.П. Биоиндикация и реабилитация экосистем при нефтяных загрязнениях. Москва, 2006. с.85-89

55. Лебедева Е.В., Каневская И.Г., Трилестник Г.И. Влияние нефтехимического загрязнения на микромицеты почвы// Вест.ЛГУ. Сер.3.№4. 1988. с. 31-35

56. Левин С.В., Гузев B.C., Асеева И.В. и др. /Тяжелые металлы как фактор антропогенного воздействия на почвенную микробиоту. Микроорганизмы и охрана почв (под ред. Д.Г.Звягинцева)//-М.: Изд-во МГУ. 1989.

57. Лукина Г.А. Действие фенола на фотосинтез и дыхание хлореллы. Тр. ин-та биологии внутр. Вод. Т. 19, №22.1970. с.87-89

58. Методические указания МУ 2.1.7.730-99 "Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест" (утв. Главным государственным санитарным врачом РФ 7.февраля 1999 г). Дата введения 5 апреля 1999 г.

59. Методы почвенной микробиологии и биохимии. Под ред. Д.Г. Звягинцева. М.: Изд-во МГУ. 1991. с. 47-58.

60. Мукатанов Ф.Х., Ривкин П.Р. Влияние нефти на свойства почв // Нефт. хоз. 1980. №4. С. 53-54

61. Неганова Л.Б, Шилова И.И., Штина З.А. Альгофлора техногенных песков нефтегазодобывающих районов Среднего Приобья и влияние на нее нефтяного загрязнения//Экология. 1978, №3. с.29-35

62. Экологический аудит месторождения Северные Бузачи, Актау, Радиан Интернешнл, 1999

63. ОВОС 2 стадии обустройства при опытно-промышленной разработки месторождения Северные Бузачи, Актау, 2000 г.

64. ОВОС проекта технологической схемы разработки месторождения Северные Бузачи, Актау, 2002 г

65. Отчет по экологическому мониторингу на территории Компании «Texaco North Buzachi, 1пс» согласно договору № TNBI -723 от 11.03.2001г. за IV квартал 2001 года.

66. Отчет о результатах мониторинга на объектах месторождения «Северные Бузачи» за 3 квартал 2004 г.72.0тчет о результатах мониторинга на объектах месторождения «Северные Бузачи» за 2 квартал 2005 г

67. Паников Н. С., Садовникова Л.К., Фридланд Е.В., Неспецифические соединения почвенного гумуса. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1984. с. 144

68. Патова Е., http://ib.ksc.komi.rU/t/ru/ir/vt/02-58/08.html

69. Перечень предельно допустимых концентраций (ПДК) и ориентировочно допустимых количеств (ОДК) химических веществ в почве №6229-91. Утв.МЗ СССР 19.11.91.

70. Пиковский Ю.И. / Трансформация техногенных потоков нефти в почвенных экосистемах. Восстановление нефтезагрязненных почвенных экосистем (под ред. М.А.Глазовской)//М.: Наука,-1988. с. 7-22.

71. Пиковский Ю.И./ Природные и техногенные потоки углеводородов в окружающей среде// М.: Изд-во МГУ,- 1993. с.208

72. Покаржевский А.Д. Экотоксикология почвенных организмов // Современные проблемы загрязнения почв. Межд.научная конф-я. Москва. 2004. с.257

73. Практикум по агрохимии под ред.Минеева В.Г./Изд-во Московского Университета. 2001. с. 59-191

74. Практикум по микробиологии под ред.Нетрусова А.И. Москва, изд-во «Академия», 2005

75. Протокол результатов измерений проб почвы на территории месторождения Северные Бузачи проведенных аттестованной лабораторией ТОО «Тандем» согласно Договору №TNBI 489 от 24 июля 2000г.

76. Раздел Охрана окружающей среды к проекту «Фаза 2. Обустройство м/р Северные Бузачи при опытно- промышленной эксплуатации. Ступень 4. Модернизация. Дополнение», ТОО «НИПИ Caspian Engineering & Research», Актау. 2005

77. Рачевский Б.С. Охрана окружающей среды при транспорте и хранении жидких углеводородов. М.: ЦНИИТЗнефтехим, 1980. с. 61

78. Реймерс Н.Ф. /Природопользование: Словарь-справочник //М.: Мысль, -1990. с.637

79. Розанова Е.П. /Использование углеводородов микроорганизмами //Успехи микробиологии, №4. 1967. с. 61.

80. Рыбак В.К., Овчарова Е.П., Коваль Э.З. Микрофлора почвы, загрязненной нефтью. // Микробиология, 1984. с. 29-32

81. Рыбальский Н.Г., Лях С.Д. Экобиологический потенциал консорциумов микроорганизмов, М, 1990

82. Савкина Т., Боярский 3. Стынц 3. Повреждения почвы, вызванные загрязнением нефтью // Мат. Всес. науч.-тех. конф. "Проблемы разраб. автом. сист. набл. контр, и оценки сост. окр. среды", Казань,1970. с.141-143.

83. Самосова С.М., Артемьева Т.И. / Реакция почвенных животных и микроорганизмов на загрязнение нефтью и пластовыми водами. Проблемы почвенной зоологии// -Минск: Наука и техника, -1978. с. 207-208.

84. Самосова С.М., Фильченкова В.И., Кипрова Р.Р и др. /Микрофлора черноземных почв и ее активность при загрязнении нефтью //Деп. в ВИНИТИ 15.11.83, №6073-83.

85. Самосова С.М., Мигибаев В.Г., Артемьева Т.И./ Влияние засоления почвы нефтепромысловыми сточными водами на свойства почвы и ее биологическую активность. Мат. II симп. "Биодинамика почв. Сезонная динамика почвенных процессов"//-Таллин. -1979. с. 183185.

86. Сафронова ИИ Карта растительности Мангышлака // Геоботаническое картографирование 1986. Я, 1986. с.41-55

87. Сафронова ИИ Растительность Мангышлака // Боган. журнал. 1991 а,б Т.76, №2, №9. с205-216,50-62

88. Сборник нормативных материалов по охране окружающей среды «Охрана почвы. Санитарные нормы предельно допустимого содержания вредных веществ». Минск, 1990 г.

89. Солнцева Н.П. /Общие закономерности трансформации почв в районах добычи нефти (формы проявления, основные процессы, модели). Восстановление нефтезагрязненных почвенных экосистем (под ред. М.А. Глазовской.)М.:Наука, -1988. с. 23-42.

90. Солнцева Н.П. Добыча нефти и геохимия ландшафтов. М.: Изд-во МГУ. 1998. с.376

91. Соромотин А.В. Мезофауна нефтезагрязненных почв Среднего Приобья. Екатеринбург. УрО РАН. 2000. с.94

92. Сыдыков Ж.С., Голубцов В.В., Куандыков Б.М. Каспийское море и его прибрежная зона (природные условия и экологическое состояние). Изд-во «Олке». Алматы, 1995

93. Тентюков М.П. Изменеие ландшафтно-геохимической структуры под влиянием геологоразведочных работ.//Влияние геологоразведочных работ на природную среду Большеземельской тундры. Сыктывкар, 1988. с. 12-28

94. Теппер Е.З., Шильникова В.К., Переверзева Г.И. Практикум по микробиологии. Изд-во «Дрофа», Москва, 2004

95. Таусон В.О. О бактериальном окислении нефтей. / Нефтяное хозяйство, №2,1928. с. 220.

96. Трофимов С.Я., Розанова М.С. Изменение свойств почв под влиянием нефтяного загрязнения //Деградация и охрана почв (ред.Г.В.Добровольский), М.: МГУ. с.359-373.

97. Фаизов К.Ш., Асанбаев И.К., Файзуллина А.Х., Бекболатов С.Ж. Экология почв нефтедобывающих регионов Западного Казахстана// Нефть и газ изд. Галым, 1992. с.55-59

98. Фаизов К.Ш. «Почвы пустынной зоны Казахстана», Алма-Аты, 1983 г.

99. Фомченков В.М., Холоденко В.П., Ирхина И.А., Петухов В.Н., Байдусь О.А. Биотестирование интегральной токсичности загрязненных вод и почв. М.: НИИЭМП. 1996. с.31

100. Хазиев Ф.Х., Фатхиев Ф.Ф. Изменение биохимических процессов при нефтяном загрязнении и активация разложения нефти// Агрохимия, №10. 1981. с.102-113

101. Халимов Э.М. Эколого-микробиологические основы рекультивации почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами. Автореф. канд. дис. биол. наук. М.: Изд-во МГУ, 1996. с.24

102. Халимов Э.М., Левин С.В., Гузев B.C. Экологические и микробиологические аспекты повреждающего действия нефти на свойства почвы // Вестник Московского университета, серия 17 почвоведение. 1996. № 2. с. 59-64

103. Хомякова Д.В. Состав углеводородокисляющих микроорганизмов нефтезагрязненных почв Усинского района Республики Коми. Дисс. канд. биол.наук., М., МГУ, 2003. с. 113

104. Шилова И.И., Макаров Н.М. Культурофитоценозы на нефтезагрязненных землях таежной зоны (в полевом эксперименте) // Растения и промышленная среда. Свердловск, 1985.

105. Штина Э.А., Неганова Л.Б. Изменение почвенной альгофлоры под влиянием загрязненной почвы // Тез. докл. V Делегат, съезда ВОП. Минск, 1977. Вып.2. с.264-266

106. Штина Э.А. и др. Особенности почвенной альгофлоры в условиях техногенного загрязнения // Почвоведение. 1985. № 10. с. 97-106.

107. Штина Э.А., Некрасовой К.А. Водоросли загрязненных нефтью почв // Восстановление нефтезагрязненных почвенных экосистем, изд. Наука, 1988. с.57-81

108. Щеглов А.И., Цветнова О.Б. Радиоактивное загрязнение почв// Деградация и охрана почв (ред.Г.В.Добровольский). М.Изд-во МГУ.2002. с.373-400

109. Экологический аудит месторождения Северные Бузачи. ЗАО «КАПЭ», Алматы. 2003

110. Янкевич М.И. Формирование ремедиационных биоценозов для снижения антропогенной нагрузки на водные и почвенные экосистемы. Щелково, 2002

111. Яшвили Н.Н., Берадзе И.А., Думбадзе Т.К. и др. Влияние загрязнения нефтью и нефтепродуктами на биологическую активность почв Колхидской низменности // Изв. АН ГССР. Сер. биол. 1982, т.8, №6.-с.413-418

112. Acher A. J., Yaron В. /Behavior of anionic surfactants in a soil-sewage effluent system //J. Environ. Qual. -1977. -6. -4. -P. 418-420

113. Aeckersberg F., Back F., Widdel F. Anaerobic oxidation of saturated hydrocarbones to C02 by a new type of sulfate-reducing bacterium // Arch. Microbiol. 1991.156. P. 5-14.

114. A1 Hasan R.H., Sorkhoh N.H., A1 Bader D., Radwan S.S. Utilization of hydrocarbons by cyanobacteria from microbial mats on oily coasts of the Gulf. Appl. Microbial Biotechnol., 1994,41. P/615-619

115. A1 Hasan R.H., A1 Bader D., Radwan S.S., Sorkhoh N.H. Evidens for n-alcane consumption and oxidation by filomentous cyanobacteria. 1998

116. Agilent 7500 ICP-MS Application Handbook, manual Part Number G1833-90005. Yokohawa Analytical Systems Inc., 2000.P. 74

117. Amadi A., Dickson A.A., Maate G.O. /Remediation of Oil Polluted Soils. I. Organic and Inorganic Nutrient Supplements on the performans of Maize (Zea may L.) //Water, Air, and Soil Pollut. -1993. -V. 66. -N 1-2. -P. 59-76.

118. Antai S.P., Mgbomo E. /Distrubition of hydrocarbon-utilizing bacteria in oil-spill areas//Vicrobios Lett. -1989. -V.40. -N 159-160. -P. 137-143.

119. Atlas P.M., Sexstone A. Gustin P., Miller O., Linkins P., Everet K. Diodegradation of crude oil by tundra soil microorganisms. / In T.A. Oxlay, G. Becker, D. Allsop (ed.). London.: Pitman Publishing Ltd. 1980. P.21-28.

120. Atlas R.M. (ed.) /Petroleum Microbiology//- New York: -Macmillan Co.-1984

121. Atlas R.M. /Microbial degradation of petroleum hydrocarbons: Anenvironmental perspective//Microbiol. Rev. -1981. -V.45. -P. 180-209.

122. Atlas R.M. Bartha R. / Hydrocarbon biodegradation and oil spill bioremediation (ed.by K.C.Marshall)//Adv. Microb. Ecol. -1992. -V.12. -P.287-338

123. Atlas R.M., Bartha R. Abundunce, distriburion and oil degradation potentional of microorganisms in Raritan Bay // Environ. Pollut. 1973. 4. P. 291-300.

124. Bergey's Manual of Systematic Bacteriology/L.R.Boone, R.W.Castenholz, eds.Vol.1., New York, Heidelberg, Berlin: Springer-Verlag, 2001. P.485-487.

125. Braddock J.F., Ruth M.L., Walworth J.L., McCarthy K.A. Enhancement and inhibition of microbial activity in hydrocarbon-contaminated arctic soils: implications for nutrientamended bioremediation // Environ. Sci. Technol. 1997. V.31. P. 2078-2084.

126. Cuille J., Blanchet B. Low-volume spraying of tropical fruits: Oil spray products with special reverence to their phytotoxicity // Fruits. 1958. Vol.13. P.53-65b

127. Davydova S.L. Environmental PM-aspects. //40 Petroleum Conference, LG-1.-Bratislava, 2001

128. Duncan K., Levetin E., Wells H., Hettenbech S., Lawlor K., Sublette K., Fischer J.B. //Appl. Biochem. Biothechol. 1997. V. 63-65, P.879-889

129. Ellis R., Adams R.S. Contamination of soils by petroleum hydrocarbons//Adv. Agron. 1961. Vol.13. P. 197-216

130. Fedorak P.M., Westlake D.W.S. /Degradation of aromatics and saturates in crude oil by soil enrichments //Water Air Soil Pollut. -1981.-V.16. P. 367-375.

131. Gaur I.P., Kumar H.D. Growth response of four micro-algae to three crude cils and a furnace oil // Environ. Pullut., 1981. Vol.25, №1, P.77-85

132. Garland J. L., Mills A. L. Classification and characterization of heterotrophic microbial communities on the basis of patterns of community-level sole-carbon-sourse utilization//Appl.Env. Microbiol. 57, №8,2351-2359,1991

133. Griffin L.F., Calder J.A. Toxic effect of water-soluble fractions of crude, refined and weathered oils on the growth of a marine bacterium // Appl. a. Environ. Microbiol. 1977. V.33. N5. P.l092-1101.

134. Hopper D.J. Microbial of aromatic hydrocarbons// Developments in biodegradation hydrocarbons 1. L.: Appl. Sci. Publ., 1978. P.85-112

135. Imamura Т., Yano Т., Bactenum K.B., 2 process for de-grading at least one of aromatic compounds and haloorganic compounds using microorganism, and processor environment remediation I/ Eur Pat Appi EP 714858 A 2,1996, 5 June. -P. 23

136. Isenberg D.L. Bacterial deterioretion of emulsion oils. II Nature of the relationship between aerobes and sulftate-reducing bacteria. Appl. Microbiol., 1959,7,2, P.-121-125

137. Ischei А.0/ The role of algae and cyanobacteria in arid lads // Arid Soil Res.and Rehabil. -1990-45.№1.P.1-17.

138. Kratz W.A. and J.Mayers, 1955 Nutrition and growth of several blue-green algae. - Amer.J.Botany, 42.P.282-287

139. Kaserer H. Uber die Oxidation des Wasserstoffes und des Methans durch Microorganismen. // Zbl. Bacterial., 1906, Abt. II, 15, P.573

140. King D.H., Perry J.J. The origin of fatty acids in hydro-cardon-utlizing microorganisms Mycrobacterium vaccae. Canad. J.MicrobioL, 1975. V. 21. №1.

141. Leandbetter E.R., Foster J.W. Bacterial oxidation of gaseous alkanes. //Arch. Microbial., 1960. 35. P. 92.

142. Leahy J.G., Colwell R.R. Microbial degradation of hydrocarbons in the environment // Microbiol. Rev. 1990. V. 54. N 3. P. 305-315.

143. Leffler W.L. Petroleum Refining. Penn.Well Books. -USA, 2001

144. Llanos C., Kjoller A. / Changes in the flora of soil fungi following oil waste application // Oikos. -1976. -V. 27. P. 377-382/

145. McGill W.B. /Soil restoration following oil spills //J. Canad. Petrol. Technol. 1997. -V.16. -N 2. P. 60-67.

146. Ishicura Т., Foster J.W. / Incorporation of molecular oxygen during Microbial utilization of olefins //Nature. -1961. -V. 192. -N 4805. P. 892.

147. Odu C.T.I. Oil degradation and microbiological chance in soils deliberately contaminated with petroleum hydrocarbons//Inst.Petrol.-1977.-N. 5. P. 1-11.

148. Pinholt Y., Struwe S., Kjoller A. Microbial changes during oil decomposition in soil//Holarct. Ecol. 1979. V. 2. P. 195-200.

149. Perry J.J. /Isolation and characterization of termophilic , hydrocarbon-utilizing bacteria//Adv. Aquat. Microbiol. 1985. -V. 3. - P. 109-139.

150. Rueter P., Rabus R., Wilkes H., Aeckrsberg F., Rainey F.A., Jannasch H.W., Widdel F. Anaerobic oxidation of hydrocarbons in crude oil by new types of sulphate-reducing bacteria // Nature. 1994. V. 372. P. 455458.

151. Riviere J., Gatellier C. Evolution de la macroflore d'hydrocarbures // Ann. Argon. 1976, Vol. 27, №1, P.85-99

152. Samuel R. R., Stack A., Weston L. Biosurfactant production by crude oil-degreding microorganism. //Abstr. Gen. am. Soc. Microbial., 1996. 96th Meet., P.439

153. Shailubhai K. Treatment of petroleum industry oil sludge in soil // Trends. Biotechnol. 1986. V.4. N8. P.202-206.

154. Schneider J., Grosser R., Jayasimhulu К et al, //Appi Environ Microbiol, 1996, V 62(1), p 13-19

155. Sextone A.J., Atlas R.M. Response of microbial populations in Arctic tundra soils to crude oil // Canad. J. Microbiol. 1977, Vol.23, №10, P. 1327-1333

156. Smith A.D. /Stimulation of Oil Biodegradation by Using Slow-release Fertilizers //Biochem. Soc. Trans. -1985. -V. 13. -N 2. -P. 523-525.

157. So C.M., Young L.Y. Isolation and characterization of a sulfate redacting bacterium that anaerobically degrades alkanes // Appl. Environ. Microbiol. 1999. V. 65. P. 2969-2976.

158. Soli J., Benz E.M. Selective substrate utilizion by marine hydrocarbonoclastic bacteria.// Biotechnol. And Bioeng., 1973, 15, №2 -н. 285

159. Sorkhoh N.A., Channon M.A., Ibrachim A.S. Grude oil and hydrocarbon-degrading stains of Rhodococcus rhodochrous isolated from soil and marine environments in Kuwait // Environ. Pollut. 1990. Vol. 65. №1

160. Soils Taxonomy. A Basic System of Soil Classification for Making and Interpreting Soil Survey. Soil Survey Staff. Agriculture Hand-book №436. Washington, 1975

161. Steubing L. Untersuchungen uber die Veranderung der Mikroflora eines Waldbodens durch eigendrungenes Heizol // Angen. Bot. 1976. Bd.15, №16

162. Soils Taxonomy. A Basic System of Soil Classification for Making and Interpreting Soil Survey. Soil Survey Staff. Agriculture Hand-book №436. Washington, 1975

163. Swift M. F.//The role of terrestrial and aquatic organisms in decomposition process/Eds J. M. Anderson, A. Macfadyen. Oxford, 1976. P. 185.

164. Strong-Gunderson J. M., Palumbo A. V., // Pap Int In situ on-site Bioreclam Symp, 3-rd Ohio Battelle Press 1995. P. 33-40

165. Takachashi D., Kawabata J., Yamada K. Studies on the utilization of hydrocarbons by microorganisms. Pt V. Screening of yeasts cell production from hydrocarbons and their RNA contents // Arctic. Biol. Chem. 1965. Vol.29, №9. P.796-803

166. Trudgill P.W. Microbial degradation of alicyclic hydrocarbons // Developments in biodegradation hydrocarbons 1. L.: Appl. Sci. Publ., 1978, P.47-84

167. Van der binder A.C., Thijsse G.J.E. The mechanism of microbial oxidation of petroleum hydrocarbons. Advanc. Enzymol., 1965, 27, -P.469-546.

168. U. S. Environmental Protection Agency Method 3051. Microwave Assisted Acid Digestion Of Sediments, Sludges, Soils, And Oils. Revision 0, September 1994. P. 14

169. U. S. Environmental Protection Agency Method 6020. Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry. Revision 0, September 1994. P. 18

170. Winters K., O'Donnell R., Batterton J.C., Baalen C.V. Watersoluble components of fuel oils: Chemical characterization and effects on growth of microalgae // mar. Biol.1976. Vol.36, №3. P.269-276

171. Zafar M., Malik YJAJ Izolation of furnace oil utilizing bacteria carable of producing biosurfscant // Pacistan Y. sci. and Ind. Res. 1988/ Vol.31 №10

172. ZoBell C.E. Assimilation of hydrocarbons by microorganisms. Advance. Enzymol., 1950,10, P.443-487.

173. ZoBell C.E.Action of microorganisms on hydrocarbons. Bact. Rev., 1946. 10 -P.l-49

Информация о работе

Тыныбаева, Татьяна Габбасовна
кандидата биологических наук
Москва, 2006
ВАК 03.00.16

Диссертация

Мониторинг загрязнения почв на газо-нефтяном месторождении Северные Бузачи (Казахстан) - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы