Введение к работе
Актуальность работы. В настоящее время одной из составных частей государственной политики России является стратегия устойчивого развития, в которую важнейшим элементом входит охрана окружающей среды (ОС) от негативных антропогенных воздействий. Особое внимание уделяется защите водных ресурсов, в формировании качества которых ключевое значение имеют реки. Они служат трансграничными коридорами для техногенных потоков загрязняющих веществ и депонируют значительные их объёмы в донных отложениях.
Приоритетными поллютантами в Республике Башкортостан, в силу отраслевой специфики региона, являются нефтяные углеводороды (УВ). Воздействуя на биосферу на различных этапах жизненного цикла нефти, они способны существенно влиять на биологическое равновесие экосистем [Ягафарова Г.Г. и др., 2000].
Значительными источниками поступления нефтяных УВ в ОС являются предприятия нефтехимии и нефтепереработки. Как крупные водопотребители, они территориально привязаны к речной сети и представляют потенциальную опасность загрязнения гидросферы. Специфическим видом воздействия подобных предприятий на природу является формирование в грунтах промышленных площадок скоплений нефтяных УВ (линз) и их дальнейшая внутрипочвенная миграция на прилегающие территории - вторичные техногенные потоки [Солнцева Н.П., 1998]. Данные образования являются объектами экологического ущерба, накопленного вследствие многочисленных разливов сырья и готовой продукции (первичных техногенных потоков) на рельеф местности.
Подземные скопления нефтяных УВ оказывают влияние на качество грунтовых и поверхностных вод, поэтому исследование параметров ореола углеводородного загрязнения, времени, характера и мест выхода нефтепродуктов на поверхность (очага разгрузки) является актуальной задачей в регионах с развитой нефтеперерабатывающей и нефтехимической инфраструктурой.
Цель диссертационной работы состоит в разработке научно- методических подходов к оценке образования и миграции подземных скоплений нефтяных УВ, совершенствованию системы мониторинга природных сред пойм рек в зоне влияния нефтехимических предприятий и разработке мер защиты гидрографической сети от техногенных потоков УВ.
Для достижения данной цели необходимо было решить следующие задачи: изучить миграцию и преобразование техногенных потоков нефтяных УВ в речных поймах в зоне влияния объектов нефтехимической промышленности; оценить способность к самоочищению от нефти различных типов почв (аллювиальной (пойменной) почвы, чернозёма выщелоченного, тёмно-серой лесной почвы) и исследовать во времени изменение соотношения УВ (C8-C24); усовершенствовать систему мониторинга природных сред пойм рек в зоне влияния нефтехимических предприятий;
разработать метод инженерной защиты гидрографической сети от техногенных потоков УВ.
Научная новизна работы
-
Предложен новый подход к оценке закономерностей миграции нефтяных УВ в поймах рек в зоне влияния нефтехимических предприятий, основанный на использовании территорий аварийных разливов нефти в качестве натурных моделей, позволяющий в многолетней динамике изучить преобразование первичного техногенного потока во вторичный.
-
Установлено, что нефтяные УВ, попадая в пойменную почву, образуют первичные техногенные потоки, для которых характерна и радиальная, и латеральная миграция. Вторичные техногенные потоки нефтяных УВ распространяются преимущественно латерально и разгружаются в водные объекты. Установлены изменения соотношения УВ (C8-C24) в техногенном потоке при радиальной и латеральной внутрипочвенной миграции, позволяющие судить о степени «старения» углеводородного загрязнения.
-
Показано, что при радиальной миграции техногенных потоков в профиле пойменных почв наблюдается эффект хроматографического разделения УВ. Тяжёлые УВ в большей степени сорбируются верхними органогенными горизонтами пойменной почвы. Установлено, что органоминеральные субстраты (почвы и донные отложения) при контакте с нефтяными УВ сорбируют изопренаны (пристан и фитан).
-
Установлено, что из трёх типов почв - чернозём выщелоченный, тёмно-серая лесная почва, аллювиальная (пойменная) почва - верхний органогенный горизонт последней обладает наименьшей способностью к самоочищению от загрязнения УВ.
5. Разработан метод инженерной защиты гидрографической сети от нефтяных УВ в потенциально опасных зонах возникновения и формирования их техногенных потоков посредством превентивного возведения специальных гидротехнических сооружений в русле малых водотоков.
Практическая ценность
Предложенные методы по совершенствованию системного экологического мониторинга речных пойм в зоне влияния нефтехимических предприятий используются в работе ГБУ РБ Управление государственного аналитического контроля и Министерства природопользования и экологии Республики Башкортостан.
Возведение разработанных защитных гидротехнических сооружений в руслах малых водотоков в потенциально опасных зонах возникновения техногенных потоков нефтяных УВ включено в план природоохранных мероприятий администрации Туймазинского района Республики Башкортостан.
Материалы диссертационной работы используются в курсах лекций по дисциплинам: «Химия окружающей среды», «Стандарты качества окружающей среды» для бакалавров и инженеров по специальности «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов» и «Экология» для бакалавров и инженеров всех специальностей ФГБОУ ВПО УГНТУ.
Апробация работы. Основные научные положения и практические результаты работы доложены и обсуждены на международных и российских научно- технических и практических конференциях, в т.ч. VII Конгрессе нефтегазопромыш- ленников России, посвященном 75-летию башкирской нефти (г. Уфа, 2007 г.); Межрегиональной научно-практической конференции «Вода для жизни - 2009» (г. Уфа, 2009 г.); Международной межотраслевой конференции, посвященной 25-летию Чернобыльской катастрофы «Современная эколого-антропологическая методология изучения и решения проблем здоровья населения» (г. Казань, 2011 г.) и др.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 24 научных работы, в т.ч. 4 статьи в рецензируемых журналах по перечню ВАК РФ.
Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, основных выводов, списка использованных источников, включающего 282 наименования, содержит 169 страниц машинописного текста, 18 таблиц и 33 рисунка.
