Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Гигиеническая оценка процессов миграции и трансформации нефти в почве Карцева Наталия Юрьевна

Гигиеническая оценка процессов миграции и трансформации нефти в почве
<
Гигиеническая оценка процессов миграции и трансформации нефти в почве Гигиеническая оценка процессов миграции и трансформации нефти в почве Гигиеническая оценка процессов миграции и трансформации нефти в почве Гигиеническая оценка процессов миграции и трансформации нефти в почве Гигиеническая оценка процессов миграции и трансформации нефти в почве Гигиеническая оценка процессов миграции и трансформации нефти в почве Гигиеническая оценка процессов миграции и трансформации нефти в почве Гигиеническая оценка процессов миграции и трансформации нефти в почве Гигиеническая оценка процессов миграции и трансформации нефти в почве
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Карцева Наталия Юрьевна. Гигиеническая оценка процессов миграции и трансформации нефти в почве : Дис. ... канд. биол. наук : 14.00.07 Москва, 2006 165 с. РГБ ОД, 61:06-3/723

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Обзор литературы 8

1.1. Нефть в окружающей среде 8

1.2. Стабильность, деструкция нефти в почве 27

1.3. Методы определения нефти в почве 29

Глава 2. Объем, объекты и методы исследования 38

2.1. Объем исследований 38

2.2. Объекты исследования 39

2.2.1. Почва 39

2.2.2. Нефть 40

2.2.3. Объекты натурных наблюдений 41

2.3. Методы исследования 41

2.3.1. Методика проведения натурных исследований 44

2.3.2. Методы химического анализа 46

2.3.3.Методы экотоксикологических исследований 46

Собственные исследования

Глава 3. Аналитические аспекты оценки загрязнения нефтью почв ... 51

3.1. Разработка метода определения нефти в почве 51

3.2. Изучение стабильности и трансформации нефти в почве 56

3.3. Изучение миграции нефти из почвы в воду 65

Глава 4. Оценка влияния нефтяного загрязнения почв на высшие растения 77

4.1. Методом экспресс-теста на проращивание семян 77

4.2. Методом вегетационных экспериментов 79

Глава 5. Исследование почв г. Москвы 88

5.1. Исследование физико-химических показателей загрязнения почвы 93

5.1.1. Изучение почвы рекреационных зон города 94

5.1.2. Изучение почвы селитебных территорий 97

5.2. Определение суммарной токсичности почв биотестированием 107

5.3. Тестирование на гидробионтах 109

5.4. Тестирование на сперматозоидах быка 114

5.5. Оценка мутагенной опасности в тесте Эймса 115

Обсуждение результатов 124

Выводы 131

Список литературы 133

Приложение 142

Введение к работе

Актуальность проблемы. К настоящему времени почва большинства промышленных регионов в значительной степени деградировала и нуждается в серьезных оздоровительных мероприятиях (Онищенко Г.Г., 2002).

В последние годы одним из наиболее приоритетных загрязнителей окружающей среды является нефть. Ее повсеместная распространенность и негативное воздействие на почвенно-растительный покров, атмосферный воздух, поверхностные и подземные воды, экологические системы и здоровье населения отмечаются на всех стадиях освоения нефтяных месторождений - от бурения до промышленной переработки, ликвидации оборудования и доставки потребителю. Хищническое использование невосполнимых природных ресурсов и малоэффективная их переработка с образованием огромного количества отходов, загрязняющих атмосферный воздух, воду и почву вызывает стремительное возрастание экологически обусловленных нарушений здоровья населения (Русаков Н.В., Рахманин Ю.А., 2004).

Если еще 10 лет тому назад загрязнение нефтью и нефтепродуктами считалось проблемой импактного загрязнения почв, то в последние годы, в связи со все возрастающими масштабами добычи, переработки и транспортировки нефти и нефтепродуктов, загрязнение окружающей среды нефтяными углеводородами стало острейшей экологической проблемой не только для России, но и всех развитых стран мира (McGill, 1977; Atlas R.M., 1991). Несмотря на острую актуальность проблемы, многие вопросы, связанные с оценкой опасности нефтезагрязненных почв, остаются нерешенными.

В почве возможно превращение нефти в более токсичные соединения, которые могут в ней адсорбироваться и накапливаться (Гончарук Е.И., 1986). Загрязненная почва может стать источником поступления токсикантов в организм человека по трофическим цепям: почва - растения - продукты питания, почва - грунтовые воды - человек, почва - атмосферный воздух -человек, что увеличивает риск возникновения экологически обусловленных заболеваний.

5 Литературные данные по загрязнению почв нефтью касаются в основном

выбросов предприятий и рекультивации почв в районах аварийных разливов

нефти (Глазовская М.А., 1977; Солнцева Н.П., Пиковский Ю.И., 1981 и др.). В

немногочисленных работах гигиенического плана наиболее полно изучены

закономерности циркуляции в окружающей среде, главным образом высоко

сернистых (Деканоидзе А.А., 1984) и легких нефтепродуктов (Даукаева Р.Ф.,

1985; Сафонникова СМ., 1986).

Информация о гигиенической оценке загрязнения почвы нефтью, закономерностях миграции нефти в окружающей среде и трансформации с оценкой продуктов деградации практически отсутствует. Учитывая, что реакция различных почв на нефть зависит от ряда факторов (осадки, температура, содержание гумуса, гранулометрический состав почв и др.) разработка единых показателей и критериев крайне затруднительна.

Остается весьма актуальной проблема трансформации веществ в окружающей среде. Трудной задачей является прогнозирование поведения органических веществ под действием природных физико-химических факторов в условиях загрязнения окружающей среды, и в частности почвы (Малышева А.Г., 1997, 2004). Нуждаются в разработке методические подходы и методы контроля нефти в почве. Отсутствует информация о гигиенической оценке загрязнения почвы нефтью.

С гигиенических позиций особое беспокойство вызывает растущее загрязнение нефтяными углеводородами почвы населенных пунктов под влиянием антропогенного воздействия. Загрязненная почва населенных мест может стать источником постоянного опосредованного поступления нефтяных углеводородов по многочисленным трофическим цепям, что увеличивает риск возникновения и роста заболеваний, этиологически связанных с факторами окружающей среды.

Однако в доступной литературе, информация о гигиенической оценке антропогенно-загрязненных почв, закономерности поведения и процессы миграции нефтяных углеводородов и степень возможного негативного

воздействия таких почв на условия проживания и здоровье населения практически отсутствует.

Все выше изложенное и определило актуальность предлагаемой работы.

Целью настоящей работы являлась гигиеническая оценка процессов миграции и трансформации нефти в почве. Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

  1. Разработка высокочувствительного метода определения нефти в почве с использованием инфракрасной спектрометрии.

  2. Изучение стабильности и трансформации с идентификацией продуктов деградации нефти в почве.

  3. Оценка степени миграции нефти из почвы в воду и влияния на растения.

  4. Оценка реальных уровней загрязнения почв мегаполиса (на примере г. Москвы).

Научная новизна работы состоит в следующем:

Разработан аналитический метод определения нефти в почве на основе инфракрасной спектрометрии для гигиенических исследований.

Изменение компонентного состава идентифицированных нефтепродуктов деструкции нефти в почве в зависимости от времени выявило окислительный характер процесса трансформации нефтяного загрязнения почвы.

Выявлены факторы окружающей среды, к которым относится рН и влажность, влияющие на зависимость процессов стабильности нефти и ее миграции в грунтовые воды.

Впервые получены данные по воздействию уровней загрязнения нефти на
сельскохозяйственные культуры. Полученные закономерности

свидетельствуют наличии положительного действия нефти в концентрации до 500 мг/кг и снижении урожайности и пищевой ценности растений при загрязнении 750-10000 мг/кг нефти. Выявлен диапазон действующих

7 концентраций содержания нефти в почве на сельскохозяйственные тест-растения.

Санитарно-гигиеническая оценка состояния почв г. Москвы показала, что уровни загрязнения почвы нефтью колеблются в диапазоне от 33 до 13000 мг/кг.

Практическая значимость работы.

Результаты исследования внедрены в практику в виде Методических указаний «Определение концентрации нефти в почве методом инфракрасной спектрофотометрии» (МУК 4.1.1956-05), утвержденных Федеральной службой Роспотребнадзора Минздравсоцразвития России в 2005 г.

Установлены водно-миграционные и транслокационные показатели, которые могут быть использованы при обосновании безопасного уровня содержания нефти в почве.

Материалы работы доложены на: Пленуме научного совета по экологии человека и гигиене окружающей среды РАМН и МЗ РФ (Москва, 17-19 декабря 2003 г.); Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Окружающая среда и здоровье» (Суздаль, 2005г.); 4-ом Международном Конгрессе по управлению отходами (Москва, 2005г.).

Исследования проводились в период с 2002 по 2005 гг. в соответствии с тематикой научно-исследовательских работ ГУ НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н. Сысина РАМН в лабораториях гигиены почвы отходов и физико-химических методов исследования в сотрудничестве с лабораториями Института.

Нефть в окружающей среде

Прогрессирующее загрязнение окружающей среды, вызванное бурным ростом промышленного производства (в целях удовлетворения постоянно растущих потребностей общества) требует разумного взаимодействия человека со всеми ее компонентами [109].

Кризис во взаимоотношениях человека и природы в немалой степени обусловлен бурным развитием нефтяной и нефтеперерабатывающей отраслей промышленности. Особенностью развития этих отраслей на современном этапе является создание территориально-производственных комплексов, в которых различные отрасли сконцентрированы в единый производственный цикл и объединены территориально в один узел. В таких регионах сильно загрязнены воздух, вода, почва, продукты питания. Серьезно подорвано состояние здоровья населения. [68].

Большое количество авторов указывает на то, что добыча нефти во все возрастающих количествах приводит к тому, что площадь земель, подвергшихся единовременному и периодическому загрязнению нефтью, постоянно увеличивается. При этом они становятся (по крайней мере, временно) непригодными для целей сельского хозяйства и лесоразведения [29, 64,40].

Районами экологического бедствия стали следующие регионы: Башкортостан (Уфа, Благовещенск Стерлитамак, Салават, Ишимбай), Оренбургский, Астраханский, Западно-Сибирский, Ангарский, Киришский, Кировский, Ярославский ТПК и т.д. [68].

Площадь нефтезагрязненных земель на Апшеронском полуострове составляет более 30 тыс. га, из них 13 тыс. га, почвенный покров которых замазучен, битумизирован [112]. Исследования, проведенные в Башкирии, в районах нефтедобычи, показали, что содержание нефтепродуктов в почве в 1,04-1,9 раза выше по сравнению с контрольной почвой [23]. При одинаковом составе нефти, но в разных и достаточно контрастных природных условиях степень опасности загрязнения целиком определяется природной ситуацией. Так, на территории Русской равнины в Днепровско Припятском нефтегазоносном месторождении добываются достаточно близкие по составу нефти (легкие фракции в них составляют около 30%, отсутствует сера, в небольших количествах присутствует парафин). Вместе с тем на территории месторождения развиты разные по генезису почвы - от подзолистых и дерново-подзолистых до черноземов. Наибольшей угрозе загрязнения подвержены подзолистые почвы Полесья. Наименьшая опасность загрязнения нефтепродуктами складывается в Черноземье, где оптимальные условия тепла и влаги способствуют разложению и очищению почв от продуктов нефтедобычи [29].

Загрязнение нефтью и нефтепромысловыми водами отличается от многих других антропогенных воздействий тем, что оно не дает постоянную, а, как правило, «залповую» нагрузку на среду, вызывая мгновенную ответную реакцию, распространяющуюся ареалами по ландшафту [18].

Наибольшая опасность устойчивого загрязнения почв нефтепродуктами может создаться в Тимано-Печорском и Западно-Сибирском бассейнах, где условия разложения химических веществ в почвах крайне неблагоприятны в связи с процессами мерзлотного оглеения и высокой способности оторфованных горизонтов почв к поглощению токсичных нефтепродуктов и продуктов их распада [29].

При нефтяном загрязнении тесно взаимодействуют три группы экологических факторов: 1) уникальная многокомпонентность состава нефти, находящегося в процессе постоянного изменения; 2) гетерогенность состава и структуры любой экосистемы, находящейся в процессе постоянного развития; 3) многообразие и изменчивость внешних факторов, под воздействием которых находится экосистема: температура, давление, влажность, состояние атмосферы, гидросферы и т.д. Задача обоснования ПДК усложняется многокомпонентностью нефти как загрязнителя [29]. Знание состава нефти и ее фракций является необходимым ключом к раскрытию сущности явлений, происходящих при действии составляющих нефти на окружающую среду [14]. Нефть - горючая, маслянистая жидкость, распространенная в осадочной оболочке Земли [103], важнейшее полезное ископаемое. Нефть представляет собой сложную смесь органических соединений, главным образом углеводородов (УВ) [19], состав которых значительно отличается для нефтей разных месторождений. В составе нефти обнаруживается свыше 1000 индивидуальных органических веществ, содержащих 83-87% углерода, 12-14% водорода, 0,5-6,0% серы, 0,02-1,7% азота и 0,005-3,6% кислорода и незначительную примесь минеральных соединений; зольность нефти не превышает ОД %. Различают легкую (0,65-0,87 г/см3), среднюю (0,871-0,910 г/см3) и тяжелую (0,910-1,05 г/см3) нефть.

Метановые углеводороды легкой фракции, находясь в почвах, водной и воздушной сферах, оказывают наркотическое и токсическое действие на живые организмы. Эти углеводороды лучше растворимы в воде, легко проникают в клетки организмов через мембраны, дезорганизуют цитоплазменные мембраны организма. Токсичность нормальных алканов ослабляется в присутствии нетоксичного углеводорода, который уменьшает общую растворимость алканов [29].

Содержание легких фракций в нефтях разных месторождений и даже разных продуктивных горизонтов одного и того же месторождения сильно изменяются. Существенное значение в составе нефтей имеют циклоалканы и ароматические углеводороды (арены - CnHm) [103].

Методика проведения натурных исследований

Методика постановки вегетационного опыта, который имел своей целью установить максимально недействующую на растения концентрацию нефти в почве, а также ее влияние на качество урожая. Микрополевой опыт согласно общепринятым методическим указаниям [34,90] был заложен на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве со следующими агрохимическими показателями: содержание гумуса (по Тюрину) 1,3%, азота легкогидролизуемого 122,4 мг/кг, азота нитратного 27,2 мг/кг, подвижного фосфора (Р2О5) ПО мг/кг, калия (КгО) 138 мг/кг, рН 4,6, что характеризует почву как среднеобеспеченную основными элементами питания растений с невысоким содержанием гумуса.

Испытываемые овощные культуры высевали в сосуды без дна, заложенные в траншею по середине гряды с ограничением оргалитовыми пластинами. В каждый сосуд при длине 32 см, ширине 17,5 см, высоте 14 см, площади 0,056 м2 и объеме 0,008 м3 помещали по 10 кг почвы. Повторность опыта по каждой культуре 3-кратная.

В качестве тест-культур использовали редис сорта Красный ранний, салат сорта Берлинский желтый и картофель сорта Луговской. Под редис вносились следующие концентрации нефти: 250, 500, 750, 1000, 5000 и 10000 мг/кг. Изучалось последействие высоких концентраций нефти (1000-10000 мг/кг). Под салат вносили 1000, 5000 и 10000 мг/кг нефти. Под картофель вносили 500, 1000 и 1500 мг нефти/кг почвы. Нефть в соответствии со схемами опытов была внесена в почву перед набивкой сосудов при тщательном перемешивании внесенных ее доз с почвой. При изучении последействия нефти почва перед посевом редиса рыхлилась в каждом сосуде отдельно. В течение вегетации проводился регулярный полив и подкормка минеральными удобрениями, согласно рекомендациям по возделыванию данной культуры, осуществлялось рыхление почвы в междурядьях растений и их затенение нетканой воздухопроницаемой пленкой с целью предупреждения стрелкования, а также применялись меры защиты от вредителей.

Возделывание картофеля проводилось в микрополевом опыте. Площадь делянки составляла 0,7 м . Загрязнение почвы нефтью осуществлялось путем перемешивания соответствующей ее дозировки с ограниченным объемом почвы на полиэтиленовой пленке с последующим равномерным внесением этой почвы по поверхности опытной делянки и тщательным ее перемешиванием на всю глубину обрабатываемого слоя. После этого в почву высаживались клубни картофеля сорта Луговской. Опытные делянки между собой разделялись пластмассовыми перегородками до окучивания картофеля, что исключило взаимовлияние (горизонтальную миграцию) вариантов нефтезагрязнения почвы на растения.

В опыте использована традиционная агротехника возделывания картофеля. При посадке клубней картофеля применяли локально навоз и минеральные удобрения, которые вносили общим фоном на все делянки опыта, включая контрольные. До смыкания рядков проведено 3-кратное окучивание. Осуществлялся также полив дождеванием (в засушливые периоды) и защита растений от вредителей и болезней. Урожай и его структуру определяли весовым методом. В овощной продукции определяли содержание аскорбиновой кислоты по методике И. Мурри с красителем 2,6-дихлорфенолиндофенолом [87] и нитратов с помощью ионоселективного электрода по ГОСТ 13496.19-86. При обработке опытных данных использован дисперсионный и корреляционный анализы [34]. Определение окислительно-восстановительного потенциала ЮВЩ почвы

Окислительно-восстановительные процессы и связанные с ними реакции широко распространены в почвах. Методики определения ОВП почв касаются в основном полевых исследований. Однако многие авторы [48,89,105] допускают лабораторные измерения ОВП не только в почве, но и в почвенном растворе и почвенных вытяжках, в зависимости от цели исследований.

Исследования проводились на приборе «Экотест-120» в соответствии с методикой количественного химического анализа жидких сред для определения окислительного потенциала (Eh) с помощью электрода «Эком-Eh». Окислительно-восстановительный потенциал почвы определялся в почвенной суспензии, которая готовилась в соотношении 1:2,5. Почвенная суспензия взбалтывалась в течение 3 минут, затем, не допуская отстаивания почвы, в нее помещались электроды. Показания прибора снимали через 5 минут. По каждой пробе снималось по 3 измерения.

Изучение стабильности и трансформации нефти в почве

Определение стабильности химических веществ в почве относится к числу обязательных предварительных исследований при решении вопроса о необходимости гигиенического нормирования веществ в почве. Стабильность характеризует не только способность загрязнителя к разложению, но и способность почвы к самоочищению, что особенно важно при оценке опасности загрязнения, и позволяет судить о скорости и полноте разрушения нефти, выявить факторы, влияющие на этот процесс и прогнозировать возможный уровень ее накопления в почвах.

Периодичность анализа проб почвы в опытах определялась уровнем разложения нефти в первые сутки после внесения загрязнителя. Предварительные наблюдения показали, что при влажности почвы 20% от полной влагоемкости (ПВ) разлагается 21,9-28,8%, при влажности 60% от ПВ -28,1-35,6% нефти (при рН 4,4), 44-49% нефти - при рН 7,3; при влажности 80% - 27,4-30% нефти.

Исходя из полученных данных и в соответствии с Методическими рекомендациями [58], анализ проб почвы на содержание нефтяных углеводородов (НУВ) проводили через 1, 5, 15, 30, 45, 60, 90 и 120 суток. Критерием стабильности является период полного распада нефти Т99.

Динамика наблюдений за деструкцией нефти представлена в таблицах 3.2.1-3.2.4. В приложении 2 приводится таблица контроля погрешности измерений, из которой видно, что практически все (за исключением 5) результаты измерений лежат в пределах допустимой ошибки опыта (24%). Превышение допустимой ошибки случалось при наименьшей концентрации нефти (1000 мг/кг) ближе к завершению эксперимента. Это может быть связано с низкими остаточными количествами нефти или с возможным пересыханием почвы.

Как видно из таблицы 3.2.1, на 30-е сутки деструкция нефти при влажности 20% от ПВ составила 62-47%, причем обнаружено, что скорость процесса деструкции несколько замедлилась с увеличением исходной концентрации нефти в почве. К 132 суткам в почве сохранились достаточно высокие концентрации нефтяных углеводородов 150, 811 и 2533 мг/кг при начальных концентрациях нефти в почве соответственно 1000, 5000 и 10000 мг/кг. Рассчитанный период полного распада (Т99) нефти в почве составил в среднем около 13 месяцев. Т99 самым высоким оказался для наибольшей концентрации нефти - 10000 мг/кг и составил 16 месяцев.

При увеличении влажности почвы до 60% от ПВ скорость деструкции несколько увеличивается. Деструкция нефти на уровне 50% от внесенных количеств достигала уже на 14-е сутки при начальной концентрации 1000 мг/кг, и на 43-е сутки для 5000 мг/кг и 10000 мг/кг.

Полный распад достигал 19 месяцев (табл. 3.2.5). На 145 сутки эксперимента остаточное количество нефти составляло в среднем 23% (табл. 3.2,2). В этой серии эксперимента период разрушения не зависел от начальной концентрации и определялся величиной константы скорости реакции.

С повышением влажности почвы до 80% от ПВ (табл. 3.2.3) процесс деструкции еще более увеличился (до 16-25 месяцев). Однако, как и при влажности почвы 20% от ПВ 50%-ая деструкция достигалась на 28-е сутки, но в дальнейшем процесс разложения замедлялся, и на 138 сутки остаточная концентрация составляла в среднем 24% нефтяных углеводородов от исходного уровня.

Минимальный Т99 составил 17 месяцев (5000 мг/кг), а при концентрациях 1000 мг/кг и 10000 мг/кг он составил 25 и 22 месяца соответственно. Для изучения стабильности нефти в почве с нейтральной реакцией рН был осуществлен сдвиг рН путем известкования. Для сдвига рН в соответствии с методикой [89] в дерново-подзолистую почву опытных сосудов с первоначальным рН 4,4 вносили дозу извести, равную трем гидролитическим кислотностям (848 мг СаСОз/ЮОг), после чего сосуды выдерживались при постоянной температуре (22С) и влажности 60% от полной влагоемкости в течение 2-х месяцев, в течение которых происходил стабильный сдвиг рН до 7,3.

Методом вегетационных экспериментов

Из литературных источников и наших собственных исследований, приведенных выше, известно, что нефть оказывает ингибирующее влияние на рост и развитие растений, обусловленное изменением воздушного, гидротермического режима, агрохимических свойств, связыванием нефтью биогенных элементов - азота, фосфора и т.д. Гидрофобные частицы нефти затрудняют поступление влаги к корням растений, что становиться причиной физиологических нарушений последних. С гигиенических позиций это особенно опасно для сельскохозяйственных территорий, так как трофическая цепь почва-растение-человек является одним из основных путей опосредованного воздействия почвенных загрязнителей на человека.

Вместе с тем, токсичные уровни нефтезагрязнения в разных почвенно-климатических и агротехнических условиях для различных сельскохозяйственных культур характеризуются довольно широкой амплитудой - от 50 до 1000 мг нефтепродуктов в расчете на 1 кг почвы. Однако эти уровни изучены крайне недостаточно, и имеющиеся в литературе данные носят фрагментарный характер, а многие из них недостаточно обоснованы с методической точки зрения.

Целью наших исследований было оценить влияние загрязнения почвы нефтью в условиях Центрального региона России на некоторые сельскохозяйственные культуры. Как известно, токсические свойства нефти зависят во многом от региональных почвенно-климатических условий и биологических особенностей растений и почвенной биоты.

С учетом изложенного в условиях Центрального региона России с его дерново-подзолистыми почвами для установления допустимых уровней загрязнения нефтью было проведено несколько экспериментов с овощными культурами. При этом испытывались концентрации, характерные для умеренного (1000 мг/кг) и сильного (5000 и 10000 мг/кг) загрязнения почвы нефтью Влияние низкого загрязнения почвы (250, 500, 750 мг/кг) нефтью на редис. Также нами было изучено влияние нефтяного загрязнения почв в концентрациях 500, 1000 и 1500 мг/кг на картофель.

В опытах с редисом (рис. 4.2.1) было установлено, что минимальный уровень нефтезагрязнения почвы - 250 мг/кг - не влиял на урожайность культуры. Средний уровень загрязнения, соответствующий в условиях опытов 500 мг/кг, оказывал стимулирующее влияние на урожайность, достоверно повысив ее на 30,7% по сравнению с контролем. Повышенный уровень загрязнения - 750 мг/кг нефти - вызывал существенное снижение урожайности корнеплодов, составившее 19,6% по отношению к контролю.

При содержании нефти в почве 1000 мг/кг урожайность корнеплодов редиса также существенно снижалась (на 32%). Еще сильнее (на 72-69%) уменьшалась урожайность от повышения содержания нефти в почве до 5000 и 10000 мг/кг, хотя разница в биомассе по этим двум вариантам была статистически недостоверной. Таким образом, по результатам исследований с редисом установлен порог токсичности при действии нефтезагрязнения на уровне, превышающем 500 мг/кг, т.к. последующий уровень загрязнения - 750 мг/кг оказал существенное негативное воздействие на урожайность корнеплодов редиса.

Наряду с действием нефтезагрязнений почвы на урожайность редиса, отмечено их влияние на среднюю массу товарных корнеплодов. Увеличение массы отдельных корнеплодов до 25,7 - 28,2 г наблюдалось при умеренных уровнях загрязнения нефтью (250-500 мг/кг) - и определенное снижение по отношению к ним - до 19,6 г - при повышенном уровне загрязнения. Иначе говоря, граница между стимулирующим и угнетающим действием загрязнения почвы нефтью лежала между 500 и 750 мг/кг. Загрязнение почвы нефтью оказало определенное влияние на содержание нитратов в растениях.

Содержание нитратов (столбцы) и витамина С (линия) в редисе в зависимости от содержания нефти в почве: 1-0 (контроль), 2 - 250 мг/кг, 3 - 500 мг/кг, 4 750 мг/кг 500 -038 400-х и 300 -1 s 200 - 100 -3 0- 12 3 4 г 40 и- 35 gк- 30 S-20 5 Ї- 15 - 10 gо,"5 і о Повышение уровней нефтезагрязнения вызвало заметное увеличение концентрации витамина С в корнеплодах редиса. Согласно литературным данным [9,42] ухудшение условий минерального питания вызывает, в качестве защитной реакции, повышение концентрации данного показателя в корнеплодах редиса. В отличие от редиса, у салата загрязнение почвы нефтью 1000 мг/кг вызвало лишь незначительное, на 9%, снижение надземной биомассы по сравнению с контролем, причем не подтвержденное статистически (рис. 4.2.3). С другой стороны, повышенные концентрации нефти в почве вызвали более сильную депрессию урожайности салата по сравнению с аналогичными вариантами с культурой редиса.

Содержание нитратов в листьях салата (рис. 4.2.4) во всех вариантах нефтезагрязнения оказалось несколько выше, чем на контроле. Очевидно в контрольном варианте и в варианте наименьшего загрязнения нефтью имел место эффект разбавления при интенсивной утилизации нитратного азота на ростовые процессы, о чем свидетельствует сравнительно высокая урожайность культуры в этих вариантах.

Похожие диссертации на Гигиеническая оценка процессов миграции и трансформации нефти в почве