Динамика нефтесодержания,s

Концентрации нефтепродуктов (НП) в образцах анализировались флюориметрическим методом по упрощенной пробоподготовке согласно ПНД Ф 16.1.21-98 Методика выполнения измерений массовой доли нефтепродуктов в пробах почв на анализаторе жидкости «Флюорат-02», Москва, 1998 (издание 2002 г.)

Упрощенная пробоподготовка используется для случая свежезагряз- ненных и фоновых (незагрязненных) проб.

Учитывая наличие в торфе органических веществ, извлекаемых гек- саном (при упрощенной пробоподготовке) и способных повлиять на результаты определения содержания искусственно внесенных углеводородов, выполнен анализ их содержания в исходной торфяной засыпке (фон).

Погрешность флюориметрического определения НП в почве для доверительной вероятности P = 0,95 составляет: при концентрации НП 0,005-0,25 мг/г - 45%; при концентрации НП 0,25-20 мг/г включительно - 35%.

Методика не обеспечивает определения указанных характеристик при определении легких фракций нефтепродуктов, а также индивидуальных соединений, входящих в их состав.

При анализе образцов в связи с высокими концентрациями нефти, выходящими за диапазон работы ПНД Ф, использовалось гравиметрическое определение выделенных из торфа нефтепродуктов, для чего весь объем раствора нефти в гексане помещался в предварительно взвешенный бюкс и упаривался при комнатной температуре до постоянной массы. По разнице масс определяли содержание нефти в навеске торфа. Погрешность определения НП не ниже 35%. Параллельный анализ не проводился.

Особенностью торфа является высокое содержание влаги. Анализы на содержание нефтепродуктов проводятся на образцах, высушенных естественным путем до равновесной влажности (рис. 19-21). Знание динамики изменения массы торфа при сушке позволяет оценивать содержание нефтепродуктов на единицу массы воздушно-сухого торфа или влажного.

Рис.

Рис. 20. Кинетика сушки образцов торфа (залежь под засыпкой)

Рис. 21. Потеря летучих веществ нефти при подготовке образца к анализу

За время достижения равновесной влажности (7 дней) (рис. 20) доля испарившихся летучих фракций нефтепродуктов невелика и не превысила 5% (рис. 21).

Обобщение результатов анализов всех серий исследований представлено в сводной табл. 24.

Содержание нефти в торфяной залежи и слое засыпки

Концентрация нефти в зависимости от давности разлива закономерно снижается для торфяной залежи и возрастает для слоя засыпки. В контрольном опыте без засыпки концентрация нефти устойчиво выше, чем в опытах с засыпкой (табл.

Количество нефти, переходящей из торфяной залежи в слой засыпки, зависит от положения засыпки, которая постепенно «погружается» в деятельный слой залежи, и уровня болотных вод.

При заливке нефти 10 л/м2 концентрация возрастает на 80-й день до 500 г/кг в.-с. в. торфа, снижаясь далее до 300-380. Такие пики соответ

ствуют подъему уровня болотных вод. Причем при подъеме УБВ торфяная засыпка принимает также больше нефти. Содержание нефти в торфяной засыпке начиная с 240-го дня после разлива стабилизируется на уровне 5 г/кг в.с. торфа. При низких УБВ (более 10 см) в слой засыпки переходит от 2 до 10% нефти.

Изменение концентрации нефти в слое торфяной залежи в зависимости от давности разлива (рис. 22) имеет волновой характер с посте-

пенным затуханием амплитуды колебаний и снижением содержания нефти. На площадках без засыпки концентрация нефти также показывает волновой характер с затуханием и сглаживанием различий площадок с разным уровнем загрязнения. Разница в содержании нефти на площадках с торфяной засыпкой и без нее с максимальным загрязнением достигла 30-50%. Фоновое содержание «нефтепродуктов» составило 0,005%.

Для выяснения причин волновой зависимости нефтесодержания составим зависимость отношения концентрации нефти в засыпке к концентрации нефти в залежи и давности разлива (табл.

Таблица 25

Отношение концентраций нефти в засыпке к залежи, %

Рис. 23. Влияние давности разлива на отношение концентрации нефти в засыпке к концентрации нефти в торфяной залежи

Привлекает внимание тот факт, что за 6 лет это отношение имеет три характерных периода, каждый протяженностью 2 года.

Третий период характеризуется минимальными изменениями отношения концентраций и их сближением для площадок с разным уровнем загрязнения. В этот период засыпка практически сравнялась с поверхностью залежи (деятельного слоя), и уровень болотных вод формально ведет себя так же, как и в окружающей засыпку залежи. Можно предположить, что по мере формирования системы «засыпка-залежь» под влиянием УБВ при условии погружения засыпки распределение в ней нефти стремится к некоторой постоянной. Эта постоянная отношения концентраций в засыпке и залежи составляет приблизительно 10 (±5)% или условно 1:10.

Первые периоды количество нефти, переходящей из торфяной залежи в слой засыпки, постепенно увеличивается в зависимости от динамики уровня болотных вод (рис. 24). Содержание нефти в торфяной засыпке начиная с 308-го дня после разлива прогрессивно увеличивается с 5 г/кг до 40 г/кг в.-с. в. торфа. Исключение составляет участок с минимальным загрязнением. Начиная с 4-го года концентрация нефти в засыпке показывает тенденцию к снижению, не зависимую от начальной степени загрязнения нефтью. Это, по-видимому, указывает на влияние биохимических процессов деструкции нефти на ее содержание.

Рис. 24. Содержание нефти в слое засыпки

Анализ графиков позволяет судить о сложности влияния как минимум трех факторов на оценку динамики нефти и ее продуктов в торфяной залежи под засыпкой. Это вертикальная миграция и фракционирование нефти в зависимости от изменения УБВ и переход части нефтепродуктов в засыпку, нефтеемкость загрязненного слоя и деятельность разрушающих нефтепродукты микроорганизмов.

При динамике содержания нефтепродуктов необходимо учитывать концентрацию нефти в разных слоях по всей глубине проникновения нефти в торфяную залежь. Особенно это проявляется, если количество нефти в загрязненном слое выше его нефтеемкости - часть нефтепродуктов мигрирует вместе с колебаниями уровня воды и фильтрацией. В этом случае повышение УБВ приведет к возрастанию концентрации нефтепродуктов в верхних слоях и к уменьшению в нижних. В целом же содержание нефтепродуктов в нефтезагрязненном слое со временем будет закономерно снижаться.