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.
Кинетика сушки образцов торфа (засыпка)
Рис. 19. Кинетика сушки образцов торфа (засыпка). Условные обозначения - номера площадок (рис. 12)


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


Потеря летучих веществ нефти при подготовке образца к анализу
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

Давность
разлива,
дни

Исходное содержание влаги в засыпке, %

Концентрация нефти в торфе, мг/г в.-с. в.

3 л/м2

5 л/м2

10 л/м2

15 л/м2

За
лежь

За
сыпка

За
лежь

За
сыпка

За
лежь

За
сыпка

За
лежь

За
сыпка

Торфяная
засыпка
(фон)

40

0,22 (0,28 на 308-й день)

55

0,17 (0,32 на 308-й день)

Среднее

0,195 (0,30 на 385-й день)

40

0,31 (на 1083-й день)

Торфяная
залежь
(фон)

40

0,31 (на 1083-й день)

17

40

106

6,15

45

1,61

169

1,27

453

3,15

55

210

1,48

260

3,63

349

1,39

547

6,09

Среднее

158

3,81

152,5

2,62

259

1,33

500

4,62

80

40

26,2

21,2

26,9

5,5

485,4

9,2

179,7

6,9

55

24,7

7,5

40,4

22,2

519

10,9

353,7

57,8

Среднее

25,4

14,4

33,6

13,8

502,2

10,0

266,7

32,4

240

40

217

0,4

120

0,83

253

0,24

531

3,03

55

80

2,07

23

3,87

320

2,79

505

28,7

Среднее

148,5
/>1,24
71,5

2,35

286,5

1,52

518

15,9

Контроль без засыпки



227


545


606


308

40

8,3

7,0

212

3,7

354

7,7

355

4,1

55

102

0,5

385

3,4

315

1,8

449

8,2

Среднее

55,2

3,8

298,5

3,6

334,5

4,75

402

6,2

Контроль без засыпки



208


490


625


434

40

183

1,7

229

4,1

381

3,1

407

30,8

55

213

5,7

291

4,7

373

6,5

333

21,7

Среднее

198

3,7

260

4,4

377

4,8

370

26,3

624

40

210

17,6

252

33,8

353

17,9

547

15,7

Залежь без засыпки



392


650


965




Давность
разлива,
дни

Исходное содержание влаги в засыпке, %

Концентрация нефти в торфе, мг/г в.-с. в.

3 л/м2

5 л/м2

10 л/м2

15 л/м2

За
лежь

За
сыпка

За
лежь

За
сыпка

За
лежь

За
сыпка

За
лежь

За
сыпка

760

40

14

4,6

643

9,7

441

5,2

241

4,8

Залежь без засыпки



397


668


544


979

40

122

1,6

232

10,6

248

66

202

60

Залежь без засыпки



427


513


512


1083

40

58

13

264

57

284

26
/>390
25

Залежь без засыпки



467


614


566


1360

40

220,9

31,6

210,9

24,5

399,5

26

370,7

38,1

Залежь без засыпки



445,9


527,2


484,3


2217

40

69

10

273

22

271

10

280

17

Залежь без засыпки



430


589


531



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. 24). Так, при заливке 10 л нефти на I м2 на 240-й день концентрация нефти в деятельном слое торфяной залежи в опыте с засыпкой составляла 286,5 мг/г в.-с.в. против 545 мг/г в.-с.в. в опыте без засыпки. На 308-й день концентрации имели значения 334,5 и 490 мг/г в.-с.в. соответственно. При заливке 15 л/м2 концентрация на 240-й день в слое торфяной залежи с засыпкой составила 518 мг/г в.-с.в. против 606 мг/г. в.-с.в. в опыте без засыпки. На 308-й день концентрации составили 402 и 625 мг/г в.-с.в. соответственно.
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. 25, рис. 23).
Таблица 25
Отношение концентраций нефти в засыпке к залежи, %

Давность разлива, дни

Количество разлитой нефти, л/м2

3

5

10

15

17

5,8

3,6

0,75

0,7

80

80,9

20,4

1,9

3,8

240

0,2

0,7

0,1

0,6

308

84,4

1,7

2,2

1,2

434

0,9

1,8

0,8

75,7

760

32,9

1,5

1,1

2,0

979

1,3

4,6

26,6

29,7

1083

22,4

21,6

9,1

6,4

1360

14,3
/>11,6
6,5

10,3

2217

14,5

8,1

3,7

6,1


Влияние давности разлива на отношение концентрации нефти в засыпке к концентрации нефти в торфяной 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. Первый период при высоком положении засыпки и незначительном влиянии на засыпку уровня болотных вод характеризуется неравномерным взаимодействием засыпки и торфяной залежи. По этой причине возникает неравномерное загрязнение засыпки, зависящее от замазученности залежи. Эта связь увеличивается во второй двухлетний период. Амплитуда разброса данных снижается в два и более раз.
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.
Содержание нефти в слое засыпки
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.
<< | >>
Источник: Суворов, В.И.. . Актуальные вопросы использования торфа и болот [Текст]: монография / Ю.Н. Женихов, В.В. Панов, К.И. Лопатин, В.И. Толстограй, И.А. Юсупов. - Тверь: ООО «Издательство «Триада».- 152 с. 2012

Еще по теме Динамика нефтесодержания,s:

  1. Глава 7. Признаковый комплекс в психике Структура признака соматичность - релатичность, динамика его проявления, болезненные нарушения динамики
  2. § 3. ГРУППОВАЯ ДИНАМИКА
  3. 12.9. Динамика экосистем
  4. ДИНАМИКА ПОПУЛЯЦИЙ.
  5. 1.4. ДИНАМИКА КУЛЬТУРЫ
  6. Динамика популяций
  7. Динамика экосистем
  8. ДИНАМИКА ЗАПАСОВ
  9. 17. 2. Динамика общества и его развитие
  10. Динамика популяций
  11. § 3. Динамика конфликтов
  12. Социальная динамика
  13. 7.6. Динамика биоты
  14. 5.5 Концепция динамики культуры О. Шпенглера