ВОЗДЕЙСТВИЕ УГЛЕВОДОРОДОВ НЕФТИ НА ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗАГРЯЗНЕННОЙ ПОЧВЫ

Воздействие углеводородов нефти на почву во многом зависит от ее физико-химических характеристик. В почве загрязненной нефтепродуктами происходят геохимические и структурные изменения: частицы почвы, пропитываясь нефтью, становятся гидрофобными и не пропускают в почву воду и воздух, что сказывается на нормальном функционировании почвенных микроорганизмов, растений и животных.

При попадании в почву нефти происходят изменения морфологии почвенного профиля, которые могут сопровождаться полной деградацией отдельных генетических горизонтов исходных почв вплоть до исчезновения их первичных признаков (Солнцева, 1982).

В нефтезагрязненной почве отмечается общая тенденция увеличения мощности гумусового профиля. Общее количество углерода в почве при этом возрастает, однако он не может быть использован для роста и развития растений, поскольку значительная часть его находится в форме трудногидролизуемых фракций нефти и гумина. Кроме того, нефть, попадая в почвы и воды, привносит с собой чуждый им набор химических соединений, нарушающий сложившийся в экосистемах геохимический баланс. Эти нарушения возникают в результате изменения физического состояния среды, нарушения ее водно-воздушного режима, привноса ингибиторов, деятельности компонентов биоценоза, изменения миграционной способности микроэлементов в почве, засоления почв сопутствующими солеными пластовыми водами и образования битуминозносолончаковых ареалов. Конечными продуктами минерализации нефти в почве являются оксикериты и гумикериты (Солнцева, 1998).

Изучение гидрофобных свойств почв, подвергнутых воздействию углеводородов нефти, показало, что дозы до 10 мл/кг изменяют их очень незначительно, но при дозе 150 мл/кг и выше вода в нефтезагрязненную почву практически перестает впитываться. Различные фракции нефти влияют на гидрофобность почвы по-разному: моторное масло и гудрон оказывают на почву действие, аналогичное пролитой в почву сырой нефти, в то время как легкие фракции нефти не оказывают значительного влияния даже при очень высоких концентрациях (Халимов и др., 1996).

Другой важной характеристикой почвы является нефтеемкость. Наибольшей нефгеемкостью обладают тундровые и болотистые почвы благодаря их торфянистым горизонтам.

Агрохимические исследования (Оборин и др., 1988) показали, что нефть не оказывает существенного действия на кислотность почвенного раствора, однако под ее влиянием ухудшаются фосфатный и калийный режимы почв и снижается сумма обменных оснований за счет диспергирования почвенных частиц.

При изучении влияния сырой нефти на миграцию азота, фосфора и калия в типичном черноземе Башкирского Предуралья (Абзалов и др., 1988) было показано, что под влиянием внесенной нефти в загрязненной почве происходят заметные изменения содержания этих элементов. В первый год наблюдается некоторое повышение содержания подвижного фосфора и обменного калия (в 2 раза) и, наоборот, снижение содержания нитратного азота. Кроме того, при попадании в почву углеводородов нефти возрастает отношение углерода к азоту. Так в верхних слоях торфяных горизонтов месторождения Возел на экспериментальных площадках с дозами внесенной нефти 8 и 12 л/м² отношение С:Ы составило 98:1 и 115:1 соответственно, т. е. оно увеличилось в 2 раза и более по сравнению с его контрольным значением, равным 46:1 на незагрязненной нефтью территории (Зимонина, 1998).

Токсическое действие нефти и сопутствующих ей веществ на почву поддается коррекции (Демидиенко, Демурджан, 1988; Демидиенко и др., 1988; Шульгин, Симонова, 2001). При внесении специальной добавки к отработанному буровому раствору стимулируются биохимические процессы, направленные на повышение содержания общего гумуса и собственно гумифицированных веществ. В составе гумуса увеличивается количество гуминовых кислот и содержание активного коллоидного гумуса, а также существенно расширяется соотношение содержания гуминовых и фульвокислот. Происходит адсорбция углеводородсодержащих токсических компонентов буровых растворов — они становятся водорастворимыми и усвояемыми растениями. Увеличивается так же содержание активного кальция, и создаются условия для снижения потерь питательных элементов. Существенно, что при этом не имеет место токсическое воздействие на растения, создается благоприятный питательный режим и значительно повышается урожайность.