2
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ..................................................5
1. ПРИЧИНЫ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПОСЛЕДСТВИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЙ ПОЧВОГРУНТОВ И ВОД НЕФТЬЮ..................11
1.1. Причины и последствия аварийных ситуаций на нефтепроводах.....................................11
1.2. Экологические последствия при воздействии компонентов нефти на биоту........................15
2. ПРОСТРАНСТВЕННОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ УГЛЕВОДОРОДОВ В ПОЧВОГРУНТАХ И ВОДАХ НА НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ ТЕРРИТОРИЯХ..........................31
2.1. Обзор научных исследований распределения углеводородов в почвогрунтах......................31
2.2. Характеристика объекта исследования...............38
2.2.1. Почвогрунты - среда загрязняющих веществ.......39
2.2.2. Нефть - загрязнитель почвогрунтов..............77
2.3. Изучение распределения углеводородов по
площади и разрезу грунтов...........................90
2.3.1. Краткая характеристика территории исследования 90
2.3.2. Методика исследований..........................95
2.3.3. Изучение распространения углеводородов по
площади и разрезу территории исследований........97
2.4. Распределение углеводородов в зоне
водоносного горизонта..............................127
2.5. Прогноз загрязнения исследуемой территории нефтепродуктами.......................................139
2.5.1. Прогнозирование загрязнения почвогрунтов углеводородами.......................................139
2.5.2. Прогнозирование распределение углеводородов в
зоне водоносного горизонта......................139
3. ОЦЕНКА ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ,
ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ ВЫБОР ВОЗМОЖНЫХ СПОСОБОВ САНАЦИИ.............................................144
3.1. Классификация существующих технологий
санации............................................144
3.2.Описание технологий санации.......................147
3
3.2.1. Механические способы..........................147
3.2.2.Физико-химические способы......................153
3.2.3.Агробиологические способы......................157
3.3. Обоснование геоэкологических факторов, определяющих возможность санации.................160
3.4. Оценка геоэкологических признаков, определяющих возможность санации......................180
3.4.1. Оценка вязкости углеводородов.................180
3.4.2. Оценка сорбционной способности почвогрунтов...183
3.4.3. Определение температурного режима
почвогрунтов....................................185
3.4.4. Определение степени загрязнения почвогрунтов 185
3.5. Пример оценки геоэкологических условий, определяющих возможность санации.................188
4. ОЦЕНКА ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО КРИТЕРИЯ ПРИ
ВЫБОРЕ ЭФФЕКТИВНЫХ СПОСОБОВ САНАЦИИ...................191
4.1. Обоснование геоэкологических факторов, определяющих эффективность санации...............191
4.2. Оценка эффективности санации по
энергетическим признакам...........................191
4.2.1. Методика оценки энергии, необходимой на очистку нефтезагрязненных почвогрунтов.......................191
4.2.2. Методика расчета энергий, выделяемых
различными способами санации....................197
4.3. Методика выбора эффективных способов
санации............................................200
5. МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ
ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ САНАЦИИ......................206
5.1. Описание процесса санации........................206
5.2. Моделирование процесса санации...................242
6. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОЦЕНКИ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРИЗНАКОВ В ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННЫХ
УСЛОВИЯХ..............................................271
6.1. Методика принятия управленческих решений по
санации нефтезагрязненных территорий...............271
37
ний, которых не было ни в исходных почвах, ни в техногенных потоках (однако часть техногенных веществ сбрасывается за пределы почвенных систем, не успевая трансформироваться на пути движения и как бы «прокатывается» через все почвенное тело, нс меняя состава), либо к увеличению концентрации веществ, исходные содержания которых в почвах были невелики. Например, при микробиологическом разложении нефти в почвах происходит изменение фракционного состава органических веществ за счет внедрения в гумусовый комплекс продуктов разложения нефти.
Таким образом, автор отмечает, что на почвы, кроме самого загрязнителя, действуют и «вторичные продукты» его трансформации и вещества, возникающие в процессе его взаимодействия с почвенной массой. При этом в почвы более низких гипсометрических уровнен (нижние горизонты почв и сопряженные по рельефу почвы катены) поступают уже в разной степени трансформированные техногенные потоки.
При радиальном внутрипочвенном распространении техногенных потоков в общем случае имеет место тот или иной сдвиг во времени начала взаимодействия загрязняющих веществ и почвенной массы разных генетических горизонтов вертикального профиля почв, наблюдаются радиальная асинхронность и радиальный диссонанс изменений геохимических свойств в разных горизонтах почв.
При латеральном внутрипочвенном перемещении техногенных потоков в почвенных катеиах сохраняются те же механизмы взаимодействия техногенных компонентов с почвенной массой, что и при радиальной миграции: фракционирование веществ на пути движения потока; мстаморфи-зацня и изменение состава потока вследствие деструкции и фракционирования составляющих их компонентов; образование вторичных продуктов в результате обменных процессов; «сквозное прокатывание» отдельных соединений через систему почвенных тел. При этом закономерности трансформации почв, находящихся ниже гипсометрически, обусловлены взаимодействием вертикального движения миграционных потоков в их профиле, боковым мривносом и «скатыванием» загрязнителя по поверхности почв в соответствии с уклоном рельефа.
Существует отчетливая внутрипочвенная латеральная асинхронность процессов трансформации сопряженно эволюционирующих почвенных тел: например, опережающее воздействие на почвенные массы минеральных соединений при отставании их взаимодействия с битуминозными компонентами техногенных потоков.
Наложение процессов вертикального и латерального перемещения битуминозных веществ приводит к «веерообразной» форме их ореолов загрязнения: суммарная мощность почвенной толщи, обогащенной привнесенным органическим веществом, в автономных позициях через 4 года после загрязнения составляет около 70 см, а в подчиненных - 130 см.
38
Происходит и фракционирование битуминозных веществ техногенных потоков: более вязкие и менее подвижные остаются в верхних горизонтах профиля почв, где создают специфический битуминозный техногенный горизонт, в котором содержится более 20% органического углеводорода. Болес подвижные битуминозные компоненты сбрасываются в нижние горизонты профиля и сопряженные почвы катены. Распределение этих веществ в почвенной массе приводит к увеличению концентрации органического углерода. Даже в нижних горизонтах почв его содержание возрастает в 2,5-3,0 раза против исходного.
Таким образом, закономерности радиального и латерального распределения углеводородов в почвогрунтовом массиве определяется типом и количеством нефти и нефтепродуктов как загрязняющего вещества, типом и свойствами почвогрунтов как среды распространения загрязняющих веществ, геоморфологическими, гидрогеологическими и природно-климатическими условиями.
Из обзора результатов исследований видно, что до настоящего времени не выявлены ведущие природные признаки, определяющие особенности пространственного распределения углеводородов (как загрязнителя), количественно не установлено влияние природно-техногенных факторов на миграцию углеводородов. Следует констатировать, что исследование процессов миграции нефти в почвогрунтах в настоящее время находится на стадии накопления фактического материала.
Итак, познание общих закономерностей пространст венной миграции техногенных потоков нефти и их количественная оценка являются важной задачей. Решение этой задачи позволяет обоснованно оценить степень загрязнения почвогрунтов углеводородами и дать прогноз степени загрязнения почвогрунгов на других участках. Полученная информация позволит выбрать оптимальные технологии при санации почвогрунтов.
2.2. Характеристика объекта исследования
Под санацией (очисткой) почвогрунтов от нефти и продуктов ее переработки понимается снижение концентраций углеводородов в них (почвогрунтах) до ПДК и ниже. Это достигается двумя путями: а) отделением углеводородов от минеральной части почвогрунтов, например путем их отмывки; б) разложением углеводородов на простейшие Н20 и СО:.
В природных условиях главными окисляющими агентами являются молекулярный кислород и углеводородокисляющие микроорганизмы, а также ультрафиолетовое излучение (234]. В искусственных условиях окислителями могут выступать КМпО», НгБОд и другие химические вещества.
Механизм деструкции углеводородов при помощи молекулярного кислорода - химический, например, разложение метана протекает следующим образом:
- Київ+380960830922