Дослідження впливу Кременчуцького нафтопереробного заводу на токсичність ґрунтів за ростовим тестом

Размещено на http://www.allbest.ru/

Кременчуцький університет економіки інформаційних технологій і управління

Кременчуцький державний політехнічний університет

Дослідження впливу Кременчуцького НАФТОПЕРЕРОБНОГО ЗАВОДУ на токсичність ґрунтів за ростовим тестом

Прищепа Л.В., Дєнісов Ю.І.

Новохатько О.В.

Вступ

Сучасні закордонні і вітчизняні дослідники пропонують оцінювати вплив забруднень на навколишнє середовище на основі спостережень за біологічними об'єктами, які можуть бути індикаторами шкідливих речовин навколишнього середовища. Такий метод отримав назву “біоіндикація” [1].

Моніторинг біологічних ефектів під впливом різних забруднювачів довкілля застосовують у локальному, регіональному та національному масштабах.

Цей метод дедалі поширюється, оскільки має такі переваги:

- вимірювання сумарного ефекту зовнішнього впливу;

- вивчення впливу забруднення на рослини і тварин;

- визначення впливу в просторі й часі;

- можливість застосовувати профілактичні засоби.

Під впливом забруднення довкілля змінюються еколого-фізіологічні ознаки - пігментація, забарвлення рослин. Їх спричиняє надлишок токсичних солей у ґрунті або нестача поживних речовин. Наприклад, галофіти при помірному підвищенні засоленості мають насичений зелений колір; за значної кількості солей у ґрунті - сіро-синюватий; при засоленості за умов недостатнього зволоження - помаранчево-червоний [2].

Виокремлюють статичні і динамічні індикаційні ознаки. Наприклад, присутність певного індикатора (рослини), його форма - це статичні ознаки, а швидкість росту або інші зміни, що відбуваються в часі, належать до динамічних. Рослинність може бути використана не лише як індикатор окремих факторів середовища, а також як показник сумарних умов: типів ґрунту чи клімату, гірських порід, сільськогосподарських угідь. Біоіндикаторами можуть бути не лише ті рослини, які помітно реагують на аномалії. Зовнішні подразники впливають на кислотність середовища, щільність коріння.

Рослинний покрив як важлива складова біосфери відображає її загальний стан і перебіг майже всіх процесів, що відбуваються на планеті. Життя на Землі було б неможливе без безперервного процесу фотосинтезу, що відбувається в зелених частинах рослин, які є основним стабілізатором вуглекисло-кисневого балансу повітряного басейну. Рослини як важливий компонент біогеоценозу помітно впливають на інші його елементи, сприяють формуванню ґрунтового покриву, впливають на хімізм ґрунту і його родючість, а також на життя всіх тварин і живих організмів, одночасно реагуючи на всі зовнішні фактори.

Рослини чутливо реагують і на зовнішні умови. За достатньо високих концентрацій забруднювачів у багатьох з них пошкоджується листя, а зі зростанням кількості забруднюючого фактора протягом короткого проміжку часу можливе значне ураження рослин. Унаслідок некрозу її колір змінюється від металево-сірого до коричневого, а в процесі старіння вона може втратити колір або вигоріти. Хронічне пошкодження рослин виникає і внаслідок дії невеликих концентрацій певних речовин протягом тривалого часу [3].

З вище вказаного слідує, що вплив забруднюючих речовин можна найперше зафіксувати на рослинах.

Глобальна екологічна криза у світі приводить людство до пошуків принципово нових засобів охорони навколишнього середовища. Слід признати, що такий стан екології в більшості завдає нафтохімія та нафтопереробка, від яких близько 90% викидів приходиться при переробці сировини. При такому стані XXI століття може стати свідком катастроф на Землі.

Мета роботи. Визначити вплив забруднюючих речовин, які утворюються на Кременчуцькому нафтопереробному заводі, на токсичність ґрунтів.

Кременчуцький НПЗ - це гнучка система забезпечення сировиною і відвантаження готової продукції. Три магістральних нафтопроводи зв'язують його з багатьма родовищами Західного Сибіру, Східної України. Вигідне географічне положення в центральній частині України, розвинута транспортна інфраструктура дозволяють економічно ефективно здійснювати відвантаження готової продукції в будь-яку точку України трубопровідним, залізничним або автомобільним транспортом. Близькість морських портів в Одесі і Феодосії збільшують експортні можливості заводу.

Кременчуцький нафтопереробний завод, що входить до складу ЗАТ “Укртатнафта”, - це великий нафтохімічний комплекс, потужність якого дозволяє переробляти до 18,6 млн. т різноманітної нафтової сировини на рік. Наявність таких технологічних процесів як каталітичний реформінг бензинів, крекінг нафтових залишків, гідроочищення палив і олив, екстракція і виділення індивідуальних ароматичних вуглеводнів та інші дозволяють переробляти різноманітну вуглеводневу сировину.

ЗАТ “Укртатнафта” як і більшість нафтопереробних комплексів паливно-масляного профілю, по суті, призначено для того, щоб із сирої нафти виробити до 90% спалюваних палив (бензин, керосин, дизпаливо, мазут і т. д.) і 10% продукції нафтохімії (мастильна продукція, бітуми, присадки, елементарна сірка) [4].

У процесі переробки нафти ЗАТ ”Укртатнафта” забруднює навколишнє середовище такими речовинами: двооксид сульфуру, оксид нітрогену, діоксид нітрогену, ксилол, сірководень, толуол, бензол, оксид карбону. Основними речовинами, які потрапляють у грунт при роботі Кременчуцького НПЗ, є: кислі гудрони, нафтошлам, мул, відпрацьовані активовані глини [5].

Матеріали та результати дослідження

Для визначення токсико-мутагенного фону ґрунтів та водних джерел застосовують такий високочутливий цитогенетичний тест, як “Ростовий тест” на паростках різних культур [6,7].

“Ростовий тест” застосовують для визначення токсичності різних субстратів: ґрунтів, водних джерел, мулу, відходів та ін. Цей тест можна проводити в різних варіантах:

1.Пророщування насіння рослин на досліджуваних зразках субстратів.

2. Полив рослин досліджуваними рідинами при вирощуванні у пісковій або ґрунтовій культурах.

3. Водна культура рослин на природних, питних, стічних водах, витяжках з ґрунтів, відходів тощо.

4. Рулонна культура - насіння індикаторів розкладають на вологий папір, який скручують у рулон та ставлять у ємність з досліджуваною рідиною [6].

У своїй роботі ми використали перший варіант з вищевказаних методів “Ростового тесту”.

Досліди проводили на зразках ґрунту, відібраних біля Кременчуцького НПЗ на відстані 0, 500, 1000, 1500 метрів.

Проби ґрунту відбирали з поверхневого шару 0 - 5 см у напрямках чотирьох сторін світу (південь, захід, схід, північ) від промислового об'єкту. Кожна проба відбиралася за правилом конверта згідно методичних рекомендацій щодо відбору проб навколишнього середовища. Сторона конверту складала 15-20 м, а об'єднана проба ґрунту складалася з 10-13 точкових проб. Проби відбирали лопаточкою в один пакет у кожному пункті з попереднім зняттям верхнього шару 0 - 2 см. Відібраний грунт ретельно перемішували, просушували, подрібнювали в ступці і відбирали відповідні наважки для подальшого аналізу [7].

При дослідженні токсичності ґрунту в кожну з експериментальних ємностей (чашки Петрі) вносили на фільтрувальний папір по 1 г подрібненого ґрунту, заливали 5-7 мл вистояної кип'яченої водопровідної води і висаджували по 15-20 насінин тест-культури.

Найбільш зручними культурами для тестування у чашках Петрі є рослини з дрібним насінням - редис, гірчиця, цибуля звичайна. Ми використовували високоякісне насіння цибулі, взяте на селекційній станції. Дослідження проводили серією з трьох паралельних експериментів.

Тривалість досліду становила 48 годин. Молоді рослини обережно звільняли із ґрунту, обтрушували з них часточки ґрунту та трохи підсушували на фільтрувальному папері. Потім проводили виміри стеблової системи, визначали сиру масу десяти найбільш типових проростків, після чого рослини поміщали у паперові пакети і висушували протягом декількох днів, а потім визначали їхню суху масу.

Фітотоксичний ефект визначається у відсотках щодо маси рослин, довжини кореневої або стеблової системи, кількості ушкоджених рослин або кількості сходів. З урахуванням кількості рослинної маси, що утворилася, фітотоксичний ефект розраховується за формулою:

, (1)

де M₀ - маса рослин у ємності з контрольним ґрунтом;

M_х - маса рослин у ємності з досліджуваним ґрунтом.

Після проведення дослідів щодо визначення токсичності ґрунтів за допомогою ростового тесту за методикою Горової А.І., отримані результати, які надані в таблицях 1, 2.

Таблиця 1

Значення фітотоксичного ефекту