Концентрация нефтепродуктов в почве. Способ определения

Естественные объективные причины значительно усложняют проблему нормирования нефти и нефтепродуктов в почвах: полифункциональность почвы, ее гетерогенность, разнообразие химических форм связи поллютантов, способность живых организмов к адаптации, почв - к самовосстановлению и самоочищению.

Почвы считаются загрязненными, если концентрация нефтепродуктов достигает уровня, при котором проявляется негативное влияние на живые организмы и растения, в частности: начинается угнетение или деградация растительного покрова; снижается продуктивность почв, и деятельность других функций; происходит вытеснение растений с более узким диапазоном толерантности, более выносливыми растениями; отмечается вымывание нефти из почв в подземные  воды; негативно изменяется водно-физические свойства и структура почв [1].

Независимо от методики определения нефтепродуктов в почвах, необходим обязательный учет содержания в почве специфических и неспецифических органических соединений самой почвы. При значительном накоплении нефтепродуктов актуальна проблема правильного расчета их содержания.

Существуют  методики, по которым долю нефтепродуктов в почве определяют по содержанию в ней органического углерода. Но сами нефтепродукты содержат не только углерод. Значит, их концентрация будет больше.

Предлагаем для учета количества нефтепродуктов (а не только углерода) ввести поправочный коэффициент Кn – коэффициент накопления нефтепродуктов в почве и формулу его определения.

Кn = 100/n,

где Кn  – коэффициент накопления нефтепродуктов в почве; n – суммарная доля углерода всех индивидуальных углеводородов, входящих в состав нефти, %; 100 –поправочный коэффициент.

Расчет суммарной доли углерода представлен на примере нефти Коробковского месторождения Волгоградской области. Ее состав в массовых процентах: этана (С₂Н₆) – 2,30, пропана (С₃Н₈) – 19,60. изобутана (С₄Н₁₀) – 21,00, н-бутана (С₄Н₁₀) – 57,10 [2].

Долю углерода в молекуле этана рассчитывают по формуле:

,

где  – доля углерода в молекуле этана; 28 – атомный вес углерода, 34 – атомный вес этана.

Для определения процентного содержания этана в составе нефти (х) составляем пропорцию: 

                                                                   2,30 – 100 %

                    х – 82,35 %,

 тогда получим                                               г

Аналогично рассчитываем долю углерода в молекуле пропана:

,

где  – доля углерода в молекуле пропана; 36 – атомный вес углерода; 42 – атомный вес пропана.

Для определения процентного содержания пропана в составе нефти (х) составляем пропорцию:

19,60 – 100 %

х – 85,71 %,

из пропорции, приведенной выше, получим:

                                                          г

Суммарная доля n-бутана и изо-бутана составляет 78,1 %, а значит доля углерода в молекуле бутана будет равна:

,

где  – доля углерода в молекуле бутана; 48 – атомный вес двух молекул углерода, 58 – атомный вес молекулы бутана. Подставляем полученное значение в пропорцию:

78,10 – 100 %

х – 82,76 ,

в результате получим значение Х:

          г

       Складываем долю Сорг в составе нефти:

n = г

и находим коэффициент накопления:

Кn =

Используя данные о качественном составе нефтей 15 месторождений, расположенных в различных географических регионах Российской Федерации, опубликованные в Информационный банке данных  (Радченко и др.), мы просчитали коэффициент накопления для 108 нефтей этих месторождений.

Мы осознаем, что при наличии более детальных данных о качественном составе нефтей, значение коэффициента накопления будет уточняться (таблица).             

Таблица  - Значения коэффициента накопления, Кn

Таким образом, нами показана возможность расчета содержания нефтепродуктов в почве для основных регионов России. Коэффициент накопления изменяется в узком диапазоне, равном 1,19-1,21.

          Для определения доли нефти или нефтепродуктов в почве, определенных по содержанию органического углерода, предлагаем его значение умножать на коэффициент накопления, который в среднем  равен 1,2.

Литература:

1.      Методика по геохимической оценке источников загрязнения окружающей среды, М., 1995.

2.     Радченко Е.Д., Каминский Э.Ф., Дриадская З.В., Мхчиян М.А.. Терешина И.В. Информационный банк данных по качеству нефтей СССР и нефтепродуктов. Каталог-справочник. М.: ЦНИИТЭНефтехим. 1983. ч. 1. -197 с.