Забруднення ґрунту нафтопродуктами і їх негативний вплив на функціонування ґрунтових екосистем на прикладі військових містечок Чугуївського району
Території, які займали військові частини Збройних Сил України були забруднені різними нафтопродуктами в процесі військової діяльності і являють собою певну екологічну небезпеку для людей. Розв’язати цю проблему можна – проведенням комплексної екологічної оцінки даних територій, з обов’язковою оцінкою екологічних ризиків населення. В роботі проведено аналіз нафтопродуктів, які використовуються в військовій діяльності, та можливості по їх визначенню.
К л ю ч о в і с л о в а: нафтопродукти, військова техніка.
Загрязнение почвы нефтепродуктами и их негативное влияние на функционирование почвенных экосистем на примере военных городков Чугуевского района
Территории, которые занимали военные части Вооруженных Сил Украины были загрязнены разными нефтепродуктами в процессе военной деятельности и представляют собой определенную экологическую опасность для людей. Решить эту проблему можно – проведением комплексной экологической оценки данных территорий, с обязательной оценкой экологических рисков населения. В работе проведен анализ нефтепродуктов, которые используются в военной деятельности, и возможности по их определению.
К л ю ч е в ы е с л о в а : нефтепродукты, военная техника.
Pollution of soil by oil products and their negative influence on functioning of soil ecosystems on an example of military camps of Chuguev district
Territories, which occupied military parts of Armed forces of Ukraine have been polluted by different oil products in the course of military activity and represent certain ecological danger to people. To solve this problem it is possible - carrying out of a complex ecological estimation of the given territories, with an obligatory estimation of ecological risks of the population. In work the analysis of oil products which are used in military activity, and possibility on them to definition is carried out.
K e y w o r d s: oil products, military technology.
В сучасному світі все більше приділяється уваги вирішенню екологічних проблем, які виникли в результаті антропогенної діяльності людства: промисловість, транспорт, сільське господарство. Повсякденна діяльність Збройних Сил один з найбільших джерел забруднення навколишнього середовища. Забруднення відбувається при виготовленні, експлуатації, зберіганні, утилізації військової техніки і озброєння, для потреби збройних сил виділяється значна площа земель (місця дислокацій військових частин, навчальні полігони). Під час використання військової техніки і озброєння відбувається забруднення атмосферного повітря, ґрунтів, поверхневих і підземних вод, забрудниками фізичної, біологічної, хімічної природи.
Актуальність: забруднення ґрунту нафтою і нафтопродуктами є одним з найбільш поширених забруднювачів навколишнього середовища антропогенного походження, в даний час вивчено недостатньо. В процесі розвитку людства роль нафти у житті людини зростає і нафта стає невід’ємною складовою для функціонування людського суспільства.
Мета роботи: Встановити роль Збройних Сил в забрудненні ґрунтів нафтопродуктами. Визначити, яку небезпеку для населення несуть забруднені ґрунти та можливість ґрунтів до самоочищення.
Дослідження проводилися прикладі військових містечок Чугуївського району Харківської області.
Виклад основного матеріалу. Серед численних шкідливих речовин антропогенного походження, що потрапляють в навколишнє середовище (повітря, вода, ґрунт, рослинність та ін.), нафтопродуктам належить одне з перших місць. Численні розливи нафти і нафтопродуктів (НП) в результаті аварій, несправності автотранспорту, аварій і пожеж на нафтосховищах і нафтоперегінних заводах призводять до забруднення повітря, води і ґрунту значними кількостями сирої нафти і продуктами її переробки, що створюють серйозну загрозу довкіллю[1].
Ґрунт – особливе органо-мінеральне природничо-історичне утворення, яке виникло в результаті впливу живих організмів на мінеральний субстрат і розкладання мертвих організмів, впливу природних вод і атмосферного повітря на поверхневі горизонти гірських порід у різних умовах клімату і рельєфу в гравітаційному полі землі [2]. Ґрунт має складний хімічний склад, причому вміст органічних речовин в ґрунті коливається від 2% до 20% (у болотистих ґрунтах). Органічні речовини підрозділяють на гумус і негумінові речовини. Гумус підвищує катіонообмінну місткість, повітропроникність, фільтрованість, вологоємкість ґрунту і перешкоджає її ерозії. Гумінові речовини на 35-92% складаються з ароматичних з'єднань, решта – аліфатичні органічні речовини. Серед ароматичних складових визначені феноли, хінони, бензойні кислоти і азотвмісні гетероцикли [3].
Еколого-хімічна характеристика якості ґрунту характеризується хімічними показниками, такими як загальний вміст органічних сполук (гумусу), азоту, зв’язаної вугільної кислоти, поживних речовин для рослин – кальцію, магнію, калію, фосфору, мікроелементів, а також здатністю до їх біологічного засвоєння. При визначенні якості грунту враховують і простіші характеристики, наприклад: механічний і фракційний склад, значення рН, суха вага, питома і насипна вага, вологоємність, гігроскопічність, змочування, об'єм пор і йонообмінна місткість [3].
Забрудненням ґрунтів нафтою і нафтопродуктами вважається збільшення концентрацій цих речовин до такого рівня, при якому: порушується екологічна рівновага в ґрунтовій екосистемі; відбувається зміна морфологічних, фізико-хімічних і хімічних характеристик ґрунтових горизонтів; змінюються водно-фізичні властивості ґрунтів; порушується співвідношення між окремими фракціями органічної речовини ґрунту, зокрема між ліпідними і гумусовими складовими; створюється небезпека вимивання з ґрунту нафти і нафтопродуктів; вторинного забруднення ґрунтових та поверхневих вод.
Нафтопродукти – суміші газоподібних, рідких і твердих вуглеводнів різних класів, що отримуються з нафти і нафтових газів [4]. Вплив нафти і нафтопродуктів на властивості ґрунту дуже різний і однозначно негативний. У районах систематичної дії нафтопродуктів відбувається інтенсивна трансформація морфологічних і фізико-хімічних властивостей ґрунтів. Глибина їх зміни залежить від тривалості забруднення, складу і концентрації компонентів нафтопродуктів, ландшафтно-геохімічних особливостей території і проявляється в змішенні pH ґрунтового розчину в лужну сторону, підвищення загального вмісту вуглецю в ґрунті в 2-10 разів, а кількості вуглеводнів в 10-100 разів. Істотно змінюються морфологічні характеристики ґрунтів: відбувається зміна кольору ґрунтового профілю у бік переважання сіро- і темно-коричневих відтінків, погіршується структура ґрунту [5].
Міра токсичності нафтопродуктів залежить від групи, до якої він належить. Бензини, гас, дизельне паливо характеризуються високою швидкістю проходження в низ по ґрунтовому профілю, і високою швидкістю хімічних реакцій. Нафта, масла поширюються набагато повільніше, тому більше здатні до концентрації верхніх шарах ґрунтів і характеризуються тривалою токсичною дією.
Токсична дія нафти пояснюється присутністю летких ароматичних вуглеводнів (толуол, ксилол, бензол), нафталіну і ряду інших фракцій нафти. Ці з'єднання легко руйнуються і видаляються з ґрунту тому період гострої токсичності нафти короткий[5].
Високий рівень забруднення нафтопродуктами характеризується зростанням сукцесійних змін в мікробній системі, повною зміною складу мікроорганізмів. Домінуюче положення займають мікроорганізми, резистентні до цієї забруднюючої речовини. Дуже високому рівню забруднення відповідає практично повне пригнічення активності мікроорганізмів. При тривалій дія нафтопродуктів з'являються спеціалізовані форми мікроорганізмів, здатні окислювати тверді парафіни, газоподібні вуглеводні, ароматичні вуглеводні(Arlhrobacter, Bacillus, Brevibacterium, Nocardia, Pseudomonas, Rhodococcus) [5].
Кінцевим результатом нафтового забруднення є формування ґрунтових ареалів не характерних для даних зональних, зниження продуктивності ґрунтів.
Великий внесок в забруднення ґрунтів нафтопродуктами вносять збройні сили. В ході повсякденної діяльності військ в ґрунти потрапляє значна кількість нафтопродуктів.
Основні джерела й види забруднення діючих військових формувань [7]:
‒ бойова позиція (відходи ПММ, побутові відходи, реагенти життєзабезпечення, фреони, металолом, відпрацьовані гази техніки, ДЄС і енергоблоків);
‒ технічна позиція (проливи і пари ПММ, фреони, електроліти, стічні води, металолом, відпрацьовані гази техніки, хімічні реагенти);
‒ парки техніки й аеродром (відпрацьовані ПММ, спеціальні рідини та електроліти, відпрацьовані гази, важкі метали, стічні води, металолом, відпрацьовані фільтри);
‒ системи енерго- та радіотехнічного забезпечення (електромагнітні поля, трансформаторні мастила, електроліти, важкі метали, відпрацьовані гази);
‒ складська зона (реагенти холодильної техніки - фреони, аміак, бомбажні консерви, гнилі овочі та фрукти, тара);
‒ склади ПММ (пари й проливи ПММ, шлами, підтоварна вода);
‒ підприємницькі цехи (неочищені стічні води, відхідні реагенти та шлами гальванічних цехів, проливи та відходи ПММ);
‒ пожежне депо (реагенти пожежогасіння);
‒ котельні (димові гази, попіл, проливи палива, реагенти водопідготовки);
‒ система водопостачання (реагенти очищення та знезараження води);
‒ каналізаційні очисні споруди (тверді відходи, мул, метан, важкі метали, реагенти знезараження стічних вод, неочищені стічні води);
‒ жила зона (побутові відходи, стічні води, будівельне сміття, відпрацьовані мастила, електроліти та люмінесцентні (ртутні) лампи, поверхнево-активні речовини);
‒ зона відпочинку (побутове сміття);
‒ підсобне господарство (відходи тваринництва, харчові відходи, мінеральні добрива, засоби захисту рослин, аміак);
‒ будівельні майданчики (будівельне сміття, проливи ПММ, відпрацьовані гази, цементний пив, проливи й парі лаків та фарб (кольорів);
‒ звалища (кіпоть, метан, діоксан, прилади, обладнання та відходи, які вміщують токсичні речовини);
‒ учбові поля (рецептури імітаційних засобів, запалювальні та димові суміші, дегазуючі, дезактивуючі та дезинфікуючі речовини).
Види нафтопродуктів які використовуються у збройних силах:
Бензин - суміш вуглеводнів що складаються з нафтенових 9-71 %, ароматичних 4-16 % вуглеводнів з довжиною молекули вуглеводня від C 5 до C 10 і числом вуглецевих атомів від 4-5 до 9-10 з середньою молекулярною масою біля 100. Так само до складу бензину можуть входити домішки: свинець, оксиди сірки, азоту. Бензин - це найлегша фракція з рідких фракцій нафти[4].
Дизельне паливо - рідкий продукт, що використовується як паливо в дизельному двигуні. Зазвичай під цим терміном розуміють паливо, що виготовляють з керосиново-газойлевых фракцій прямої перегонки нафти, межі википання 240-270 градусів Цельсія. Основні характеристики: щільність: не більше 860 кг/м³, Температура застигання : − 5 °C, температура википання 180-360 градусів цельсія, масова частка сірка 0,05%[4].
Масла - в'язкі продукти, що складаються з високомолекулярних вуглеводнів і застосовуються для мастил, гідропередач, ізоляцій і інших цілей[4].
Уайт-спирт (розчинник) - це суміш рідких вуглеводнів, що википає в межах 165-200 градусів цельсія. Уайт-спирт має наступні характеристики: щільність 0,795 г/см3 (не більше); вміст ароматичних вуглеводнів не більше 16%; зміст сірки не більше 0, 025%; температура спалаху не нижче 33°С. Уайт-спирт отримують прямою перегонкою нафти і застосовують головним чином як розчинник [6].
Забруднення цими нвфтопродуктами відбувається в результаті експлуатації військової техніки і озброєння, порушення правил зберігання і транспортування палива, розливи палива і мастильних речовин при транспортуванні і обслуговуванні техніки, а також при утилізації відпрацьованого палива і мастил.
Небезпека для населення полягає в наступному: ґрунти забрудненні нафтопродуктами знаходяться на балансі збройних сил і використовуються за призначенням(проведення навчань, зберігання техніки тощо.), але в ході реформування і розформування деяких військових частин землі можуть віддаватися у громадське користування для проживання людей, ведення сільського господарства. Як наслідок проживання на території забрудненій нафтопродуктами у людей спостерігається погіршення здоров’я, збільшенню захворюваності населення, в наслідок проникнення нафтопродуктів в організм при вживанні забрудненої води та овочів з присадибних ділянок.
Для безпечного переведення земель з балансу Збройних Сил в господарське користування потрібно розробити способи рекультивації і очищення забруднених ґрунтів і правила їх введення в сільськогосподарське користування.
Висновки:
1. Нафтопродуктами при потраплянні в ґрунти призводять до порушення функціонування ґрунтових екосистем.
2. Забруднення ґрунту призводить до зміни фізичних, хімічних і біологічних характеристик ґрунтового профілю.
3. Військова повсякденна діяльність вагомий забрудник ґрунту нафтопродуктами.
4. На даний момент в світі існує необхідність в розробці методів очищення ґрунтів від забруднення нафтопродуктами.
Список використаних джерел:
1. Экологические анализы при разливах нефти нефтепродуктов Другов Ю.С Родин А.А. Санкт-Петербург, 2000р
2. Некос А.Н., Черкашина Н.І., Некос В.Ю. Екологія та неоекологія. Термінологічний українсько-російсько-англійський словник-довідник / Некос А.Н., Черкашина Н.І., Некос В.Ю. - Х.: ХНУ імені В.Н. Каразіна, 2009. – 478 с.
3. Муравьева С.И., Буковский М.И., Прохорова Е.К. и др. Руководство по контролю вредных веществ в воздухе рабочей зоны: Справ, изд. М.: Химия,1991.-368 с.
4. Краткая химическая энциклопедия. Том 3. Кнунянц И.Л. совецкая инцеклопедия, 1964
5. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении : учеб. пособ. для студ. вузов / И.Н. Лозановская, Д.С. Орлов, Л.К.Садовников. - М. : Высшая школа, 1998. - 286 с.