Определение состояния почвенного покрова в зоне воздействия нефтепродуктов Национального Парка “Нижняя Кама”

  МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО  ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Камская государственная  инженерно-экономическая академия

 

Кафедра химии  и экологии

 

 

 

 

Курсовая работа

По дисциплине: “экологический мониторинг”

по теме: определение состояния почвенного покрова в зоне воздействия нефтепродуктов Национального Парка “Нижняя Кама”

 

 

 

                                                                 

Выполнил студент группы  3404  Мударисова Г.Р.

 

                                      Научный руководитель: доцент  Маврин Г.В.

 

 

 

Набережные   Челны 

2006

                              

                                       СОДЕРЖАНИЕ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СОКРАЩЕНИЯ

 

 

ОПС – окружающая природная  среда;

НП – нефтепродукты;

МПР – Министерство природных ресурсов;

ДОСНП – допустимое остаточное содержание нефти и нефтепродуктов;

ПАУ – полициклические  ароматические углеводороды;

ПДК – предельно допустимая концентрация;

УЭП – удельная электропроводность;

КХА – количественно химический анализ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Из всех аспектов общей  экологической картины наибольшее внимание привлечено к проблеме загрязнения литосферы вредными веществами, образующимися в результате использования продуктов переработки нефти. Поскольку почвенные ресурсы ограничены, то особую актуальность приобретает охрана почв от загрязнений нефтью и продуктами ее трансформации, которые попадают в неё в процессе нефтедобычи, транспортировки, а также в результате аварий на нефтепроводах [1].

Наибольшее число разливов нефти происходит при прорывах нефтепроводов. Причины этих аварий можно разделить на 4 группы: коррозия, механические повреждения, строительный брак, прочие [2].

Загрязняющие почву  нефтепродукты ухудшают водный режим  и физические свойства почвы, резко  снижают содержание азота подвижных соединений азота и фосфора, вызывают разрушения хлорофиллов и каротиноидов, оказывают токсическое действие на рост и развитие растений. Нефтяное загрязнение может способствовать накоплению в почве грибов, вызывающих заболевания растений [2].

Почва одновременно служит акцептором загрязняющих веществ и  их донором для других природных  сред, так как является центральным  звеном в биогеохимических циклах  различных элементов и соединений [3].

Вредное влияние нефти  выражается в поражении наземной растительности вследствие изменения метаболических процессов в почве и соответствующего изменения характера питания растений; в гибели гидробионтов и в результате образования токсичных соединений [4].

Целью данной работы является изучение состояния почвы в зоне аварии нефтепровода в районе Национального Парка “Нижняя Кама”.

Для достижения этой цели поставлены следующие задачи:

1. Определение содержания нефти и ее продуктов трансформации в почвенном покрове на месте аварийного разлива нефти.
2. Определение содержания некоторых ионов водных вытяжек из почвы.
3. Определение рН водных и солевых вытяжек из почвы на месте аварии.
4. Определение электропроводности и минерализации  водных вытяжек из почвы.
5. Сравнение полученных результатов с результатами прошлого года.

Объектом исследования является участок территории, где в результате аварии нефтепровода пострадали угодья национального парка “Нижняя Кама”.Участок находится, в пределах 148 квартала по дороге на с\о “Дизелист” и относится к зоне отдыха. Тип леса – сосняк мшистый, возраст деревьев 55-65 лет. Высота древостоя 22-23 метра.

Авария произошла утром  восьмого октября 2003года на 218 километре  нефтепровода “Киенгоп - Набережные Челны”.

На территории 148 квартала Челнинского лесничества, бугульминским  ООО “Казаньнефтестрой” проводились ремонтные работы по замене  изоляции нефтепровода. Во время снятия грунта бульдозер задел отвалом трубу, по которой транспортировалась сырая нефть из Удмуртии.

Из образовавшегося  отверстия хлынул фонтан сырой нефти. В результате сосны, высота которых более 23 метров оказались полностью забрызганы нефтью.

За время, пока перекрывали  нефть, на поверхность почвы вытекло  около девяти с половиной кубометров “черного золота”, образовав озерцо на площади более 1 гектара.  Пострадало более 300  деревьев, большую часть которых пришлось вырубить.

Благодаря оперативности  проведенных работ по ликвидации аварии и обилию привлеченной техники  последствия чрезвычайного происшествия удалось свисти к минимуму.

Без проволочек на место  происшествия  прибыли хозяева  нефтепровода ОАО ”Северо-западные магистральные нефтепроводы”, а также нефтеперекачивающей станции Набережных Челнов и сотрудники ответственные за аварию ООО ”Казаньнефтестрой”. Общими силами срочно сделали обваловку и вырыли котлован для стока нефти.

Вытекшую нефть откачали, испорченный грунт вывезли. Грамотно проведенные работы позволили спасти близлежащие садовое общество от губительной жидкости, а также избежать возможного пожара [5].

 На поверхности исследуемого участка развивается покров из дернообразующих трав, формирующих слой почвозащитного травяного подстилочного опада. Доминирующее положение занимают такие виды как чистотел большой (Chelidonium majus), крапива двудонная, представители семейства злаковых, а типичные  растения для сосново-мшистых лесов такие как костяника, земляника, кислица, грушанка встречаются единично. Отсутствие подлеска является следствием рекультивационных работ, в то время как в не нарушенном участке леса кустарниковый ярус образован несколькими видами: жимолость, бересклет бородавчатый, рябина обыкновенная (Sorbus aucuparia), крушина ломкая (Frangula alnus) и можжевельник. На загрязненной территории обнаружено 28 видов трявянистых растений принадлежащих к 15 семействам, в то время как на контрольной территории 96 видов 34 семейств.

В ходе визуального наблюдения на участке загрязненном нефтепродуктами  отмечался периодический повал  деревьев с выносом корневой системы  на поверхность почвы. Размеры вырванных корней  от 70 до 150 см. К ноябрю 2004 г. их число достигло 22.

 Предметом исследования является почва в условиях загрязнения нефтью и продуктами ее трансформации.

Исследования были проведены  согласно нормативным документам по следующим методам: потенциометрический, кондуктометрический, турбидиметрический, ионометрией, ИК-спектрометрией. С помощью приборов - Иономер лабораторный  И-160М, кондуктометра АНИОН-7020, Фотометр КФК-3-01, электрод ионоселективный кристаллический ЭЛИС-121NO3, электродом ионоселективным кристаллическим Эллис-131F, Анализатор содержания нефтепродуктов в воде лабораторный АН-2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ

Экология, загрязнение  окружающей среды, экологический мониторинг, экологическая химия - часто встречающиеся в наше время слова и сочетания, выражающие всеобщую озабоченность состоянием природной среды. Первопричина возникновения проблемы - обнаружение в экологических системах, прежде всего в биосфере, интенсивных и тревожных изменений, вызванных деятельностью человека, антропогенных изменений. Из большого числа вредных факторов отметим выброс в биосферу химически чуждых природе веществ, физически активных частиц, пыли, аэрозолей, повышение температуры биосферы, энергетическое загрязнение, физическое и биологическое воздействие на нее. Для оценки степени негативных изменений осуществляют экологический мониторинг - систему наблюдений и контроля над изменениями в составе и функциях различных экологических систем [6].

Экологический мониторинг - это серьезная и сложная проблема. Уровни его организации различны. Он может осуществляться в глобальном, национальном, региональном или локальном масштабах. Существует фоновый и импактный (уровень сильного локального загрязнения) мониторинг. В то же время изучение и контроль состояния окружающей среды включают исследование таких природных ресурсов, как разнообразные воды, атмосферный воздух, почвы, совокупность этих систем с точки зрения определения в них загрязняющих химических веществ, нарушающих сложившееся экологическое равновесие в природе. Здесь четко просматривается химическая сущность обсуждаемой проблемы: с этой точки зрения можно говорить и о химическом мониторинге. Без химического анализа здесь не обойтись. Поэтому в экологическом мониторинге активно используют различные химические, физико-химические, физические и биологические методы анализа. Речь идет о неком глобальном химико-аналитическом исследовании с помощью различных методов аналитической химии - науки о методах анализа [7].

Результаты аналитических  определений и измерений рассматривают  уже в рамках экологического мониторинга. Это дает информацию о загрязнении биосферы различными несвойственными природе загрязняющими веществами, которые собирательно называют ксенобиотиками. Данные экологического мониторинга используют для всестороннего анализа состояния окружающей среды и определения стратегии управления им, для регулирования ее качества, для определения так называемых допустимых экологических нагрузок на природные системы. Степень ответственности здесь очень велика, поскольку указанные факторы, и в первую очередь химические, способны вызвать геофизические и геохимические изменения: возможное изменение климата, закисление природных вод кислотными дождями, загрязнение Мирового океана и нарушение баланса углекислоты в нем, нарушение озонового слоя. Можно определить различие между науками, вплотную занимающимися экологическими проблемами. Так, экология - наука о закономерностях взаимосвязей и взаимодействия организмов и их систем друг с другом и со средой обитания. Экологическая химия изучает процессы, определяющие химический состав и свойства объектов окружающей среды [8]. Химическую экологию интересует химическое взаимодействие между живой и неживой природой [9].

Таким образом, основой  экологического мониторинга является совокупность различных химических наук, каждая из которых нуждается в результатах химического анализа, поскольку химическое загрязнение - основной фактор неблагоприятного антропогенного воздействия на природу. Целью аналитической химии становится определение концентрации загрязняющих веществ в различных природных объектах. Ими являются природные и сточные воды различного состава, донные отложения, атмосферные осадки, воздух, почвы, биологические объекты [10].

1.2. Постановление правительства

В первые годы своего существования природоохранный орган России — Госкомэкология — разработал методический документ о «Порядке исчисления и определения размеров ущерба от загрязнения земель химическими веществами», в котором впервые были приведены уровни загрязнения земель в зависимости от содержания того или иного вещества. Для нефти и нефтепродуктов низкий уровень загрязненности был определен в 1 грамм на 1 килограмм почвы.

Спустя два года правительственная  комиссия по окружающей среде рассматривала вопрос об оздоровлении экологической ситуации в четырех нефтедобывающих регионах Западной Сибири — Ханты-Мансийском, Ямало-Ненецком округах, Тюменской и Томской областях. Тогда (явно по заниженной оценке) была обнародована цифра в 200 тыс. га загрязненных сибирских земель.

Но вместе с осознанием масштаба проблемы специалисты пришли к выводу, что достичь уровня в 1 г на 1 кг, от которого отталкивалась первая методика по расчету ущерба, на таких огромных территориях практически нереально.

В мае 1995 года в Перми прошло совещание МПР «Нормативно-методическое обеспечение рекультивации нефтезагрязненных земель, разработки и введения в действие региональных нормативов допустимого остаточного содержания нефти в почвах», на котором принято решение о том, что каждый регион будет вырабатывать нормативы по ДОСНП самостоятельно. Организацию работ по выработке нормативов возьмут на себя природоохранные органы субъектов федерации [11].

1.2.1 Общие положения о рекультивации земель, снятии, сохранении и рациональном использовании плодородного слоя почвы

Настоящие Основные положения, разработанные в соответствии с постановлением Правительства Российской Федерации от 23 февраля 1994 г. N 140 "О рекультивации земель, снятии, сохранении и рациональном использовании плодородного слоя почвы", определяют общие для Российской Федерации требования при проведении работ, связанных с нарушением почвенного покрова и рекультивацией земель, и являются обязательными для исполнения всеми юридическими, должностными и физическими лицами, в том числе иностранными юридическими и физическими лицами.

Территориальные органы Минприроды России и Роскомзема в  пределах своей компетенции могут  утверждать необходимые инструктивно-методические документы и давать разъяснения по вопросам рекультивации нарушенных земель, учитывающие особенности законодательных и нормативных правовых актов субъектов Российской Федерации.

Рекультивация нарушенных земель осуществляется для восстановления их для сельскохозяйственных, лесохозяйственных, водохозяйственных, строительных, рекреационных, природоохранных и санитарно-оздоровительных целей.