Введение 4
Глава 1. Современные представления о загрязнении почв нефтью и нефтепродуктами 6
1.1. Общая характеристика нефти и дизельного топлива 6
1.2. Трансформация и распределение нефти по почвенному профилю 9
1.3. Влияние нефтезагрязнений на морфологию почв 11
1.4. Влияние нефтезагрязнений на агрохимические свойства почв 12
1.5. Влияние нефтезагрязнений на физические свойства почв 14
1.6. Влияние нефтезагрязнений на биологические показатели почв 16
1.7. Рекультивация нефтезагрязнённых почв 18
Глава 2. Характеристика объекта исследований 21
2.1 Краткая характеристика природных условий 21
2.1.1 Климат 21
2.1.2 Рельеф 22
2.1.3 Почвообразующие породы 22
2.1.4 Растительность 23
2.2. Краткая характеристика почв 24
2.3. Краткая характеристика дизельного топлива 25
Глава 3. Методы исследований 27
Глава 4. Результаты исследований и их обсуждение 29
4.1. Сравнительная характеристика исследуемых почв 29
4.2. Определение уровня и глубины загрязнения 33
4.3. Влияние загрязнения дизельным топливом на гидрофизические свойства почв 35
4.3.1. Влияние загрязнения дизельным топливом на влажность монослоя 35
4.3.2. Влияние загрязнения дизельным топливом на удельную поверхность 37
4.3.3. Влияние загрязнения дизельным топливом на максимальную гигроскопичность 38
4.3.4. Влияние загрязнения дизельным топливом на влажность завядания 39
4.3.5. Влияние загрязнения дизельным топливом на влажность разрыва капиллярных связей 39
4.3.6. Влияние загрязнения дизельным топливом на наименьшую влагоёмкость 41
4.3.7. Влияние загрязнения дизельным топливом на диапазон активной влаги 42
4.3.8. Влияние загрязнения дизельным топливом на капиллярную влагоёмкость 43
4.3.9. Влияние загрязнения дизельным топливом на полную влагоёмкость 45
4.3.10. Влияние загрязнения дизельным топливом на общую порозность 46
4.3.11. Влияние загрязнения дизельным топливом на смачиваемость почвы 47
4.4. Влияние загрязнения дизельным топливом на физико-механические свойства почв 49
4.4.1. Влияние загрязнения дизельным топливом на липкость 49
4.4.2. Влияние загрязнения дизельным топливом на верхний предел пластичности 51
4.4.3. Влияние загрязнения дизельным топливом на нижний предел пластичности 52
4.4.4. Влияние загрязнения дизельным топливом на число пластичности 53
4.4.5. Влияние загрязнения дизельным топливом на набухание 54
Заключение 55
Выводы 56
Список использованной литературы 57
Приложения 61
Более ста пятидесяти лет нефть, будучи широко востребованным энергоресурсом, является одним из важнейших факторов экономического развития многих стран мира, в том числе и Российской Федерации, где добыча, переработка и транспортировка проводятся достаточно интенсивно, что нередко приводит к потерям нефти и, как следствие, масштабным загрязнениям природных сред. В результате интоксикации даже сравнительно небольшими дозами происходят существенные изменения как важнейших свойств почвы - химических, физических, морфологических, - так и структуры почвенного покрова, а также деятельности почвенных животных и микроорганизмов.
По сей день не угасает интерес исследователей к последствиям нефтяного загрязнения почвы - одного из самых тяжёлых и распространённых ввиду колоссального использования нефтепродуктов во многих отраслях промышленности и транспортной сфере. Нефтезагрязнение является одной из общемировых экологических проблем, нуждающейся в скорейшем разрешении, в связи с чем учёными регулярно уделяется огромное внимание к данному типу поллютантов в самых различных смежных сферах естественных наук, в том числе и в почвоведении.
Большая часть исследований посвящена изучению изменений химических свойств и биологических параметров нефтезагрязнённых почв, как наиболее важных в экологических аспектах и оценке плодородия, физическим же свойствам уделяют несколько меньше внимания. Также менее частым, по сравнению с нефтью, объектом исследований становятся нефтепродукты.
Физические свойства почв являются неотъемлемой частью совокупности показателей, имеющих непосредственное влияние на почвенное плодородие. Нефтяное загрязнение оказывает на них негативное воздействие, изменяя важные для обработки почвы, агротехнических мероприятий, нормальной жизнедеятельности и функционирования почвенных организмов и растений характеристики.
Цель работы состоит в изучении изменений физических свойств почв разного гранулометрического состава под влиянием загрязнения дизельным топливом в естественных и лабораторных условиях.
Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:
• Дать сравнительную характеристику гидрофизических и физико-механических свойств почв разного гранулометрического состава;
• Изучить изменение гидрофизических и физико-механических свойств почв разного гранулометрического состава при загрязнении дизельным топливом;
• Выявить влияние загрязнения дизельным топливом на гидрофизические и физико-механические свойства почв разного гранулометрического состава.
Актуальность. Нефтепродукты являются весьма распространённым и опасным источником загрязнения почв, приводящим к резкому катастрофическому ухудшению её свойств, важных для поддержания экологических функций, создания оптимальных условий для жизни почвообитающих организмов и растений и имеющих непосредственное влияние на почвенное плодородие.
Дизельное топливо широко используется грузовым, водным, железнодорожным транспортом и, что немаловажно, практически всей агротехникой - поэтому вероятность попадания данного вида нефтепродукта в почвы, и особенно пахотные, очень и очень высока.
Следовательно, изучение влияния загрязнения дизельным топливом на физические свойства почв разного гранулометрического состава, особенно в природных условиях, является актуальным.
Материалы и источники. Для выполнения выпускной квалификационной работы бакалавра были специально заложены два разреза, из которых для лабораторных исследований отбирались образцы. В качестве загрязнителя было выбрано дизельное топливо Евро-5 сорт Е вид III с завода ООО «КИНЕФ». Работа проводилась на кафедре почвоведения и экологии почв СПбГУ.
На данный момент вопросами воздействия нефтепродуктов на физические свойства почв занимаются не так много специалистов: большая часть работ ориентирована на исследование влияния нефти на биологические параметры почвы и жизнедеятельность связанных с ней живых организмов. Основным источником информации по данной теме были тезисы и доклады научных конференций по экологии и почвоведению и статьи, опубликованные в специализированных журналах, учебники и монографии, соответствующие исследуемой теме.
Личный вклад автора работы состоит в подборе, морфогенетической и аналитической характеристике объектов исследования, заложении натурного и лабораторного экспериментов, изучении физических параметров нативных и загрязненных дизельным топливом почв, анализе и обработке полученных результатов, а также написании и оформлении данной выпускной квалификационной работы бакалавра.
Таким образом, под влиянием загрязнения дизельным топливом происходит изменение всех исследуемых в данной работе гидрофизических и физико-механических свойств дерново-мелкоподзолистой легкосуглинистой почвы на морене и торфяно- подзол-элювозёма глеевого потёчно-гумусового супесчаного на двучлене. Основная тенденция - это снижение величины показателей, исключение составляют лишь максимальная гигроскопичность и влажность завядания. Наиболее контрастные изменения величин изучаемых свойств прослеживаются в почвах лёгкого гранулометрического состава. Как правило, повышение концентрации загрязнителя от 5% до 15% от массы почвы ведёт к уменьшению характеристики, за исключением капиллярной и полной влагоёмкостей, где при увеличении дозы дизельного топлива наблюдается менее резкое снижение абсолютных величин. Наименее заметные изменения в основном наблюдаются в образцах, загрязнённых в естественных условиях, что связано с различием внешних условий и состояния микробоценоза.
Согласно полученным результатам, можно сказать, что в загрязнённых дизельным топливом почвах сокращается гидрофильная поверхность, происходит трансформация всей поверхности твердой фазы и нарушение структуры и строения почвенных частиц, изменяется агрегатное состояние и характер порозности, снижается содержание продуктивной влаги. Почва при этом резко становится гидрофобной.
Загрязнение почв дизельным топливом приводит к существенному ухудшению их гидрофизических и физико-механических свойств.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
