Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Природные условия Астраханской области 9
1.1. Физико-географическая характеристика 9
1.2. Геолого-геоморфологические особенности 9
1.3. Климат 12
1.4. Почвенный покров 17
1.5. Растительность 34
1.6. Гидрология 37
1.7. Состояние сырьевой базы 38
ГЛАВА II. Современная экологическая ситуация на территории Астраханской области 44
2.1. Экологические проблемы природопользования 44
2.2. Современное состояние атмосферы 48
2.3. Современное состояние водной среды 61
2.4. Современное состояние биоты 67
2.5. Современная структура землепользования Астраханской области . 68
2.6. Экологическая оценка почв и земельных ресурсов 71
2.6.1. Загрязнение почв тяжелыми металлами 75
2.6.2. Водная и ветровая эрозия 81
2.6.3. Засоление почв 82
2.6.4. Состояние пастбищ. Опустынивание 83
2.6.5. Оценка плодородия почв области 86
ГЛАВА III. Влияние нефтяного загрязнения на окружающую природную среду 88
3.1. Причины нефтяного загрязнения экосистем 88
3.2. Последствия нефтяного загрязнения экосистем 92
3.2.1. Деградация почвенного покрова 92
3.2.2. Изменение качества воды вследствие нефтяного загрязнения 103
3.2.3. Нарушение жизнедеятельности растений и животных в
результате, нефтяного загрязнения 106
3.3. Основные способы ликвидации нефтезагрязнения почвенного
покрова 108
ГЛАВА IV. Влияние нефтезагрязнения почв на развитие сельскохозяйственных культур в Астраханской области
4.1. Методы и методика опыта 123
4.2. Результаты исследования 125
4.2.1. Влияние нефтяного загрязнения на физические и химические свойства почв 125
4.2.2. Количественный состав нефти и содержание нефтяных углеводородов в почвах 126
4.3. Влияние нефтяного загрязнения на развитие сельскохозяйственных культур 131
4.3.1. Редис сорт «Рубин» 131
4.3.2. Яровая пшеница сорт «Краснокутка» 135
4.3.3. Озимые культуры: ячмень сорт «Ларец», рожь сорт «Саратовская - 55», пшеница сорт «Донщина» 138
4.3.4. Салат листовой сорт «Сверхранний» 147
4.3.5. Мятлик луковичный 149
4.3.5. Фасоль сорт «Садовод» 153
Выводы 160
Практические рекомендации 162
Литература 163
Приложение 183
- Геолого-геоморфологические особенности
- Современное состояние водной среды
- Деградация почвенного покрова
- Влияние нефтяного загрязнения на физические и химические свойства почв
Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время происходит интенсивный этап формирования нового антропогенного комплекса в Астраханской области, связанного с техногенным влиянием нефтегазовой промышленности на окружающую среду.
Одним из опаснейших негативных результатов взаимодействия человека с природой является загрязнение почв нефтью. Нарушенные земли утрачивают свою хозяйственную ценность, что приводит к дополнительным источникам экологической нагрузки.
Техногенные воздействия преобразуют почвенный профиль, неся за собой трансформацию морфологических и химических свойств почв (Трофимов, и др., 1987; Пиковский, 1988; Анисимова, 1995; Эокт^еуа, 1997; Лавриненко, и др., 1998; Фомин, 1999; Кочуров, 2003; Кочуров, и др., 2004; Садовникова, 2006). Степень этих изменений зависит от продолжительности загрязнения, состава и концентрации компонентов нефти, ландшафтно- геохимических особенностей территории.
В качестве дополнительных источников загрязнения выделяются: разведка и добыча нефти на Каспийском море, прорыв трубопроводов, затопленные нефтяные скважины, потеря контроля над скважинами, перевалочные пункты.
Конечным результатом нефтяного загрязнения является формирование природных комплексов необычных для зональных условий. Зональные типы почв сменяются техногенными модификациями, снижается их продуктивность вплоть до необходимости вывода загрязненных земель из сельскохозяйственного оборота. Воздействие даже на один или два компонента биогеоценоза приводит к изменениям его структуры и функционирования. Исчезают популяции некоторых видов растительных и животных сообществ, обитавших в данном биогеоценозе.
В связи с вышеизложенным, тема изучения влияния нефтяного загрязнения на состояние почв Астраханской области, а также скорость их самоочищения является актуальной.
Цель диссертационной работы - оценка влияния нефтяного загрязнения на состояние разных типов почв аридной зоны и определение скорости самоочищения почв, а также оптимальных способов их рекультивации; изучение биоиндикационных свойств культурных растений по их реакции на нефтяное загрязнение почв.
Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих задач:
Дать оценку экологической ситуации изучаемого региона;
Изучить закономерности изменений физико-химических свойств почв региона при углеводородном загрязнении;
Выявить динамику содержания нефтяных углеводородов в почвах в результате нефтяного загрязнения;
Провести анализ влияния нефтяного загрязнения на развитие сельскохозяйственных культур;
Разработать систему информативных показателей самоочищения почв при различных дозах нефтяного загрязнения.
Объект исследования: зональные типы почв Астраханской области, входящие в состав зоны светло-каштановых, бурых полупустынных, а также аллювиальных почв Волго-Ахтубинской поймы.
Предмет исследования - выявление ответных реакций почвенного покрова и сельскохозяйственных культур в условиях воздействия нефтяного загрязнения на территории Астраханской области.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
особенности современного экологического состояния экосистемы Астраханской области;
особенности влияния нефтяного загрязнения на почвенно- растительный покров;
динамика содержания углеводородов в почве;
изменение физико-химических свойств почв при углеводородном загрязнении;
снижение продуктивности сельскохозяйственных культур при нефтяном загрязнении;
определение допустимого уровня углеводородного загрязнения зональных типов почв;
методика способов рекультивации нефтезагрязненных почв изучаемого региона.
Методологической и теоретической основой исследования послужили труды: Ковды В.А., Аренса В.Ж., Кочурова, Б.И., Волынкина И.Н., Доспехова Б.А. и др. авторов.
Фактический материал и основные методы исследования
Материалами для исследования послужили отчеты Управления Росприроднадзора г. Астрахани. Отчеты Астраханьгазпрома. Государственные доклады «О состоянии и об охране окружающей среды РФ». Материалы к государственному докладу о состоянии природной среды по Астраханской области. Материалы Астраханского государственного университета. Фондовые материалы областной научной библиотеки им. Н.К. Крупской г. Астрахани. Результаты собственных многолетних исследований и наблюдений по нефтяному загрязнению почв Астраханской области (20042007 гг.). Отчеты ГНУ ПНИИАЗ РАСХН (2004-2007гг.).
Новизна исследований
впервые на региональном уровне установлено воздействие углеводородного загрязнения на физико-химические свойства почв;
выявлена зависимость продуктивности сельскохозяйственных культур от количественного воздействия нефти;
выявлена перспективность фитомелиорантов для восстановления почв при углеводородном загрязнении;
разработаны практические рекомендации по рекультивации почв Астраханской области, загрязненных углеводородами.
Практическая значимость работы выражена в следующем:
полученные результаты исследования позволяют прогнозировать ответные реакции и устойчивость почв на нефтяное загрязнение; применять дополнительные технические и технологические решения выявления предельно-допустимых доз нефти на почвенный покров;
результаты диссертационного исследования используются на лекционных и семинарских занятиях Астраханского государственного университета по курсу («Почвоведение», «Экология почв», «Геоэкология»).
Реализация и апробация исследования
Основные положения исследования докладывались на международных научно-практических конференциях: Международная научно-практическая конференция «Научно-производственное и социально-экономическое обеспечение развития комплексных мелиораций Прикаспия» (ГНУ ПНИИАЗ, 2006); 3-я Всероссийская конференция молодых ученых «Новые технологии и экологическая безопасность в мелиорации» (г. Коломна, ФГНУ ВНИИ «Радуга», 2006); Международная школа молодых ученых и специалистов «Перспективные технологии для современного сельскохозяйственного производства» (ГНУ Нижне-Волжский НИИСХ, 2006); I Международная интерактивная научная конференция «Современные аспекты экологии и экологического образования» (г. Астрахань, ЕИ АТУ, 2007); Международная научно-практическая конференция «Взаимодействие НИУ и социума в решении задач АПК» (ГНУ ПНИИАЗ, 2007); Международная научно- практическая конференция «Проблемы и тенденции устойчивого развития аграрной сферы» (г. Волгоград, ВГСХА, 2008).
Публикации: по теме диссертации опубликовано 14 работ, включая 6 статей в изданиях перечня ВАК РФ, 1 научно-практическое пособие и 1- методическая рекомендация.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 182 страницах компьютерного текста, включая приложения. Состоит из введения, 4 глав и заключения.
В основную часть диссертации включено: 52 рисунка, 19 таблиц. Проанализированы 204 источника литературы, в том числе 19 иностранных источников.
Автор благодарит научного руководителя - д.г.н., профессора А.Н. Бармина за обсуждение результатов исследований и научные консультации. Выражает благодарность за плодотворное сотрудничество и оказанную помощь директору ГНУ ПНИИАЗ, академику РАСХН В.П. Зволинскому, зав. отделом экомониторинга, д.б.н., Е.К. Батовской.
Геолого-геоморфологические особенности
Трансгрессии Каспия (бакинская, хазарская, хвалынская), занимавшие весьма большую площадь, сыграли значительную роль в формировании рельефа и состава почвообразующих пород Прикаспийской низменности, являются в настоящее время областью полупустыни. Большая часть территории Прикаспийской низменности входит в состав архейской Русской платформы и меньшая - в Предкавказскую эпигерцинскую верхнепалеозойскую платформу. Между ними находится переходная полоса, которая называется зоной сочленения - вал Карпинского (Волынкин, 1972).
В пределах Восточно-Европейской платформы в ранне-пермское (кунгурское) время произошло накопление галогенных осадков мощностью в
несколько сотен метров, образовалась каменная соль. Наличие значительной толщи галогенных образований обусловило выделение двух структурных этажей: подсолевого и солянокупольного. Подсолевой этаж сложен мощной (до 4 км) толщей карбонатно-терригенных пород палеозойского возраста. Солянокупольный этаж представлен галогенно-терригенными породами от кунгурского до четвертичного возраста включительно.
По особенностям развития и структурной выраженности во втором этаже намечаются три структурных яруса: кунгурско-триасовый, юрско- палеогеновый и верхнеплиоценово-четвертичный. Основной фон современной поверхности представлен в основном осадками Хвалынского моря. В Хвалынское время море дважды наступало и отступало. Уровень раннехвалынского моря достигал +49 м (по современной Балтийской системе высот). Вся территория, за исключением горы Большое Богдо, возвышающейся в виде острова, была покрыта морем. Существовала связь Каспийского моря с Черным морем через Кумо-Манычский прогиб. На дне моря накапливались глины, суглинки, пески. Приблизительно 15 тыс. лет назад в конце раннехвалынского времени море отступило до апшеронского порога (приблизительно, до абсолютной отметки -50 м) и превратилось в изолированный от Мирового океана водоем.
В позднехвалынское время вновь начался подъем Каспийского моря до абсолютной отметки 0 м. Море покрывало южную часть Астраханской области до широты несколько севернее села Сасыколи. Территория представляла собой мелководный шельф, на дне которого аккумулировались преимущественно песчаные отложения. Именно к этой зоне приурочены основные месторождения углеводородного сырья. Вслед за отступлением позднехвалынского моря (приблизительно 10 тыс. лет назад) в наиболее пониженных участках образовались русловые понижения, лиманы. В условиях аридного климата, существовавшего в то время, а также повсеместного распространения песчаных отложений широкое развитие получил эоловый рельеф. Для него характерно чередование песчаных гряд и межгрядовых понижений. В период наступления новокаспийской трансгрессии произошло некоторое увлажнение климата, что уменьшило проявление эоловых процессов. Море было мелководным и наступало на сушу по межгрядовым понижениям, не затапливая возвышающиеся песчаные гряды, которые увлажнялись, уплотнялись, покрывались растительностью, в результате чего приобрели более четкие контуры.
Пойменно-дельтовая равнина расположена в пределах Волго-Ахту- бинской поймы и дельты Волги. Пойма занимает низменное пространство между Волгой и Ахтубой, которое заливается в период паводков речными водами. Правый берег Волги крутой, активно подмывается водами, разрушается и перемещается в западном направлении. Левый берег пологий, плавно переходит в островную поверхность поймы. По мере продвижения на юг пойма переходит в дельту. Волжская дельта имеет вид почти правильного треугольника с вершиной у села Верхнее Лебяжье, где от основного русла реки отходит многоводный рукав Бузан. Западной границей дельты служит рукав Бахтемир, а восточной - Кигач. Поверхность поймы и дельты рассечена большим количеством крупных и малых водотоков, между которыми формируются равнинные острова различной площади. К повышенным участкам пойменно-дельтовой равнины приурочены прирусловые валы, гривистые участки, в районе дельты - останцы бэровских бугров. В наиболее пониженных участках прослеживаются водотоки, озера, озера-старицы.
На фоне общего равнинного рельефа, на севере области резко выделяется район Баскунчакско-Богдинского соляного массива, где, в результате проявления соляного тектогенеза, на поверхность выходят пермские, триасовые отложения, образовавшие осложненную денудационными процессами гору Большое Богдо (149,6 м абс. высоты), а также верхнемеловые породы, обнажающиеся в балке Белой. Само же озеро Баскунчак располагается в мульде оседания, заполненной галогенными осадками.
Современное состояние водной среды
Поверхность почвенно-растительного покрова загрязнена различными соединениями серы, которые попадают на нее путем сухого и влажного осаждения, вызывая трансформацию ее геохимической структуры. Почвенный покров принимает на себя основную нагрузку, связанную с поступлением загрязняющих веществ от Астраханского газоперерабатывающего комплекса, и именно особенности почвенного покрова определяют распространение негативного воздействия АГК и, в конечном итоге, ухудшение состояния подземных и поверхностных вод в регионе и в акватории северного Каспия (Андрианов, 1996; Шикунова, 2002).
Основными причинами загрязнения поверхностных вод являются: интенсивное судоходство, влияние нефтебаз, вторичное загрязнение из грунтов, аварийные ситуации на флоте, стоки промышленных предприятий (особенно гальванических производств), биологический распад и трансформация органических веществ, смыв с сельхозугодий ядохимикатов, транзитный перенос загрязнителей из вышележащих областей (Катунин, 2000).
Современный уровень нагрузок на водные ресурсы определяется, с одной стороны, объемными показателями водопользования, а с другой - качественными характеристиками жидких отходов, поступающих в водные источники. Абсолютные объемы забора свежей воды из водных источников и ее использования в последние 15 лет снижались и в настоящее время не превышают 1% ресурсов речного стока. При отсутствии ограничений водопользования по запасам поверхностных вод Астраханская область выделяется повышенной водоемкостью промышленного производства, но в последние 15 лет темпы уменьшения объемных показателей водопотребления существенно превышали темпы сокращения промышленного производства. В то же время Астраханская область выделяется очень высокой водоемкостью производства внутреннего регионального продукта, что обусловлено, как и в других южных регионах, сохранением больших объемов использования воды на орошение.
В территориальной структуре сброса загрязненных сточных вод в поверхностные водные объекты ведущее место занимает город Астрахань и в меньшей степени - Ахтубинский район (85,5 и 10,4% от общего объема сброса загрязненных стоков). Именно на эти административные территории приходится и большая часть массы сбрасываемых загрязняющих веществ, как фактической, так и приведенной (с учетом относительной опасности загрязняющих веществ). При этом город Астрахань характеризуется наибольшим разнообразием загрязняющих веществ в сточных водах, определяя, по существу, и сводные показатели загрязнений в целом по области. Из водных объектов наиболее загрязненным является рукав Бузан, состояние водной среды которого относится к категории кризисной экологической ситуации (2 градация из 5) или очень высокой степени экологического неблагополучия (1 градация из 3). Остальные поверхностные водные объекты (реки: Волга, Ахтуба, Кривая Болда, Камызяк) относятся к категории критической экологической ситуации (3 из 5) или высокой степени экологического неблагополучия. Значения суммарного показателя химического загрязнения вод позволяют отнести область также к зоне высокой степени экологического неблаполучия. Необходимо отметить и значительные превышения ПДК (в 10-20 раз) по меди и железу на ряде участков Волги и ее дельты, вызванные разовыми сбросами загрязняющих веществ.
Река Волга и ее дельта по-прежнему загрязнены нефтепродуктами, фенолами, тяжелыми металлами. Реконструкция и модернизация очистных сооружений Астрахани затянулись. В районных центрах и других населенных пунктах комплексы очистных сооружений канализации стабильно разрушаются. В итоге водоемы загрязняются «продуктами» жизнедеятельности человека. По данным Астраханского центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (АЦГСМ), концентрация нефтепродуктов в Волге увеличивается. Например, в 2000 году она оказалась по сравнению с предшествующим годом в 5-9 раз выше предельно допустимых норм, а в период половодья - в 50 раз. Контроль за деятельностью флота резко снизился из-за реорганизации природоохранных органов (www.Volga-astrakhan.ru, 21 сентября 2006 г).
Рисоводство привело к деградации земель, заболоченности и засоленности. Сотни тысяч гектаров, выведены из севооборота. Сбросные воды с рисовых оросительных систем, загрязненные гербицидами, нанесли непоправимый ущерб рыбным запасам (снижение объемов кормовой базы водотоков, болезни рыб, значительное сокращение популяции осетровых).
Исходя из общих природных особенностей Астраханской области и учитывая уникальность биотических ресурсов этой территории, следует рассматривать в качестве основной и приоритетной такую проблему, как нарушение естественного гидрологического режима, ведущее к иссушению и опустыниванию отдельных участков земель, а также значительной утрате рыбных ресурсов и ухудшению условий обитания водно-болотной фауны.
Несмотря на то, что каскад волжских водохранилищ выступает по отношению к Нижней Волге как определенная защита от «сваливания» сюда всех загрязнений, образующихся в бассейне реки, его отрицательная роль тоже значительна. Сокращение общего стока Волги и недоступность для проходных рыб естественных нерестилищ, располагающихся выше Волго- Ахтубинской поймы, нанесли существенный урон рыбным ресурсам (рис. 14).
Деградация почвенного покрова
Почва как сложная саморегулирующая система обладает в определенной мере способностью сопротивляться внешнему воздействию, поддерживать то равновесие ее составляющих, которое создалось в результате длительного взаимодействия почвенных компонентов между собой и с другими компонентами биосферы, но эта способность не беспредельна.
Правильным представляется рассматривать и почву как интегральный, а не адаптивный результат взаимодействия ее составных частей. Последние десятилетие характеризуется возрастанием внимания к почвам в связи с техногенными загрязнениями. (Мотузова, 1999).
Почвенный покров представляет собой важнейший компонент биосферы Земли. Именно почвенная оболочка определяет многие процессы, происходящие в биосфере в целом. Особые свойства и функции почвенного покрова проявляются в плодородии почв, в их способности производить органическую биомассу. Почвы обеспечивают существование наземной растительности, которая использует солнечную энергию в 9 раз интенсивнее, чем живое вещество океана. Через почву проходят наиболее значительные потоки многих элементов в биосфере: углерода, кислорода, азота, калия, магния, фосфора, серы и др. Важнейшее значение почвы состоит в аккумулировании органического вещества, различных химических элементов, а также энергии. Почвенный покров исполняет функции биологического поглотителя, разрушителя и нейтрализатора различных загрязнений. Таким образом, почва представляет собой незаменимую часть механизма биосферы (Ковда, 1947; Ковда, 1977; Ковда, и др., 1986).
Если это звено будет разрушено или уничтожено на больших пространствах, то установившееся функционирование биосферы необратимо нарушится. Именно поэтому чрезвычайно важно изучение современного состояния почвенного покрова и его изменения под влиянием антропогенной деятельности.
Одной из серьезных проблем защиты природной среды при нефтегазодобыче является ликвидация нефтяного загрязнения почвы. Нефть и нефтепродукты нарушают экологическое состояние почвенных покровов и в целом деформируют структуру биоценозов (Трофимов, и др., 1987; Пиковский, 1988).
На основе имеющихся в настоящее время многочисленных экспериментальных данных и анализа природных особенностей различных типов почв России, можно сделать вывод, что опасность остаточного накопления нефтепродуктов в почвенном покрове возрастает с юга на север, а в пределах отдельных биоклиматических зон и провинций — от песчаных почв к суглинистым и глинистым, от автоморфных почв к гидроморфным, от распаханных почв к целинным (Пиковский, и др., 1981; Ахмедов и др., 1982; Ильин и др., 1982; Оборин и др., 1984; Калачникова и др., 1987; Ежегодник загрязнения почв..., 1990).
В условиях однородного химического состава и одинаковой мощности техногенного потока устойчивость почв к загрязнению нефтью и нефтепродуктами определяется ландшафтно-геохимической обстановкой и буферностью всей экосистемы.
Устранение разливов нефти позволяет значительно улучшить санитарное состояние не только на территориях, непосредственно прилегающих к технологическим объектам, но и окружающей среды — воздуха и воды (Горлов, и др., 1984).
Интенсивность и характер разложения нефтяных углеводородов в почве в основном определяется функциональной активностью углеводородокисляющих микроорганизмов (УОМ), способных усваивать нефть в качестве единственного источника углерода (Самосова, 1979; Doff, 1989).
Воздействие газо-, нефте- продуктов на почвенный покров проявляется в основном в его механическом нарушении при строительстве и ремонтных работах трубопроводов и химическом загрязнении почв при авариях. При этом следует учитывать также поступление в природную среду тяжелых металлов в составе нефти.
Строительство трубопроводов часто приводит к нарушению не только почвенного покрова, но и ландшафта в целом. Масштабы нарушений почвенного покрова, вызванных механическим воздействием, зависят, с одной стороны, от размера вводимых сооружений, а с другой - от ранимости природной среды в различных регионах. Строительно-монтажные и ремонтные работы сопровождаются механическим перемешиванием почвенной толщи, погребением гумусовых, наиболее плодородных горизонтов, загрязнением естественной почвы непочвенными материалами и токсическими веществами. При этом изменяются не только морфологические признаки почв, но и весь комплекс физических, химических и биологических свойств. Нарушаются гидрологический, воздушный и тепловой режимы, и, как следствие, баланс элементов питания, то есть уровень плодородия почв. Все эти процессы вызывают снижение продуктивности сельскохозяйственных угодий, ухудшают состояние естественных фитоценозов. Так как почва представляет собой динамичную целостную систему, то изменение физических и химических параметров ее состояния приводит к сдвигу равновесного состояния в сообществах почвенных микроорганизмов (Трофимов и др., 1979).
Нефтяное загрязнение почв относится к числу наиболее опасных, поскольку оно принципиально изменяет свойства почв, а очистка от нефти очень сильно затруднена (Почвенно-экологический мониторинг и охрана почв, 1994).
Большую опасность для нормального функционирования почв представляет загрязнение сырой нефтью и нефтепродуктами, которое проявляется в изменении физико-химических свойств почв, в торможении интенсивности биологических процессов, снижении растворимости большинства микроэлементов, резком увеличении соотношения между углеродом и азотом и т.д. Нефтяное загрязнение препятствует нормальному тепло- и газообмену почв, что может вызвать некоторые изменения климатических условий.
Влияние нефтяного загрязнения на физические и химические свойства почв
При действии различных концентраций нефти замедляется рост растений, нарушается их дыхание и процесс фотосинтеза, повреждается корневая система и репродуктивные органы, происходят изменения в ассимиляционных тканях, снижается общая способность растения к восстановлению.
При действии нефти на растения происходят значительные изменения в метаболизме клеток, что, в первую очередь, отражается на активности многих ферментов, в том числе и пероксидазы (Граскова, и др., 2004). Пероксидаза является одним из распространенных ферментных белков, обладающих широким спектром действия и участвует в регулировании процессов роста.
Гидрофобные свойства нефти способны передаваться почвами. Следствием этого является уменьшение влажности верхнего нефтезагрязненного горизонта почвы, увеличение влажности нижерасположенных горизонтов с последующим снижением испарения влаги через вышележащий слой. Воздействия нефтяного загрязнения приводит к слипанию частиц почв, а сама нефть постепенно переходит в иное состояние, которое характеризуется сильной степенью окисления ее фракций, их последующим битуминизированием (Батовская, и др., 2006).
В литературе имеются сведения о влиянии нефти на растительный покров в нефтедобывающих регионах. Чаще всего они касаются влияния сырой нефти на устойчивость (повреждение) доминантных видов травянистых растений непосредственно в период вегетации (Етеревская, и др., 1976.; Гашева, и др., 1990.; Чижов, 1990; Седых, и др., 2002).
В зоне интенсивного загрязнения почти полностью исчезают крупные беспозвоночные, снижается численность, выживаемость и миграционная активность мелких животных, а птицы и млекопитающие обычно покидают эти места. Однако при непосредственном контакте нефть губительно действует как на птиц, так и на мелких млекопитающих. При попадании нефти на оперение птиц происходит снижение водоотталкивающей способности и теплоизоляции, в результате чего может наступить их гибель (2-3 граммов нефти достаточно, чтобы лишить птиц подвижности). Потомство птиц, испытавших действие нефти в зародыше, часто не появляется на свет или нежизнеспособно.
Степень техногенного нарушения природных экосистем зависит как от интенсивности техногенных воздействий, так и от устойчивости системы, т.е. ее способности сохранять свои свойства и параметры режимов в условиях интенсивных антропогенных воздействий.
В.М. Фриландом (1972) изучена, способность структуры почвенного покрова сохранять свои параметры при значительных изменениях внешних факторов, при антропогенных воздействиях, рассматривается как внешняя устойчивость.
В почвоведении часто используется понятие близкое по смыслу к устойчивости - буферность (Beckett, 1964; Савич и др. 1980, Трускавецкий, 1983).
Восстановление растений происходит крайне медленно. Растения начинают появляться по мере битуминизации нефти, поселяясь на грунте в местах появления трещин в битумной корке, а их обилие увеличивается по мере роста количества трещин и интенсивности ее разрушения. Большую опасность разливы нефти представляют в незамкнутых низинных болотах и озерах, расположенных в пойме рек и на пойменных террасах (Сидоренко, и др., 2002).
Выработка критериев для оценки степени деградации и токсичности почвенного покрова, а также разработка приемов восстановления плодородия загрязненных углеводородами нефти почв, являются в настоящее время весьма актуальными задачами. В целом, все приемы снижения токсичности почв можно подразделить на предупредительные и приемы по ликвидации уже существующего загрязнения. Основное мероприятие по защите природной среды от загрязнения нефтепродуктами - это предотвращение загрязнения в результате сбросов или аварийных разливов, которое базируется на совершенствовании технологий добычи нефти, ее переработки и транспортировки.
Самоочищение почв Если нефтяные загрязнения характерны в основном только для районов добычи, переработки и транспортировки нефти, то загрязнения нефтепродуктами, такими как дизельное топливо, керосин, смазочные масла, мазут и т.д., распространены повсеместно (Солнцева, и др., 1985).
Хронические разливы нефти являются серьезной угрозой окружающей среде и здоровью людей. Они приводят к нарушению функционирования почвенных микробных сообществ и быстрой потере продуктивности земель (Благодатская, и др., 1996; Киреева и др., 2001).
Поведение нефти и нефтепродуктов в почвах в значительной степени обусловлено природно-климатическими условиями. Почвы разных регионов проявляют различную способность к самоочищению от нефти. В холодных районах тундры и севера тайги способность почвы к самоочищению очень низкая. При переходе к таежно-лесным районам она несколько повышается, а в лесостепных и степных - становится высокой, так же, как и в полупустынных и пустынных районах (Почва, очистка населенных ..., 1995).
Самоочищение почв от нефти и нефтепродуктов происходит под действием абиотических, геохимических, биогеохимических факторов и деятельности микроорганизмов. При этом возникают две разноправленные группы процессов:
а) микробиологическая деструкция нефти и ее физико-химическое выветривание, в результате чего происходит трансформация исходного состава загрязнителя, частичная утилизация входящих в него органических веществ и разложение до конечных продуктов, что способствует постепенной потере привнесенного органического углерода;
б) взаимодействие нефти с почвенными органическими соединениями, что приводит к изменению группового состава гумуса и закреплению в почвах привнесенного органического углерода. Процесс естественного самоочищения в почве протекает в 3 этапа:
Первый этап деградации нефти в почве характеризуется физико- химическими процессами, включающими распределение нефтяных углеводородов по почвенному профилю, испарение, вымывание, ультрафиолетовое облучение. Этим процессам подвержены, в основном, все гомологические и изологические ряды углеводородов нефти. Окисление нефти и нефтепродуктов в значительной степени обусловлено физико- химическими факторами самоочищения (солнечная радиация). На этом этапе происходит адаптация почвенных микроорганизмов к изменившимся условиям среды.
