Загрязнение нефтью и нефтепродуктами

Сжигание угля, нефтепродуктов, газа, битумов и других веществ сопровождается поступлением в атмосферу, почвы и водную среду значительных масс канцерогенных веществ, среди которых осо­бенно опасны полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) и бензпирен (БП). Автотранспорт, авиация, коксохимические и нефтеперегонные заводы, нефтепромыслы способствуют загрязнению окружающей среды эти­ми канцерогенами. Антропогенные источники выбрасывают в атмосферу канцерогенный 3,4-бензпирен, другие токсичные соединения.

- Присутствие повышенных количеств (БП) в воздухе, водах, почвах, пище установлено в городах, промышленных регионах, вокруг предпри­ятий, железнодорожных станций, аэропортов, вдоль дорог. Главный ко­нечный резервуар аккумуляции БП — почвенный покров. Загрязненность бензпиреном почв непромышленных районов, по данным JI.M. Шабада, в среднем за три года составила, мкг/кг: Район жилой застройки: старой 0,34

- новой 0,20

- поселок 0,07

- обрабатываемое поле 0,07

- Наблюдается тенденция увеличения содержания БП. Больше всего его накапливается в гумусовом горизонте почв. С почвенной пылью, грунто­выми водами, в результате водной эрозии, с продуктами питания бензпирен поступает в общие биогеохимические циклы на суше, распро­страняясь повсеместно.

- Ежегодно в мире добывается свыше 2,5 млрд т сырой нефти. Нега­тивное последствие интенсификации нефтедобычи — загрязнение при­родной среды нефтью и продуктами ее переработки. При добыче, транс­портировке, переработке и использовании нефти и нефтепродуктов их теряется около 50 млн т в год. В результате загрязнения значительные территории становятся непригодными для сельскохозяйственного ис­

пользования. С поступлением в почвы сырой нефти и нефтепродуктов нарушается процесс их естественного фракционирования. При этом лег­кие фракции нефти постепенно испаряются в атмосферу, некоторая часть нефти механически выносится водой за пределы площади загряз­нения и рассеивается на путях движения водных потоков. Часть нефти подвергается химическому и биологическому окислению.

Нефть — это сложные смеси газообразных, жидких и твердых углево­дородов, различных их производных и органических соединений других классов. Основные элементы в составе нефти — углерод (83—87%) и водо­род (12—14%). Из других элементов в ее состав в заметных количествах входят сера, азот и кислород. Содержание серы колеблется в широких пределах: от тысячных и сотых долей процента до 6-14%. Содержание азота и кислорода составляет соответственно 0,02—1,7 и 0,005—3,6%.

Кроме того, нефть, как правило, содержит незначительные количест­ва микроэлементов. В составе нефти идентифицировано свыше 1000 ин­дивидуальных соединений. Из них 250 содержат серу, около 85 — кислород и свыше 30 — азот. Более 700 индивидуальных углеводородов, входящих в состав нефти, имеют углеродный скелет от С₁ до С₄₀. В жидких углеродах нефти растворены смолисто-асфальтеновые вещества, которые представляют высокомолекулярные органические соединения, содержащие в среднем до 88% С, до 10 — Н и до 14% гетероатомов.

Для оценки нефти как вещества, загрязняющего природную среду, пред­лагают использовать (Ю.И. Пиковский) следующие признаки: содержание легких фракций (t^o_кип < 200°С), содержание парафина и серы:

- количество легких фракций тесно связано с плотностью и вязкостью нефти, количеством смолистых компонентов, групповым углеводород­ным составом. Легкие фракции обладают повышенной токсичностью для живых организмов, в то же время их высокая испаряемость способству­ет быстрому самоочищению компонентов природной среды;

- парафин — не оказывает сильного токсического действия на живые организмы, но благодаря высокой температуре застывания сущест­венно влияет на физические свойства почв. По степени парафинисто- сти нефти и содержанию легких фракций можно судить о характере воздействия нефтяного загрязнения на почву и устойчивости этого воздействия;

- содержание серы - также важный признак при оценке влияния нефти на природную среду. С увеличением сернистости нефти возрастает опасность сероводородного загрязнения почв.

Основные загрязняющие вещества для почв:

- пластовая жидкость, состоящая из сырой нефти, газа, нефтяных вод;

- газ газовых шапок нефтяных залежей;

- законтурные воды нефтяных пластов;

- нефть, газ и сточные воды нефтяных пластов;

- нефть, газ и сточные воды, полученные в результате отделения пла­стовой жидкости и первичной подготовки нефти;

- подземные воды;

- буровые растворы;

- нефтепродукты.

Эти вещества попадают в окружающую среду вследствие нарушения технологии, различных аварийных ситуаций и т. д. Компоненты газовых потоков осаждаются на поверхности растений, почв, водоемов. Частично углеводороды возвращаются на земную поверхность с осадками, при этом происходит вторичное загрязнение суши и водоемов. С поступлени­ем нефти и нефтепродуктов в окружающую среду с процессами микро­биологического и химического разложения происходит их испарение, что может служить источником загрязнения атмосферы и почв.

Нефтяные вещества способны накапливаться в донных отложениях, а затем с течением времени включаться в физико-химическую, механи­ческую и биогенную миграции вещества. Преобладание тех или иных процессов превращения, миграции и аккумуляции нефтепродуктов чрезвычайно сильно зависит от природно-климатических условий и свойств почв, в которые поступают эти загрязняющие вещества. При попадании нефти в почву происходят глубокие, необратимые изменения морфологических, физических, физико-химических, микробиологических свойств, а иногда и существенные изменения почвенного профиля, что приводит к потере загрязненными почвами плодородия и отторжению территорий из сельскохозяйственного использования.