Размещено на http://www.allbest.ru/

Національний науковий центр

„Інститут ґрунтознавства та агрохімії імені О.Н. Соколовського”

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

06.01.03 - Агроґрунтознавство і агрофізика

Вплив агромеліоративних заходів на відновлення властивостей та родючості нафтозабрудненого чорнозему

Панасенко Євгеній Володимирович

Харків 2007

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Національному науковому центрі “Інститут ґрунтознавства та агрохімії імені О.Н. Соколовського” Української академії аграрних наук

Науковий керівник доктор сільськогосподарських наук, професор

Фатєєв Анатолій Іванович, Національний науковий центр “Інститут ґрунтознавства та агрохімії імені О.Н. Соколовського”, завідувач лабораторії охорони ґрунтів від техногенного забруднення

Офіційні опоненти:

доктор сільськогосподарських наук, професор Полупан Микола Іванович, Національний науковий центр “Інститут ґрунтознавства та агрохімії імені О.Н. Соколовського”, головний науковий співробітник лабораторії ґрунтового покриву

доктор сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник Єрмолаєв Микола Миколайович, Національний науковий центр “Інститут землеробства”, завідувач лабораторії сівозмін

Захист відбудеться “31” жовтня 2007 р. о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.354.01 у Національному науковому центрі “Інститут ґрунтознавства та агрохімії імені О.Н.Соколовського” за адресою: 61024, м. Харків, вул. Чайковського, 4.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного наукового центру “Інститут ґрунтознавства та агрохімії імені О.Н.Соколовського” за адресою: 61024, м. Харків, вул. Чайковського, 4.

Автореферат розісланий “28“ вересня 2007 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Павленко О.Ф.

1. Загальна характеристика роботи

нафтозабруднений чорнозем агромеліоративний родючість

Актуальність теми. Збільшення об'ємів споживання нафтопродуктів веде до інтенсифікації робіт із буріння свердловин та збільшення об'ємів перекачування нафти нафтопроводами. При цьому відбуваються розливи нафти, що призводить до забруднення ґрунтів і виникнення проблеми їх рекультивації.

В Україні налічується більше 5 тисяч кілометрів магістральних і понад 20 тисяч кілометрів промислових трубопроводів, які охоплюють усі природно-кліматичні та економічні регіони. Високий ступінь зношеності обладнання, непередбачувані природні явища та антропогенний чинник призводять до постійного забруднення ґрунтового покриву навколо об'єктів нафтогазового комплексу. За приблизними розрахунками видобуток 1 тони нафти супроводжується зруйнуванням або забрудненням 1-1,3 м3 ґрунту. За даними статистики, тільки в Україні в нафтогазовій промисловості кількість аварійних ситуацій сягає 1,5 тисячі на рік (Васильев, 1999).

При бурінні та експлуатації свердловин трапляються виливи нафти і засолених пластових вод на прилеглу територію, а також ущільнення ґрунту під впливом техніки. Ці ділянки мають переважно невелику площу, у середньому близько 2 га на одну бурову установку.

Є випадки потрапляння нафтопродуктів до ґрунтових водоносних горизонтів, що унеможливлює їх використання. Порушується екологічна рівновага і забруднення набуває глобального характеру. Все це обумовлює актуальність відновлення забруднених ґрунтів.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами

Дослідження, що склали основу дисертаційної роботи, виконані в лабораторії охорони ґрунтів від техногенного забруднення Національного наукового центру “Інститут ґрунтознавства та агрохімії імені О.Н. Соколовського” у межах НТП УААН „Родючість ґрунтів” за 1996-2000 рр. підпрограми 2 “захист ґрунтів від ерозії і техногенної деградації” відповідно завдання „Встановити закономірності міграції забруднювачів у системі ґрунт-рослина та їх гранично допустимий вміст у ґрунтах” (№ ДР 0196U012533) та НТП УААН “Родючість і охорона ґрунтів” за 2001-2005 рр. підпрограми 2 “Охорона ґрунтів від ерозії і техногенного забруднення” завдання: “Розробити базові нормативи до регламентації забруднення ґрунтів України нафтою та нафтопродуктами” (№ ДР 0101U006051).

Мета і завдання дослідження

метою досліджень є прискорення відновлення родючості забруднених нафтою та нафтопродуктами ґрунтів дешевими, доступними, дієвими та простими заходами.

Для досягнення запланованої мети нами передбачалось вирішення наступних задач:

Встановити зміни властивостей ґрунтів (фізичних, фізико-хімічних, агрохімічних, мікробіологічних) за різних рівнів забруднення нафтою та нафтопродуктами.

Виявити особливості впливу фізичних показників ґрунту на процеси міграції, акумуляції та трансформації нафти в ґрунті.

Визначити дози меліорантів та їх оптимальні співвідношення у сумішах за різного рівня забруднення ґрунту.

Розробити систему агрозаходів для відновлення родючості ґрунту, забрудненого нафтою.

Об'єкт дослідження - ґрунтові процеси в нафтозабруднених ґрунтах та вплив на них агромеліоративних заходів.

Предмет дослідження - зміна параметрів агрохімічних, фізичних, фізико-хімічних, мікробіологічних властивостей ґрунтів, а також ефективність агромеліоративних заходів їх відновлення.

Методи дослідження: аналізу - застосовували при вивченні об'єкта досліджень; синтезу - полягав у формуванні узагальнень та висновків; індукції - для виділення варіантів з найвищою врожайністю; польовий - для встановлення впливу меліорантів та навколишнього середовища на деструкцію нафти в ґрунті; лабораторний - для визначення параметрів фізичних, хімічних, фізико-хімічних, агрохімічних та мікробіологічних властивостей ґрунту та якості врожаю; статистичний - для встановлення вірогідності результатів досліджень та точності досліду.

Наукова новизна одержаних результатів

Уперше проведено комплексне вивчення поведінки та впливу нафти на родючість чорнозему в результаті якого:

встановлено закономірності фізичного випаровування нафти в залежності від температурного режиму, гранулометричного складу ґрунту та рівня забруднення. Показано пріоритетність у цьому процесі температури і гранулометричного складу;

показано, що кількість адсорбованої нафти зростає при збільшенні щільності будови, проте на цей процес впливає вологість, яка зменшує вміст, але збільшує глибину її проникнення;

встановлено закономірності в динаміці змін умісту рухомого Р2О5, К2О, нітратного та амонійного азоту під впливом забруднення нафтопродуктами (бензин, гас, дизельне пальне, мазут);

доведено, що швидкість відновлення родючості ґрунту, забрудненого нафтою, залежить від її вмісту в ньому. За рівня забруднення до 6 л/м2, розроблений комплекс заходів (NРК + солома + клиноптилоліт) сприяє відновленню родючості до початкового стану на другий рік, в наступні роки вона зростає;

розроблено та запропоновано систему агрозаходів для прискорення відновлення родючості забрудненого нафтою чорнозему;

Практичне значення одержаних результатів

Результати досліджень знайшли практичне втілення у:

розробці оптимального співвідношення і визначенні доз меліорантів;

розробці системи агромеліоративних заходів з відновлення родючості нафтозабруднених ґрунтів;

стандарті Держкомітету природних ресурсів України СОУ 73.1-41-10.01:2004 “Охорона довкілля. Оцінка забруднення ґрунтів та визначення втрат сільськогосподарського виробництва внаслідок погіршення якості земельних ділянок під час спорудження нафтових і газових свердловин”;

технології біологічної рекультивації нафтозабруднених ґрунтів на державному підприємстві “Придніпровські магістральні нафтопроводи”.

Особистий внесок здобувача. Автором опрацьовані й узагальнені літературні джерела за темою дисертації, закладено та проведено модельні, лабораторні і польові дослідження з підбору меліорантів за різних рівнів забруднення нафтою та встановлено оптимальні співвідношення їх доз, зроблено аналіз і узагальнення отриманих результатів. На основі результатів проведених досліджень дисертантом було розроблено систему агрозаходів з відновлення родючості нафтозабрудненних ґрунтів.

Апробація результатів дисертації. Результати досліджень доповідались і обговорювались на VI з'їзді УТГА (2002); на ювілейній конференції присвяченій “40-річчю завершення великомасштабних досліджень ґрунтів України та 185-річчю ХДАУ” (м. Харків, 2001 р.); конференції, присвяченій 100-й річниці від дня народження О.М. Грінченка, Г.С. Гриня, М.К. Крупського (м. Харків, 2004 р.); міжнародному симпозіумі: “Межрегиональные проблемы экологической безопасности (МПЭБ-2003)“ (м. Суми 2003 р.); міжнародній науково-практичній конференції: “40 років: від агрохімічної служби до служби охорони ґрунтів” (м. Київ 2004 р.); міжнародній науково-практичній конференції: “Фосфор і калій у землеробстві: проблеми мікробіологічної мобілізації” (м. Чернігів, 2004 р.).

Публікації. За результатами досліджень опубліковано 14 наукових праць, у тому числі 5 статей у фахових виданнях.

Структура і обсяг дисертації. Дисертація складається із вступу, п'яти розділів, висновків, пропозицій виробництву, списку використаних джерел та додатків. Загальний обсяг роботи становить 170 сторінок, у тому числі 122 сторінки основного тексту. Її ілюстровано 21 рисунком, 17 таблицями і 5 додатками. Список використаних джерел налічує 176 найменувань, з них 14 латиницею.

2. Основний зміст роботи

АНАЛІТИЧНИЙ ОГЛЯД. СУЧАСНИЙ СТАН ТА ВИВЧЕНІСТЬ ДАНОЇ ПРОБЛЕМИ

При потраплянні до ґрунту сирої нафти (дуже складної суміші органічних сполук і мінеральних розчинів) у його товщі відбувається латеральне і радіальне розділення забруднювача. Вертикальний рух нафти по ґрунтовому профілю створює хроматографічний ефект, призводячи до диференціації складу нафти: у верхньому гумусовому горизонті сорбуються високомолекулярні компоненти нафти, які містять багато смолисто-асфальтенових речовин. При цьому у піщаних ґрунтах створюється суцільний фронт руху нафти, у важких суглинках вона проникає по тріщинах, уздовж кореневих систем рослин, сорбується в окремих горизонтах, визначаючи мозаїчну, плямисту картину забруднення ґрунтового профілю. Багатьма дослідженнями в різних країнах було встановлено, що на акумуляцію і трансформацію вуглеводнів нафти в ґрунті, впливає дуже велика кількість факторів. Зокрема, важливе значення має інтенсивність забруднення, склад самої нафти, гранулометричний склад ґрунту, його вологість, щільність, структурність, рельєф місцевості, температура, рівень засолення ґрунтових вод, тип водного режиму та ін.

У літературі висвітлювались різноманітні аспекти змін властивостей ґрунтових екосистем на територіях нафтопромислів. Вони свідчать, що поряд із змінами геохімії та іонно-сольового режиму техногенний галогенез передбачає також суттєві зміни агрохімічних, фізико-хімічних та інших важливих властивостей ґрунтів. Головними наслідками впливу нафтового забруднення на мікробіологічні властивості ґрунтів є збіднення видового різноманіття, чисельності ґрунтової біоти. Відбувається зміна складу популяції і груп мікроорганізмів у результаті чого в забруднених ґрунтах з'являються види, які рідко зустрічаються або зовсім нетипові для цього ґрунту.

При аналітичному огляді літератури було встановлено, що не існує єдиного універсального методу відновлення родючості нафтозабруднених ґрунтів. Це пояснюється, насамперед, багатофакторністю умов та складністю самого забруднення.

Умови, об'єкти і методика досліджень. Дослідження з вивчення поведінки нафти в ґрунті проводились у модельних (МД), лабораторних і польових дослідах з 1999 по 2006 рік. Для спостереження за самовідновленням, фітотоксичністю, дією різних доз меліорантів було проведено мікропольові досліди (МПД). Мікропольові досліди проводились на території Коротичанського дослідного поля Харківського району, Харківської області. Основним об'єктом досліджень був чорнозем опідзолений важкосуглинковий на лесі.

МД № 1 - визначення змін властивостей ґрунтів при їх забрудненні сирою нафтою на різних етапах біодеградації: (перший - 1 місяць, другий 6 місяців). Проводили у дренованих скляних судинах місткістю 300 см3 за щомісячної зміни циклів зволоження і висушування ґрунту. Ґрунти: чорнозем опідзолений важкосуглинковий та дерново-підзолистий супіщаний. Рівні забруднення: 0; 0.2; 0.5; 1; 2; 5; 10; 15; 20 % від ваги ґрунту.

МД № 2 - вплив фізичних властивостей ґрунту (вологості та щільності) на вертикальну міграцію нафти за трифакторною композиційною схемою Дж. Бокса. Рівень забруднення становить 10, 20 та 30% від ваги ґрунту, щільність - 1,1; 1,2; 1,3 г/см3 вологість - 25; 50; 75 % від НВ.

МД № 3 - встановлення впливу температури і гранулометричного складу ґрунту на фізичне випаровування вуглеводнів ваговим методом. Проводився у скляних колонках діаметром 28 і довжиною 300 мм, заповнених повітряно-сухим важко суглинковим ґрунтом (52% фізичної глини) , легкосуглинковим ґрунтом (26% фізичної глини) та піском (5% фізичної глини), забрудненими з поверхні товарною нафтою еквівалентно 5; 10; 20 л/м2. Фізичне випаровування досліджувалось протягом місяця за середньомісячної температури повітря 2,5; 5,2; 14,1; 18,70 С.

МПД № 1 - встановлення ефективності окремих меліорантів на відновлення родючості ґрунту, забрудненого відносно невеликою (3-6 л/м2) кількістю нафти. В цьому досліді вивчалась ефективність технології екранування.

Схема досліду: 1) контроль (ґрунт незабруднений); 2) фон 1 (забруднення нафтою 3 л/м2); 3) фон 2 (забруднення нафтою 6 л/м2); 4) фон 1 + N300P60K60; 5)варіант 4 + солома, 1 т/га; 6) варіант 5 + клиноптилоліт, 2,5 т/га; 7) варіант 6 + вапно, 2 т/га; 8) Варіант 7 + оксиетилцелюлоза, 0,2 т/га; 9) фон 2 + N300 P60 K60; 10) варіант 9 + солома 1 т/га; 11) варіант 10 + клиноптилоліт 2,5 т/га; 12) варіант 11 + вапно, 2 т/га; 13) варіант 12 + оксиетилцелюлоза, 0,2 т/га; 14) фон 2 + зверху солома, 5 см + пісок, 10-15 см + ґрунт 20 см з гноєм 100 т/га + 40см шар чорнозему опідзоленого; 15) фон 2 + зверху солома 5 см + пісок 10-15 см + ґрунт 20 см. з гноєм 100 т/га + 20 см шар чорнозему щебенюватого на елювії карбонатів;

МПД № 2 - визначення інтенсивності біодеградації та змін властивостей ґрунту за різних рівнів забруднення. У ньому досліджували також вплив агромеліоративних сумішей на ці зміни.

Схема досліду: 1) контроль I (чистий ґрунт); 2) забруднення нафтою 1% від ваги 20см шару (= 2,5 л/м2); 3) нафта 1% + N300Р60К60 + солома, 1 т/га + вапно 2 т/га; 4) нафта 2% ( 5,0 л/м2); 5) нафта 2% + N300Р60К60 + солома, 1 т/га + вапно 2 т/га; 6) нафта 4% ( 10 л/м2); 7) нафта 4% + N300Р60К60 + солома, 1 т/га + вапно 2 т/га; 8) нафта 8% ( 20 л/м2); 9) нафта 8% + N300Р60К60 + солома, 1 т/га + вапно 2 т/га;

МПД № 3 - дослідження негативної дії окремих нафтопродуктів і їх сумішей на ґрунт і рослини в динаміці за роками.

Схема досліду: 1) бензин, 10 л/м2; 2) гас, 10 л/м2; 3) дизельне пальне, 10 л/м2; 4) мазут, 10 л/м2; 5) бензин, 10 л/м2 + гас, 10 л/м2 + дизпаливо, 10 л/м2 + мазут, 10 л/м2; 6) варіант 5 + бітум. 4 л/м2; 7) варіант 6 + парафін. 2 кг/м2; 8) контроль.

МПД № 4 - динаміка фітотоксичності ґрунту, а також зміна його фізичних, агрохімічних, мікробіологічних властивостей через 1, 3, і 6 місяців після потрапляння нафти до ґрунту. Забруднення моделювалось шляхом щорічного внесення нафти на окремі варіанти в дозі 10 л/м2 протягом семи років.

МПД № 5 - було передбачено встановлення оптимального співвідношення меліорантів для відновлення родючості нафтозабрудненого ґрунту. Рівень забруднення - 5 л/м2. Меліорантами, що вносились через 1 місяць після забруднення, були: азотні добрива в дозі 100; 300; 1000кг д.р./га; фосфорно-калійні добрива - 60; 180; 360кг д.р./га; солома 0,5; 1; 2 т/га; цеоліт 1; 2,5; 5 т/га.

Аналіз ґрунтів проводили за такими методиками: гранулометричний і мікроагрегатний склад за методом піпетки в модифікації Качинського (ГОСТ 12536-79), загальний уміст гумусу за Тюріним (ГОСТ 26213-91), рН і аніонно-катіонний склад водної витяжки за ГОСТ 26423-85 - ГОСТ 26428-85, уміст увібраних катіонів за Шоленбергером, рухомого фосфору та калію за Чириковим (ДСТУ 4115-02), уміст нафтопродуктів методом гравіметрії та інфрачервоної спектроскопії (ММВ 31-497058-017-2003 та 31-497058-009-2002), повну, капілярну та найменшу вологоємність за методом колонок, максимальну гігроскопічність за Ніколаєвим, інтенсивність дихання ґрунту за виділенням СО2 в модифікації Макарова, нітрифікаційну та амоніфікаційну здатність за методом Кравкова в модифікації Болотиної та Абрамової, чисельність мікроорганізмів основних еколого-трофічних груп визначали в секторі мікробіології ННЦ ІГА імені. О.Н.Соколовського методом посіву ґрунтової суспензії відповідного розведення на тверді живильні середовища. Уміст азоту, фосфору та калію у рослинах - методом мокрого спалювання. Дані, одержані в модельних і мікропольових дослідах обробляли методами математичної статистики за програмами Statistika, Exel, Microcal Origin 3.0, Matycad 8.0.

особливості міграції та трансформації нафти в ґрунті

Вплив температури. температура є одним із основних чинників зовнішнього середовища, який безпосередньо впливає на процеси міграції і трансформації нафти в ґрунті. Залежно від температури різко змінюється питома густина нафти. Навіть за однакової температури густина різних типів нафти може відрізнятися залежно від кількості твердих метанових вуглеводнів (парафінів) і смолисто-асфальтенових речовин у її складі. Фізичне випаровування легких вуглеводнів у відсотках до ваги внесеної нафти в першу чергу залежить від температури навколишнього середовища та гранулометричного складу (рис 1).

Із підвищенням температури та вмісту фізичної глини в ґрунті зростає кількість випаруваної нафти, яка складає 6-85 % від внесеної. Виявлено залежність між кількістю внесеної нафти і відсотком випаруваної. Зі збільшенням рівня забруднення зменшується кількість випаруваних вуглеводнів незалежно від гранулометричного складу та температури.

Найбільше це проявляється на важкосуглинковому ґрунті і значно менше на легкосуглинковому та піску. За середньомісячної температури 2,50С випаровування на варіанті з забрудненням важкосуглинкового ґрунту в дозі 5 л/м2 становило 20%, тоді як при температурі 14,10С - 39%, а при 18,70С - 85% відповідно. При забрудненні піску в цій же дозі при 2,50С випаровування складало 14%, з підвищенням температури до 18,70С-31%.

Вплив фізичних показників ґрунту. Важливими чинниками, що впливають на процеси трансформації й акумуляції нафти в ґрунті є його фізичні показники (пористість, щільність, поглинальна здатність, вологість, мікроагрегатний склад), які визначають перебіг процесів, що складають фізичне випаровування, міграцію, біодеградацію та ін.

Вологість має важливе значення у накопиченні нафти в ґрунті. При зменшенні вологості ґрунту вміст нафти в ньому із посиленням забруднення збільшується. За вологості ґрунту 75% від НВ з підвищенням забруднення від 10 до 30% від ваги ґрунту вміст нафти практично не змінювався і знаходився в межах 7,5-8% від внесеної. При 10%-вому рівні забруднення і вологості 25% від НВ вміст нафти в ґрунті становить 10%, що еквівалентно 30% -вому рівні забруднення при вологості 50% від НВ. Найбільший вміст нафти у досліджуваному ґрунті був на варіанті з максимальним забрудненням (30%) при мінімальній вологості 25% від НВ і становив 14,4%. Це можна пояснити тим, що нафта також як і вода - рідина й тому, чим менша вологість ґрунту, тим більше буде адсорбуватись нафти в ґрунтових порах. Цим самим ґрунт виконує бар'єрну функцію і виступає в ролі адсорбенту, перешкоджаючи потраплянню вуглеводнів нафти до ґрунтових вод.

вплив нафтового забруднення на родючість ґрунту

Зміна фізичних показників. Забруднення ґрунту нафтою негативно впливає на параметри водних властивостей ґрунту. З часом у процесі розкладу вуглеводнів нафти ґрунт частково повертається до свого початкового стану. Негативний гідрофобізуючий ефект вуглеводнів нафти зменшує параметри повної, найменшої, капілярної вологоємності, максимальної гігроскопічності, які не повертаються до початкового рівня за три роки (табл. 1). Особливо сильний негативний вплив спостерігається в рік забруднення. ґрунт настільки став гідрофобним, що капілярного підняття води не було зовсім, а повна й найменша вологоємність зменшилась порівняно з контролем у 2,5 і 2,8 рази відповідно. Значно зменшується швидкість капілярного підняття. У рік забруднення воно було відсутнім зовсім, а на варіанті з минулорічним забрудненням швидкість капілярного підняття була майже в 10 разів меншою порівняно з контролем.

Таблиця 1 Зміна деяких водних показників ґрунту при забрудненні нафтою (10 л/м2) в динаміці за роками

Варіант, термін після забруднення	Вологоємність, %	Швидкість капілярного підняття, мм/хв.	Максимальна гігроскопічність, %
	Капілярна (КВ)	Повна (ПВ)	Найменша (НВ)
Контроль	36,2	42,8	38,4	2,0	8,05
6 місяців	0	17,6	13,6	0	7,58
1 рік	29,1	40,1	33,3	0,24	7,91
2 роки	30,7	40,2	34,2	0,77	8,08
3 роки	31,6	40,9	36,6	0,88	8,01
НІР05	4,25	5,01	3,44	0,16	0,26

На варіантах з дворічним та трирічним терміном забруднення швидкість капілярного підняття не досягла фонового рівня і була у 2,5-3 рази меншою. Зрозуміло, що у забрудненому гідрофобному ґрунті вода під час опадів буде провалюватись у нижні шари, не затримуючись у верхніх, а вертикальне підняття ускладнено. При цьому нижні шари ґрунту можуть перезволожуватися, що сприяє розвитку анаеробного процесу. Рослинам і ґрунтовій біоті в середніх шарах ґрунту буде не вистачати вологи для нормальної життєдіяльності поряд з блокуванням елементів живлення вуглеводневою плівкою, яка обволікає ґрунтові частки.

Зміна агрохімічних властивостей. Погіршення поживного режиму в забруднених нафтою ґрунтах відмічається багатьма вченими. Зокрема, у дослідах Ф.Х. Хазієва, Ф.Ф.Фатхієва (1981) нафтове забруднення зменшувало вміст рухомого фосфору навіть за додаткового внесення мінеральних добрив. За літературними джерелами калійний режим забруднених нафтою ґрунтів не зазнає помітних змін. Є дані як про зменшення, так і про збільшення умісту рухомого калію. Певною мірою це може бути пов'язано з наявністю двох протилежних процесів: блокування обмінного калію нафтовими плівками за гідрофобізації ґрунтових часток і привнесення калію у складі пластових вод, притаманних сирій нафті.

Питання упливу окремих нафтопродуктів на агрохімічні властивості ґрунтів дуже слабко висвітлене в науковій літературі. У той же час досить цікавими є особливості впливу окремих фракцій нафти на ґрунт. Це дає уявлення про те, які з них найшкідливіші для ґрунту і живих організмів.

Показано зміни вмісту амонійного й нітратного азоту, рухомого фосфору й калію у динаміці за роками після забруднення ґрунту окремими нафтопродуктами в кількості 10 л/м2. Протягом першого року найбільше зниження вмісту фосфору (до 58%) спостерігається на бензиновому варіанті. Зниження умісту Р2О5 після забруднення мазутом, яке становить 85 % від контролю, можна пояснити гідрофобізацією ґрунтових часток. Через 2-3 роки після забруднення уміст рухомого фосфору на забруднених нафтопродуктами варіантах не суттєво відрізнявся між собою і знаходився в межах 90-100 % від контролю. На 4-5 рік після забруднення спостерігається деяке підвищення умісту рухомого Р2О5 порівняно з контролем. Підвищення умісту фосфору на забруднених варіантах може відбуватися внаслідок того, що, як вважає Ф.Х. Хазієв та ін. (1988), із важкорозчинних фосфатів можуть утворюватись легкодоступні форми фосфору за достатньої кількості у ґрунті органічних речовин, які легко розкладаються.

Така ситуація, напевно, сталася і в нашому випадку. За 3 роки під впливом мікроорганізмів і навколишнього середовища відбулась часткова деградація нафтопродуктів і на 4-5 рік з'являються легкодоступні органічні речовини, що й призводить до деякого підвищення (на 4-27%) умісту рухомого фосфору.

Кількість рухомого калію у ґрунті, на всіх варіантах досліду різко збільшується у початковий період порівняно з контролем. Через рік після забруднення спостерігається зменшення умісту рухомого калію, і через два роки - на всіх варіантах наближається до контрольного рівня і становить 98-105%. У наступні роки вміст рухомого К2О на всіх варіантах близький до контролю і знаходиться у діапазоні ± 15%. Різке збільшення рухомого калію у початковий період після забруднення, на нашу думку, можна пояснити тим, що досліджувані нафтопродукти викликають руйнування структури й диспергацію ґрунтових часток. Відомо, що при цьому збільшується абсолютна поверхня часток, з яких іони калію можуть переходити до ґрунтового розчину. Через рік після забруднення значно підвищується кількість амонійного азоту, але в той же час суттєво знижується майже до нульового рівня уміст нітратного азоту, який поступово починає відновлюватись тільки через чотири роки.

Дещо інша ситуація складається при забрудненні ґрунту нафтою (рис 4). У чорноземі опідзоленому уміст рухомого фосфору повільно зменшується із збільшенням рівня забруднення і, починаючи з 6%-вого рівня забруднення, зупиняється у межах 52-56%.

Вуглеводні нафти значно упливають на уміст нітратного азоту в ґрунті, при 1% рівні забруднення уміст NO3 зменшився на 18%, а при 2%-вому становить 40% від контролю. З 5-20 відсоткового рівня забруднення уміст нітратного азоту різко зменшується, становлячи 3-7 % від незабрудненого ґрунту.

Зміна іонно-сольового режиму ґрунту. Досліджували забруднення сирою неочищеною від високомінералізованих супутніх домішок нафтою в дозах від 0,2% до 20% від ваги ґрунту. Отримані результати наведені в таблиці 2. Збільшення дози забруднення значно підвищує загальний уміст солей. При цьому практично без змін залишається уміст іону НСО2-3. Уміст іонів SO42- і Ca2+ за 15-20% -вого забруднення збільшується у 3-5 разів.

Таблиця 2 Склад водного витягу з чорнозему опідзоленого за різного ступеня забруднення нафтою, мг-екв/100 г ґрунту

Варіант	pH	HCO32-	C1-	SO42-	Ca2+	Mg2+	Na+	K+	% солі
Контроль	7,18	0,77	0,11	1,10	1,14	0,60	0,17	0,03	0,1
0,2 % нафти	7,18	0,60	0,36	1,00	1,26	0,41	0,27	0,03	0,09
0,5 % нафти	7,05	0,54	0,78	1,25	1,44	0,47	0,63	0,03	0,12
1 % нафти	7,03	0,57	1,50	1,30	1,74	0,65	0,96	0,03	0,14
2 % нафти	7,00	0,65	2,85	1,56	2,37	0,75	2,00	0,03	0,21
5 % нафти	7,00	0,63	7,02	2,73	3,83	1,57	4,96	0,04	0,41
10 % нафти	6,90	0,61	15,2	2,83	4,31	3,47	10,87	0,04	0,7
15 % нафти	6,87	0,59	20,9	5,26	4,50	5,20	17,0	0,05	1,0
20 % нафти	6,87	0,52	29,7	3,29	6,19	6,50	20,75	0,06	1,22
НІР05	0,07	0,1	2,41	2,25	1,07	1,25	1,9	0,01

За 2%-вого рівня забруднення ґрунту вміст С1- зростає майже у 26 разів, а натрію - більше, ніж в 11 разів. За 20%-вого рівня забруднення уміст хлору становив 29,7 мг-екв/100 г ґрунту, що було у 270 разів більше, ніж на контролі, а вміст натрію - 20,7 мг-екв/100 г ґрунту, що в 122 рази більше, ніж у незабрудненому ґрунті. Загальна кількість іонів у водній витяжці, на наш погляд, може бути ще більшою, але завдяки обволіканню ґрунтових часток гідрофобною нафтовою плівкою значно погіршується перехід іонів до водного розчину. Проте незалежно від ступеня забруднення в іонному складі переважають іони Na+ і С1-, які формують відповідно хлоридно-натрієвий тип засолення.

Зміна мікробіологічних властивостей. Вважається, що одним з найкращих індикаторів інтенсивності мікробіологічних процесів є показник “дихання ґрунту”, тобто продукування СО2. дихання ґрунту є також показником інтенсивності мінералізації вуглеводнів і вказує на доступність та кількість останніх у ґрунті. Отже, через 1 рік після потрапляння нафти в ґрунт нами спостерігалась пряма залежність між інтенсивністю дихання і рівнем забруднення, причому в досліджуваному інтервалі навантажень продукування СО2 забрудненим ґрунтом перевищувало фонове в 3-6,5 разів (табл. 3). У подальшому, на третій рік, інтенсивність дихання значно знизилась порівняно з першим роком, але ще перевищувала незабруднений контрольний зразок на 10-30%. На четвертий рік, інтенсивність дихання ще більше знижується, наближаючись до контрольного рівня, і знаходиться у межах 10%, втрачається залежність між інтенсивністю дихання і рівнем забруднення. Це пояснюється тим, що поступово згасає мікробіологічний пул розвитку вуглеводеньокислюючих мікроорганізмів.

Таблиця 3 Інтенсивність дихання та нітрифікаційна здатність чорнозему опідзоленого після забруднення нафтою

Варіант досліду	Інтенсивність дихання мг СО2 за добу	Нітрифікаційна здатність, мг NO3/100 г ґрунту
	1 рік	3 рік	4 рік	1 рік	2 рік	3 рік	4 рік
Контроль, ґрунт незабруднений	1,3 100	23,9 100	15,1 100	0,33 100	0,30 100	0,85 100	1,20 100
Забруднення нафтою 2,5 л/м2	4,6 310	26,6 111	14,4 95	0,044 13,3	-0,075 -25,0	0,04 4,7	0,31 25,8
Забруднення нафтою 5,0 л/м2	4,8 400	27,2 114	16,2 107	0,038 11,5	-0,09 -30,0	0,02 2,3	0,24 20,0
Забруднення нафтою 10 л/м2	6,9 430	27,4 115	14,6 97	0,030 9,0	-0,02 -6,6	-0,04 -4,7	0,06 5,0
Забруднення нафтою 20 л/м2	5,0 450	31,3 130	15,6 103	0,028 8,4	-	-0,015 -1,7	0,09 7,5
Примітка. Чисельник - мг , знаменник - % до контролю

Провідне значення для родючості ґрунтів, що зазнали вуглеводневого забруднення, має азотний режим. Погіршення азотного живлення рослин обумовлене змінами у мікробному ценозі. Надходження вуглеводнів у ґрунт спричиняє кардинальну перебудову складу мікробної спільноти, стимулюючи розвиток популяцій, які споживають цей субстрат і потребують значної кількості азоту. Максимальне пригнічення нітрифікаційної здатності чорнозему опідзоленого спостерігалось за 2 роки після забруднення нафтою. При цьому у ґрунті після компостування складався від'ємний баланс NO3- не залежно від кількості внесеної нафти. Враховуючи винятковий дисбаланс між азотом і вуглецем у ґрунті при вуглеводневому забрудненні, можна вважати, що увесь інтервал навантажень знаходиться у межах дії механізму недостатнього забезпечення рослин нітратною формою азоту. Очевидно, це і є однією із головних причин падіння врожайності нафтозабрудненого ґрунту. Відновлення нітрифікації відмічено тільки на четвертий рік при забрудненні у дозах 2,5-5 л/м2, яке становило 20-25% від фонової.

Ефективність деяких агромеліоративних заходів при відновленні родючості нафтозабрудненних ґрунтів

визначення ефективності різних агромеліоративних заходів. Встановлено, що забруднення ґрунту має комплексний негативний вплив - погіршуються його агрохімічні, фізичні, сольові, мікробіологічні показники. Обрані нами меліоранти направлені на покращення цих показників. Застосування вапна в дозі 2 т/га повинно було створювати оптимальні умови рН для мінералізаційних процесів. Внесення подрібненої соломи в дозі 1 т/га повинно було поліпшити аерацію й оптимізувати газообмін для фізичного випаровування легких фракцій нафти та кращого надходження атмосферного кисню для хімічного й мікробіологічного окислення вуглеводнів нафти. Використання мінеральних добрив у дозі N300Р60К60 необхідне для забезпечення рослин і мікрофлори ґрунту поживними макроелементами. Природний мінерал клиноптилоліт 2,5 т/га, який має велику поглинальну ємність, повинен був поліпшити сорбційну здатність забрудненого ґрунту. Використання поверхнево-активної речовини оксиетилцелюлози направлене було на те, щоб зменшити гідрофобні властивості забрудненого ґрунту руйнуванням вуглеводневих плівок нафти на поверхні ґрунтових часток. Встановлено, що врожайність зеленої маси вівса (табл. 4) вже на третій рік після забруднення наближалась до фонового рівня навіть без меліоративних заходів.

Таблиця 4 Ефективність меліоративних заходів при забрудненні ґрунту нафтою (6 л/м2)

№ варіанту	Варіанти досліду	Врожайність зеленої маси вівса, % до фонової
		на другий рік	на третій рік	на четвертий рік
1	Забруднений ґрунт (6 л/м2)	64	94	91
2	Варіант 1 + N300P60K60	89	105	118
3	Варіант 2 + солома 1 т/га	80	99	105
4	Варіант 3 + клиноптилоліт 2,5 т/га	95	110	158
5	Варіант 4 + вапно 2 т/га	84	101	156
6	Варіант 5 + оксиетилцелюлоза 0,2 т/га	70	100	124
7	Колоїдно-хімічна меліорація	74	148	92

Серед останніх найефективнішим було внесення мінеральних добрив і клиноптилоліту, які забезпечували одержання стабільних приростів урожаю. Внесення у забруднений ґрунт N300Р60К60, 1 т/га соломи і 2,5 т/га клиноптилоліту дозволило вже на другий рік одержати 95% урожаю від фонової урожайності, на третій рік - 110%, а на четвертий - 158%.

Ефективність деяких меліоративних заходів за різних рівнів забруднення ґрунту. Проведені дослідження продемонстрували позитивний уплив агромеліорації, яка полягала у внесенні N300P60K60, 1 т/га соломи і 2 т/га вапна одноразово через місяць після забруднення ґрунту, підвищувала врожайність надземної маси тест-культури. Ефективність проведеної меліорації була найвищою за низьких рівнів забруднення та зменшувалась з підвищенням дози забруднення, але збільшувався термін позитивного впливу на врожай тест-культури. Отримані результати досліджень свідчать, що такий склад агромеліорантів можна рекомендувати за слабкого рівня забруднення (до 2% від маси ґрунту) відносно чистою від мінеральних домішок нафтою. Таким чином, цей склад меліорантів можна вважати добрим, але не оптимальним. Як показали проведені нами дослідження, за вищих рівнів забруднення потрібно підібрати оптимальні дози агромеліорантів для одержання максимального ефекту.

Підбір оптимального складу меліорантів. За урожайними даними за чотири роки було побудовано кореляційну матрицю, яка включала коефіцієнти кореляції урожайності тест-культури за різного співвідношення азотних, фосфорно-калійних добрив, соломи та цеоліту (табл. 5). Аналіз показав, що лімітуючим чинником, який істотно впливає на врожай протягом перших трьох років виступає азот і лише в перший рік суттєвий вплив мали фосфорно-калійні добрива. Використання соломи та цеоліту як меліорантів значних приростів урожайності не дало, крім першого року, коли був незначний позитивний вплив, але, на нашу думку, вони необхідні для застосування в комплексі з мінеральними добривами для часткової адсорбції вуглеводнів нафти та пом'якшення дії високих доз мінеральних добрив, особливо азотних. Надлишок азоту з добрив буде частково адсорбуватись цеолітом, який потім поступово віддаватиме його в ґрунтовий розчин, а також сприятиме активізації розвитку мікроорганізмів для біологічного розкладення вуглеводнів нафти і соломи.

Таблиця 5 Коефіцієнти кореляції врожайності ячменю з досліджуваними факторами

Рік	N	PK	Солома	Цеоліт
2002	0,49*)	0,52*)	0,18	0,13
2003	0,58*)	0,20	-0,19	-0,16
2004	0,70*)	0,25	0,08	-0,13
2005	0,15	0,17	0,01	0,16
Примітка. *) суттєвий зв'язок

На другий рік після забруднення (2003 року) за несприятливих погодних умов (недостатня кількість вологи) спостерігалась від'ємна кореляція, тобто солома й цеоліт негативно впливали на врожайність, відбираючи у рослин дефіцитну вологу. Наявність соломи у складі меліоративної суміші досить позитивно впливала на врожайність тест-культури ячменю через рік після забруднення.

Збільшення дози соломи сприяло підвищенню урожайності ячменю на фоні азотних і фосфорно-калійних добрив. Найбільший урожай (понад 50 г/судину) було отримано на варіанті з внесенням 1 т/га соломи. На варіанті з внесенням 2 т/га соломи був отриманий дещо менший урожай і прослідковувалась нестача фосфору та калію, які в цей період інтенсивно використовуються вуглеводеньокислюючими мікроорганізмами.

Проаналізувавши дані досліджень, оптимальною дозою меліорантів можна вважати: мінеральні добрива - N1000P360K360, солома - 2 т/га, цеоліт - 5 т/га, при застосуванні яких отримано найбільшу прибавку врожайності тест-культури. Причому, у перший рік після забруднення оптимальна доза азотних добрив - 600 кг д.р./га, за якої одержано максимальну врожайність. Решту азотних добрив (400 кг д.р./га) необхідно внести наступного ріку.

Порівняльна вартість заходів з відновлення родючості нафтозабрудненого ґрунту. порівнювали технологію очищення ґрунту, яка використовується в Німеччині і систему агрозаходів, що розроблена нами в лабораторії охорони ґрунтів від техногенного забруднення Національного наукового центру “Інститут ґрунтознавства та агрохімії імені О.Н. Соколовського”.

Технологія, яка використовується в Німеччині, передбачає зняття верхнього забрудненого шару ґрунту. очищення проводилось на спеціально приготованому полігоні, поверхня його ізольована. на нього наносили забруднений ґрунт, який протягом трьох літніх місяців піддавався рихленню 20 разів, дворазовому внесенню повного мінерального добрива і одноразовому дощуванню. За такої технології витрати на 1992 рік, з врахуванням транспортних, складали 162 марки на тону забрудненого ґрунту. В перерахунку на 1 гектар при шарі знятого ґрунту 30 см його вага становить близько 3 тисяч тон, що коштуватиме приблизно 486 тисяч марок.

Істотною перевагою системи агромеліоративних заходів, яка розроблена нами, є те, що вона не передбачає зняття шару забрудненого ґрунту, а його відновлення відбувається на місці. При цьому витрати, які складають близько 7-7,5 тисяч гривень на 1 гектар, включають в себе кошти на придбання та внесення мінеральних добрив, соломи, цеоліту, а також поверхневий обробіток ґрунту. Швидкість відновлення родючості нафтозабрудненого ґрунту з використанням розробленої нами системи агрозаходів розрахована на два роки, що дозволяє в початковий період після рекультивації отримувати урожай навіть дещо вищий за фоновий.

Висновки

У дисертаційній роботі теоретично обґрунтовано доцільність використання розробленої системи агромеліоративних заходів щодо відновлення родючості нафтозабрудненого чорнозему. Встановлено перспективність застосування запропонованої системи заходів за різних рівнів забруднення ґрунту, що виявляється у значному прискоренні процесів відновлення його властивостей та родючості і підвищенні врожайності культур агроценозу.

Фізичні показники ґрунту виступають домінуючим чинником у регулюванні кількості нафти в ґрунті. Розподіл вуглеводнів у ґрунті відбувається за принципом дії хроматографічної колонки: у верхній частині затримуються її важкі фракції, а більш легкі мігрують у нижні горизонти. Встановлено, що із збільшенням щільності будови ґрунту, кількість адсорбованої нафти зростає. Вологість ґрунту також істотно впливає на накопичення у ньому темнозабарвлених вуглеводнів: з її зростанням спостерігається зменшення умісту нафти, але збільшується глибина її вертикальної міграції. На процеси випаровування нафти першочергове значення має вплив температури, а також рівень забруднення та гранулометричний склад ґрунту. З підвищенням забруднення і вмісту піску в субстраті частка випаруваної нафти знижується.

Встановлено суттєвий вплив високомінералізованих пластових вод на рівень засолення ґрунту. Було встановлено, що за 20%-вого рівня забруднення ґрунту сирою (неочищеною) нафтою уміст іонів натрію у чорноземі опідзоленому переважав контрольний варіант у 270 разів, а хлору - у 122 рази. Крім цього, наявність стійкої гідрофобної плівки на поверхні ґрунтових часток перешкоджає обмінним процесам.

Виявлено особливості змін агрохімічних показників ґрунту при забрудненні нафтою. Вміст рухомого фосфору при забрудненні нафтою у кількості від 1 до 20% від ваги ґрунту повільно зменшується і, починаючи з 6%-вого рівня, зупиняється на 52-56% від контролю. Зазнає змін уміст нітратного азоту: за дози забруднення 2% від ваги ґрунту його вміст становить 40% від контролю, а з підвищенням рівня забруднення до 5-20% різко зменшується й становить 3-7% від контролю.

Встановлено динаміку змін умісту рухомого Р2О5, обмінного К2О, нітратного та амонійного азоту під впливом забруднення нафтопродуктами (бензин, гас, дизельне пальне, мазут). Протягом першого року вміст рухомого фосфору зменшується до 40% при забрудненні бензином і до 15% мазутом, в результаті дії гасу та дизпалива змін не відбувається. Проте, в кінці року на всіх забруднювачах зменшення становить до 20%. На другий і третій роки вміст Р2О5 стабілізується на початковому рівні, збільшуючись у наступні роки на 10-20%. Уміст рухомого К2О в перший рік забруднення підвищується, у наступні роки стабілізується практично на початковому рівні. Кількість амонійного азоту в перший рік різко підвищується на всіх фонах забруднення, а з другого року наступає стабілізація. Уміст нітратного азоту найпомітніше зменшується на фоні забруднення гасом, дизельним паливом та мазутом (на 60-100 %) і в меншій мірі на фоні бензину (25-50%) та поступово зростає на п'ятий рік, не досягаючи при цьому початкового рівня.

Потрапляння до ґрунту вуглеводнів нафти зумовлює суттєві зміни співвідношення С:N, що призводить до зміни кругообігу вуглецю й азоту. Нітрифікаційна здатність ґрунту в початковий період навіть за незначного забруднення дуже сильно пригнічується. Спостерігається значна перебудова мікробних ценозів. На початковому етапі через наявність легких вуглеводнів (нафтових парів) спостерігається загальне пригнічення ґрунтової біоти, далі в процесі їх видалення і розвитку специфічних вуглеводеньокислюючих мікроорганізмів відбувається бурхливий розвиток процесів біологічної деградації, що видно з інтенсивності дихання ґрунту. Таке явище спостерігається через рік-два після забруднення і поступово згасає.

Найбільший ефект серед випробуваних меліорантів на фоні забруднення у 6 л/м2 забезпечило застосування мінеральних добрив N300P60K60, клиноптилоліту і соломи, що зумовило суттєві прирости врожаю тест-культур: на другий рік 95%, на третій - 110% і на четвертий - 158% від фонового.

Встановлено позитивний вплив агромеліорації за різних рівнів нафтового забруднення, яка складалась із внесення N300P60K60, 1 т/га соломи і 2 т/га вапна через місяць після забруднення ґрунту. Ефективність проведеної меліорації була найвищою за низьких рівнів забруднення (2,5-5 л/м2 нафти) та зменшувалася з підвищенням інтенсивності забруднення (10-20 л/м2 нафти), але при цьому збільшувався термін позитивного впливу на врожай тест-культури. Цей склад меліорантів можна вважати прийнятним, але не оптимальним.

Лімітуючим чинником, який істотно впливає на врожай протягом перших трьох років, виступає азот і лише в перший рік поряд з ним суттєвий вплив мали фосфорно-калійні добрива. Використані меліоранти - солома та цеоліт - значних приростів урожаю тест-культури не забезпечували, але вони необхідні для застосування в комплексі з мінеральними добривами.

Оптимальною дозою меліорантів, згідно проведених досліджень, є: мінеральні добрива N1000P360K360, солома 2 т/га, цеоліт 5 т/га, при застосуванні яких отримано найбільше зростання урожайності тест-культури. Причому, у перший рік, після забруднення оптимальною дозою азотних добрив можна вважати 600 кг д.р./га, за якої одержано максимальну врожайність. Решту азотних добрив (400 кг д.р./га) необхідно внести на наступний рік.

Пропозиції виробництву

Пропонується система агрозаходів з відновлення родючості нафтозабруднених ґрунтів, яка полягає в ефективній практичній реалізації простих, доступних та дієвих заходів - внесення мінеральних добрив, соломи, цеоліту та рихлення ґрунту, що значно прискорює процес відновлення його родючості. Оптимальною дозою меліорантів, при застосуванні яких було отримано максимальну врожайність тест-культури, є: мінеральні добрива N1000P360K360, солома 2 т/га, цеоліт 5 т/га. В перший рік після забруднення оптимальною дозою азотних добрив є 600 кг д.р./га, за якої одержано максимальний урожай, а решту - 400 кг д.р./га на наступний рік. Ця система агрозаходів рекомендується для підприємств, які займаються нафто-газовидобуванням, транспортуванням і переробкою нафти, а також для землевласників, які пов'язані з нафтогазовою промисловістю та дозволяє значно скоротити термін відновлення родючості нафтозабрудненого ґрунту.

Список опублікованих праць за темою дисертації

Мірошниченко М.М., Фатєєв А.І., Панасенко Є.В., Якушко В.І. Зміни родючості ґрунту при вуглеводневому забрудненні // Вісник аграрної науки. - 2002. № 10. - С. 52-54 (проведення польових досліджень, отримання експериментальних даних, математичне оброблення).

Фатеев А.И., Мирошниченко Н.Н., Панасенко Е.В. Христенко С.И. Изменение агрохимических и микробиологических свойств нефтезагрязненного чернозема в рекультивационный период // Агрохимия. - 2004. - №10. - С. 53-60. (проведення польових досліджень, отримання експериментальних даних, вступ, математичне оброблення, висновок).

Мірошниченко М.М., Панасенко Є.В., Мірошниченко Л.М., Якушко В.І. Стійкість ґрунту проти забруднення нафтою: параметри оцінки і механізм формування// Агрохімія і ґрунтознавство. - 2001. - Вип. 61. - С. 176-185 (проведення польових досліджень, отримання експериментальних даних, аналітичні роботи з визначення інтенсивності дихання разом з Якушко В.І).

Панасенко Є.В. Біодеградація нафти у забрудненому ґрунті і шляхи її прискорення // Вісник ХДАУ. - 2001. - Вип. № 3. - С.204-206.

Панасенко Є.В. Агромеліоративний напрям у вирішенні проблеми рекультивації нафтозабруднених ґрунтів // Вісник ХДАУ. - 2004. - Вип. № 6. - С.154-159.

Мірошниченко М.М., Фатєєв А.І., Панасенко Є.В., Христенко С.І., Павленко О.Ф. Фактори деконтамінації ґрунтів, що зазнали вуглеводневого забруднення та нормування допустимих навантажень // Ґрунтознавство. - 2002. - Том 3. - № 3-4. -С. 75-79 (проведення польових досліджень, отримання експериментальних даних, побудова графіків, підготовка до друку).

Фатєєв А.І., Мірошниченко М.М., Панасенко Є.В., Якушко В.І. Відновлення родючості нафтозабрудненого ґрунту засобами агромеліорації // Вісник аграрної науки південного регіону. Сільськогосподарські та біологічні науки. Вип. 1. -Одеса: СМИЛ, 2000. - С. 234-240 (проведення польових досліджень, підготовка зразків до аналізу, отримання експериментальних даних, математичне оброблення).

Фатєєв А.І., Мірошниченко М.М., Пащенко Я.В., Самохвалова В.Л. Панасенко Є.В. Раціональне використання й охорона земельних ресурсів, безпека агроландшафту і салітебних територій. Охорона довкілля. / Наукові основи агропромислового виробництва в зоні Степу України - К.: Аграрна наука, 2004. - С. 112-117 (проведення польових досліджень, отримання експериментальних даних, участь в узагальненні результатів та формуванні висновків).

Фатєєв А.І., Мірошниченко М.М., Панасенко Є.В., Павленко О.Ф., Якушко В.І., Мірошниченко Л.М. Стан родючості ґрунтів після забруднення нафтою та нафтопродуктами // Агрохімія і ґрунтознавство. - Спец. вип. - Харків. - 2002. -Книга третя.-С. 150-152 (проведення польових досліджень, отримання експериментальних даних, математичне оброблення).

Фатєєв А.І., Білоненко Г.М., Мірошниченко М.М., Панасенко Є.В. Технологія рекультивації забруднених нафтою ґрунтів // Аграрна наука - виробництву. Інф. бюл.- 2001. № 1 (15). -С. 6 (проведення польових досліджень, отримання експериментальних даних, підготовка до друку).

Панасенко Е.В. Устойчивость почвы к загрязнению нефтью // Устойчивость почв к естественным и антропогенным воздействиям: Тез. док. Всерос. конф., г. Москва, 24-25 апреля 2002 г. -М.: Почв. ин-т. им. В.В. Докучаева. 2002. -С.186-187.

Фатеев А.И., Мирошниченко Н.Н., Пащенко Я.В., Самохвалова В.Л., Панасенко Е.В. Регламентация химического загрязнения почв и использование техногенно загрязненных земель / Труды междунар. Симпозиума: “Межрегиональные проблемы экологической безопасности (МПЭБ-2003)“. 17-20 сентября 2003г., г. Сумы / Под ред. А.М. Царенко, Л.Г. Сумы, “Довкілля”, 2003. - С. 120-126 (проведення польових досліджень та отримання експериментальних даних при забрудненні ґрунту нафтою та нафтопродуктами, їх аналіз, математичне оброблення).

Фатєєв А.І., Мірошниченко М.М., Пащенко Я.В., Панасенко Є.В., Самохвалова В.Л. Актуальні проблеми моніторингу техногенно забруднених ґрунтів // Матеріали міжнар. наук.-пр. конф. “40 років: від агрохімічної служби до служби охорони ґрунтів”. - Вип. 1. (Охорона родючості ґрунтів). - Київ: Аграрна наука. - 2004. - С. 149-158 (проведення аналітичного огляду та його аналіз, підготовка до друку).

Мірошниченко М.М., Фатєєв А.І., Самохвалова В.Л., Панасенко Є.В., Якушко В.І. Фосфор у землеробстві на техногенно забруднених ґрунтах // Матеріали міжнар. наук.-пр. конф. “Фосфор і калій у землеробстві. Проблеми мікробіологічної мобілізації” Чернігів. 12-14 липня 2004р. - С. 86-94 (проведення польових досліджень, отримання експериментальних даних, їх математичне оброблення, побудова графіків, участь в формулюванні висновків).

Анотація

Панасенко Є.В. Вплив агромеліоративних заходів на відновлення властивостей та родючості нафтозабрудненого чорнозему. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.01.03 - агроґрунтознавство і агрофізика. Національний науковий центр “Інститут ґрунтознавства та агрохімії імені О.Н. Соколовського”, Харків, 2007.

Дисертаційну роботу присвячено дослідженню особливостей міграції, трансформації, акумуляції та біодеградації нафти в ґрунті, а також пошуку шляхів відновлення властивостей та родючості нафтозабрудненого чорнозему за допомогою агромеліоративних заходів. Встановлено закономірності фізичного випаровування вуглеводнів нафти залежно від температури, гранулометричного складу ґрунту та рівня забруднення. Доведено, що кількість адсорбованої нафти зростає при збільшенні щільності будови ґрунту, проте при підвищенні вологості, збільшується глибина її проникнення і ґрунт забруднюється на більшу глибину. Встановлено динаміку змін вмісту рухомого фосфору, калію, нітратного та амонійного азоту при забрудненні ґрунту нафтою та нафтопродуктами (бензин, гас, дизельне пальне, мазут). На основі вивчення ефективності окремих меліорантів та встановлення оптимального їх співвідношення була розроблена система агромеліоративних заходів, яка складається із внесення мінеральних добрив, соломи, цеоліту в вигляді клиноптилоліту та рихлення ґрунту, що дозволяє значно прискорити процес відновлення родючості забрудненого ґрунту.

Ключові слова: ґрунт, вуглеводні, забруднення нафтою, агромеліоративні заходи, відновлення родючості.

Аннотация

Панасенко Е.В. Влияние агромелиоративных приемов на восстановление свойств и плодородия нефтезагрязненного чернозема. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 06.01.03 - агропочвоведение и агрофизика. Национальный научный центр “Институт почвоведения и агрохимии имени А.Н. Соколовского”, Харьков, 2007.

Диссертационная работа посвящена исследованию особенностей миграции, трансформации, аккумуляции и биодеградации нефти в почве, а также поиску путей восстановления свойств и плодородия нефтезагрязнённого чернозёма с помощью агромелиоративных мероприятий. Были установлены закономерности физического испарения углеводородов нефти в зависимости от температуры окружающей среды, гранулометрического состава почвы и уровня загрязнения. При повышении температуры степень испаряемости нефти возрастает независимо от уровня загрязнения и уменьшается при снижении содержания физической глины в почве. Доказано, что влажность почвы и плотность сложения влияют на вертикальную миграцию и аккумуляцию нефти в почве. При увеличении плотности сложения, количество адсорбированной нефти в почве возрастает, при этом на этот процесс влияет влажность почвы, которая уменьшает её количество, но увеличивает глубину её проникновения. Установлена динамика урожайности тест-культуры и изменений содержания подвижного фосфора, калия, нитратного и аммонийного азота при загрязнении почвы нефтью и нефтепродуктами (бензин, керосин, дизельное топливо, мазут). Даже при незначительном загрязнении почвы ее нитрификационная способность в начальный период очень сильно угнетается и наблюдается значительная перестройка микробных ценозов. В начальной стадии благодаря наличию лёгких углеводородов (паров нефти) наблюдается общее угнетение почвенной биоты, потом в процессе их удаления происходит бурное развитие процессов биодеградации и интенсивность дыхания почвы возрастает. На основании изучения отдельных мелиорантов выделены наиболее эффективные из них, которые при совместном их применении дали наилучший результат. Эффективность этих мелиорантов изучалась при разных уровнях загрязнения (2,5-20 л/м2). Было установлено, что с увеличением дозы загрязнения эффективность агромелиорации снижалась, но при этом увеличивалась продолжительность положительного воздействия на урожай тест-культуры. На основании проведенных исследований разработана и предложена система агромероприятий для ускорения восстановления плодородия чернозема, загрязненного нефтью. Она состоит из простых, доступных, эффективных, легковнедряемых составляющих: внесение минеральных удобрений, соломы, цеолита в виде клиноптелолита и рыхления почвы, что значительно ускоряет процесс восстановления плодородия нефтезагрязненной почвы.