Қазақстан Республикасының Білім және Ғылым Министрлігі Мұнайдың физика-химиялық қасиеті және оның экожүйеге әсері Бағыты: Таза табиғи орта – Қазақстан-2030 стратегиясын іске



жүктеу 390.7 Kb.
Дата24.04.2016
өлшемі390.7 Kb.
: site -> nis -> repository -> file
file -> "Назарбаев зияткерлік мектептері" АҚ Семей қаласындағы физика-математика бағытындағы "Назарбаев зияткерлік мектебі" филиалы
file -> 1. Дене қалай қозғалады, егер қозғалыстың кинематикалық теңдеуі: х = 5t + 20
file -> Қазақстан Республикасының білім және ғылым министрлігі Шығыс-Қазақстан облысы Бағыты: Таза табиғи орта – «Казахстан -2030»
file -> Қазақстан республикасының білім және ғылым министрлігі «Назарбаев Зияткерлік Мектептері»
file -> Квалификациялық талаптар Жоба
file -> Сабақтың тақырыбы: Үйкеліс күші. Техникада үйкеліс әрекетін ескеру. Сабақтың мақсаты
file -> Қазақстан тарихы Тас ғасыры Тас дәуірі
file -> Модератор: Өскемен қаласындағы хбб нзм мұғалімі Қонақбаева А. А. Мастер-кластың өткізілетін орны
file -> Бағдарламасын «Назарбаев Зияткерлік мектептері»
file -> Бағдарламасын «Назарбаев Зияткерлік мектептері»


Қазақстан Республикасының Білім және Ғылым Министрлігі

Мұнайдың физика-химиялық қасиеті және оның экожүйеге әсері


Бағыты: Таза табиғи орта – Қазақстан-2030 стратегиясын іске

асырудың негізі

Секция: химия
Ғылыми жетекшісі: Сейтімбетов Т.С.

Жетекшісі: Уралбаева К.А.


Астана-2009

МАЗМҰНЫ

КІРІСПЕ............................................................................................................4

І. ӘДЕБИ ШОЛУ..............................................................................................6

1.1. Географиялық-экономикалық орналасуы..........................................6

1.2. Климат жағдайлары..............................................................................7

1.3. Кенкияқ кен орнының топырақ қабаты..............................................9

1.4. Мұнайдың химиялық құрамы...........................................................10

1.5. Топырақтың мұнай және мұнай өнімдерімен ластануы................12

1.6. Мұнай және мұнай өнімдерінің топыраққа енуі.............................12

1.7. Мұнай және мұнай өнімдерінің топырақта таралуы......................14

1.8. Мұнайдың топырақтағы табиғи трансформациясы.......................14

1.9. Ластанған топырақтың биодинамикасы..........................................16


II. МАТЕРИАЛДАР МЕН ӘДІСТЕР..........................................................18

2.1. Материалдар.......................................................................................18

2.2. Зерттеу әдістері..................................................................................18
ІІІ. НӘТИЖЕЛЕРДІ ТАЛДАУ.....................................................................21
ҚОРЫТЫНДЫ................................................................................................25

ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР...............................................................26


Абстракт
Жұмыстың мақсаты: Топырақ жамылғысына физикалық, химиялық сараптама жүргізіп, ластанған топырақты мұнай және мұнай өнімдерінен тазартудың химиялық әдісін бақылау.
Гипотеза: Табиғи топырақтың микрофлорасы мен мезофаунасына, оның бастапқы химиялық және физикалық құрамына кедергі келтірмейтін тазартудың бұл әдісі экономикалық жағынан алғанда да тиімді болуы қажет.
Кезеңдері, зерттеудің рәсімі:

Бұл жұмысты атқару алдында мен төмендегі мәселелермен таныстым:

Ақтөбе облысы Кенкияқ кен орны аумағынан жарты ғасыр уақыт бойына мұнай және газ өндіріліп келеді.

Сол уақыттан бері аймақ топырағы антропогендік өзгерістерге ұшыраған.

Шикі мұнаймен топырақ кескіні ластанып, ең маңызды тектік көрсеткіштері бұзылған.

Су-физикалық, химиялық, биологиялық құрамы мен морфологиялық кескіні өзгерістерге ұшыраған.

Тығыз битум қабаты пайда болған.

Әдістеме:

Ғылыми журналдар,басылымдар, кітаптар.


Жұмыстың жаңалығы және дербестігі:

Ақтөбе облысы Кенкияқ кен орнының мұнай және мұнай өнімдерімен ластануы топырақ жамылғысының физика,химиялық және микробиологиялық құрамына үлкен өзгерістердің болуына себебін тигізген.


Нәтиже, қорытынды:

Ақтөбе облысы Кенкияқ кен орнындағы топырақ жоғарғы дәрежеде мұнай және мұнай қалдықтарымен ластанған.


Практикада қолдану салалары:

Мұнай және мұнай қалдықтарын өндіру және газды алу кезінде ластанған топырақты жаңа иновациялы технологиялар арқылы тазарту.




КІРІСПЕ
Қазақстан Республикасының Батыс өлкесінде мұнай өндіру жылдан жылға артып келеді. Соның нәтижесінде ауыл шаруашылығына жарамды жерлер мұнай және мұнай өнімдерімен ластануда. Сонымен қатар мұнай және газ өндіру нәтижесінде топырақтың беткі құнарлы қабаты бүлініп, ауыр техника және көліктің салмағымен тапталып, бұзылып, мұнай қалдықтарымен ластануда.

Топырақ қабаты болып жатқан процестер мен өзгерістер туралы ақпаратты жинап, қоршаған ортаның өзіндік индикаторы болып табылады. Агроэкологиялық мониторинг кезінде қарастырылатын негізгі көрсеткіштер болып: қышқылдық гумус қабатының жойылуы, тұздану және мұнаймен ластану табылады.

Топырақтың антропогендік деградациялануы негізінен мұнай өндіретін, тасымалдайтын және өңдейтін аймақтардың мұнай және мұнай өнімдерімен ластануымен байланысты. Мұнай және мұнай өнімдері биосфераны ластайтын заттар ішіндегі негізгілерінің бірі болып табылады.

Мұнай және мұнай өнімдерімен ластану жаңа экологиялық жағдай тудырады, табиғи биоценоздың терең өзгерісіне және толық трансформациясына әкеледі. Ластанған топырақ жалы ерекшелігі: топырақ мезо және микрофаунасының түрлік және сандық шектелуі.

Мұнай және мұнай өнімдерін өндіру, өңдеу және тасымалдау жердің топырақ қабатының құнарлығына кері әсерін тигізеді. Құнарлы топырақ мол өнім екені белгілі. Сонымен бірге біздің планетамызда топырақ маңызды басқа да роль атқарады. Жердің топырақ жамылғысында және оның гумустық қабатында тірі организмдердің және олардың биогенді энергиясының негізгі бөлігі орналасқан. Осыдан «топырақ-организмдер» экологиялық жүйесі биосфераның қалыптасуының, тұрақтылығының және өнімділігінің бас механизмінің бірі болып табылады.

Қазақстан Республикасының энергетикалық жоспары алдағы ұзақ уақытта «қара алтынды» өндіру көлемін жоғарылатуды көздейтіні белгілі. Бұл мұнай құбырларының кеңеюі мен мұнай және мұнай өнімдерін тасымалдау мөлшерінің көбеюіне әкеледі.

Сондықтан, жаңа апаттар мен мұнай және мұнай өнімдерінің төгілу қауіптілігін жоққа шығаруға болмайды.

Топырақ кез келген топырақтық экожүйенің маңызды ажырамас бөлігі болып табылады. Биосфераның тұрақтылығын сақтауда үлкен роль атқарады. Оның бақылаусыз қолдануы топырақ қабатының бұзылуына әкеледі. Топырақтың деградациялануы ғаламдық сипатқа ие және экологиялық құлдыраудың негізгі себептерінің бірі болып табылады.

Топырақ қабатының ластануы оның тұрақты функцияларын бұзады: физико-химиялық қасиетін өзгертеді, биохимиялық процестердің сипаттамасын, микробиотаның белсенділігін төмендетеді. Осыған байланысты топырақтың мұнай және мұнай өнімдерімен ластану өзекті проблемасы қарастырылып, топырақ қабатының жағдайына экологиялық баға беріліп, оны шешу жолы келтіріледі.

Мұнай және мұнай өнімдерімен ластанған топырақтың өзіндік тазару және қайта қалпына келу процестері өте ұзақ. Сондықтан бұл проблемаға байланысты жүргізілген бірнеше зерттеулерге қарамастан, аймақтың табиғи жағдайларының ерекшеліктерін есепке ала отырып тазарту әдістерінің тиімді түрін қажет етеді.

Зерттеу нысаны Кенкияқ газ-мұнай кен орны аумағы топырағы.

Кенкияқ кен орнында 1959 жылдан бастап мұнай өнідіріліп келеді. Қазіргі таңда 4453 құбырлар жұмыс істеуде. Кен орынның жалпы аумағы 3728,9 га алады. Кен аумағы экологиялық аймаққа кіргендіктен, топырақ қабаты жан-жақты зерттеуді қажет етеді.

Әртүрлі физико-химиялық қасиетке ие көмірсутектердің ағынының биосфераға енуі әр қилы табиғи климаттық жағдайларда жүреді. Мұның барлығы табиғат жүйесінің бірнеше кері жауап реакцияларын қайтаруына алып келеді.

Мұнай және мұнай компоненттері топыраққа түскен кезде геохимиялық қасиеттер мен топырақ режимінің өзгерістерінің ерекшеліктерін анықтау топырақ қабатын тазарту және сақтау жұмыстарын бағыттауға ғылыми тұрғыдан кең жол ашады. Осыған байланысты Кенкияқ кен орнындағы мұнай және мұнай өнімдерімен ластанған топырақтың ластану дәрежесі анықталды. Ластанған топырақтың физикалық, химиялық және биологиялық құрамын бірнеше жерден алынаған топырақпен салыстыра отырып анықталды. Топырақты мұнай және мұнай қалдықтарынан тазартудың тиімді жолы ұсынылды.

Жұмыстың міндеттері


  1. Топырақ беткі қабатының ұңғыма радиусынан алшақтаған сайын мұнай және мұнай өнімдерімен ластану дәрежесін анықтау.

  2. Мұнай және мұнай өнімдерімен ластанған топырақтағы азоторганикалық заттардың алмасу процесіне қатысатын ферменттер жағдайын зерттеу. Ластанған топырақтағы тотығу-тотықсыздану процестерін оксидоредутазалар белсенділігіне қарап бағалау.

  3. Топырақтың химиялық құрамын зерттеу

  4. Мұнай және мұнай өнімдерімен ластанған топырақ құрамындағы микроорганизмдік көрсеткішті зерттеу.

  5. Кенкияқ кен орнының ластанған топырағын әртүрлі рекультивациялау шаралары кезінде көмірсутек тотықтырғыш микроорганизмдерді бөліп алу.

  6. Көмірсутектерді тотықтыратын белсенді микроорганизмдерді морфологиялық және физиолого-биохимиялық қасиеттерін зерттей отырып идентификациялау.

Ақтөбе облысы Кенкияқ кен орнының топырағына далалық, зертханалық жағдайда экологиялық, химиялық, биологиялық сараптама жұмыстарының алғаш жүргізілді. Ластанған топырақтың ферменттік құрамына, микроорганизмдер, агрохимиялық көрсеткіштеріне алғаш рет жан- жақты баға берілді. Ақтөбе облысының Кенкияқ кен орнының ластанған топырағынан көмірсутекті тотықтырғыш микроорганизмдер бөлініп алынды. Ең белсенді биодеструкторлық қасиетке ие Pseudomonas fluorescence культуралы микроорганизмдер екені анықталды. Алынған микроорганизмдерді әрі қарай қоршаған ортаны мұнай және мұнай өнімдерінен тазартқыш биопрепараттар құрамына қосуға болады екен.

I. ӘДЕБИ ШОЛУ



1.1. Географиялық-экономикалық орналасуы

Кенкияқ кен орны Мұғаджар тауы мен Ембі өзенінің алқабының ортасында орналасқан. Әкімшілік жағынан Ақтөбе облысы Темір ауданы құрамына кіреді. Облыс орталығы Ақтөбе қаласы – қарастырып жатқан кен орнынан солтүстік жағында 220 км жерде орналасқан. Кенкияқ мұнай кәсіпшілігі темір жолмен байланыспаған. Ауданның әкімшілік орталығы Шұбарқұдық селосы темір жол станциясы болып табылады (1-қосымша) /1/.

1932 жылы ашылған Кенкияқ кұрылымында геологиялық барлау жұмыстары 1956 жылы басталды, бірінші мұнай ағыны 1959 жылы төменгі триас (К-34 ұңғымасы) және орта юра (К-17 ұңғымасы) екі құрылымдық-іздеу ұңғымаларынан алынады. Кен орнында сол кезден бастап 4013 ұңғыма өңделген болатын, қазіргі кезде 440 ұңғыма қосылған. Кенкияқ мұнай-газ кен орнының жалпы аумағы 3728,9 га /1/.

Кеніш аумағын Темір өзені кесіп өтеді. Кенкияқ кенішінен Ресейдің Орск қаласына ұзындығы 115 км мұнай айдау құбыры тартылған. Кеніштің тұз үсті мұнай кешенінің аумағы 2673,8 га ( 27,27 км2).





1-сурет. Кенкияқ кен орны картасы
Тығыздығы 876-909кг/м3 мұнай құрамында 0,43-0,81% күкірт, 0,37-2,97% парафин, 6,2-11,4 % шайыр бар. Тығыздығы 821-850 кг/м3 жеңіл мұнай құрамында 0,24-1,24 % күкірт, 1,53-6,76 % парафин және 1,2-8,5% шайыр бар /2/ .

Географиялық жағдайы жазық, жартылай шөлейтті аймақ. Рельефі теңіз деңгейінен 170-230м биіктікте, жазық-қыратты. Алқаптың рельефі аздап тауланған жазық, дараланған арқалықтан және жыралардан тұрады және плюс 170- тен плюс 230 м дейінгі белгілермен мінезделеді.

Кенкияқ кен орнына жақын Бозоба, Кокжиде кен орындары бар, ал Ұрықтау, Жаңажол, Әлібекмола, Кожасай, Синельниковское сияқты кен орындары біршама алыс орналасқан. Ең жақын әрі біршама ірі мұнай өңдеу кәсіпорны Жаңажол газ өңдеу зауыты болып табылады.

Аудан аз қонысталған, ең жақын елді мекен болып Кенкияқ совхозы табылады. Ол солтүстік-шығыс жағында 15 км жерде орналасқан, және солтүстік- батыс жағында 5 км жерде Кенкияқ мұнай кәсіпшілігі орналасқан.


1.2. Климат жағдайлары

Ауа райы қатаң континентальді, тұрақты қар жамылғысымен созылмалы суық қыс, қолайлы ыстық жаз. Жазғы орташа температура +34 – 400С, қысқы орташа температура –35 – 400С. Қаңтар мен ақпан айлары ең суық болып табылады. Алғашқы қардың жатуы қарашаның ортасында басталады және ол наурыздың соңына дейін сақталады. Желдің негізгі бағыттары шығыстан, оңтүстік-шығыстан батысқа қарай. Орташа жылдамдығы 5-6 м/сек, кейбірде 28 м/сек жылдамдыққа дейін қатты желдер соғады. Қыста қардың орташа қалыңдығы 17 см, тоңның қалыңдығы 1,8м. Жылдық ылғал көлемі 250 мм. Атмосфералық жауын-шашынның жылдық орташа мөлшері көп емес, ол жылына 120-140 мм- ге жетеді. Ең ыстық ай болып шілде мен тамыз табылады.

Бұл аймаққа жылдық және күнделікті ауа температура ауытқуы, кеш көктемдік және ерте күздік аяздар, топырақ қабытының ерте қатуы, әрқашан жел болу сияқты ауа райы тән.

Қатаң құрғақ континентальді климатта климат түзгіш фактор болып аймақтың температуралық режимін анықтайтын радиациялық режим табылады.

Бұлттылық суық жарты жылдыққа келеді, бұл күн сәулесінің түсуіне кедергі келтіреді. Қыста күн сәулесінің шашырау ұзақтығы 5-6 сағат, ал жазда 11-12 сағат. Бұл аймақ ультракүлгінді ыңғайлы аймаққа жатады.

Ауа райының тым ыстық болуы 60-70 күн аралығында, бұл кезде ауа температурасы 33°С, желсіз немесе жел жылдамдығы 6 м/сек күндері 36°С дейін жетеді. Ерекше құрғақ ыстық айларда (мамырдан қырқүйектің бірінші жартысына дейін) ауа температурасы зерттелетін аймақтың оңтүстік жағында 45°С дейін жетеді.

Аязсыз период 170 күнге созылады. Қазан айының басында ауада ғана емес топырақ қабаты да қатады.

Қыста аяз күндері жел жылдамдығы 6 м/сек болғанда, -25°С дейін түсіп, кейде қатты аяз күндері -35°С пен -40°С аралығында болады. Мұндай жағдайлар қыстық ауа райының 4,5-5 айға дейін қолайсыздығын тудырады. Ылғалдылық температуралық режиммен тығыз байланыста (1-кесте).


1-кесте

Негізгі ауа райы көрсеткіштері





I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

Орташа айлық ауа ылғылдылығы, %

р.Темир

70

79

80

66

54

46

44

45

52

69

77

81

Орташа айлық температура, °С

Р.Темир

15

-14

-7,6

5,6

15,3

21

23,7

21,6

14,4

5,1

-4,1

-11

Орташа айлық жауын-шашын мөлшері, мм

Р.Темир

16

15

18

17

25

25

26

20

20

22

21

21

Орташа айлық топырақ қабатының температурасы

р.Темир

-15

-14

-8

7

19

26

28

25

16

5

-4

-12

Жауан-шашынның аз болуы атмосферада жоғары температураның әсерінен құрғақшылықпен байланысты, ол 10 жылда 3-4 рет қайталанады.

Тұрақты қалың қар жамылғысы 3-3,5 ай жатады. Бірақ қар жамылғысының қалыңдығы әр жерде әртүрлі (2-кесте).
2-кесте

Қар жамылғысы қалыңдығының биіктігі


Метеостанция аты

Қыстағы ең көп қар қалыңдығы, см

Орташа

Максималды

Минималды

Темир қаласы

26

51

14

Негізгі сипаттағыш метеоэлементтің бірі – жел бағыты болып табылады. Ол өндіріс орындарынан ластағыш заттардың ұшу бағытын анықтайды (3-кесте).


3-кесте


Жел бағытының қайталануы, %


Ай

С

СШ

Ш

ОШ

О

ОБ

Б

СБ

Метеостанция, Темір қаласы

Жыл

12

13

16

9

11

11

15

14

Бес айға созылатын қысқы периодта синоптикалық процестер салқын жағдай тудыратын ауа райының қалыптасуына әсер етеді. Температураның төмендеуі жел жылдамдығының жоғары болуымен өтеді. Қарастырылған аймақтың ылғалдылығының аз болуы жауын-шашынның аздығынан ғана емес, сонымен бірге ауа ылғалдылығының төмендігіне де тәуелді.

Қыстық период антициклондық сипатымен ерекшеленеді. Қыстағы қардың түсуі жауын-шашынның жылдық көрсеткішінің 37% құрайды. Тұрақты қар жамылғысы 140-160 күн аралығында жатады. Бірақ бірқалыпсыздығымен ерекшеленеді. Қысқы жылы ауа райы жазық аймақтағы қар қабатын ерітіп жібереді, бірақ келесі температураның күрт төмендеуі топырақ қабатының 150 см дейінгі қалыңдығын үсітіп жіберуі мүмкін.

Жазық аймақ желдің қарқындылығына жағдай жасайды. Батысқа бағытталған қыстың қатты желдері боран тудырады. Жазғы уақытта жел бағыты солтүстік шығысқа қарай бағытталып, топырақтың беткі қабатының тез құрғауына әкеледі. Бірнеше жылдық мәліметтерде жел жылдамдығының орташа жылдық көрсеткіші 3,9-4,5 м/с, бұл көрсеткіш қыста және ерте көктемде 4,8-5,5 м/с дейін өседі. Кеш көктемде, әсіресе құрғақшылықта шаң құйынмен жалғасатын желдік эрозия қарқындылығы жоғарылайды. Мұндай жағдайлар солтүстік батыста, солтүстікте және солтүстік шығыс аймақтарда 10 м/с жылдамдықпен өтеді. Шаң құйындар көбінесе күндізгі уақытта, 40-45 минутқа дейін жалғасады /3/.


1.3. Кенкияқ кен орнының топырақ қабаты

Топырақ қабаты болып жатқан процестер мен өзгерістер туралы ақпаратты жинап, қоршаған ортаның өзіндік индикаторы болып табылады. Агроэкологиялық мониторинг кезінде қарастырылатын негізгі көрсеткіштер болып: қышқылдық, гумус қабатының жойылуы, тұздану және мұнаймен ластану табылады /4/.

Ақтөбе облысы территориясының шығыстан батысқа дейін 150 км қашықтықта барлық енінде ашық коңыр топырақтар созылып жатыр. Алып жатқан алқабының аумағы 7745 мың га /2/.

Қазақстанның табиғи-ауыл шаруашылық аймаққа бөлінуіне сәйкес бұл аймақ Каспий маңы шөлейт зонасы, ашық қызғылт топырақты аймақ қатарына кіреді.

Жер асты сулары 6 м жоғары Темір өзені бойында жартылай гидроморфты және гидроморфты топырақ қабаты тараған.

Бұл жерлерде жер асты сулары 10 м тереңдікте орналасады. Топырақтың ылғалдануы қысқа көктем уақытында өсімдіктердің өсуіне жеткілікті атмосфералық жауын-шашын арқылы жүреді.

Жайылымдық ашық қызғылт топырақ терең ойпаттарда, ағыстар маңында және өзен бойында кездеседі. Тұссызданған шөгінділер топырақ түзетін жыныстар қатарына кіреді. Гумус қабаты 3-5% және жоғары. Кейде жайылымдықтың түзілуі беткі қабаттың тым көп ылғалдануының әсерінен жүреді. Бұл жағдайда жер асты сулары қатыспайды /3/.
1.4. Мұнайдың химиялық құрамы

Экологиялық-геохимиялық сипаттама бойынша мұнайдың негізгі құрамы жеңіл фракциядан (қайнау температурасы 2000С), метандық көмірсутектер (қатты парафиндерді қосқанда), циклдық көмірсутектер, шайыр, асфальтендерден және күкірттік қосылыстардан тұрады деп белгіленген /5/.



Мұнайдың жеңіл фракциясы ең көп қозғалмалы төмен молекулалы метандық (алкандар), нафтендік (циклопарафиндер) және ароматикалық көмірсутектерден тұрады.

Жеңіл фракцияның ең көп бөлігі метандық көмірсутектер (алкандар, С511) тұрады. Топырақ, су ортасына түскен метандық көмірсутектер тірі организмдерге токсикалық және наркотикалық әсер тигізеді. Соның ішінде қысқа тізбекті н-алкандар тез әсер етеді. Себебі, олар суда жақсы еріп, организмдердің жасушаларының мембраналарына оңай кіріп, цитоплазмалық мембраналардың жұмысын тоқтатады. Алкандардың ұшқыштығына және ерігіштігіне байланысты олардың әсері ұзаққа созылмайды. Тұзды суда қысқа тізбекті н-алкандар оңай әрі тез еріп, улылығы арта түседі. Көп зерттеулер жеңіл фракцияның микроб қоғамдастықтарына, топырақтық жануарларға токсикалық әсері өте жоғары екенін айтады. Жеңіл фракция топырақ қабатының көлденеңінен және сулы горизонтынан оңай орын ауыстырады. Мұнайдағы жеңіл фракция мөлшері аз болған сайын мұнай улылығы да азаяды, бірақ қатысты мөлшері көбейген ароматикалық қосылыстардың улылығы артады. Топырақтан ұшу процесі арқылы 20 дан 40% дейін жеңіл фракция жойылады /6, 10/.



Метандық көмірсутектер.

Қайнау температурасы 2000С жоғары метандық көмірсутектер суда ерімейді. Олардың улылығы төмен молекулалық құрылысты көмірсутектерге қарағанда біршама төмен.

Топырақтың мұнаймен ластану кезінде мұнай құрамындағы қатты метандық көмірсутектер (парафиндер) мөлшері ластанудың негізгі сипаттамаларының бірі болып табылады. Парафиндер тірі организмдер үшін улылық қаупін тудырмайды, және жердің беткі қабатында қатты күйге ауысып, мұнайдың қозғалысын төмендетеді /7, 10/. Алкандар көптеген микроорганизмдермен (саңырауқұлақтар,бактериялар) ассимиляцияланады.

Қатты парафин қиын ыдырайды, ауада қиын тотығады. Ол топырақ қабатының кеуектерін ұзаққа дейін бітеп, топырақтың оңай ылғал алмасуы мен дем алуына кедергі келтіреді. Ол ең бірінші биоценоздың толық деградациясына әкеледі.


Циклды көмірсутектер.

Бұл топқа мұнайдағы нафтендік және ароматикалық көмірсутектер жатады.

Нафтендік көмірсутектер 35 до 60 % құрайды. Нафтендердің топыраққа улылық әсері туралы еш ақпарат жоқ. Бірақ нафтендердің тірі организмдерге оң әсері туралы (емдік мұнай, Әзірбайжандағы Нафталан мұнай кен орны) мысалдар келтіруге болады. Бұл мұнайдың биологиялық белсенділік факторы – полициклды нафтендік құрылым. Нафтендік құрлымның негізгі тотығу өнімі – көмірсутек қышқылдары мен оксиқышқылдар.

Мұнай құрамында ароматикалық көмірсутектер 5-15 %, көбінесе 20-40 %.

Ароматикалық көмірсутектер мұнай құрамындағы ең улы заттар. Судағы оның 1 % концентрациясы барлық су өсімдіктерінің тіршілігін жояды. Құрамында 30-40 % ароматикалық қосылыстары бар мұнай жоғары өсімдіктер өсу процесін біршама тежейді. Моноядролық көмірсутектер – бензол және оның гомологтары полициклды ароматикалық көмірсутектерге қарағанда улылық қасиеті тез әсер етеді. Себебі, полициклды ароматикалық көмірсутектер организм жасушаларының мембраналарына баяу кіреді. Бірақ олардың улылық әсер ету уақыты ұзаққа созылады.

Шайырлар мен асфальтендер Ароматикалық көмірсутектердің ыдырау процесі қиын жүреді. Топырақта бұл процесс оның беткі қабатында

Шайырлар – тұтқыр, май сияқты заттар, асфальтендер – қатты, жеңіл молекулалық көмірсутектерде ерімейді.

Шайырлар мен асфальтендер құрамына мұнайдағы негізгі микроэлементтердің көп бөлігі кіреді, соның ішінде барлық металдар. Улы емес және улылығы төмен металдар қатарына: Si, Fe, Al, Mn, Ca, Mg, P жатқызуға болады. Басқа микроэлементтер: V, Ni, Co, Pb, Cu, U, As, Hg, Mo концентрациясы көбейген кезде биоценозға улы әсерін тигізу мүмкін.

Шайырлы-асфальтенді компоненттердің топырақ экожүйесіне кері әсері оның химиялық улылығында емес, топырақтың сулы физикалық қасиетінің өзгерісінде. Егер мұнай топырақтың беткі қабатына төгілген болса, онда шайырлы-асфальтенді компоненттер топырақтың беткі гумус қабатына сорбцияланып, кейде қатты цемент пленкасын түзеді. Бұл топырақтың кеуектік кеңістігін кішірейтеді.

Шайырлы-асфальтенді компоненттер гидрофобты. Өсімдіктер тамырларын қоршап, оның ылғал сіңіруін төмендетеді. Бұл заттар микроорганизмдермен ыдырамайды. Олардың метобализм процесі өте ұзақ жүреді, кейде он жылға дейін созылады /9, 10/.
1.5. Топырақтың мұнай және мұнай өнімдерімен ластануы

Мұнай және мұнай өнімдерімен ластану жаңа экологиялық жағдай тудырады, табиғи биоценоздың терең өзгерісіне және толық трансформациясына әкеледі. Әртүрлі ластанған топырақтың кері жауап реакциялары да әртүрлі.

Топырақтық мезофаунаның жаппай жойылуы: апаттан соң үш күн аралығында топырақ жануарларының көп түрлері өліп, немесе ластанбаған топырақпен салыстырғанда 1% ғана құрайды. Оларға ең улы әсерді мұнайдың жеңіл фракциясы тигізеді.

Аз уақыт ингибирленгеннен соң ластану әсеріне жауап ретінде топырақтың микроорганизмдер кешенінің тез көбеюі мен белсенділігінің артуы байқалады. Ең алғаш көмірсутекті тотықтырғыш бактериялар саны ластанбаған топыраққа қарағанда тез көбейеді. Көмірсутектерді залалсыздандыру процесіне қатысатын «арнайы» топтар пайда болады.

Микроорганизмдердің максимум мәні ферменттер санымен байланысты. Микроорганизмдердің ең көп мәнге жетуі негізінен мұнайдың табиғи деградациялануының екінші сатысында байқалады.

Топырақта мұнай және мұнай өнімдерінің ыдырау барысында микроорганизмдер саны ластанбаған топырақтағы микроорганизмдер санына жақындайды. Бірақ көмірсутек тотықтырғыш бактериялар саны көпке дейін үлкен мән көрсетеді.

Экологиялық жағдайдың өзгерісі өсімдік организмдерінің фотосинтездеу белсенділігін тежейді. Ең бірінші топырақ балдырларының өсуіне әсерін тигізеді. Сондай тежегіштердің бірі болып шикі мұнай және минералды сулар болып табылады.

Жоғары өсімдіктердің фотосинтездеу функциясының өзгерісі, соның ішінде дәнді-дақылдар. Зерттеу жұмыстары оңтүстік тайгада жоғары ластану кезінде бір жыл өткен соң да өсімдіктер бастапқы қалпына келмегенін көрсетті.

Топырақтың дем алуы да мұнай және мұнай өнімдерімен ластануға тез әсер етеді. Микроорганизмдер саны көбейген сайын дем алу қарқындылығы жоғарылайды /10/.

Сонымен, ластанған территорияда биоценоздың қайта қалпына келуі өте жай жүреді.



1.6. Мұнай және мұнай өнімдерінің топыраққа енуі

Мұнай және оның компоненттері топыраққа түскен кезде геохимиялық қасиеттер мен топырақ режимінің өзгерістерінің ерекшеліктерін анықтау топырақ қабатын тазарту және сақтау жұмыстарын бағыттауға ғылыми тұрғыдан кең жол ашады.

Мұнай және оның компоненттерінің топырақ қабатына ену тереңдігі келесі факторларға тәуелді: топырақтың гранулометриялық құрамына, ластану кезінде жер асты сулары деңгейіне, ластау көлеміне, төгілу қарқындылығына және жиналмаған мұнай мөлшеріне, мезгілге, төгілу уақытының ұзақтығына, аумақтың жатықтығына, микрорельефтің сипаттамасына, мұнайды жинау шараларының эффективтілігіне және т.б. байланысты.

Жеңіл топырақтар мұнайды оңай және терең сіңіреді. Арнайы 10 және 20 л/м2 мөлшерде мұнайды топыраққа енгізу барысында ену тереңдігі — 10 және 13 — 15 см. Егер мөлшерді 50 л/м2 көбейтсе, сіңіру тереңдігі 50 – 100 см бірқалыпты тарайды.

Апат кезінде мұнай топырақ қабатының 20 см тарайды. Мұнайдың көп мөлшері (90%) топырақтың 15 см тереңдігіне дейін жиналады. Ылғал құм топырақтарда мұнай ену тереңдігі 15 см кем болады, мұнайдың көп бөлігі 0-10 см қабатта жиналады /10/.

Жаңадан ластанған және ылғал балшық топырақтарға мұнай ертедегі тамырлардың орнымен немесе жырықтармен енеді. Мұнайдың орманды топырақ бетінде бірқалыпты жайылуы 50 – 80%. Минералды құралысты топырақтарда мұнайдың негізгі 90% бөлігі 15 см тереңдікте, одан төмен тереңдікте мұнай концентрациясы күрт төмендейді.

Шымды топырақ қабатына мұнай ену процесі баяу, мұнай құрамының фракциялануымен жүреді. Мысалы, шайырлар мен асфальтендер төменгі беткі қабатқа және жер асты сулар қабатына өтсе, жырықтар мен тамырлар бойымен төмен молекулалы фракциялар және суда еритін қосылыстар енеді.

Ылғалданған торфтық топырақтарда мұнайдың таралуы өзгеше жүреді. Қалдық мұнай өнімдерінің концентрациясының көп мөлшері топырақ қабатының бетінде 5 см тереңдікке дейін байқалады. Бірақ мұнайдың ең көп мөлшері торфтық қабат пен минералды қабат шектері бойында 8-17 см тереңдікте кездеседі.

Топырақтың келесі ерекшелігі топырақ бетінде мұнайдың екіншілік таралуы. Егер бірінші жағдайда мұнай сызықтық ағу бойымен таралса, қар еру кезінде немесе көп жауын-шашын әсерінен мұнай пленкасының жоғарылап, қайтадан екіншілік таралуға әкеледі.

Гидроморфты топырақтар үшін су көтеріліуінің аз болуы мен түсу жылдамдығы үлкен роль атқарады. Бір рет көтерілген су жоғары элементті рельефтерге мұнай және мұнай өнімдерін жаяды. Егер су қабаты бірнеше рет көтерілсе, жүзгін мұнайдың қайтадан таралуы ластау дәрежесін жоғарылатуы мүмкін.

Мұнайдың батпақ топырақ қабатында таралуы жер асты суларының деңгейімен анықталады. Жер асты суларының мезгіл бойына теңселу амплитудасы мен торф қабатының тығыздығына байланысты. Батпақтардың экологиялық жағдайды тұрақтандыруда маңызы зор. Олар мұнай және мұнай өнімдерінің, улы заттардың «қоймасы» ролін атқарады /11/.
1.7. Мұнай және мұнай өнімдерінің топырақта таралуы

Табиғи экожүйеге ұңғымалардан түскен шикі мұнай және мұнай компоненттерінен басқа, мұнаймен әртүрлі қатынастағы технологиялық препараттар мен ақаба суларынан тұрады. Осыған байланысты топыраққа әсер етуі мөлшерімен, құрамымен және қасиеттерімен анықталатын кешенді ластағыш зат түзіледі.

Топырақ гетерогендік жүйе болғандықтан оның қасиеттері бұл күрделі ластағыштың фракционды бөліктерге бөліну сипатын анықтайды. Топырақтың жоғарғы қабатында мұнай қалдықтары қалса, минералды сулар ауыр және тұтқырлығы төмен болғандықтан топырақ горизонтының төменгі бөлігіне жиналады. Мұнай компонеттерінің топырақ қабаты бойымен қозғалысы шайырлы асфальтендердің сорбциясына әкеледі. Топырақтың төменгі горизонтында мұнай компоненттерінің мөлшерімен бірге молекулалық салмағы да кемиді /11, 12/.

Мұнайдың терең горизонтқа дейін ену механизімі гравитациялық ағумен жүреді.

Мұнаймен ластанған кезде топырақтың барлық қабатында органикалық көміртек мөлшері мен битумдық компоненттердің мөлшері көбейеді.

1.8. Мұнайдың топырақтағы табиғи трансформациясы

Тасымалдау немесе сақтау кезінде тасыған және топыраққа аққан мұнай өзгерісін зерттеу өздігінен тазалану және қайта қалпына келу механизімін түсіну үшін керек. Мұнай өзгерісінің сатысын білу мұнаймен ластану ескілігі мен топырақтың қайта қалпына келуін анықтау, ортаның мұнай және мұнай өнімдерімен ластануды бақылау тиімділігін арттырады. Мұнай құрамына кіретін дербес топ өкілдерінің тотығуы, соның ішінде микробиологиялық тотығу қазіргі таңда жете қаралуда.

Биодеградация кезеңіне байланысты биоценоздың регенерациясы жүреді. Экожүйенің әртүлі бөлігінде процестер қарқындылығы да әртүрлі болады. Толық қайтымдылық процесі байқалмайды. Микробиологиялық белсенділіктің күшті тұтануы мұнай биодеградациясының екінші кезеңіне келеді. Барлық микроорганизмдер тобының бақылау мәніне дейін төмендесе де, көмірсутегі тотықтырғыш организмдер санының көп жылға дейін бақылау мәніне қарағанда ауытқуы сақталады /14/.

Ю.И. Пиковский (1988) айтуы бойынша мұнаймен ластанған кезде үш экологиялық фактор әсер етеді: а) әрдайым өзгерісте болатын мұнай құрамының әр қилы компоненттік бірегейлігі, күрелілігі; б) әрдайым даму және өзгеріс процесіндегі кез келген экожүйе құрылысы мен құрамының гетерогендігі, күрделілігі; в) экожүйе тәуелді сыртқы факторлардың өзгерісі мен әртүрлілігі (температура, қысым, ылғалдылық, атмосфера мен гидросфера күйіне және т.б.). Осыған байланысты ластанған топырақ күйін тек осы үш факторларды бірге қарастырып қана бағалауға болады. /14/

Топырақтағы мұнайдың толық өзгеру заңдылығын зерттей келе Ю.И. Пиковский (1988) мұнай – көптеген әртүрлі компоненттерден тұратын жоғары ұйымдасқан субстанция екендігін айтады. Ол топырақта өте баяу деградацияланады.

Жер бетінде мұнай басқа жағдайда – ауа ортасында болады. Әртүрлі кластың көмірсутектері негізгі аэробты ортада тотығу механизмі – молекулаларға оттегіні енгізу, төменгі энергиялы байланыстардың жоғарғы энергиялы байланыстармен алмасуы. Осыған байланысты процесс өздігінен жүреді.

Ультракүлгін сәулелену трансформацияның ең маңызды абиотикалық факторы болып табылады. Фотохимиялық процестер ең тұрақты полициклдық көмірсутектерді де бірнеше сағатта ыдыратады.

Топырақтағы мұнайдың ең соңғы метаболиттік өнімі:



  1. Карбонат түзетін көмір қышқылы және су.

  2. Топырақ гумусына жарым-жартылай кіретін, жартылай суда еритін және топырақ қатпарынан жойылатын оттекті қосылыстар (спирттер, қышқылдар, альдегидтер, кетондар).

  3. Жоғары молекулалы өнімдердің тығыздалуының немесе олардың органо-минералды кешендерге байланысуының нәтижесі – қатты, ерімейтін метаболизм өнімдері.

  4. Топырақ бетіндегі мұнайдың жоғары минералды компоненттерінің қатты қабыршағы.

Мұнайдың ыдырау жылдамдығы әртүрлі авторлардың мәліметтерінде бес немесе одан да көп есе айырмашылықтар бар. Белсенді рекультивациялау барысында топырақтың бастапқы өнімділігінің қайта қалпына келуі бір аймақтарда жыл ішінде өтсе, келесі жер топырағында бірнеше жылға дейін созылған. Мұндай айырмашылық топырақтың климаттық жағдайымен түсіндіріледі. Яғни, барлық мұнай өндіру, өңдеу және тасымалдау кезінде ластанған топырақ үшін бірыңғай қорғау және рекультивациялау әдісін ұсынуға болмайды.

Дәлел ретінде, мысалы, мұнайды жағу әдісін келтіруге болады. Егер бір аймақ қоршаған ортасы үшін бұл әдіс аппатты болса, енді біреулерінде жүргізілген мұндай жұмыстар қоршаған ортаны қорғау және қайта қалпына келтіру үшін ғылыми негізделген әдіс болып табылады. Бұл шараның тиімділігін арттыру үшін әрбір ландшафтты аймақтың өздігінен тазарту механизімін, осы процестердің жылдамдығын арттыратын факторларды, мұнайдың, топырақтың өзгеруінің әртүрлі сатыларын сипаттайтын шарттарды және өсімдіктердің қайта қалпына келу жылдамдығын білу қажет.

Бір мезгілде мұнайда шайырлы заттар мөлшері өседі. Бұл басқа компоненттердің мөлшері азайғандықтан ғана емес, сонымен қатар мұнайдың трансформация процесі кезінде жаңадан түзілу есебінен де жүреді.

Мұнайдың жеке топтық компоненттерінің құрамының өзгерісін қарастыра отырып, үш айдан соң метан-нафтенді фракцияларға микробиологиялық әсер нышандары байқала бастайды. Изопренді құрылымды қанықпаған көмірсутектер мөлшері көбейеді. Уақыт өте келе осы фракция ішіндегі (С2024) көмірсутектер кеміп, ауыр (С2731) көмірсутектер саны көбейеді /15/.

Зерттелген көптеген мұнайдың нафтенді-ароматикалық фракциясы құрамында бірдей полициклды ароматикалық көмірсутек жиынтығы анықталған. Бұл кең диапазонды алкилді орынбасу құрылысқа ие көмірсутектер. Бақылау жұмыстары мұнайды инкубациялау кезінде топырақ қабатында полициклды ароматикалық көмірсутектердің барлық топтарының фракцияларының төмендеуін көрсеткен. Құрылысында аз ядролы көмірсутектер – нафталин, бензфлоурен, фенантрен, хризен мөлшері тез төмендейді.Тек осы көмірсутектер тобы ішіндегі ең тұрақты пирен мөлшері баяу кемиді /15/.

Сонымен, биосфераның мұнай және мұнай өнімдерімен ластану проблемасы дүние жүзінің негізгі экологиялық проблемаларының бірі. Мұнай және мұнай өнімдері жай және қауіпсіз заттарға дейін ыдырай алса да, қажетті шараларсыз бұл процесс өте ұзақ уақытқа созылады.



1.9. Мұнай және мұнай өнімдерімен ластанған топырақтың биодинамикасы

Топырақтағы мұнай өзгерісінің деградация жылдамдығы мен бағыты негізгі үш факторға тәуелді: микробиологиялық, физикалық және химиялық. Бұл процестер бастапқы мұнай қасиеті мен сапасының толық өзгерісіне әкеледі /16/.

Микробиологиялық процестер мұнайдың минералдануына және тотығуын қамтамасыз етеді. Метанды көмірсутектер бактериологиялық ыдырау өнімі болып гидрофильді, органикалық еріткіштерде жақсы еритін жаңа өнімдер болуы мүмкін.

Физикалық процестер жеңіл фракциялардың булануымен, кейбір көмірсутектер бөліктерінің шайылуымен жүреді.

Химиялық процестер негізгі үш өнімнің түзілуі арқылы жүзеге асады. Олар – суда еритін қосылыстар, асфальтенді-шайырлы қосылыстар және органикалық еріткіштерде аз еритін немесе ерімейтін өнімдер, мысалы оксикериттер және гуминокериттер /14/.

Мұнайдың топырақта биодеградациялануы ең бірінші микроорганизмдер қатысында жүреді. Топыраққа түскен мұнай көмірсутектерімен жүретін күрделі микробиологиялық процестерді зерттеу бұл процестерді бақылап, келесі ластанудың аладын алуға себебін тигізеді.

Мұнаймен ластану нитрификация процесін тежейді. Мұнаймен ластанған топырақта минералдану процесі белсенді жүреді. Оны органикалық азотты утилизациялайтын бактериялар санына қарағанда азоттың минералды формасын пайдаланатын бактериялар санының көбеюі дәлелдейді.

Топырақта өзіндік биохимиялық процестерді автоматты түрде реттейтін компенсациялау механизімі қалыптаса бастайды. Мысалы, ластанған топырақта C:N қатынасының өсуін азот айналымының қысқа тұйықталған циклмен өтуі компенсациялайды.

Кейбір зерттеу жұмыстары ластанған топырақта көп ферменттер белсенділігінің төмендегенін көрсетті. Ластану дәрежесіне қарамастан каталаза, уреаза, гидролаза, протеаза, нитратредуктаза ферменттерінің белсенділігі төмендейді. Дегидрогеназа белсенділігі артады. Егер нитратредуктаза белсенділігі төмендесе, оның тазарту жұмыстарынан кейін екі жылдан соң да қайта қалпына келмеуі мүмкін /17/.

Топырақтық ферменттердің белсенділігінің төмендеуі мұнай әсерінен мезофауна мен микрофлораның жойылуымен байланысты /18/.

Топырақтың дем алуы да мұнай және мұнай өнімдерімен ластануға тез әсер етеді. Бірінші периодта микрофлора көп мөлшердегі көмірсутектермен тежелгенде, топырақ дем алуы төмендейді. Микроорганизмдер саны көбейген сайын дем алу қарқындылығы жоғарылайды.

II. МАТЕРИАЛДАР МЕН ӘДІСТЕР

2.1. Материалдар

Топырақ. Зерттеуге алынған топырақ сынамалары Ақтөбе облысы Темір ауданында орналасқан Кенкияқ кен орнының аумағында №6 цехынан екі шақырым оңтүстікке қарай №1621 ұңғыма маңынан (1-сынама), осы ұңғымадан 1 км қашықтықтан (2-сынама), 3 км қашықтықтан (3-сынама) және осы ұңғымаға жақын орналасқан тұрғын ауыл маңынан (4-сынама) күз мезгілі, қырқүйек айында алынды.
Мұнай. Микроорганизмдерді өсіру кезінде пайдаланылған мұнай Ақтөбе облысы Темір ауданында орналасқан Кенкияқ кен орнының аумағында №6 цехынан екі шақырым оңтүстікке қарай №1621 ұңғымадан алынды. 20ºС =0,9158 г/см3, тұтқырлығы 96,5 сСТ, механикалық қоспа 0, 67%, парафиндер 0,98%
2.2. Зерттеу әдістері

Топырақтағы мұнай және мұнай өнімдерінің мөлшерін анықтау гравиметриялық әдіспен анықтау. Мұнайды топырақтан хлороформмен экстракциялайды, содан соң хлороформды сығындыдан гексанмен экстракциялайды.

Ол үшін 30 г тұрақты массаға дейін кептірілген топырақты 150 мл колбаға салып хлороформмен ылғалдайды. Содан соң бірнеше рет 10-15 мл хлороформмен түссіз экстракт пайда болғанша экстракциялайды. Алынған сығындыны сулы моншада кептіреді. Экстрактты тазарту үшін биіктігі 12-15 см, диаметрі 1 см бағана дайындайды. Бағана түбіне қалыңдығы 1см шыныталшық қойып, бағананы 6000С 4 сағат ішінде сусыздандырылған алюминий оксидімен толтырады. Мұнайдың мөлшеріне қарай 2-8 см биіктікте орналастырады. Дайын бағананы штативке орнатып, ішіндегісін 3-5 мл гексанмен ылғалдайды. Бағананың астына алдын ала өлшенген 50 мл стакан қояды.

Х
лороформы ұшып кеткен тұнбаны 5-10 мл гександа ерітіп, бағанаға көшіреді. Сүзу біткен соң 2-3 мөлшер гексанмен (2-3 мл) шаяды. Гександы мұнайдың ерітіндісін полярлық қосылыстардан тазартқан соң, бөлме температурасында ауа ағынымен кептіреді. Гексан толық ұшқан соң стаканды аналитикалық таразыда өлшеп, мұнай және мұнай өнімдерінің топырақтағы мөлшерін келесі формуламен анықтайды:
мұндағы С – топырақтағы мұнай концентрациясы, мг/кг;

а мұнайы бар стакан массасы, мг;

b – бос стакан массасы, мг;

с – зерттеуге алынған сынама массасы, г;


  1. Хлорид иондардың эквиваленттік мөлшері, ммоль/100 г:


с – AgNO3 концентрациясы, н;

V – титрлеуге кеткен AgNO3 көлемі, мл;

500 – ммольді 100 г топыраққа есептегендегі коэффициент;

V­­1 – сулы сығынды көлемі, мл.

Хлорид-иондардың топырақтағы проценттік мөлшері:


X1=C·0,0355

С - топырақтағы хлорид-иондардың эквиваленттік мөлшері, ммоль/100 г;

0,0355 – процентке аударғандағы коэффициент.
Топырақтың сулы сығындысындағы сульфат ионы мөлшерін анықтау. Сулы сығынды МЕСТ 26423-85 бойынша дайындалады. 1 мл сығындыны 10 мл BaCl2 – мен тұндырып КФК-3 калориметрінде толқын ұзындығы =315 нм өлшейді. SO4-2 мөлшерін градуирлік график (2-қосымша) арқылы табады, мг/дм3 /35/.
Топырақтың сулы сығындысындағы кальций және магний иондары мөлшерін кешен түзу әдісі бойынша анықтау. Сулы сығынды МЕСТ 26423-85 бойынша дайындалады.

Жұмыс барысы

Пипеткамен 10 мл сулы сығындыны құйып, үстіне араластыра отырып 50 мл дистельденген су құяды. 0,5 мл 5% гидрохлоридтің гидроксаламин ерітіндісін, 2 мл 2 н NaOH, натрийдің диэтилтиокарбоматының бірнеше кристалдарын және 5 тамшы 0,5% көк хром қышқылы ерітіндісін қосады. Бюретканы 0,05 н Трилон Б толтырып, ерітінді түсі ашық қызыл түстен ашық күлгін түске өткенше титрлейді.

Содан соң титрленген ерітіндіні 1:4 сұйылтылған тұз қышқылымен бастапқы ашық қызыл түске келгенше нейтралдайды. 5 мл хлоридті аммиакты буферлік ерітінді қосып, магнийді трилон Б ашық қызыл түстен көк түске өткенше титрлейді /36/.

Дәл осылай бос сынаманы титрлейді.

Нәтижелерді өңдеу:

1. Сa+2, Mg+2 иондардың эквиваленттік мөлшері, ммоль/100 г:

с – Трилон Б концентрациясы, н;

V – кальций және магнийді титрлеуге кеткен Трилон Б көлемі, мл;

500 – ммольді 100 г топыраққа есептегендегі коэффициент;

V­­1 – бос сынаманы титрлеуге кеткен Трилон Б көлемі, мл;

V­­2 – сулы сығынды көлемі, мл.

Кальций ионының топырақтағы проценттік мөлшері:


X1=C·0,020

С - топырақтағы кальций ионының эквиваленттік мөлшері, ммоль/100 г

0,020 – процентке аударғандағы коэффициент.

Магний ионының топырақтағы проценттік мөлшері:


X1=C·0,0122

С - топырақтағы магний ионының эквиваленттік мөлшері, ммоль/100 г;

0,0122 – процентке аударғандағы коэффициент.
Топырақ құрамындағы Cu 2+, Fe 3+, Pb2+ иондары мөлшерін атомдық-адсорбциялық спектрометр көмегімен анықтау. Ол үшін топырақтың азот қышқылындағы сығындысын дайындау керек. Азот қышқылды сығындыларды партиялармен анықтайды. Ол екі зерттелетін сынама, үш стандартты сынама және екі бақылау сынамасынан тұруы мүмкін. Зертелетін 5 г сынаманы 250 мл шыны колбаға салып, 50 мл 1 м HNO­3 құяды. УВМТ-12-250 араластырғыш аппаратқа бекітіп 120-125 айн/мин жылдамдығына 2 сағат, 20ºС температураға қояды. Араластырып болғаннан соң, 3 сағаттан кейін әрбір колбадан 30-40 мл ерітіндіден алып «көк лента» фильтр қағазымен сүзеді.

Cu 2+ үшін 0,5 мл, 1,0 мл, 1,6 мл стандартты ерітінділерін дайындайды. Fe 3+ үшін 1,0 мл, 2,0 мл, 3,0 мл стандартты ерітінділерін дайындайды. Pb2+ үшін 2,5 мл, 5,0 мл, 10,0 мл стандартты ерітінділерін дайындайды.

Келесі сынамаларда «Aanalist 400» атомдық-адсорбциялық спектрометр көмегімен Cu 2+, Fe 3+, Pb2+ анықталды.
Топырақ рН анықтау әдісі. Сулы сығындыдан 50 мл стаканға 20 мл құйып алып, рН метр көмегімен анықтайды


ІІІ. НӘТИЖЕЛЕРДІ ТАЛДАУ
Аналитикалық зерттеулер тың сынмалы топырақтарда жүргізілді. Сынаманы алу уақыты мен лабораторияға түсу уақыты арасы 2-3 күн. Топырақтың биологиялық белсенділігі мен оның өзіндік тазаруын қалдық мұнай және мұнай өнімдерінің болуына, топырақтың ферменттік белсенділігіне, демалу қарқындылығына, микроорганизмдердің маңызды физиологиялық топтарының санына және химиялық құрамына қарап бағалайды.

Зерттеуге алынған топырақ сынамалары Ақтөбе облысы Темір ауданында орналасқан Кенкияқ кен орнының аумағында №3 цехынан екі шақырым оңтүстікке қарай №1371 ұңғыма маңынан (1-сынама), осы ұңғымадан 1 км қашықтықтан (2-сынама), 3 км қашықтықтан (3-сынама) және осы ұңғымаға жақын орналасқан тұрғын ауыл маңынан (4-сынама) күз мезгілі, қырқүйек айында алынды.






2-сурет. Кенкияқ кен орны аумағынан алынған топырақ сынамалары
Зерттеуге алынған сынамаларда гравиметрия әдісі арқылы және «ФЛЮОРАТ-02» сұйықтық анализаторында мұнай және мұнай өнімдерінің мөлшерін анықтау жұмыстары жүргізілді (5-кесте).

Топырақтағы мұнай және мұнай өнімдерінің мөлшері


сынама

Гравиметрия әдісі, мг/кг

«ФЛЮОРАТ-02» сұйықтық анализаторы, мг/г

1

34,4

0,0367

2

23,3

0,0244

3

20,5

0,0217

4

4,2

0,00425

«ФЛЮОРАТ-02» сұйықтық анализаторында жасалған зерттеу жұмысының нәтижелері ұңғыма маңынан алынған топырақтың құрамында 0,0367 мг/г мұнай және мұнай өнімдері, ал одан алшақтаған сайын ластану мөлшері кемігендігін 0,00425 мг/г көрсетеді. Екінші сынама мен үшіншісінің ластану дәрежесі шамалас – 0,0244 мг/г және 0,0217 мг/г.

9-кесте


Топырақтың рН ортасы


Сынама

1

2

3

4

рН

9,14

8,99

8,55

7,14

Топырақтың рН ортасы 1-сынамадан сілтілік, ал 4-сынамаға қарай бірқалыпты төмендеп, нейтрал ортаға қарай ауысқан (9-кесте)(1-диаграмма).

Өсімдіктер мен жануарлар үшін топырақтың қолайлы рН ортасы 5-7 аралығында.





1-диаграмма. Топырақ сынамаларының рН мәні
10-кесте

Топырақтың химиялық құрамы


сынама

Сa+2,%

Mg+2,%

CO32,%

HCO­3 ,%

Cl , %

SO42 мг/дм3

1

0,0750

0,0457

-

0,0267

0,0391

3,0

2

0,0775

0,0473

-

0,0336

0,0582

4,5

3

0,0300

0,0183

-

0,0330

0,0603

9,0

4

0,0175

0,0106

0,0228

0,0763

0,0781

15,7

10-кестедегі нәтижелерге қарап кальций мен магний иондарының ластанған 100 г топырақта 0,0750% және 0,0457 %, ал тұрғылықты жер маңынан алынған топырақ құрамында оған қарағанда біршама кем екенін байқауға болады. Оның себебі, мұнай құрамындағы ақаба суларының әсері болуы мүмкін. Себебі ақаба сулары кальций, магний карбонаттары мен басқа да тұздардың сулы ерітіндісі болып табылады.

Ал, бикарбонаттар мөлшері 100 г топырақта ластанған топырақтан тұрғылықты жер топырағына қарай 0,0267 %-дан 0,0763 %-ке дейін өсуі көрінеді. Яғни, тұрғын жердің құрамындағы бикарбонаттар мөлшері ластанған топыраққа қарағанда қалыпты жағдайда қалған. Мұнай және мұнай өнімдері ұңғыма маңынан алынған топырақ құрамындағы бикарбонаттарға әсерін тигізгенін байқалады.

Сол сияқты, хлор мен сульфат аниондарының мөлшері топырақтың ластану дәрежесіне кері пропорционал. Егер ұңғыма маңынан алынған топырақтың құрамында 0,0391% хлор анионы болса, сол ұңғымадан 1 км қашықтықта алынған топырақ құрамында хлор анионы 1,5 есе, ал тұрғылықты жер топырағында 2 есе артық болды. Яғни, тұрғылықты жер топырақ қабатына мұнай және мұнай өнімдерінің әсері байқалмайды.

Дәл осылай сульфаттардың мөлшері ластанған топырақта 5 есе азайған. Бұл көрсеткіштердің барлығы ластанған топырақтың құрамы бастапқы қалпынан ауытқығанын көрсетеді.

Жүргізілген химиялық, физико-химиялық, микробиологиялық зерттеулер нәтижесінен Ақтөбе облысының Кенкияқ мұнай кен орнының топырақ жамылғысы мұнай және мұнай өнімдерімен ластанған деген қорытынды шығады. Топырақтың түр-түсі, химиялық, микробиологиялық құрамы біршама өзгерістерге ұшыраған.

Келесі сынамаларда «Aanalist 400» атомдық-адсорбциялық спектрометр көмегімен (3-қосымша) Cu 2+, Fe 3+, Pb2+ анықталды (11-кесте).
Cu 2+, Fe 3+, Pb2+ катиондарының топырақтағы мөлшері.


Сынама

Cu 2+, мг/дм3

Fe 3+, мг/дм3

Pb2+, мг/дм3

1

0,0150

0,3489

0,0131

2

0,0200

0,2230

0,0344

Шекті конц.

1,0000

0,3000

0,0300

Келесі кестеден ластанбаған топырақтың өзінде темір мен қорғасын иондарының шекті концентрациядан жоғары мән көрсетеді. Ауыр металдың шектік концентрациядан жоғары болуы тұрғын халықтың денсаулығына кері әсерін тигізеді. Жер асты сулары арқылы осы ауыр металдар тұрғылықты халықтың ауыз суына өтіп, тұрғындардың денсаулығына үлкен қауіп тигізеді.

Топырақ құрамындағы сулы ерітіндідегі тұздар, катиондар мен аниондар шамасы кеміп немесе шекті концентрациядан ауытқуы байқалмағанымен, мұндай қарқынды өзгерістер алдын алмаса біршама уақыттан кейін аймақтың топырағының экологиялық жағдайын төмендетуі мүмкін. Мұнаймен химиялық ластану жиі топырақ кескінінің техногенді бұзылуына әкеледі. Ал қайта қалпына келу үшін мыңдаған жылдарды қажет етеді.

Қорытынды
Ақтөбе облысы Кенкияқ кен орны аумағынан жарты ғасыр уақыт бойына мұнай және газ өндіріліп келеді. Сол уақыттан бері аймақ топырағы антропогендік өзгерістерге ұшыраған. Шикі мұнаймен топырақ кескіні ластанып, ең маңызды тектік көрсеткіштері бұзылған. Су-физикалық, химиялық, биологиялық құрамы мен морфологиялық кескіні өзгерістерге ұшыраған. Тығыз битум қабаты пайда болған.

Жүргізілген физико-химиялық, химиялық және микробиологиялық зерттеулер нәтижесінен келесі қорытынды шығаруға болады:



  1. Топырақтың ластану дәрежесінің жоғарылауына байланысты көміртек қосылыстарының топырақтағы құрамы қалыпты жағдайға қарағанда біршама жоғарылаған.

  2. Мұнаймен ластанған топырақ кескіні қою қоңыр және шайырлы қара түсті, битум қабығы жабысқақ, тығыз болып келген.

  3. Ластанған топырақта шірінді мөлшері және сіңірілген негіздер жиынтығы артқан.

  4. Тұздану дәрежесі жоғарылаған.

  5. Улы металл мөлшері кей жерлерде шекті концентрация мөлшерінен жоғары мән көрсетуде.

  6. Сонымен алынған мәліметтерге сүйене отырып, Ақтөбе облысы Кенкияқ кен орнының мұнай және мұнай өнімдерімен ластануы топырақ жамылғысының физикалық, химиялық және микробиологиялық құрамына үлкен өзгерістердің болуына себебін тигізген деген қорытындыға келеміз.


ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР



  1. Асанбаев И.К., Фаизов К.Ш. // Климатические ресурсы Актюбинской области // 1984 ж. – 3 б.

  2. Справочник месторождения нефти и газа Казахстана. – А. 2005г – 55 б.

  3. Производственный экологический мониторинг в зоне воздействия объектов НГДУ «Кенкиякнефть». – А.; Казэкопроект, 2007 ж. – 10 б.

  4. орнели Я. М., Трофимов С. Я., Суханова Н. И.// Нефтезагрязненные почвы. – М.: Агрохимический вестник, 1999 ж. – № 5

  5. Физико-химические характеристика нефтей СССР. – М.: Химия, 1975ж. – 82 б.

  6. Петров А.А. // Углеводороды нефти. –М.; Наука, 1984 ж. – 264 б.

  7. Полякова Л. А., Семанюк Р. Н., Коган Р. О. и др.// Проблемы химии и нефти. – Новосибирьск.; Наука, Сиб. Отд. РАН 1992 ж. – 133-137 б.

  8. Сафиева Р.З.// Физикохимия нефти. – М.; Химия, 1998 ж. – 447 б.

  9. Самедова Ф. И., Мир-Бабаев С. Ф.// Разделение асфальтенов способом физического воздействия. – М.; Химия и технология, 1992 ж. – 140 б.

  10. Мукатанов А. Х., Рывкин П. Р.// Влияние нефти на свойства почв. – М.: Нефтяное хозяйство, 1986 ж. - №5 53 б.

  11. Кураков А. В., Гузевывр В.С.// Нефтезагрязненные почвы: модификация, свойства, мониторинг и биотехнологии рекультивации. – М.: изд. ФИАН, 2003 ж. – 48 б.

  12. Орлов Д. С., Амосова Я .М. Методы оценки нефтезагрязненных почв// Биотехнологические методы охраны окружающей среды. Тезисы докладов. – Самарканд, 1988 ж. 57 б.

  13. Пиковский Ю.И. // Геохимические особенности техногенных потоков в районах добычи нефти// Техногенные потоки вещества в ландшафтах и состояние природных экосистем. – М.: Наука, 1981 ж. – 134 б.

  14. Пиковский Ю.И. // Трансформация техногенных потоков нефти в почвенных экосистемах// Восстановление нефтезагязненных почвенных экосистем. Под ред. М. А. Глазовской. – М.: Наука, 1988 ж. – 7 б.

  15. Киреева Н. А. Микробиологические процессы в нефтезагрязненных почвах. – Уфа.: Изд. Баш. ГУ, 1994 ж. - 171 б.

  16. Зильберман М. В., Порошина Е. А., Зырянова Е. В.// Биотестирование почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами.– Премь, 2005 ж. 14 – 272 б.

  17. Хазиев Ф. Х., Фатхиев Ф.Ф.// Изменение биохимических процессов в почвах при нефтяном загрязнении в активном разложении нефти.// Агрохимия, 1981 ж. – Т.1,.-№10 – 102 б.

  18. Халимов Э. М., Левин С. В., Гузев В.С.// Экологические и микробиологические аспекты повреждающего действия нефти на свойства почвы//Вестник Московского ун-та, серия: Почвоведение, 1996.-№2.-59 б.

  19. Ягафарова Г. Г. Экологическая биотехнология в нефтегазодобывающей и нефтеперерабатываюшей промышленности. – М.: 2001 ж. – 84 б.







©netref.ru 2017
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет