ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ПОЧВ САМАРО – САКМАРСКОГО СЫРТОВО – ПЛАКОРНОГО РАЙОНА
ENVIRONMENTAL ASSESSMENT OF SOIL QUALITY SAMARA - SAKMARSKAYA SYRT - UPLAND DISTRICT
Т.Ф.Тарасова, М.Ю.Гарицкая, А.И.Байтелова, О.В.Чекмарева
T.F.Tarasova, M.J.Garitskaya, A.I.Baytelova, O.V.Chekmareva
Оренбургский государственный университет
(460018, г.Оренбург, пр. Победы, 13)
Orenburg State University
(460018, Orenburg, Pobeda, 13)
Проведен анализ качества почв территории Переволоцкого района, находящейся в зоне влияния УКПГ-14, по реакции почвенного раствора (рН), содержанию гумуса, коэффициентам концентрации тяжелых металлов и нефтепродуктам, являющимися одними из специфических загрязнителей газового комплекса.
The analysis soil quality territory Perevolotsky district, located in the zone of influence of GTU-14 from the reaction of soil solution chemistry (pH), humus content, the coefficients of the concentration of heavy metals and petroleum, which is one of the specific pollutant gas industry.
В процессе освоения нефтяных и газовых месторождений наиболее активное воздействие на природную среду осуществляется в пределах территорий самих месторождений, трасс линейных сооружений, в ближайших населенных пунктах. При этом происходит нарушение растительного, почвенного и снежного покровов, поверхностного стока и срезка микрорельефа.[2] Такие нарушения, даже будучи временными, приводят к сдвигам в тепловом и влажностном режимах грунтовой толщи и к существенному изменению ее общего состояния, что обуславливает активное, часто необратимое развитие экзогенных геологических процессов. Добыча нефти и газа приводит также к изменению глубоко залегающих горизонтов геологической среды. Природный газ отдельных месторождений может содержать весьма токсичные вещества, что требует соответствующего учета при разведочных работах, эксплуатации скважин и линейных сооружений. На участках с нарушенным растительным покровом, в частности по трассам дорог, магистральных газопроводов и в населенных пунктах, увеличивается глубина протаивания грунта, образуются сосредоточенные временные потоки и развиваются эрозийные процессы. Они протекают очень активно, особенно в районах песчаных и супесчаных грунтов. Рассматривая газовую промышленность и в частности воздействие отдельных ее подразделений на природные комплексы, следует отметить, что современный технический уровень развития данной отрасли производства не позволяет исключить выбросы загрязняющих веществ в окружающую среду.[1]
Объектом данного исследования является УКПГ-14, находящаяся в Переволоцком районе Оренбургской области, в 6 км от которого на юге расположен поселок Городище, в 5 км на западе - село Татищево. Подготовка газа на УКПГ - 14 осуществляется на четырех технологических линиях. Имеется также две линии подготовки нефти.
Рассматриваемая территория относится к III климатическому району. Климат района резко континентальный, что объясняется значительной удаленностью от морей и близостью полупустынь Казахстана. Климатические особенности района исследований характеризуются большой амплитудой колебания годовой и суточной температур, сильными ветрами, непродолжительным весенним и продолжительным осенним периодами. Ветер на рассматриваемой территории отличается крайней изменчивостью, как по направлению, так и по скоростному режиму. Коэффициент рельефа местности равен 1. Перепад высот не превышает 50 м на 1 км. Коэффициент, зависящий от стратификации атмосферы и определяющий условия горизонтального и вертикального рассеивания вредных веществ в атмосферном воздухе, равен 180.
Основным типом почв исследуемого района являются черноземы южные, различающиеся по содержанию гумуса, мощности гумусированных горизонтов, карбонатности, степени солонцеватости, степени эродированности и дефлированности, обусловленных климатическими, геолого-геоморфологическими и антропогенными факторами. Черноземы южные карбонатные составляют основной тип почв данной территории. По своим морфологическим и физико-химическим свойствам сходны с некарбонатными, обычными разновидностями черноземов, отличия обусловлены наличием карбонатов кальция и магния во всех горизонтах почвенного профиля. Основная часть рассматриваемой территории занята под сельскохозяйственные посевы. Сохранившиеся вдоль полей севооборота фрагменты естественной растительности представлены ковылем и типчаком с примесью разнотравья - растительными сообществами, характерными для рассматриваемых разновидностей почв и климатических особенностей.
Одним из путей техногенного загрязнения почвы при реализации хозяйственной деятельности на исследуемой территории является осаждение загрязняющих веществ в виде паров, аэрозолей, пыли из атмосферы, а также выпадение их в растворенном виде в составе атмосферных осадков. Наиболее опасными в перечне поллютантов при нефтегазодобыче являются оксиды азота, диоксид серы и сероводород, выбросы которых сопровождаются подкисляющим воздействием на почвенный покров.
С учетом специфического воздействия объектов газового комплекса для оценки экологического состояния почв и степени интенсивности техногенной нагрузки на почвенный покров контролировались следующие показатели:
- катионно - анионовый состав, характеризующий буферные свойства почв, то есть устойчивость почв к закислению и выщелачиванию, и как следствие – устойчивость в целом к воздействию загрязняющих веществ;
- содержание гумуса и мощность гумусового горизонта, которая определяет биохимическую барьерную роль в миграции загрязняющих веществ;
- величина рН водной вытяжки почвы, которая влияет на условия протекания физико-химических и биологических процессов, характеризует устойчивость почв к воздействию кислых осадков;
- содержание в почве нефтепродуктов, одного из специфических загрязнителей газового комплекса.
В основу методов исследования степени загрязнения почв химическими поллютантами положен принцип определения степени повышения их содержания в почвах обследуемой территории по сравнению с незагрязненными (фоновыми) участками или предельно-допустимой концентрацией (ПДК).
Результаты физико-химических исследований почвенных образцов, выполнялись в период весеннего и осеннего отбора проб в зонах воздействия источников выбросов газопромыслового управления.
Исследования за состоянием почвенного покрова проводились по утвержденным методикам, допущенным для экологического контроля, с использованием средств измерений, прошедших метрологическую экспертизу.
ПДК и ОДК для хлоридов, сульфатов, бикарбонатов, как антропогенных загрязнителей, и нефтепродуктов не разработаны, поэтому оценка исследуемой территории по этим примесям проводилась относительно фоновых концентраций. При повышенных концентрациях эти соли обладают определенной фитотоксичностью, вызывают угнетение растительности или выпадения каких-либо видов из состава фитоценоза.
Водородный показатель водной вытяжки из почвы находится в диапазоне 6,74-7,18 ед. рН, то есть реакция почв нейтральная. Среднее значение водородного показателя составило 6,99 ед. рН. Минимальное значение – 6,74, максимальное значение - 7,18. Влажность на момент обследования составляла от 1,72%.
Массовая доля гумуса находится в характерном для данной территории интервале от 2,64% до 4,42%, такое содержание характеризует почвы как малогумусные. Содержание гумуса соответствует гранулометрическому составу почв и положению почв в рельефе. При полевых обследованиях не было отмечено средне - и сильно смытых или дефлированных почв, у которых отсутствовала бы значительная часть гумусированного слоя. Поэтому несколько заниженное, по сравнению с фоном, содержание гумуса в отобранных почвенных образцах вызвано, по-видимому, многолетним использованием земель в сельскохозяйственном производстве.
Состав обменных катионов почвенно-поглощающего комплекса представлен, в основном, кальцием, что соответствует зональным требованиям. Магний присутствует в соотношении 1:4, что характерно для черноземов южных. Суммарное содержание натрия и калия находится на низком уровне - 0,01%. Состав и соотношение обменных катионов свидетельствуют об устойчивости почвенно-поглощающего комплекса к возможным негативным воздействиям. Массовая доля плотного остатка в период отбора почвенных образцов не превышала 0,1% масс, и сопоставима с фоновым значением - 0,076%.
Содержание сульфатов в жидкой фазе почв колеблется в диапазоне от 28,82 до 43,23 мг/кг. Среднее содержание хлоридов в почве составляет 31,91 мг/кг. Максимальная концентрация хлоридов – 35,46 мг/кг, минимальная концентрация хлоридов в исследованных образцах почвы составляет 28,37 мг/кг почвы. Низкий уровень содержания хлоридов свидетельствует об отсутствии засоления хлоридного типа.
Карбонат-ионы в верхних горизонтах почв рассматриваемой территории отсутствуют, что характерно для степной зоны.
Диапазон концентрации бикарбонатов: от 0,023 до 0,046%. Содержание бикарбонатов находится на уровне, сопоставимом с фоном (0,024%), а незначительные колебания вызваны естественными сезонными почвенными процессами. Содержание нитратов находится на низком уровне и варьирует в диапазоне от < 1,0 до 4,55 мг/кг. Предельно допустимая концентрация нитратов составляет 130 мг/кг. Превышений ПДК не обнаружено.
Соотношение анионов в почвенной вытяжке не нарушено и соответствует фоновым условиям для рассматриваемой территории.
Валовые формы химических элементов в почвах и породах определяют общий геохимический фон территории и отличаются значительным варьированием показателей, что объясняется природными геохимическими особенностями пород, а также определенной биогенной аккумуляцией химических элементов, что определяется функционированием почв.
Полученные результаты показали, что содержание валовых форм тяжелых металлов, на территории расположенной рядом с площадками УКПГ-14, колеблется в пределах: медь от 12,4 - до 44,15 мг/кг (ПДК (Сu) = 55 мг/кг), цинк от 40,05 до 79,4 мг/кг (ПДК (Zn) = 100 мг/кг), свинец - от 7,14 до 17,85 мг/кг (ПДК (Рb) = 30 мг/кг), никель - от 69,5 до 80,2 мг/кг (ПДК (Ni) = 85 мг/кг). Аналогичная ситуация складывается по хрому, концентрация которого составляет от 49,32 до 98,75 мг/кг (ПДК (Сг) = 100 мг/кг). Превышение фона по цинку составляет 1-2 раза (39,88 мг/кг). Практически во всех пробах наблюдается превышение фоновых значений по свинцу (10,38 мг/кг) и никелю (45 мг/кг). Превышение фона по хрому во всех пробах составляет 1,1-2,2 раза (44,39 мг/кг). Варьирование валовых форм железа колеблется от 18012 до 18473 мг/кг при среднем значении 18328,6 мг/кг, что не превышает допустимых норм.
Концентрация нефтепродуктов на исследованных участках варьирует в диапазоне от 5,0 до 49,4 мг/кг. Для нефтегазодобывающих районов характерно наличие в почве некоторого количества нефтепродуктов. Фоновое содержание нефтепродуктов для данной территории составляет 10 мг/кг. Таким образом, можно сделать вывод, что наблюдается превышение фона по нефтепродуктам до 5 раз. Концентрация бенз(а)пирена во всех почвенных образцов находится ниже предела определения данного метода (<0,005 мг/кг).
Таким образом, анализ исследований почв на содержание гумуса показал, что массовая доля плотного остатка, реакция почвенного раствора (рН), содержание легкорастворимых солей в водной вытяжке, отвечают зональным требованиям. Реакция почвенного раствора характерна для представленных типов почв рассматриваемой территории: нейтральная или слабощелочная, что способствует экологической устойчивости почв к воздействиям серосодержащих выбросов при эксплуатации объектов УКПГ-14. Содержание гумуса находится на стабильном уровне и соответствует зональным требованиям, позволяя почвам иметь развитый естественный барьер для поглощения загрязнителей и перевода их в малоподвижные соединения. Состав жидкой фазы почв характерен для представленных типов почв.
Несмотря на то, что превышение ПДК по тяжелым металлам не наблюдается, необходимо отметить, что уровень содержания их в почвах практически во всех образцах превышает фоновые значения. Загрязнение нефтепродуктами находится в пределах допустимых уровней, однако наблюдается превышение фоновых значений в почвенных образцах до 5 раз.
На основании проведенных исследований и фоновых данных состояние почв рассматриваемой территории оценивается как удовлетворительное.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ: