ФЕНОЛЬНА ТОКСИКАЦІЯ ГРУШНОГО ПОКРОВУ В ЗОНІ ДІЯЛЬНОСТІ НАФТОХІМІЧНОГО ПІДПРИЄМСТВА -
Стійкий розвиток промислових міст можливий за надійного захисту природного середовища від негативного впливу, джерелами якого є нафтохімічні та хімічні підприємства.
Ґрунтовий покрив – основний елемент ландшафту, він першим приймає він «екологічний удар». У зв'язку з механічним порушенням та нерідко хімічним забрудненням відбувається поступова деградація ґрунтів, яка стала однією з основних екологічних проблем нафтогазового комплексу.
Різноманітність ґрунтових та кліматичних умов на території України, зміна потенційної здатності ґрунтів до самоочищення потребує диференційованого підходу до розвитку існуючих методів та розробки нових методів оцінки екологічного стану урболандшафтів.
Мета роботи – дослідити функціонування нафтохімічного підприємства як джерела антропогенного впливу, визначити концентрацію фенолів у ґрунтах досліджуваних об'єктів; виявити сезонну та річну динаміку зміни концентрації полютантів у ґрунті; оцінити інформативність даних про акумуляцію фенолів у ґрунті.
Матеріали та методи дослідження
Нами було відібрано об'єднані проби з шару 0–20 см (методом конверту ГОСТ 17.4.3.01–83). Підготовку ґрунту до аналізу проводили згідно з ГОСТом17.4.4.02–84. Вимір масової частки летких фенолів у ґрунтах проводили фотометричним методом після відгону парою на електрофотокалориметрі КФК-2. Метод заснований на реакції фенолів у лужному середовищі з діазосульфаніловою кислотою. У дистиляті вимірюють оптичну щільність на фотоелектроколориметр при довжині хвилі 440 нм [2]. Повторність чотириразова. Похибка Р = 0,95; результати перераховують на абсолютно сухий ґрунт.
Результати дослідження та їх обговорення
Основними джерелами фенолівє підприємства хімічної та нафтохімічної промисловості Волгограда (ВАТ "Каустик", ВАТ "Пласткард", ВАТ "Лукойл-Волгоград нафтопереробка", ВАТ "Завод технічного вуглецю", ВАТ "Хімпром"). На ВАТ «Пласткард» при піролізі легких нафтових фракцій крім основних продуктів (ацетилену та етилену) в результаті реакції полімеризації ацетилену та дієнового синтезу утворюються ароматичні сполуки з утворенням похідних фенолу [7].
На ВАТ «Хімпром» виробляють пластифікатори полімерних матеріалів різних марок, зокрема, трифенілфосфат та трикрезілфосфат. На підприємстві ТОВ «Лукойл Волгоград нафтопереробка» при отриманні алкілфенольних присадок до мастил відбувається алкілювання фенолу полімер-дистилятором або трімерами пропілену.
Процес очищення масляних фракцій від домішок – одна з основних у технологічній схемі отримання мастил. Як розчинник на установках селективного очищення масел типу А-37/1 тривалий час застосовували фенол, в останні роки впроваджують N-метилпіролідон. На підприємстві ТОВ «Завод технічного вуглецю» як сировину використовують різні масляні фракції, до складу яких входять конденсовані ароматичні сполуки. У ході високотемпературних процесів переробки сировини відбувається розщеплення вуглеводнів з утворенням елементарного вуглецю (сажа) та низки побічних продуктів, які при взаємодії утворюють похідні фенолів.
Динаміка зміни вмісту фенолів у ґрунті, мг/кг
Аналіз наявних фондових даних показує тенденцію зниження вмісту фенолу у ґрунтах протягом семи років. Його концентрація у ґрунті житлового масиву в 9,2 рази нижча, ніж у ґрунтах промзони.
Нами також проведено визначення частки фенолів у ґрунті за період з 2009 по 2012 роки (табл. 2).Частка фенолів закономірно знижується у ґрунтах: житловій масиві – у 2,6 раза; в СЗЗ - 1,5; у промзоні – у 2,2, у полігонах – у 3 рази.
Вміст фенолів у ґрунтах, мг/кг
Санітарно-захисна зона (СЗЗ). 2009 р. Найменше фенолів міститься у ґрунті у ДК «Царицин» навесні (0,27 мг/кг), до осені його частка зростає до 1,59. Висока частка фенолів навесні у ґрунті овочевої бази (1,28), восени – біля стели «Волгоград» (1, 79) та на околицях очисних споруд (1,76 мг/кг). Висока частка фенолів у ґрунтах СЗЗ влітку 2010 р. відзначена на околицях очисних споруд (1,3 мг/кг) та у автобази (0,87), навесні у нафтобази (2,19) та автобусної зупинки (2,55).
2010 р. За всі сезони тільки в депо та у причалів частка фенолів у ґрунті відповідає фону. Максимальна їх кількість виявлена навесні в ґрунті ДК «Царицин» (1,87 та на околицях очисних споруд (1,23 мг/кг), влітку – у нафтобази (1,52) та на околицях очисних споруд (1,51 мг/кг) ).
2012 р. Зміст фенолів, що відповідає фоновому, за всі сезони зазначено біля ґрунтів нафтобази, стели «Волгоград» та причалів. Навесні відбувається накопичення фенолів у ґрунті у автобази (1,09 мг/кг), до літа їхня частка знижується до 0,86. Влітку їхня частка максимальна на околицях очисних споруд (1,43 мг/кг) і в нафтобази (1,02).
2011 р. Концентрація фенолів, що відповідає фоновій, виявлена в установці з виробництва присадок та резервуарного парку паливного блоку. Навесні їх накопичення виявлено у установки селективного очищення олій (2,85) та майданчика очисних споруд (2,36 мг/кг), влітку також у установки селективного очищення олій (1,57) та у факельного господарства (1,43 мг/кг) ). Максимальна частка фенолів визначена влітку реагентного господарства, що дорівнює 4,42 мг/кг.
2012 р. Частка фенолів, що дорівнює фоновій,протягом року виявлено лише біля ґрунтів резервуарного парку товарної продукції. Максимальне перевищення фону (у 3-4 рази) у встановлення селективного очищення олій, водоблоків, реагентного господарства.
Місця захоронення відходів. 2009 р. Максимальна кількість фенолів сконцентрована у ґрунтах у полігону твердих відходів (2,80–2,82 мг/кг), у ґрунтах у ставка-накопичувача, їх концентрація з весни до літа та осені незначно зростає відповідно ‒ 2,52, 2 ,61 та 2,70 мг/кг. У полігону в'язких відходів їх кількість змінюється від 2,2 навесні до 2,73 – влітку та 2,56 мг/кг – восени.
2010 р. Влітку частка фенолів у полігонах змінюється у вузьких межах – від 2,33 до 2,53 мг/кг. Влітку в ставку-накопичувачі їхня частка знижується з 2,42 до 2,06, до осені феноли накопичуються і їхня частка становить 2,25 мг/кг. У полігону твердих відходів зростає до осені від 2,33 до 3,48, до осені - до 3,51. У полігону в'язких відходів знижується з 2,53 до 1,12 влітку і восени знову концентрується (1,94 мг/кг).
У 2011 р. максимальна частка фенолів навесні у полігону твердих відходів (3,59), влітку у ставка-накопичувача (1,88 мг/кг). У всіх полігонах частка фенолів влітку нижча, ніж навесні. 2012 р. Полігон в'язких відходів рекультивовано. Навесні у ґрунтах у ставка-накопичувача та полігону твердих відходів частка фенолів відповідала фону, влітку зросла відповідно до 1,37 та 2,20 мг/кг.
При дослідженні вмісту фенолів у Кемерово у зоні дії викидів заводу напівкоксування О.А. Неверова [4] у заміській зоні встановила його концентрацію, що становить 0,74 мг/кг, у межах міста – 0,9–0,11. Ці результати можна порівняти з даними, отриманими нами.
де Фант - частка фенолів антропогенного походження; Ффон, Фобщ – відповідно частка фенолів у фоновій (незабрудненій) та досліджуваній забрудненійґрунтах, мг/кг.
За запропонованою формулою розрахуємо частку фенолу антропогенного походження (табл. 3).
Частка фенолів антропогенного походження, мг/кг