ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.09.2020
Просмотров: 5858
Скачиваний: 9
Геохимия ландшафтов и география почв (к 100-летию М.А. Глазовской)
240
почвенного профиля. Изменения заключаются в присутствии в приповерхностных горизонтах (на глубине
до 6 см) сцементированных битуминизированных окисленных тяжелых компонентов нефти. Остаточное
содержание нефти и нефтепродуктов в таких почвах в карстовом логе превышает 50 000 мг/кг, а в почвах
левобережного профиля достигает 6000 мг/кг.
Также в пределах левобережного профиля выделены загрязненные почвы с очень высокими
остаточными концентрациями нефти и нефтепродуктов, более чем в тысячу раз превышающими фоновые
значения, но без видимых морфологических признаков загрязнения. Несмотря на высокие концентрации нефти
и нефтепродуктов (свыше 180 000 мг/кг), в этих почвах загрязнение не оказывает влияние на морфологию
горизонтов, что говорит о том, что поступление загрязняющих веществ на поверхность почвы произошло
недавно, и компоненты нефти и нефтепродуктов еще не подверглись окислению и цементации. Таким образом,
можно говорить о различном времени поступления загрязнителей на разных участках [4].
Выявлена трансформация щелочно-кислотных свойств загрязненных почв, как в пределах карстового
лога, так и на склоне. Ее направленность зависит от типа и состава поступившего загрязняющего вещества.
Там, где загрязнителем являются нефть и нефтепродукты, наблюдается слабое подщелачивание почвенного
профиля, а на участке, где в состав загрязняющего потока входят буровые растворы, содержащие кислоты,
наблюдается значительное подкисление почвенного профиля.
Максимальные концентрации нефти и нефтепродуктов в загрязненных почвах приурочены к верхней
части профиля. Как на водораздельных и склоновых участках, так и в почвах карстового лога накопление
загрязняющих веществ происходит на органогенно-сорбционных барьерах по поверхностно-аккумулятивному
типу распределения. С глубиной вниз по почвенному профилю содержание нефти и нефтепродуктов снижается.
Характер радиального распределения загрязняющих веществ говорит о локальном поверхностном загрязнении.
Латеральное внутрипочвенное перераспределение поллютантов было выявлено только в сопряженном ряду
почв карстового лога, где миграция загрязняющих веществ может происходить как путем внутрипочвенного
перераспределения, так и по подземным трещинам и каналам миграции. Перераспределение загрязняющих
веществ ниже по склону прослеживается на расстоянии до 10м от ядра загрязнения.
Таким образом, в процессе исследования был сделан вывод о том, что особенностью поведения нефти в
карстовых ландшафтах на исследуемом участке является низкая доля латеральной миграции в общем объеме
перераспределения загрязняющих веществ. Наличие карстовых трещин и каналов миграции способствует
преимущественно радиальному перераспределению загрязняющих веществ, тогда как заметного латерального
перераспределения ореола загрязнения фактически не происходит.
Литература
1. Валуйский С.В. Пещеры Пермской области. Екатеринбург. 2000. 135с.
1. Районирование территории Пермской области по степени риска возникновения чрезвычайных
ситуаций природного и природно-техногенного характера с экологическими последствиями. Отчет.
Пермский государственный университет (рукопись). Пермь. 2005. 55с.
2. Герасимова М.И. и др. Антропогенные почвы: генезис, география, рекультивация. Учебное пособие.
Под редакцией ак. РАН Г.В. Добровольского. Смоленск: Ойкумена. 2003. 268с.
3. Солнцева Н.П. Принципы и методы экспериментального моделирования миграции и закрепления
нефти и нефтепродуктов в почвах//Геохимия ландшафтов и география почв, под ред. Н.С. Касимова,
М.И. Герасимовой. Смоленск: Ойкумена. 2002. с. 65 – 90.
УДК 550.4
СПЕЦИФИКА ГЕОХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ТЕХНОГЕННЫХ
АКВАЛЬНЫХ ЛАНДШАФТАХ
А.Ю. Опекунов
Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, e-mail: a_opekunov@mail.ru
Одна из важнейших особенностей техногенных аквальных ландшафтов – формирование механических
и физико-химических техногенных барьеров, которые определяют характер миграции вещества. Причина
– высокий градиент физико-химических показателей. На барьерах в донных отложениях формируется
определенная ассоциативность элементов, отражающая химическую специфику техногенеза. Проявление
техногенных барьеров многообразно и комплексно. Среди основных классов техногенных барьеров
необходимо выделить окислительные, восстановительные, кислотные, щелочные и сорбционные. На каждом
из них формируется свой тип техногенных илов.
Активность геохимических процессов в техногенных аквальных ландшафтах во многом обусловлена
отсутствием стадий выветривания и переноса материала, поступающего в составе промышленных и
коммунально-бытовых сбросов, что является неотъемлемой частью осадкообразования в природных условиях.
В зону техногенеза химические вещества и элементы (во многом в виде ионов) поступают, имея высокую
потенциальную энергию взаимодействия, при этом переменновалентные элементы, как правило, находятся в
высших степенях окисления под влиянием сильных окислителей.
В.П. Зверев показал [1], что в ходе осадочного процесса минеральное вещество претерпевает, по
меньшей мере, 7-8 переходов из одной гидрогеохимической обстановки в другую. Это приводит к изменению
химической энергии в связи с перераспределением в жидкой фазе активных компонентов и с отводом
перешедших из твердой в жидкую фазу продуктов реакции при взаимодействии воды и породы. По мере
Доклады Всероссийской научной конференции
241
прохождения этапов седиментогенеза происходит уменьшение массы природных вод, взаимодействующих с
минеральным веществом, скорости движения этих вод, и увеличивается время контакта. В этом случае растет
содержание элементов в жидкой фазе, и снижается степень неравновесности вод с минералами. Происходит
уменьшение кинетических показателей преобразования вещества от этапа мобилизации до этапа диагенеза на
несколько порядков. В условиях антропогенного загрязнения количество гидрогеохимических переходов резко
сокращается (иногда до 1-2), также как и время переноса материала. Это сохраняет химический потенциал
веществ, реализующийся непосредственно в зоне техноседиментогенеза. Например, общий алгоритм
преобразований высокомолекулярных ОВ сводится к потере функциональных групп, разрушению кратных
связей, последовательной ароматизации и возникновению высококонденсированных структур. По мере
утраты органическим веществом функциональных групп вероятность участия в сорбционном взаимодействии
и образования устойчивых комплексов снижается. Иными словами, продолжительность переноса сказывается
на химической активности ОВ, которая падает с увеличением времени пребывания в зоне гипергенеза и
наоборот сохраняется при минимальной длительности миграции в бассейн стока.
Высокий химический потенциал обусловлен и значительной контрастностью кислотно-щелочных и
окислительно-восстановительных условий, степенью минерализации, различиями в гидрохимическом составе
сточных и природных вод.
По этим причинам в зоне техноседиментогенеза увеличивается доля легкоподвижных фаз – явление,
называемое антропогенной инверсией форм. В высококонтрастных гидрохимическом и геохимическом полях
с большим количеством ионов и заряженных частиц активно развивается физико-химическое взаимодействие.
Проходит коагуляция и флокуляция тонкодисперсных взвешенных частиц. При активной адсорбции
микроэлементов возрастает доля поверхностно-сорбированных и обменных форм. Активизируются процессы
ионного обмена. Высокие содержания кальция в техногенезе становятся причиной адсорбции и включения
в кальцит и другие минералы кальция микроэлементов. Органические вещества вовлекают катионы в
органоминеральные комплексы и соединения. В зоне техногенеза имеют довольно широкое распространение
комплексоны – хелатообразующие соединения, хорошо растворимые в воде, способные эффективно
экстрагировать металлы. Здесь уместно вспомнить слова Ф.И. Тютюновой: «Современная техногенно-
геохимическая деятельность человечества отличается повышением значимости комплексных соединений…»
[2].
В природных условиях формы микроэлементов в донных отложениях в порядке убывания представляют
следующий ряд: оксидные (кристаллические)
≈
силикатные > органические > карбонатные > обменные
формы [3]. Причем крайние члены этого ряда по содержанию в осадках могут различаться в 10 и более раз.
Часто обменные формы, т.е. наиболее подвижные в зоне гипергенеза, в фоновых обстановках составляют доли
или первые проценты от общего содержания. Эти показатели в техногенных аквальных ландшафтах резко
меняются. В окисленных техногенных илах аналогичный ряд представлен следующей последовательностью:
органические > обменные
≈
карбонатные > силикатные > гидроксидные
≈
кристаллические. В
восстановительной глеевой среде: сорбционно-карбонатные
≈
органические > гидроксидные
≈
силикатные >
кристаллические. При этом доля легкоподвижных форм может составлять 50-60% и более. В сероводородной
обстановке соотношение форм (для халькофилов) отражается следующей последовательностью: сульфидные
>> органические
≈
кристаллические и силикатные > сорбционно-карбонатные. Здесь соотношение форм в
определенной мере зависит от сродства металлов к сере. К этому следует добавить, что подвижные формы
микроэлементов в условиях химического загрязнения имеют высокую положительную корреляционную связь
с их валовыми содержаниями [4, 5].
Одна из ведущих природных закономерностей формирования геохимической структуры донных
осадков заключается в увеличении содержания большинства микроэлементов в пелитовой фракции донных
осадков, что обусловлено процессами сорбции металлов глинистыми минералами и органическим веществом.
В техногенных илах фиксируется ослабление или отсутствие положительной корреляции между содержаниями
металлов и пелитовой фракции. При этом отмеченная особенность усиливается по мере увеличения уровня
антропогенного воздействия и роста содержания металлов. В целом это свидетельствует о незавершенности
процессов механической дифференциации материала в техноседиментогенезе, где преобладают механизмы
химической и физико-химической дифференциации.
Ассоциации химических элементов в техногенных аквальных ландшафтах наследуют элементный состав
отходов производства. Эта особенность неоднократно отмечалась в литературе и подтверждена современными
исследованиями. Совместное использование в технологических процессах химических элементов независимо
от их позиции в периодической системе, присутствие в зоне техногенеза разнообразных органоминеральных
и минеральных соединений приводят к формированию техногенных ассоциаций, не имеющих ничего общего
с природными парагенезисами. К наиболее принципиальному отличию техногенных ассоциаций можно
отнести отсутствие ассоциативности химических элементов по кислотности магматических пород, широкое
распространение так называемых «запрещенных ассоциаций», т. е. парагенезисов, которые в природных
условиях не образуются.
Характеризуя специфику геохимии техногенных ландшафтов, следует указать на процессы
минералообразования, среди которых ведущее значение имеют кристаллизация и раскристаллизация. В первом
случае происходит образование новых минеральных фаз при высоком насыщении воды соответствующими
катионами и анионами и изменении pH. Например, при воздействии горнопромышленного производства
из кислых вод, насыщенных сульфатами и ионами меди, цинка и кадмия, при повышении pH наблюдается
осаждение купоросов меди в виде халькантита и брошантита [2(CuSO
4
×
5
H
2
O) и Cu
4
(SO
4
)(OH)
6
], цинка в виде
Геохимия ландшафтов и география почв (к 100-летию М.А. Глазовской)
242
госларита (ZnSO
4
×
7H
2
O), а также сульфата кадмия (CdSO
4
) [5]. При раскристаллизация в результате фазовой
неустойчивости дисперсных систем происходит образование кристаллических фаз из аморфных минеральных
образований (гидроксидов, сульфидов и т. д.).
При такой активности и направленности геохимических процессов трансформация природных
аквальных ландшафтов ведет к постепенному переходу от биогеоценотически разнообразных абразионных,
абразионно-аккумулятивных ландшафтов к пустынным аккумулятивным, формирующимся в условиях
техноседиментогенеза.
Литература
1. Зверев В.П. Гидрогеохимия осадочного процесса. Тр. Геол. ин-та РАН, вып. 477. Наука, 1993.
2. Тютюнова Ф.И. Гидрогеохимия техногенеза. М., Наука, 1987. 335 с.
3. Папина Т.С. Транспорт и особенности распределения тяжелых металлов в ряду: вода – взвешенное
вещество – донные отложения речных экосистем: аналит. обзор. Новосибирск, 2001. 58 с.
4. Даувальтер В.А. Оценка экологического состояния поверхностных вод по результатам исследования
химического состава донных осадков. Учебное пособие. Мурманск, изд-во МГТУК, 2006. 90 с.
5. Опекунов А.Ю., Леонтьева Л.В., Куприна М.С. Геохимические особенности современного
осадкообразования в районе разработки Сибайского медноколчеданного месторождения (Южный
Урал). // Вест. С.-Петерб. ун-та, 2010, сер. 7, вып. 2 (№ 15). С. 84-98.
УДК 550.4
АНАЛИЗ ИЗМЕНЕНИЯ ЛАНДШАФТОВ СЕВЕРА ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
ПОД ВЛИЯНИЕМ НЕФТЕГАЗОДОБЫЧИ
М.Г. Опекунова, А.Ю. Опекунов, С.Ю. Кукушкин
СПбГУ, Санкт-Петербург, e-mail: m.opekunova@mail.ru
Нефтегазодобыча на севере Западной Сибири сопровождается ландшафтно-деструктивными, фоново-
параметрическими и эмиссионными воздействиями на окружающую среду. Масштабы изменения природно-
территориальных комплексов (ПТК) оцениваются специалистами по-разному. Исследования, проведенные
авторами в период с 1993 г. по 2011 г. на территории 27 лицензионных участков и 8 производственных
объектов ЯНАО, позволяют установить степень трансформации ландшафтов на локальном, территориальном
и региональном уровнях.
Химическое загрязнение компонентов ПТК контролировалось по комплексу ингредиентов:
- тяжелые металлы (ТМ – Cr, Ni, Pb, Co, Fe,
Hg
,
Mn
,
Zn
, Cu), As, металлы-индикаторы загрязнения при
нефтегазодобыче (
Ba
, V) – во всех изученных компонентах ПТК (в почвах, снеге, воде, донных осадках и
растениях);
- нефтяные углеводороды (НУ) – в почвах, снеге, воде и донных осадках;
- полихлорбифенилы (ПХБ) и полиароматические углеводороды (ПАУ) – в почвах и донных осадках;
- анионно-катионный состав, нитриты, нитраты, аммоний, фосфаты – в воде;
- радионуклиды – в почве и донных осадках.
Сопряженный анализ ландшафтно-геохимической ситуации и содержания ТМ в почвах естественных
ПТК свидетельствует о том, что особенности их аккумуляции меняются при переходе от полигональных к
типичным тундрам и лесотундрам (табл.). Наблюдается снижение концентрации
Mn
,
Zn
, Cu, Ni,
Hg
и Co
в органогенных горизонтах почв от полигональных к плоскобугристым и крупнобугристым торфяникам.
Концентрация Pb, Cd и As в торфе остается практически постоянной, а валовое содержание Cr и V существенно
увеличивается в полигональных торфяниках. Противоположной закономерностью отличается широтное
распределение
Ba
, концентрации которого в крупнобугристых торфяниках соответственно в 2 и 3 раза выше,
чем в плоскобугристых и полигональных. Накопление ТМ в иллювиальных горизонтах почв увеличивается
от полигональных тундр к лесотундрам. Наряду с естественной геохимической дифференциацией ПТК,
определенный вклад вносит загрязнение окружающей среды при обустройстве месторождений.
Локальный уровень
отражает результаты хозяйственной деятельности на конкретных производственных
объектах (скважины, УКПГ, карьеры, линейные объекты и др). Максимальным уровнем техногенных
нагрузок характеризуются ПТК в радиусе 1 км от источников воздействия. Здесь наблюдаются химическое и
тепловое загрязнение, ландшафтно-деструктивные нарушения. Наиболее распространенный вид химического
воздействия – загрязнение воды, донных осадков и почв НУ, вызванное разливами нефти и газоконденсата, а
также складированием бурового шлама и сбросом межпластовых вод.
Концентрации НУ в загрязненной воде озер составляют, как правило, 0,020-0,025 мг/л и в большинстве
случаев не достигают значений ПДК. Лишь в отдельных аквасистемах концентрации НУ могут превышать
ПДК для рыбохозяйственных водоемов (до 0,160 мг/л). По данным метода инфракрасной спектроскопии
содержание НУ в почвах зависит от генетического горизонта и обусловлено присутствием углеводородов как
антропогенного, так и природного происхождения. В поверхностном слое почв концентрация НУ достигает
318-598 мг/кг, в иллювиальном горизонте – 16-161 мг/кг. В единичных пробах максимальное значение НУ
(1088-4115 мг/кг) превышает нормативный показатель (1000 мг/кг).
Применение флуориметрического метода позволяет удалить влияние природных углеводородов на
количество НУ в почвах. Результаты исследований показывают, что при этом содержания НУ в торфянистых
горизонтах снижаются до 30-130 мг/кг, в иллювиальных горизонтах – до 5-20 мг/кг. В загрязненных почвах
Доклады Всероссийской научной конференции
243
вблизи скважин обнаружены высокие концентрации ПАУ (нафталина, флуорантена, бенз/a/антрацена и др.).
На территории месторождения выделяются участки локального загрязнения почв ТМ, концентрации
которых превышают ОДК. Минеральные почвы преимущественно загрязнены Ni (>20 мг/кг) и Cd (>0,52 мг/
кг). Почвы вблизи разведочных скважин обогащены Ва, что обусловлено загрязнением буровыми растворами.
В поверхностных горизонтах почв вблизи скважин и дорог отмечено превышение ПДК для Pb (до 50 мг/
кг). Расчет показателя суммарного загрязнения почв свидетельствует о среднем и сильном загрязнении ТМ
(
Zc
=17-36) вблизи старых разведочных скважин. Слабое загрязнение почв обычно связано со строительством
объектов инфраструктуры промыслов, ВЖК, УКПГ, разработкой карьеров и влиянием автотранспорта.
Локальное загрязнение ПТК при проведении буровых работ отражается в повышенной аккумуляции Cu, Ni
и Cd в лишайнике
Cladonia alpestris
, а также
Ba
, Cd,
Zn
и Pb в бруснике
Vaccinium vitis-idaea
, голубике
Vaccinium
uliginosum
и багульнике
Ledum decumbens
. Их высокие концентрации отмечаются в растениях, произрастающих
вблизи карьеров, скважин, перекрестков дорог и указывают на преимущественно аэротехногенное поступление.
На территориальном уровне
в пределах лицензионных участков химическое загрязнение проявлено
слабо. В целом в компонентах ПТК отмечаются фоновые концентрации химических веществ. Солевой состав
природных вод соответствует сульфатно-натриевому или гидрокарбонатно-натриевому типам. Концентрация
большинства ТМ в почвах ниже кларковых в 3-9 раз. Исключение составляют близкие к кларку количества
Cu и Ni, обусловленные геохимическими особенностями почвообразующих пород. Химический состав
индикаторных видов выделяется значительной стабильностью. Уровень активности радионуклидов и величина
-
-излучения в почвах и донных осадках на локальном и региональном уровнях находятся в пределах фона и
обусловлены естественной радиоактивностью. Даже на Яро-Яхинском лицензионном участке, где в 1988 г.
проведен подземный ядерный взрыв, увеличения
-
-активности, показателя
-
-излучения, а также активности
искусственных радионуклидов в почвах, воде и донных осадках не установлено.
Однако при отсутствии должного экологического контроля химическое воздействие проявляется и
на территориальном уровне. Примером служит лицензионный участок Юрхарово, где даже на удалении от
действующих промыслов и разведочных скважин зафиксировано загрязнение НУ и установлены повышенные
содержания Cu,
Ba
и
Zn
в компонентах ПТК.
Региональный уровень
воздействия оценивается по состоянию рек первого и второго порядка,
загрязнению почв и растительного покрова в регионе, устойчивости границ природных зон и подзон.
Исследования крупных рек показали повышенный фон содержания НУ, но не превышающий нормативов
для водоемов рыбохозяйственного назначения (0,05 мг/л): Обская губа – 0,009-0,021; р. Таз – 0,006-0,025; р.
Надым – 0,002; р. Пур – 0,027-0,035 мг/л. Содержания ТМ и биогенных веществ находятся в пределах фона.
Высокие концентрации Fe,
Mn
и Cu обусловлены природными факторами формирования химического состава
вод и типичны для всех поверхностных вод территории ЯНАО.
Таблица 1
Среднее содержание ТМ в почвах севера Западной Сибири, мг/кг
ПТК
Месторождение
Генетический
горизонт
n
Mn Zn
Cu
Ni
Co
Pb
Cr
По
лиг
она
льные т
ундры и
торф
яники
Северо-Парусовое
ГКМ
Ат, Т
39 291 30
4,5
11,6 9,0
6,2
20
В
43 145 32 11,4 12,6 4,4
6,4
17
Парусовое ГКМ
Ат, Т
26 204 32
5,0
9,5
5,0
4,4
16
В
32 113 23
6,2
9,6
3,9
5,9
13
Южно-Парусовое
ГКМ
Ат, Т
22 282 29
5,4
10,8 6,5
5,9
19
В
23 134 72
6,1
9,7
3,2
6,0
13
Юрхаровское ГКМ
Ат, Т
35 179 29 24,0 14,4 5,6
4,8
5,8
В
36 117 26 21,6 14,9 5,2
5,0
5,6
Тазовско-Заполярное
НГКМ
Ат, Т
43 328 30
4,2
10,4 5,1
4,6
18
В
40 160 30
6,6
10,9 3,8
5,4
15
Типичные т
ундры и
пло
ск
об
угристые т
орф
яники
Северо-Самбургское
НГКМ
Ат, Т
33 313 31
4,6
12,4 4,3
5,0
9,0
В
21 104 28
7,6
10,2 3,7
5,4
13
Западно-Песцовое
ГКМ
Ат, Т
60 227 35
8,3
13,6 5,8
9,2
26
В
47 342 37 10,9 16,3 7,4 11,5 58
Самбургское НГКМ
Ат, Т
75 200 28
7,2
8,8
3,5 10,3 23
В
57
96
18
4,7
6,0
2,6
5,9
25
Северо-Пуровское
ГКМ
Ат, Т
41
37
16
4,5
5,9
1,8
4,8
2,4
В
41
49
9,4
2,1
6,0
3,0
2,0
12
Западно-Ярояхинское
ГКМ
Ат, Т
99
61
22
9,4
7,1
2,7
7,3
12
В
21 164 20
5,6
8,1
4,0
8,3
28
Надымское НМ
Ат, Т
25
90
21
4,6
4,3
2,0
7,0
3,6
В
30
38
7,4
2,1
3,7
1,8
1,8
4,2
Геохимия ландшафтов и география почв (к 100-летию М.А. Глазовской)
244
Л
есо
тундровые ПТК и
кр
упноб
угристые т
орф
яники
Яро-Яхинское ГКМ
Ат, Т
99
91
27
9,3
6,9
1,8
6,3
3,1
В
96 164 16
4,3
4,4
1,8
3,5
6,5
Северо-Часельское
ГКМ
Ат, Т
38
82
24 10,0 13,3 4,3
8,3
21
В
28 435 40
9,7
20,1 8,5 10,4 72
Береговое ГКМ
Ат, Т
44 471 43
6,8
9,4
4,4 20,4 25
В
35 225 37 10,3 11,8 6,4 10,2 37
Пырейное ГКМ
Ат, Т
35 142 26
4,6
5,9
2,1 11,7 13
В
24 199 27
7,4
9,1
4,7 10,6 30
Кынско-Часельский
участок
Ат, Т
64
50
14
7,8
7,6
2,4 10,5 5,6
В
27 105 20
9,4
10,3 4,2 11,9 20
На региональном уровне прослеживается лишь загрязнение почв и донных осадков ПХБ, обусловленное
глобальным трансграничным переносом.
Региональный кларк растений значительно ниже средних показателей для растительности суши по
В.В. Добровольскому, что указывает на отсутствие загрязнения в региональном масштабе. Смещения границ
ландшафтных зон и подзон под влиянием техногенеза не наблюдается.
Таким образом, проведенные исследования указывают на локальное загрязнение ПТК вблизи объектов
промысла и отсутствие значимой геохимической трансформации на территориальном и региональном
уровнях. Результаты негативного воздействия нефтегазодобычи отражаются, в первую очередь, в ландшафтно-
деструктивном нарушении, вызванном развитием инфраструктуры промыслов и населенных пунктов.
УДК 631.417:631.46:631.42
ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОРГАНИЧЕСКИМИ ПОЛЛЮТАНТАМИ КАК ФАКТОР ПОТЕНЦИАЛЬНОЙ
ДЕГУМИФИКАЦИИ ПОЧВ
Е.Е. Орлова (1, 2), Н.Е. Орлова (1), Д.А. Самуленков (2), А.Д. Кирсанов (1)
(1) СПбГУ, Санкт-Петербург, e-mail: orlova55@mail.ru;
(2) СПбНИЦЭБ РАН, Санкт-Петербург, e-mail: samulenkov_da@mail.ru
Углерод является основным элементом гумуса почв – одного из главных компонентов почвы. Он
является основой плодородия и экологической устойчивости почв, служит резервом питательных веществ
необходимых растениям, источником энергии для микроорганизмов, от активности которых зависит скорость
очищения и самовосстановления почв, при загрязнении их различными поллютантами. В современных
условиях, характеризующихся постоянно увеличивающейся антропогенной нагрузкой на почвы, особую
актуальность приобретает изучение факторов, обеспечивающих их сохранение, устойчивость и стабильность
биогеоценотических функций [1, 2 и др.]. В почве устойчивость к деградации под влиянием различных
воздействий в значительной степени обеспечивает органическое вещество, и в первую очередь, специфические
гумусовые вещества. Практически все основные процессы, характеризующие экологическую устойчивость почв
– адаптация, рассеивание воздействия и регенерация – непосредственно зависят от содержания, реакционной
способности, миграционных и седиментационных свойств гумусовых веществ и их собственной экологической
устойчивости. Последняя определяется как способность гумусовых веществ сохранять неизменными свой
состав, химическую структуру и функциональные свойства при воздействии различных факторов [3].
Целью данной работы явилось изучение влияния нефтепродуктов (НП) и полиароматических
углеводородов (ПАУ) на устойчивость и подвижность гумуса дерново-подзолистых почв.
В полевых и лабораторных экспериментах изучено влияние загрязнения сырой нефтью (0,5-10%)
и системой из 10 различных ПАУ (1-50 ПДК) на состав и свойства гумуса дерново-подзолистых легко- и
среднесуглинистых почв различной степени окультуренности (Ленинградская обл.).
Показано, что, несмотря на различные уровень гумуссированности и гранулометрический состав
исследуемых почв, нефть, попадая в них, оказывает на гумусовое состояние однотипное воздействие.
Наблюдается достоверное увеличение содержания всех групп и фракций гумусовых веществ, сопровождающееся
закономерным снижением степени их химической «зрелости», что проявляется в уменьшении доли
ароматического ядра и увеличении алифатических цепей в молекулах. Падает реакционная способность
гуминовых кислот, что связано с относительным уменьшением содержания кислых функциональных групп.
Вследствие этого, нарушается способность прочно связывать и, тем самым, выводить из биологического
круговорота различные загрязняющие вещества, в том числе тяжелые металлы [4].
Изменения, которые претерпевает гумус почв при загрязнении их нефтью, являются деградационными.
То есть, резко ухудшается качество собственно почвенного органического вещества, снижается его
устойчивость и нарушаются важнейшие экологические функции гумуса и почв в целом.
Наряду с изменением состава и структуры гумуса, установлено, что нефтяное загрязнение вызывает
изменение важнейшего функционального свойства гуминовых кислот – их миграционной способности.
Это свойство представляется весьма важным, поскольку от миграционной способности может, в том числе,
зависеть такой опасный процесс как дегумификация почв.
Установлено, что с ростом уровня загрязнения нефтью пептизируемость гуминовых кислот исследуемых
дерново-подзолистых почв в воде значительно возрастает. Так, степень пептизируемости гуминовых кислот