Экологические
последствия загрязнения биоценозов нефтью
Одним из основных и наиболее
распространенных источников загрязнения водных и наземных экосистем являются
нефть и нефтепродукты. Под влиянием нефти изменяются физические параметры
поверхности воды, понижается интенсивность фотосинтеза. Аварийные выбросы
загрязняют почвенный покров, нарушая его структуру и
окислительно-восстановительный потенциал, ухудшают условия жизни растений и
животных. В результате структурно-функциональных изменений экосистем нарушается
соотношение составляющих их компонентов, уменьшается видовое разнообразие живых
организмов, повышается чувствительность организмов к неблагоприятным
воздействиям, возникают необратимые изменения.
Серьезной проблемой нефти добывающих регионов являются аварийные разливы нефти и нефтепродуктов при транспортировке углеводородного сырья, которые обусловлены, в первую очередь, прорывами внутрипромысловых и магистральных трубопроводов.
Нефть представляет собой маслянистую
жидкость, обычно темно-коричневого цвета. Основным компонентом нефти являются
углеводороды (98%). Кроме того, в состав нефти входят производные, содержащие
кислород, серу и азот. Содержание углеводородов в нефти доходит до 83-8,7%,
водорода - до 11,5 - 14,5%, кислорода 0,05 - 0,36 (масс.). В золе нефти найдены
Са, М Ее, i, Та и др. элементы. Содержащиеся в нефти сернистые соединения
придают ей неприятный запах. Ароматические соединения, имеющиеся в составе
нефти, являются наиболее токсичными и губительно действуют на растения. На
современном этапе проблема сохранения и возобновления почв приобретает особую
актуальность, поскольку почвенные ресурсы земного шара ограничены. Несмотря на
все меры предосторожности в процессе нефтедобычи, а также при транспортировке
нефти неизбежно загрязнение почв, которое обуславливает нарушение
экологического равновесия, проявляющееся в изменении структуры биоценозов,
интенсивности и направленности почвообразовательных процессов и т.д.
Результаты исследования почв, загрязненных
нефтью, дают основания заключить, что характер и степень загрязнения зависят от
природно-климатическях условий формирования почв, их физико-химических и
биологических свойств, а также от состава нефти. Нефть оказывает ингибирующее
влияние на рост и развитие растений, которое, видимо, обусловлено нарушением
экологической обстановки (изменением воздушного, гидротермического режима,
агрохимических свойств, связыванием нефтью биогенных элементов - азота, фосфора
и тд.) и прямым воздействием содержащихся в нефти нафтеновых кислот и других
токсических углеводородов[1]. Полное расщепление углеводородов в почве до Н2О и СО2 возможно лишь
при участии целого комплекса микроорганизмов.
Под влиянием нефти происходит изменение
реакции среды, резко увеличивается количество углеродистых соединений,
усиливаются восстановительные процессы. В загрязненных нефтью почвах снижается
емкость поглощения, уменьшается доступность для растений фосфора и калия.
Снижается также скорость окислительно-восстановительных реакций и
ферментативная активность. Загрязнение почв может вызвать недостаток кислорода
и избыток органических веществ.
Поведение нефтепродуктов в почве зависит
как от свойств самих нефтепродуктов, так и от свойств почв. В почвах тяжелого
механического состава нефтепродукты часто не просачиваются в глубокие слои
почвы и в грунтовые воды. В более легких почвах загрязняющие вещества могут
достигать грунтовых вод и частично растворяются в них.
Загрязнение почвы на значительное время
отклоняет наземные биоценозы от естественного круговорота веществ и энергии в
биосфере, что, несомненно, отражается на общем балансе последней. Под влиянием
нефти в почве происходят глубокие изменения. В биологический круговорот
включаются новые, чуждые для природных систем вещества, в том числе и
канцерогенные. Последние по системе «почва-растения-человек» мигрируют в
организм человека и представляют чрезвычайную опасность для его здоровья.
Отрицательное воздействие нефтяных загрязнений на почву часто принимает
необратимый характер вследствие обедненности биоценоза почвы и адсорбцией ею
токсичных и канцерогенных полициклических ароматических углеводородов, в
частности, 3,4 бенз(а)пирен, трудно поддающегося микробиологическому разложению[2].
При загрязнении нефтью и нефтепродуктами
почвы происходит качественное и количественное перераспределение в
физиологических группах микроорганизмов, населяющих почву. При высоких дозах
загрязнения нефтью ингибируется рост нитрифицирующих бактерий, уменьшается
численность актиномицетов, некоторых типов водорослей, что приводит к снижению
плодородия, а также биологической активности почвы. Микробиологическая
деятельность в течение первого года после загрязнения приводит к образованию нерастворимых
в органических растворителях продуктов метаболизма нефти. Под влиянием
нефтяного загрязнения нарушается соотношение С:N, в связи с увеличением содержания органического
углерода, наблюдается повышение токсических концентраций подвижных форм микроэлементов
Мо, Сu, Zn.
Исследуя влияние нефтяного загрязнения на
лесные биоценозы, первостепенное внимание следует уделить состоянию древостоя.
Отмечено начало усыхания некоторых деревьев основных видов хвойных при слабой
(до 10%) степени загрязнения. В случае сильной (более 40%) степени загрязнения
выпадает более половины жизнеспособного древостоя, и усыхание древостоя
начинается уже в первый год после разлива нефти, тогда как при слабой и средней
(от 10 до 40%) степени загрязнения этот процесс может затягиваться на несколько
лет. Достаточно чувствительным показателем влияния нефтяного загрязнения на
лесные биоценозы является снижение продуктивности древесных растений. Во многом
определяет судьбу лесного биоценоза состояние естественного возобновления основных
видов древесных растений, характеризуемое количеством и долей жизнеспособного
подроста. Процент жизнеспособности многих деревьев снижается при увеличении
степени загрязнения почвы нефтью[3].
Потери нефти в результате нарушения
целостности магистральных и внутрипромысловых нефтепроводов достигают огромных
величин и колеблются, по оценкам разных исследователей, в довольно широком
диапазоне. На каждый км2 в зоне месторождений и трасс нефтепроводов
приходится до 0,02 т разлитой нефти в год. Аналитические обзоры показывают, что
потери нефти в результате аварийных проливов составляют более 3% от годовой
добычи нефти. Наиболее крупные потери углеводородов связаны с
повреждениями линейных сооружений, которые обусловлены коррозией металла,
низким качеством сварных швов и механическим разрушением трубопроводов.
Понятно, что на современном уровне развития нефтедобывающей промышленности не
представляется возможным исключить все вредные факторы воздействия на
окружающую среду, но во всех мероприятиях, связанных с ликвидацией последствий
загрязнения, с восстановлением нарушенных земель, необходимо исходить из
главного принципа: не нанести экосистеме больший вред, чем тот, который уже нанесен
при загрязнении.
Список источников
1.
Лихачев С.Т. Воздействие нефтяных разливов на природные экосистемы // Экология.
-2006
2.
Цуцаева В.В. Рекультивация почвенного покрова // Нефтяное хозяйство. -1997- С
55-56.
3.
Семенов ВИ., Капитонова ЗФ., Торопов В.Г. Охрана окружающей среды в процессе
освоения Тимано-Печерской провинции //Труды Печерского НИ. и проектного
института. -1980-1