Міністерство освіти і науки України Харківський національний університет імені. В.Н. Каразіна (ХНУ ім. В.Н. Каразіна) Екологічний факультет Забруднення грунту нафтопродуктами і його негативний вплив на навколишнє середовище на прикладі військових містечок чугуївського району (Курсова робота) Виконав:студ. гр. ДЕ-22 Ю.М. Товстий Керівник: Э.А. Кочанов Харків – 2011
РЕФЕРАТ Курсова робота «Забруднення ґрунту нафтопродуктами і його негативний вплив на навколишнє середовище на прикладі військових містечок Чугуївського району» містить: 27 сторінок, 3 розділи, 11 підрозділів, 6 таблиць, 11 використаних джерел. Об’єктом дослідження курсової роботи є колишні військові містечка в
Чугуївському районі біля селища Малинівка і Башкіровка. Ґрунти даної місцевості були забруднені нафтопродуктами внаслідок функціонування в межах даної території військової частини А -1310; на території якої знаходиться велика кількість військової техніки. Нафтопродукти потрапляли в ґрунт під час заправки автотранспорта, виливання рештків палива і мастила в ґрунт. Мета роботи: вивчити функціонування
ґрунтів, забруднених нафтопродуктами і визначити, яку небезпеку для населення несуть забруднені ґрунти та можливість ґрунтів до самоочищення. У курсовій роботі були використані: дані про фізико-хімічні властивості нафти з підручника «Загальна хімія», дані про продаж військових земель в селищі Малинівка; Протокол № 15 засідання комісії з питань використання цілісних майнових комплексів, іншого нерухомого військового майна та земель оборони, які вивільняються вході реформування
Збройних Сил України. НАФТОПРОДУКТИ, ВІЙСЬКОВА ТЕХНІКА, ВУГЛЕВОДНІ, ЛЕГКА ФРАКЦІЯ НАФТИ, ВАЖКА ФРАКЦІЯ НАФТИ, БЕНЗИН, МАСТИЛО, АВТОТРАНСПОРТ. ЗМІСТ ВСТУП…4 РОЗДІЛ 1 ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ЗАБРУДНЕННЯ ГРУНТІВ НАФТОЮ І НАФТОПРОДУКТАМИ … 6 1.1. Фізико-хімічні властивості нафти….8 1.2.
Шляхи проникнення нафтопродуктів і нафти в ґрунт………… 3. Вплив нафтопродуктів на стан ґрунтів і їх функції… 11 РОЗДІЛ 2 ВПЛИВ НАФТОПРОДУКТІВ І НАФТИ НА ЖИВІ ОРГАНІЗМИ … … 1. Вплив нафтопродуктів на рослинний покрив ґрунту….2. Вплив на тварин і мікроорганізми, які мешкають в ґрунті ……… 14
РОЗДІЛ 3 СОЦІАЛЬНО – ЕКОНОМІЧНЕ ПОЛОЖЕННЯ ЧУГУЇВСЬКОГО РАЙРНУ.… …… 16 3.1. Кліматичний фактор його роль у забруднені ґрунту нафтопродуктами … … 16 3.2. Ґрунти, які потерпають від забруднення нафтопродуктами у Чугуївському районі ….…3. Вплив військової інфраструктури на забруднення ґрунту нафтопродуктами … ….23 ВИСНОВКИ… 24 СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ
ДЖЕРЕЛ….26 ВСТУП Забруднення ґрунту нафтою і нафтопродуктами, що 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 нормального існування людини. Людина кожного дня використовує нафтопродукти такі як: пластмаса, моторні палива та
мастила, не задумуючись про їх шкідливу дію на навколишнє середовище і живі організми. Забруднення нафтопродуктами відбувається в процесі згоряння палива в двигунах внутрішнього згорання та в результаті аварій автотранспорту, під час яких відбуваються розливи палива і мастил, що ведуть до порушення екологічної рівноваги, структури біоценозів, що виявляються в зміні інтенсивності і спрямованості ґрунтоутворюючих процесів, що приносять безперечну втрату природним екосистемам.
Актуальність роботи: з розвитком суспільства збільшилися об’єми використання нафтопродуктів, а значить і зросла вірогідність забруднення природних екосистем нафтопродуктами. Тому доцільно розробляти методи попередження і ліквідації забруднення ґрунтів нафтопродуктами. Мета роботи: вивчити вплив нафти, бензину, дизельного палива і мастил функціонування ґрунтових екосистем. Для досягнення мети дослідження були поставлені наступні
задачі: 1. Вивчити фізико-хімічні властивості нафти та нафтопродуктів. 2. Дослідити шляхи проникнення нафтопродуктів в ґрунт. 3. Визначити як змінюються властивості ґрунту при забрудненні нафтопродуктами. 4. Визначити як забруднення ґрунтів нафтопродуктами на тваринний та рослинний світ. 5. Визначити стійкість ґрунтів Чугуївського району до забруднення нафтопродуктами.
Предмет дослідження: ґрунтові екосистеми які забрудненні нафтопродуктами, предмет дослідження ґрунт забруднений нафтопродуктами. При проведенні роботи виконувався аналіз наукової літератури про забруднення ґрунтів, аналіз кліматичних та фізичних карт. РОЗДІЛ 1 ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ЗАБРУДНЕННЯ ГРУНТІВ НАФТОЮ І НАФТОПРОДУКТАМИ 1.1. Фізико-хімічні властивості нафти
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. Рівень допустимої концентрації нафти та нафтопродуктів у ґрунтах, при якому не спостерігається перерахованих вище явищ, не скрізь однаковий. Він буде відрізнятися в залежності від: ґрунтово-кліматичної зони; типу
ґрунту; складу нафти і нафтопродуктів, що потрапили в ґрунт. У середньому нижня межа концентрацій нафти і нафтопродуктів в забрудненому ґрунті змінюється від 0,1 до 1,0 г/кг. Критерієм також може служити концентрація вище 0,05 мг/л нафти і нафтопродуктів у воді, профільтрованій через забруднений ґрунт. Нафтове забруднення створює нову екологічну обстановку, що призводить до глибокої зміни всіх
ланок природних біоценозів або їх повної трансформації. Загальна особливість всіх нафто-забруднених ґрунтів – зміна чисельності та обмеження видового різноманіття педобіонтів (ґрунтової мезофауни та мікрофауни, і мікрофлори). Типи реакцій у різних груп педобіонтів на забруднення неоднозначні і залежать від особливостей будови організму. В одному випадку відбувається масова загибель
ґрунтової мезофауни: через три дні після аварії більшість видів ґрунтових тварин повністю зникає або становить не більше 1% контролю. Найбільш токсичними для них виявляються легкі фракції нафти. Комплекс ґрунтових мікроорганізмів після короткочасного інгібування відповідає на нафтове забруднення підвищенням валової чисельності
і посиленням активності. Перш за все, це відноситься до вуглецево-окиснючих бактерій, кількість яких різко зростає відносно незабруднених ґрунтів. Розвиваються “спеціалізовані” групи, що беруть участь на різних етапах в утилізації вуглеводнів. Максимум чисельності мікроорганізмів відповідає горизонтам ферментації і знижується в них за профілем ґрунтів у міру зменшення концентрацій вуглеводнів. Основний “вибух” мікробіологічної активності припадає на другий етап природної деградації
нафти. У процесі розкладання нафти в ґрунтах загальна кількість мікроорганізмів наближається до фонових значень, але чисельність нафтоокиснюючих бактерій ще довгий час перевищує ті ж групи у незабруднених ґрунтах (південна тайга 10 – 20 років). Зміна екологічної обстановки призводить до придушення фото-синтезуючої активності рослинних організмів. Перш за все, це позначається на розвитку ґрунтових водоростей: від їх часткового пригнічення
і заміни одних груп іншими до випадання окремих груп або повної загибелі всієї альгофлори. Особливо значно інгібує розвиток водоростей сира нафта і мінеральні води. Змінюються фото-синтезуючі функції вищих рослин, зокрема злаків. Експерименти показали, що в умовах південної тайги при високих дозах забруднення – більше 20 л/м рослини і через рік не можуть нормально розвиватися на забруднених
ґрунтах. Дослідження показали, що в забруднених ґрунтах знижується активність більшості ґрунтових організмів [6]. При будь-якому рівні забруднення інгібуються гідролази, протеази, нітратредуктази, дегідрогенази ґрунтів, дещо підвищується уреазна і каталазна активності ґрунтів. Дихання ґрунтів також чутливо реагує на нафтове забруднення.
У перший період, коли мікрофлора пригнічена великою кількістю вуглеводнів, інтенсивність дихання знижується, зі збільшенням чисельності мікроорганізмів – інтенсивність дихання зростає. Токсичність різних типів нафти і нафтопродуктів не однакова. Легкі фракції нафти і легкі нафтопродукти (бензин, гас) мають найбільш сильну токсичну дію на живі організми. Але вплив цих продуктів відбувається нетривалий час, внаслідок
швидкого випаровування, біодеградації і розсіювання. Процеси природної регенерації біогеоценозів на забруднених територіях йдуть повільно, причому темпи становлення різних ярусів екосистем різні. Сапрофітний комплекс тварин формується значно повільніше, ніж мікрофлора і рослинний покрив. Піонерами заростання порушених ґрунтів часто є водорості. Нафта в природі досить різноманітна.
За зовнішнім виглядом вона різниться за кольором (від майже безбарвної до темно-коричневої) і в’язкістю (від дуже рухомої до густої малорухомої). Співвідношення компонентів, що входять до складу нафти, визначає її тип, фізичні властивості, склад. Зміна складу і властивостей нафти відбивається насамперед на питомій вазі, яка коливається від 0,80 до 0,95. Нафта з більшою чи меншою питомою вагою зустрічається рідко.
Нафта – це рідкий природний розчин, що складається з великої кількості вуглеводнів (ВВ) різноманітної будови і високомолекулярних смолисто-асфальтенових речовин. У ньому розчинено деяку кількість води, солей, мікроелементів. Головні елементи: С – 83-87%, Н – 12-14%, N, S, O – 1-2%, рідше 3-6% за рахунок S. Десяті й соті частки відсотка нафти складають численні мікроелементи.
Нафта поділяється на фракції за температурою кипіння сумішей різних вуглеводнів. Вуглеводні, які скипають до 200 °С, відносяться до бензинової, скипає в інтервалі 200-300 °С – гасової, від 300 до 400 °С – газоілевої фракціям. Нафта, багата бензиновою фракцією, швидше випаровується, її вплив на природне середовище відносно короткочасний.
Вуглеводні, які скипають при високих температурах, досить стійкі й очищення від них компонентів природного середовища, потребує багато зусиль [2]. В якості еколого-геохімічних характеристик основного складу нафти, прийняті Ю.І. Піковським зміст легкої фракції (початок кипіння 2000°С), метанових вуглеводнів (включаючи тверді парафіни), циклічних вуглеводнів, смол, асфальтенів і сірчистих сполук [6]. Легка фракція нафти включає низькомолекулярні метанові (алкани), нафтенові (циклопарафінові)
і ароматичні вуглеводні – найбільш рухлива частина нафти. Більшу частину легкої фракції складають метанові вуглеводні (алкани з С5-С11 – пентан, гексан). Метанові вуглеводні, перебуваючи в ґрунтах, водному або повітряному середовищах, мають наркотичну і токсичну дію на живі організми. Особливо швидко діють нормальні алкани з коротким вуглеводневим ланцюгом.
Вони краще розчиняються у воді, легко проникають в клітини організмів через мембрани, дезорганізують цитоплазмові мембрани організму. Більшістю мікроорганізмів нормальні алкани, що містять у ланцюжку менше 9 атомів вуглецю, не асимілюються, хоча і можуть бути окислені. Внаслідок летючості і більш високої розчинності низькомолекулярних алканів, їх дія, звичайно, не буває довготривалою. У солоній воді нормальні алкани з короткими ланцюгами розчиняються
краще і, отже, більш отруйні. Багато дослідників В. П. Середина, М. А. Глазовська відзначають сильну токсичну дію легкої фракції на мікробні спільноти і ґрунтових тварин. Легка фракція мігрує по ґрунтовому профілю і водоносним горизонтам, значно розширюючи ареал первинного забруднення [4]. Зі зменшенням вмісту легкої фракції, токсичність нафти знижується, але зростає токсичність ароматичних
сполук, відносний вміст яких зростає. Шляхом випаровування з ґрунту віддаляється від 20% до 40% легких фракцій. Важкі фракції нафти і важкі нафтопродукти сильної токсичної дії на організм не чинять, але вони значно погіршують властивості ґрунтів, ускладнюють газообмін і водообмін у ґрунтах, утруднюють дихання і живлення рослин.
Ці компоненти дуже стійкі й можуть зберігатися в ґрунтах протягом тривалого часу (роки, десятки років). Нафтопродукти складаються з тих же компонентів, що і сирої нафти, відокремлених один від одного і отриманих з них шляхом термокаталітичних хімічних реакцій. Паливо, наприклад – це рідкі вуглеводневі продукти. Вони розрізняються температурою кипіння: початок кипіння –
200 °С; бензини (авіаційні, автомобільні палива), 200 – 300 °С – гас, нафта (тракторні, реактивні палива); 300 °С – мазути, газойлі (котельні, газотурбінні палива ). Нафтові бітуми – це тверді продукти, позбавлені вуглеводневої складової. Вони застосовуються в будівництві, виробництві ізоляційних матеріалів, гуми та інші. Парафіни, церезини – це тверді вуглеводні, що знаходять застосування в нафтохімії, харчовій промисловості,
медицині. Масла – в’язкі продукти, що складаються з високомолекулярних вуглеводнів. Застосовуються для мастил, гідропередач, ізоляцій та інших цілей [2]. 1.2. Шляхи проникнення нафтопродуктів і нафти в ґрунт Нафта і нафтопродукти розсіюються в навколишньому природному середовищі повсюдно, оскільки в сучасному світі немає такої галузі господарської діяльності людини, де б вони не використовувалися.
В області, вільної від господарської діяльності людини (заповідники, важкодоступні території), вуглеводні транспортуються з повітряними і водними потоками. Глобальне або регіональне розсіювання вуглеводнів відбувається, як правило, із суми джерел, що знаходяться іноді на значних відстанях і мало пов’язаних між собою. Актуальне практичне значення представляють собою імпактні забруднення природного середовища нафтою
і нафтопродуктами. Такі забруднення, що мають, як правило, конкретне джерело, створюють значне одноразове навантаження на грунт, воду, біологічні об’єкти, завдаючи часом великої шкоди народному господарству і природі. Імпактне забруднення – основний об’єкт контролю в даний час. Головні потенційні джерела забруднення природного середовища нафтою і нафтопродуктами – це нафтопромисли, нафтопроводи, нафтопереробні підприємства, нафтосховища, наземний
і водний транспорт, що перевозить нафтопродукти [4]. 1.3. Вплив нафтопродуктів на стан ґрунтів і їх функції Полікомпонентність нафти та мінливість її складу, обумовлює різнобічність негативної дії на ґрунти. Основними механізмами деградації ґрунту при забрудненні нафтою є: безпосереднє пригнічення біологічних процесів токсичними компонентами; зменшення вологоємності
ґрунту й заблокування поживних речовин внаслідок гідрофобізації поверхні важкими вуглеводнями; диспергація ґрунту одновалентними катіонами супутніх солей. Нафтопродукти, завдяки високій адсорбційній здатності ґрунту, довгий час зберігаються в ньому, змінюючи його фізико-хімічні і біологічні властивості. Дослідження фізико-хімічних властивостей нафто-забруднених ґрунтів виявили, що рН ґрунтового розчину при нафтовому забрудненні підлужнюється.
Показано, що нафто-забруднені ґрунти з великим вмістом високо мінеральних попутних вод містять високі концентрації солей натрію. Натрій, включаючись у ґрунтовий поглинальний комплекс, витісняє катіони, які визначають ґрунтову кислотність, викликаючи тим самим підлужнення ґрунтів (рН водної суспензії ґрунту може підніматися від 5,0 до 8,3). Склеювання структурних частин ґрунту нафтою призводить до зростання в’язкості
і щільності ґрунтової маси, що погіршує його повітряно-водний режим. Ґрунти, просочені нафтопродуктами, втрачають здатність вбирати і затримувати вологу. Через забруднення ґрунтового покриву нафтопродуктами створюються анаеробні умови, змінюється окисно-відновний потенціал, порушується вуглецево-азотний баланс, змінюється вміст поглинутих основ кальцію і магнію, внаслідок цього ґрунт втрачає свою родючість, стає гідрофобним, підвищується
ерозія, вивітрювання та ін. [5]. Основним механізмом негативної дії нафтових вуглеводнів – є створення стійкої гідрофобної плівки на поверхні ґрунтових часточок. Проте, залежно від ряду факторів, а саме: хімічних і фізичних властивостей забруднюючої речовини, водного режиму і гранулометричного складу ґрунту, рівня і терміну забруднення, вплив вуглеводнів на властивості
ґрунту, як фізико-хімічної та дисперсної системи, значно різниться. Набуті зміни можуть мати сталого характеру, можуть зменшуватися з часом, а можуть проявлятися лише в окремі, несприятливі за зволоженням роки. Гідрофобні властивості ґрунтів, що зазнали вуглеводневого забруднення, значною мірою визначені концентрацією забруднюючої речовини та її якісним складом. Легкі фракції нафти та відповідні нафтопродукти (бензин, гас) впливають на ці
властивості ґрунту слабо і короткочасно, а гідрофобізуюча дія мазуту та інших важких нафтопродуктів є дуже сильною і не зникає принаймні протягом п’яти років спостережень. Час всмоктування краплі води у ґрунт, забруднений бензином, гасом та дизпаливом, на цей період становив 3-5 секунди, мазутом–20-30 секунд, а у дуже забруднений бітумізований ґрунт – більше 10 хвилин. Отже, вирішальне значення у тривалості негативної дії забруднення має, створення
гідрофобних умов важкими вуглеводнями. Внаслідок цього, найбільшу небезпеку становлять мазут, гудрон, бітум та інші стійкі до розкладу нафтопродукти. Природне відновлення ґрунтових екосистем, забруднених нафтою,довготривалий і складний процес [8]. РОЗДІЛ 2 ВПЛИВ НАФТОПРОДУКТІВ І НАФТИ НА ЖИВІ ОРГАНІЗМИ 2.1. Вплив нафтопродуктів на рослинний покрив
ґрунту Нафтове забруднення значною мірою інгібує зростання і розвиток рослин. Виявлена залежність від концентрації нафти в грунті таких параметрів, як схожість насіння, вага і довжина проростків, розвиток кореневих волосків. Відмічено, що при масовій частці нафти 1%, фіто-токсичний ефект практично непомітний. В той же час при вищих концентраціях спостерігалося значне відставання схожості насіння
і розвитку рослин від контрольних параметрів. Найбільш виражений фіто-токсичний ефект спостерігався при використанні ґрунту, що недавно піддався нафтовому забрудненню. Вирішальною причиною зниження родючості нафтозабруднених ґрунтів, що особливо проявляється у несприятливі за зволоженням роки, є сталий гідрофобний ефект. Без урахування кліматичних коливань, врожайність тест-культур на нафтозабрудненому
ґрунті наближається до стабільного рівня по мірі біодеградації нафтових вуглеводнів у ґрунті. У першу чергу це стосується вегетативної частини рослин, ріст якої певною мірою стимулюється окремими компонентами нафти. Динаміка відновлення продуктивності рослин протилежна динаміці процесів мікробіологічної деградації вуглеводнів. При цьому, на 2-3 рік, у нафтозабрудненому ґрунті спостерігається найбільший дефіцит азоту, який
інтенсивно споживається вуглецевоокиснювальною мікрофлорою. З’ясовано, що довгокореневищні види відзначаються найбільшою стійкістю до несприятливих умов нафтозабруднених екотопів. Один з таких видів – осока волохата (Carex hirta L) [7]. Співставлення гідрофобних властивостей ґрунту, забрудненого окремими нафтопродуктами, з динамікою гідрофобності нафтозабрудненого ґрунту дозволяє зробити наступні висновки:
1. педохімічна активність нафти визначається важкими фракціями вуглеводнів, завдяки розчиненню яких у рідких легких вуглеводнях гідрофобна плівка на поверхні ґрунтових часточок займає більшу площу і діє сильніше; 2. гідрофобні властивості ґрунту, набуті внаслідок забруднення нафтою, мають певну етапність у часі: протягом першого року по забрудненні спостерігається сильний сумарний ефект, на другий – четвертий
рік гідрофобність значно меншає, але залишається на одному рівні, що на два порядки перевищує фоновий. Очевидно, що саме цей незмінний рівень набутої гідрофобності і обмежує врожайність рослин у несприятливі за зволоженням роки [1]. 2.2. Вплив нафтопродуктів на тварин і мікроорганізми, які мешкають в ґрунті Нафта містить речовини, що легко розкладаються мікроорганізмами (джерело енергії),
і ті, що ускладнюють й уповільнюють мікробіологічні процеси. Для мікрофлори ґрунту нафта виступає, з одного боку, як джерело вуглецю, а з іншого – як стороння речовина з токсичними властивостями. Внаслідок цього, залежно від рівня навантаження, нафтове забруднення може викликати як посилення активності певних груп мікроорганізмів, так і їх пригнічення, нафтоокиснюючі мікроорганізми добре розвиваються,
бо не мають конкурентів, оскільки інші представники мікрофлори гинуть від нафтового забруднення. Перевага одного з цих процесів визначається якісним складом нафти, її кількістю і терміном перебування у ґрунті. За невеликих рівнів забруднення переважає вплив на мікрофлору легкодоступних вуглеводнів нафти, вуглець яких використовується для побудови клітинних тіл. Найменш стійкими до вуглеводневого забруднення ґрунту
є бактерії, що засвоюють азот органічних сполук, і актиноміцети, для яких спостерігається пригнічення за рівнів забруднення 2л/м і 5л/м , відповідно. Зона стійкості бактерій, що утилізують мінеральний азот і мікроскопічних грибів, набагато ширше. Про наявність у їхньому складі популяцій, стійких до сильного нафтового забруднення, свідчить збільшення чисельності за рівнів 20 л/м і 40 л/м відповідно [5]. РОЗДІЛ 3
СОЦІАЛЬНО – ЕКОНОМІЧНЕ ПОЛОЖЕННЯ ЧУГУЇВСЬКОГО РАЙРНУ 3.1. Кліматичний фактор його роль у забруднені ґрунту нафтопродуктами Чугуївський район розташований у центральній частині Харківської області, в долині річки Сіверський Донець. Ця місцевість є зоною поступового переходу від лісостепу до степу.
Рельєф – рівнинний, пересічений ярами та балками. На півночі район межує з Вовчанським, на північному сході та сході – з Печенізьким, на південному сході – з Шевченківським, на півдні – з Балаклійським, на заході – зі Зміївським та на північному заході – з Харківським районами області. Загальна площа району складає 1148,61 км (3,6 % від площі
Харківської області). По території району протікає 15 річок: Сіверський Дінець, Уди, Великий Бурлук, Велика Бабка, Волоска Балаклійка, Крайня Балаклійка, Студенок, Чуговка, Тетлежка, Гнилиця, Роганка, Олега, Бакланка, Таганка. Населення Чугуївського району – 49,1 тисяч чоловік (1,7 %
Харківської області), в тому числі: міського – 28,0 тисяч чоловік.; сільського – 21,1 тисяч чоловік; пенсіонерів – 14,9 тисяч чоловік (30,3 % всього населення). Щільність населення по району – 44 чоловіки на 1 км . Рівень народжуваності – 7,8 чоловік на 1 тисячу жителів. Рівень смертності – 20,9 чоловік на 1 тисячу жителів.
За даними перепису 2001 року у районі 40 населених пунктів, які об’єднані в 6 селищних та 13 сільських рад [14]. Чугуївський район розташований на північному сході України. В цілому клімат Чугуївського району помірно – континентальний з прохолодною зимою і теплим літом. Середньорічна температура повітря становить 7,5 °С, найнижча вона у січні (-7,0 °С), найвища – в липні (20,4 °С) [12]. Дані коливання добових температур у
Чугуївському районі наведені в таблиці 3.1.1. Таблиця 3.1.1-Температура повітря по місяцях, (°С) [13] Місяць I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Рік Середня -7,0 -5,7 -0,3 8,9 15,6 19,0 20,4 19,5 14,1 7,3 1,3 -3,3 7,5 Денна максимальна -5 -2 2 13 21 25 27 26 20 12 3 -1 12 Нічна мінімальна -9 -8 -3 5 10 13 15 14 9 3 -1 -5 3 Найнижча середньомісячна температура повітря в січні (-15,8 °С) зафіксована в 1848 році, найвища (0,
°С) – в 2007 році. Найнижча середньомісячна температура в липні (16,3 °С) спостерігалась у 1912 році, найвища (25,3 °С) – в 1938 році. Абсолютний мінімум температури повітря (мінус 35,6 °С) зафіксовано 10 січня 1940 року, абсолютний максимум (39,8 °С) – 14 червня 1998 року. В останні 100-120 років температура повітря в Чугуївському районі, так само як і в цілому на Землі, має тенденцію до підвищення. Протягом цього періоду середньорічна температура повітря
підвищилася приблизно на 1,5 °С. Найтеплішим за весь період спостережень виявився 2007 рік. Найбільше підвищення температури відбулося в першу половину року. У середньому за рік у Чугуївському районі випадає 525 міліметрів атмосферних опадів, найменше їх у березні, найбільше – у липні. Кількість атмосферних опадів за рік наведена у таблиці 3.1.2 Таблиця 3.1.2 Середня кількість опадів, (мм) [13] місяць
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Рік Кількість Опадів 44 33 28 36 48 58 61 50 41 35 45 46 525 З даних Таблиці 3.1.2 видно, що найбільша кількість опадів випадає в липні – 61 мм, а найменша в березні – 28 мм. Мінімальна річна кількість опадів (279 мм) спостерігалась у 1921 році, максимальна (898 мм) – в 1879 році. Максимальну добову кількість опадів (83 мм) зафіксовано в липні 1881 році.
У середньому за рік у місті спостерігається 132 днів з опадами; найменше їх в серпні, найбільше – у грудні. Щороку в Чугуївському районі утворюється сніговий покрив, максимальна висота якого, звичайно, спостерігається в лютому. Таблиця 3.1.3 Показник хмарності у Чугуївському районі [13] місяць I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Рік Бали 7,5 7,3 7,0 6,6 5,9 5,7 5,4 5,0 5,4 6,3 8,2 8,5 6,6 0
балів – ясно. Менше 5 балів нижнього ярусу, або хмар середнього ярусу, або будь-яку кількість хмар верхнього ярусу – невелика хмарність. Від 1-3 до 6-9 балів або 3-8 балів хмар нижнього ярусу, або щільних хмар середнього ярусу – мінлива хмарність. Від 8-10 до 0-3 балів хмар нижнього ярусу – хмарно з проясненнями. 7-10 балів хмар нижнього ярусу – хмарно. 10 балів хмар нижнього ярусу – похмуро. Найменша хмарність спостерігається в серпні, найбільша – у грудні.
Хмарність впливає на кількість сонячної радіації яка поступає на земну поверхню від сонця, а та в свою чергу впливає на активність роботи мікроорганізмів які розкладають нафтопродукти. Протягом року в Чугуївському району спостерігаються різноманітні атмосферні явища: гроза, туман, роса, ожеледиця та інші. Зокрема, гроза найчастіше спостерігається у червні та липні, ожеледиця – у грудні та січні. Повторюваність атмосферних явищ наведені в таблиці 3.1.4.
Таблиця 3.1.4 Повторюваність атмосферних явищ, (дні) [13] Явище I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Рік Сніг 19 16 12 2 0,2 0 0 0 0,1 2 9 18 79 Туман 9 7 8 3 0,8 1 1 2 4 5 8 10 59 Гроза 0 0 0 1 6 8 8 5 2 0,5 0,03 0 30 Роса 0 0,03 0,4 5 11 11 12 12 12 8 1 0 73 Заметіль 4 4 3 0,2 0 0 0 0 0 0,1 0,9 3 15 Ожеледь 5 3 1 0,1 0 0 0 0 0 0,2 2 5 16 Клімат чугуївського району підвищує здатність
ґрунтів відновлюватися після забруднення нафтою і нафтопродуктами, високі річні температурні показники 7,5 °С сприяють випаровуванню і зменшенню концентрації легкої фракції нафтопродуктів з забрудненого ґрунту, а достатньо велика кількість опадів допомагає зменшити негативний вплив важких фракцій нафти та компенсують недостачу води в ґрунті. 3.2. Ґрунти, які потерпають від забруднення нафтопродуктами у Чугуївському районі На території району поширенні чорноземи типові середньо – гумусні, чорноземи опідзолені
та темно-сірі опідзолені, в заплавах річок — алювіальні, дернові, лучні, лучно-болотні, болотні та дерново-слабопідзолисті піщані ґрунти. Чорноземи поширені переважно на платформних рівнинах, але зустрічаються також островами серед інших ґрунтів в міжгірських западинах, улоговинах і на слабо еродованих схилах гірських систем. Ґрунтоутворюючою породою для чорноземів служать головним чином четвертинні леси і лесовидні породи, карбонатні, пористі.
Зустрічаються чорноземи і на третинних глинах. Чорноземи – це ґрунти трав’янистих формацій, приурочених до степової та лісостепової зон. Характерний гумусовий профіль зобов’язаний впливу трав’янистої рослинності з її потужною, швидко відмираючою і легко гуміфікуючою кореневою системою. Роль біологічного кругообігу в формуванні властивостей чорноземів визначається не стільки хімічним
складом рослин степу, скільки його високою інтенсивністю (великою кількістю щорічно отриманих хімічних елементів), надходженням основної маси осаду всередину ґрунту, активною участю в розкладанні бактерій, актиноміцетів, безхребетних, для яких сприятливий біохімічний склад опаду і загальна біокліматична обстановка. Велику роль у формуванні властивостей чорноземів грає мезофауна, особливо велика роль дощових черв’яків.
Їх чисельність у профілі типових чорноземів досягає 100 і більше на 1 м . У типових чорноземах розподіл мулу, кремнію, алюмінію, заліза – рівномірний або майже рівномірний. Істотні відмінності є лише в розподілі гумусу і пов’язаних з ним біофільних елементів, а також кальцію і магнію, карбонатів. Мінералогічний склад чорноземів визначається, насамперед, складом
ґрунтоутворюючих порід. У чорноземах, сформованих на лесах і лесовидних суглинках, у фракції; 1 мкм переважають кварц (60-80%) і польові шпати (10-20%). Важкі мінерали становлять 2%, решта припадає на карбонати кальцію і магнію. У складі мулу переважають гідрослюди (50 – 60%), потім мінерали з розширеними гратами (30-40%)
і каолініт (менше 10%). Розподіл цих мінералів за профілем близький до рівномірного, проте характерно знижений вміст монтморилоніту і підвищений гідрослюд в поверхневому горизонті. Чорноземи належать до ґрунтів, найбільш багатих гумусом. У найбільш сильно гуміфікованих огрядних чорноземах його вміст у поверхневому шарі досягає 10-12%, а запас гумусу в метровому шарі потужного чорнозему може бути 600-700 т / га.
У складі гумусу чорноземів переважають гумінові кислоти, а серед них фракція, пов’язана з кальцієм. Гумус відрізняється високим ступенем полімеризації і конденсування і міцнішим зв’язком з глиною. Він володіє слабкою здатністю до міграції та стійкий до мікробного розкладання, що призводить до його накопичення в ґрунті. Завдяки високому вмісту гумусу, чорноземи володіють високою стійкістю до забруднення різними
хімічними елементами і речовинами, і можуть витримувати високі концентрації забруднювачів. Чорноземи мають високу ємність катіонного обміну, особливо в гумусовому горизонті, багатому органічними колоїдами (до 50 мг-екв на 100 г ґрунту). У складі поглинених підстав переважає кальцій, вміст магнію в 5-8 разів менше. Реакція ґрунтового розчину близька до нейтральної. Вилужені і опідзолені чорноземи відрізняються слабо кислою реакцією в верхній частині профілю, а звичайні
і південні – слабо лужною реакцією всього профілю. Важливу роль в функціонуванні ґрунтової екосистеми відіграє температура, яка впливає на діяльність мікроорганізмів та на процеси очищення ґрунтуc [11]. Зміна температури ґрунту з глибиною наведені в таблицях: Таблиця 3.2.1 – Зміна температури ґрунту з глибиною в червні та в Таблиця 3.2.2 –
Зміна температури ґрунту з глибиною в січні. Таблиця 3.2.1 – Зміна температури ґрунту з глибиною в червні [за автором] Червень Глибина (см) Температура (°С) 5 22-24 10 18-20 Продовження Таблиця 3.2.1 15 17-18 40 16-17 80 14-16 160 12-14 Таблиця 3.2.2 – Зміна температури ґрунту з глибиною в січні [за автором]
Січень Глибина (см) Температура (°С) 40 -1- 0 80 > 2 160 4-5 Зі збільшенням глибини температура ґрунту спадає, зі зниженням температури зменшується активність роботи мікроорганізмів які приймають участь у розкладі і нейтралізації нафтопродуктів у ґрунті, тому при низьких показниках температури ґрунту нафтопродукти повільно розкладаються в ґрунті.
3.3. Військова інфраструктура На території Чугуївського району розташований 92 загін механізованої бригади, село Клугіно-Башкіровка та військова частини А -1310 і склад військових бойових запасів в селищі міського типу Малинівка. В своєму складі частина має 40 танків, 16 бронетранспортерів, 16 бойових машин піхоти. Більшість техніки застаріла
і знаходиться в незадовільному стані, застарілі двигуни, недосконалі системи відводу газів які утворюються в процесі згорання палива забруднюють атмосферу, гідросферу і педосферу нафтопродуктами внаслідок неповного згорання палива. Також на території бази знаходяться заправні станції із застарілим устаткуванням для транспортування і зберігання палива, цистерни які втратили герметичність
і не можуть запобігати контакту палива з навколишнім середовищем [10]. ВИСНОВОК 1) В результаті опрацювання літератури визначили що найбільш токсичну дію на живі організми має легка фракція нафти, але ця дія не довготривала, так як легкі фракції нафти швидко випаровуються з ґрунту. 2) Найбільш поширеними джерелами проступання нафтопродуктів в ґрунт є несправні цистерни для зберігання палива, порушення правил транспортування
і зберігання нафтопродуктів, недосконалі паливні та змащувальні системи технічних засобів в результаті яких нафтопродукти проникають в ґрунт. 3) При забрудненні ґрунту нафтопродуктами відбувається зменшення вологоємкості ґрунту, блокування поживних речовин в наслідок гідрофобізації поверхні важкими вуглеводнями, змінюється рівень рН в бік більш лужного, збільшується в’язкість
і щільність ґрунту. 4) При забрудненні нафтопродуктами гинуть живі організми через високу токсичність легкої фракції нафти. Однак при забрудненні нафтопродуктами збільшується чисельність вуглецево-окиснюючих бактерій внаслідок зменшення конкуренції з боку інших живих організмів. З рослинного світу виживають ті організми які мають довгу і потужну кореневу систему яка може забезпечити рослину всіма необхідними речовинами для росту та розвитку.
5) Визначили температурні показники, річну та сезону суму опадів, повторюваність атмосферних явищ які характерні для Чугуївського району. Визначили що нормальна температура і кількість опадів позитивно впливають на процеси очищення і деградації нафтопродуктів в ґрунті. 6) Визначили що чорноземи типові які переважають в Чугуївському районі стійкі до забруднення нафтопродуктами
і мають можливість до самоочищення, завдяки потужному гумусовому горизонту та великому різноманіттю мікроорганізмів які розкладають нафтопродукти. Також на процеси самоочищення сприятливо впливають високі температурні показники які підвищують активність мікроорганізмів, та велика кількість опадів яка сприяє міграції забруднюючих речовин в нижні ґрунтові профілі. СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 1. Агрохимические методы исследования почв
М: Изд-во «Наука», 1965. -436 с. 2. Акопова Т. С, Гриценко А. Н Максимов В. М. Экология, нефть и газ М.: Наука, 1997. -366 с. 3. Аксенов В. С, Камьянов В. Ф Титов В. И. Гетероатомные компоненты нефтей Новосибирск: Наука, 1983 237 с. 4. Глазовская М.А, Теория геохимии ландшафтов в приложении к изучению техногенных
потоков рассеяния и анализу способности природных систем к самоочищению // Техногенные потоки вещества в ландшафтах и состояние экосистем. М.: Наука, 1981. -255 с. 5. Глазовская М,А. Факторы устойчивости биогеоценозов к техногенным воздействиям и критерии экологического нормирования // Влияние промышленных предприятий на окружающую среду. Пущино, 1984. 426 с. 6. Глазовская М.А Пиковский Ю.
И Коронцевич Т.И. Комплексное районирование территории СССР по типам возможных изменений природной среды при нефтедобыче // Ландшафтно-геохимическое районирование и охрана среды. М.: Мысль, 1983. 395 с. 7. Киреева Н.А Мифтахова А.М Кузяхметов Г.Г. Рост и развитие сорных растений в условиях техногенного загрязнения почвы //
Вестн. Башкирск. ун-та. – 200. 256 с. 8. Маковский В. И. Влияние нефтезагрязнений на растительный покров и торфяную залежь олиготрофных болот // Растительность в условиях техногенных ландшафтов Урала. – Свердловск: УрО АН СССР, 1989. 256 с. 9. Общественно-научный журнал “теоритическая и практическая Экология” №1 май 2007. 10. Протокол № 15 засідання комісії з питань використання цілісних майнових комплексів,
іншого нерухомого військового майна та земель оборони, які вивільняються вході реформування Збройних Сил України”17 лютого 2006 року м. Київ 11. Використовувалися сайти http://www.geoda.ru/library/ecology/9/ 12. http://www.mil.gov.ua/ua/surplus_munitio n/meeting15.htm 13. http://www.wikipedia.org/ 14. http://chuguev-rda.org.ua/