АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ИСТОЧНИКОВ ЗАГРЯЗНЕНИЯ НЕФТЬЮ И НЕФТЯНЫМИ УГЛЕВОДОРОДАМИ НА ПОЧВЕННЫЙ ПОКРОВ

АННОТАЦИЯ

В данной работе проведен анализ различных источников загрязнения, а также их влияние на почвенный покров. Выявлены основные источники загрязнения почвы нефтью и нефтяными углеводородами, а также проанализировать их влияние на состояние почвенного покрова и экосистему в целом. Загрязнение почвы нефтью и нефтяными углеводородами является одной из наиболее актуальных экологических проблем современности. Оно может иметь серьезные последствия для экосистем, здоровья человека и устойчивого развития.

Ключевые слова: защита окружающей среды, нефтепродукты, почвенный покров, загрязнение окружающей среды.

Основными источниками загрязнения являются промышленные выбросы, аварии на нефтепроводах, утечки из хранилищ, а также последствия добычи и транспортировки нефти. Эти факторы приводят к накоплению токсичных веществ в почве, что, в свою очередь, негативно сказывается на биологическом разнообразии и здоровье экосистем.

Загрязнение почв нефтью и нефтепродуктами – серьезная экологическая проблема, особенно актуальная для промышленно развитых регионов.

Нефтедобывающая отрасль является лидирующей отраслью промышленности России, при этом значительные объемы добычи связаны с большой долей отходов, образующихся в результате деятельности нефтяных компаний [1, 2]. Нефтепродукты попадают в окружающую среду по различным причинам – аварии на трубопроводах, разливы от транспортирующих судов, нарушения техники ведения буровых работ и др. [3, 4]. Загрязнению подвержены почвы, вода, растительный покров и атмосферный воздух за счет летучести компонентов нефтепродуктов.

Загрязнение почвы нефтью и нефтяными углеводородами представляет собой одну из самых серьезных экологических проблем современности. Введение в эту проблему требует понимания как источников загрязнения, так и последствий, которые они вызывают. Нефть, будучи ценным ресурсом, используется в различных отраслях, однако ее утечки и разливы приводят к значительным экологическим катастрофам.

Загрязнение почвы является одной из наиболее острых экологических проблем современности, особенно в контексте воздействия нефти и нефтяных углеводородов. Это явление затрагивает не только сельское хозяйство, но и здоровье человека, поскольку почва служит основным источником питания и жизнедеятельности многих организмов. В результате нефтяных разливов, утечек и неправильного обращения с отходами, почва может подвергаться серьезным изменениям, что приводит к ухудшению ее физико-химических свойств и биологической активности.

Согласно исследованиям, нефтяные углеводороды негативно влияют на микроорганизмы, обитающие в почве, что может привести к снижению биоразнообразия и нарушению экосистемных процессов [1]. Эти изменения могут вызвать цепную реакцию, затрагивающую флору и фауну, а также способствовать накоплению токсичных веществ в пищевых цепях. Кроме того, загрязненная почва может стать источником загрязнения подземных вод, что представляет собой дополнительную угрозу для здоровья населения и экосистем [2].

Актуальность проблемы загрязнения почвы нефтью и нефтяными углеводородами также обусловлена растущими темпами урбанизации и индустриализации, что увеличивает риск загрязнения в результате человеческой деятельности. Учитывая все вышеперечисленные факторы, необходимо разработать эффективные стратегии по мониторингу и восстановлению загрязненных земель, что позволит минимизировать негативные последствия и сохранить экосистемы для будущих поколений.

На территории РФ расположено более 49 тыс. км магистральных трубопроводов с 404 насосными станциями и резервуарными емкостями на 13.2 млн. м³ нефти. При этом 17% нефтепроводов служат более 30 лет и 28 % - от 20 до 30 лет.

Трубопроводы старше 20 лет имеют протяженность 14.3 тыс. км и отличаются низким качеством металла.

Основной причиной порывов нефтепроводов является коррозия (большей частью «ручейковая»)  38 %. На брак сварки приходится 10-12 %, на случайные механические повреждения - до 40 %, 5-6 % - заводские дефекты и 1-2 % - на ошибки эксплуатации (рис. 1).

Рисунок 1. Основные причины порывов нефтепроводов

Таким образом, можно отметить, что наибольший масштаб загрязнения земель сопутствует добыче нефти и газа, а следом идут загрязнения территорий вследствие частых порывов различных трубопроводов. При этом экологические последствия зависят еще и от состава нефти и ее качества, которые сильно отличаются на различных месторождениях.

При попадании на поверхность почвы нефть претерпевает процессы трансформации: легколетучие ароматические углеводороды (бензол, толуол, ксилол, этилбензол –БТЭК) способны к активной вертикальной и латеральной миграции, что формирует вторичные очаги загрязнения сопредельных сред – атмосферного воздуха и грунтовых вод. В высоких концентрациях эти соединения оказывают острый токсический эффект, подавляя ферментативную активность (дегидрогеназ, каталаз, целлюлаз) и численность углеводородокисляющих микроорганизмов, тем самым блокируя механизмы естественной детоксикации [2], церогенным действием. Токсичность компонентов в целом убывает в ряду: ароматические углеводороды > нафтены (циклопарафины) > олефины > парафины [4].

Тяжёлые фракции нефти (мазут, смолы, асфальтены) хотя и обладают меньшей прямой токсичностью, но характеризуются высокой устойчивостью в почве, вызывают долговременные нарушения её физико-химических и биологических свойств (гидрофобизация, цементация, нарушение воздухообмена) [3]. Их приоритетность определяется способностью вызывать необратимые изменения почвенной экосистемы.

Особую опасность представляют соединения, способные накапливаться в трофических цепях по схеме «почва – растение – животное – человек». Наиболее выраженной способностью к биоаккумуляции отличаются отдельные полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) и тяжёлые металлы, которые часто встречаются в составе нефти в виде примесей [1].

Поступление нефтепродуктов в почву вызывает склеивание её структурных элементов, резко ухудшает водно-воздушный режим и физико-химические свойства. Формирование воздухонепроницаемой корки из высокомолекулярных компонентов (асфальтенов, смол) и инфильтрация лёгких фракций в глубь профиля нарушают аэрацию, создают анаэробные условия и блокируют доступ влаги и питательных веществ к корням растений. Происходят существенные нарушения окислительно-восстановительного потенциала и поглотительной способности почвы, изменяется соотношение углерода и азота, снижается содержание нитратного азота, подвижного фосфора и обменного калия. В результате плодородие почвы нарушается, а его восстановление после значительных разливов может занимать несколько лет [2].

Нефтяное загрязнение оказывает избирательное токсическое действие на почвенные организмы. Быстрее всего гибнут крупные беспозвоночные (дождевые черви, насекомые), более устойчивы микроартроподы и простейшие.

Негативное влияние на почвенный покров от попадания нефтепродуктов связано с сокращением биоразнообразия, гибелью животных и растений, поступлением токсичных химических веществ в почвы и атмосферный воздух [4], деградацией плодородия и другими опасными для окружающей среды последствиями. Для Северо-Западного федерального округа проблема загрязнения почв нефтепродуктами актуальна в связи с большой протяженностью трубопроводного, судоходного и автомобильного транспорта на территории региона, а также наличием крупнейших нефтеналивных терминалов [4].

Для устранения последствий попадания нефти и нефтепродуктов в почвы разработаны различные методы восстановления нарушенных земель: механические, физико-химические, биологические, термические, электрические и др. [1]. Наиболее перспективным методом с точки зрения степени очистки и экономических затрат считается микробиологическая ремедиация, основанная на способности микроорганизмов усваивать загрязняющие вещества. Подавляются нитрификационная способность и общая биологическая активность почвы. В условиях высоких концентраций нефти происходит обеднение видового разнообразия микробиоценоза с доминированием углеводородокисляющих микроорганизмов. Именно они обеспечивают процесс естественной биодеградации нефти. Бактериальная составляющая таких консорциумов представлена в основном родами Pseudomonas, Flavobacterium, Acinetobacter, Aeromonas, Arthrobacter, Rhodococcus [3]. Наряду с бактериями значительный вклад в биоразрушение вносят многочисленные грибы (Alternaria, Aspergillus, Penicillium, Fusarium и др.) [3].

Для внесения микроорганизмов в загрязненную среду используют биопрепараты из трех компонентов, необходимых для их функционирования:

• штаммов микроорганизмов, адаптированных к конкретным условиям среды и способствующих деградации углеводородов (основной компонент);

• сорбента-носителя как природного (торф, цеолит), так и синтетического (полимеры) происхождения [2];

• комплекса питательных веществ (азот, фосфор, калий, сера), создающего благоприятную среду для развития микроорганизмов.

Природные сорбенты, помимо своей основной функции, способствуют улучшению физико-механических и физико-химических свойств почв. Разработан ряд различных по составу и свойствам биопрепаратов, однако их применение ограничено климатическими условиями среды.

Одновременно наблюдается стимуляция развития токсинообразующих условно патогенных и аллергенных микромицетов, споры которых способны распространяться на значительные расстояния, представляя дополнительную угрозу.

На территории углеводородной контаминации большей опасности подвержен гумусовый горизонт. Часть поллютантов остается в почве за счет смачивания и адсорбции и затем поступает в корневую систему растений вместе с влагой и питательными элементами, необратимо угнетая развитие растений при концентрации >2 г/кг почвы (порог фитотоксичпости).

Нефтяные углеводороды угнетают развитие высших растений, уменьшают количество биомассы на лугах и полях, что ведет к снижению продуктивности сельскохозяйственных угодий, нередко выводя их из использования. Разливы жидких УВ приводят к задержанию или полному выпадению фенофаз в развитии растений, вызывают морфологические изменения растений, задерживают на 20-30 дней начало вегетации.

Список литературы:

1. Данилов А. С., Соснина И. Д., Сердюкова Е. А. Разработка состава и оценка эффективности биопрепарата для очистки нефтезагрязненных почв // Записки Горного института. 2026. №277. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/razrabotka-sostava-i-otsenka-effektivnosti-biopreparata-dlya-ochistki-neftezagryaznennyh-pochv.
2. Мамедова А. Г. Рекультивация земель на объектах нефтегазового комплекса // Вестник магистратуры. 2023. №1-2 (136). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/rekultivatsiya-zemel-na-obektah-neftegazovogo-kompleksa  (дата обращения: 13.04.2026).
3. Некрасова Л.П., Каменецкая Д.Б. Нефтепродукты в объектах окружающей среды и методы их определения. Научное обозрение. Медицинские науки. 2024; (4): 41. https://doi.org/10.17513/srms.1414
4. Гайворонский В.Г., Кузина А.А., Колесников С.И., Минникова Т.В., Неведомая Е.Н., Казеев К.Ш. Способ определения экологически безопасного остаточного содержания нефти и нефтепродуктов в почвах. Гигиена и санитария. 2023; 102(9): 987–92. https://doi. org/10.47470/0016-9900-2023-102-9-987-992 https://elibrary.ru/fztgen
5. Созина И.Д., Данилов А.С. Микробиологическая ремедиация нефтезагрязненных почв. Записки Горного института. 2023; 260: 297–312. https://doi.org/10.31897/PMI.2023.8 https://elibrary.ru/jginfw