Исследование загрязнения почвы методом биоиндикации на примере месторождения Никольское

Крупные предприятия нефтяной промышленности воздействуют почти на все компоненты природы (воздух, воду, почву, растительный, животный мир). В атмос­феру, водоемы и почву в мире ежегодно выбрасывается более 3 млрд. т твердых промышленных отходов, 500 км³ опасных сточных вод и аэрозо­лей. В ходе научно-технической революции масштабы воздействия заг­рязнения на природу стали превышать ее восстановительный потенциал [1, c. 406].

В результате трансформации загрязняющих веществ в атмосфере, последние претерпевают разнообразные изменения, причем вплоть до момента осаждения или вымывания осадками, что приводит к выпадению кислотных дождей и образованию смога. В результате вымывания загрязняющие вещества, выбрасываемые в том числе и топливно-энергетическим комплексом, из атмосферы попадают в почву прилегающей территории, вызывая, тем самым, ее загрязнение [2, c. 135].

Объектом исследования было выбрано Никольское месторождение. Никольское месторождение расположено в Сорочинском и Красногвардейском районах Оренбургской области. В 16 километрах к югу от границы лицензионного участка находится железнодорожная станция и районный центр Сорочинского района – город Сорочинск. В контуре месторождения расположены села: Александровка, Толкаевка, Вознесенка, Никольское. Через лицензионный участок проходят шоссейные дороги Сорочинск-Грачевка и Сорочинск-Подольск.

На Никольском месторождении осуществляются следующие виды хозяйственной деятельности, приводящие к загрязнению: добыча углеводородного сырья; сбор продукции скважин и транспорт нефти на УПСВ, где производится первичная подготовка нефти (сепарация, подогрев и обезвоживание до остаточного содержания воды не более 7 процентов массы); отправка нефти и газа на дальнейшую транспортировку.

Основными источниками выделения вредных веществ в атмосферу на рассматриваемом нефтяном месторождении являются факела, резервуары (РВС-5000), печи (ПТБ-10), котельная, площадки технологического оборудования, насосные установки, групповые замерные устройства (ГЗУ), устьевое оборудование эксплуатационных скважин. В окружающую среду выбрасывается 13 наименований загрязняющих веществ: азота оксид и диоксид, сажа, серы диоксид, углерода оксид, углеводороды предельные С₁–С_5,. углеводороды предельные С₆ – С_10, сероводород, метантиол, бензол, толуол, ксилол, бенз(а)пирен.

Фитотоксичность почвы - это свойство почвы подавлять рост и развитие высших растений. Необходимость определения этого показате­ля возникает при мониторинге химически загрязненных почв или при оценке возможности использования в качестве удобрений или мелиоран­тов различных отходов: осадков сточных вод, компостов, гидролизного лигнина [3, c. 21].

Для оценки загрязнения почвы и атмосферы была проведена биоиндикация кресс-салатом на морфологическом уровне. Кресс-салат как тест-объект отличается быстрым и почти стопроцентным прорастанием. Он широко используется для исследования почвы на вредные вещества и для определения загрязнения воздуха. Для этого были взяты пробы почвы на территории, прилегающей к Никольскому месторождению. Отбор проб почвы производился в юго-восточном и северо-западном направлении от месторождения. Пробы почвы отбирались на трех расстояниях в каждом направлении: на границе СЗЗ и на расстояниях 500 и 1000 метров от границы СЗЗ по двум профилям: на глубине 0–5 см и 5–20 см.

Образцы почвы (10 г) заливались 0,25 литров дистиллированной воды и выдерживались 20–24 часа. Затем почвенную вытяжку фильтровали в отдельную емкость. В чашки Петри помещали фильтровальную бумагу, увлажняли почвенной вытяжкой и так поддерживали весь период наблюдения. На фильтровальную бумагу в каждую чашку помещали по 13 семян. Инкубацию проводили в течение 7 дней в темноте, периодически проверяя ход развития проростков (стебелек плюс корешок).

Снижение числа проросших семян и длины проростков по сравне­нию с контролем в 1,1 раза допускается для недеградированной почвы. Если число проростков снизилось более чем в 2 раза, то почва очень сильно деградирована [51].

Результаты наблюдения по влиянию загрязненной почвы на всхожесть и развитие семян представлены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1.

Влияние загрязненной почвы (глубина почвенного профиля 0–5 см) на всхожесть и развитие семян

Из таблицы видно, что 100 процентное прорастание семян прослеживается практически во всех почвенных вытяжках, кроме двух проб, отобранных на расстоянии 800 и 1300 метров в ЮВ-ом направлении от месторождения, где прорастание семян составляет 92,3%. Если же сравнивать среднюю длину всех проростков растений в почвенных вытяжках с контрольной пробой, где длина проростков составляет 5,5 см, что в 1,1 раз больше, чем в исследуемых пробах. На основании полученных данных можно сделать вывод, что на прилегающей к месторождению территории почва является недеградированной, так как снижение числа проросших семян и длины проростков по сравне­нию с контролем для недеградированной почвы допускается в 1,1 раза.

Таким образом по количеству проросших семян исследуемая почва на расстояниях 800 и 1300 метров в ЮВ-ом направлении от месторождения выступает в роли загрязнителя, так как семена растут хуже, чем на дистиллированной воде.

Наибольшая длина (стебелек плюс корешок) проросших семян прослеживается в контрольной пробе и пробах отобранных на расстоянии 1300 метров в ЮВ-ом и 800 метров в СЗ-ом направлении от месторождения, где длина растения составляет 20,5 см. Наименьшая длина растений прослеживается на расстояниях 300 м и 1300 метров в СЗ-ом направлении и составляет 18,0 см, что ниже по сравнению с контрольной пробой в 1,1 раз.

Таблица 2.

Влияние загрязненной почвы (глубина почвенного профиля 5–20 см) на всхожесть и развитие семян

По полученным результатам видно, что в пробах (глубина почвенного профиля 5–20 см), отобранных на расстоянии 800 и 1300 метров в ЮВ-ом направлении и на расстоянии 1300 м в СЗ-ом направлении от месторождения прорастание семян составляет 84,6–92,3–61,5 процентов соответственно. Во всех пробах длина составляет 5,0 см, кроме пробы отобранной на расстоянии 800 метров в ЮВ-ом направлении от месторождения, где длина проростков составляет 4,8 см. Если же сравнивать среднюю длину всех проростков растений в почвенных вытяжках с контрольной пробой, где длина проростков составляет 5,5 см, что в 1,1 раз больше чем в исследуемых пробах. На основании полученных данных можно сделать вывод, что на прилегающей к месторождению территории почва является недеградированной, так как снижение числа проросших семян и длины проростков по сравне­нию с контролем для недеградированной почвы допускается в 1,1 раза.

Максимальная энергия прорастания семян (100 процентов) прослеживается в контрольной пробе, на расстоянии 300 метров (ЮВ), 300 метров (СЗ) и 800 метров (СЗ) от месторождения. В остальных пробах прослеживается снижение прорастания семян от 1 до 1,6 раз. Следовательно, по количеству проросших семян данная почва выступает в роли загрязнителя, так как семена растут хуже, чем на дистиллированной воде.

Наибольшая длина (стебелек плюс корешок) проросших семян прослеживается в контрольной пробе, где длина растения составляет 20,5 см. При удалении от месторождения зависимость длины растения снижается в 1,1 раз.

Мероприятия по защите почвенно-растительного покрова заключаются в сохранении естественного экологического равновесия, существующего в природе, ликвидации последствий нанесенного ей ущерба в процессе эксплуатации нефтяных месторождений, а так же проведение работ по восстановлению нарушенных земель.

Это позволит минимизировать негативное воздействие данного месторождения на окружающую среду.