Влияние донных отложений на распад углеводородов
В процессе самоочищения морской среды от углеводородов значительная роль принадлежит донным отложениям, которые, адсорбируя углеводороды, с одной стороны, ведут к уменьшению их содер¬жания в воде, а с другой - могут служить при определенных ус¬ловиях источником повторного загрязнения воды. При этом нано¬сы и взвешенные частицы, действуя как «ловушки», играют зна¬чительную роль в миграции нефтяных загрязнений.
Углеводороды в результате адсорбции на взвешенных частицах осаждаются на дно, причем не всегда они остаются на поверхности донных отложений. Сложные физи¬ческие, химические и биологические процессы, происходящие на поверхности раздела вода - донные отложения или вблизи него, могут изменять физическое и химическое состояние углеводородов. Кроме того, связанные со взвешенными частицами, углеводороды под воздействием гидрометеорологических факторов могут вновь перейти в толщу воды и возвратиться в повторный цикл с последовательными ста¬диями: высвобождение – окисление - осаждение.
В относительно глубоководных районах при наличии придон¬ных течений повышенная концентрация нефти в донных отложениях обусловливается также повторным суспендированием взвешенных частиц, содержащих углеводород. В прибрежных и мелководных районах повторное суспендирование частиц и их осаждение на дно имеет даже более важное значение.
Как показали исследования, загрязненность донных отложе¬ний углеводородами зависит также от ряда других природных факторов, в том числе от сорбционной способности, в свою очередь обуслов¬ленной составом (механическим, химико-минералогическим) и физическими свойствами донных отложении.
Судя по проводившимся наблюдениям, в различных районах Каспийского (западные побережья Среднего и Южного Каспия), Балтийского (Рижский залив) и Белого морей (Онежский и Двинский залив) высокие концентрации НУ соответствовали зо¬нам наибольшей седиментации, а низкие, наоборот, зонам с ак¬тивным гидродинамическим режимом [5]. С другой стороны, просле¬живается возрастная приуроченность нефтяных загрязнений к современным осадкам, представленным в исследованных районах различными песка¬ми - от гравелистого до пылеватого, супесчаными и глинистыми илами и раковинным детритом.
Как и следовало ожидать, наиболее загрязненными нефтью ока¬зались донные отложения исследованных районов Каспийского моря, а наименее - Балтийского и Белого морей, что, несомненно, связано с неравномерным объемом поступления углеводородов в эти моря.
В указанных районах по мере удаления от берега содержа¬ние нефти в донных отложениях снижается, как правило, но не без исключения. На общем фоне снижения загрязненности донных отложений выделяются отдельные участки с более высоким содер¬жанием. К ним относятся депрессионные участки рельефа дна: места скопления загрязненных веществ и районы свалки грунта. В первом случае это связано с общим направлением сно¬са осадков в пониженные участки рельефа дна, во втором - с непосредственным сбросом грунтов, содержащих нефтяные углеводороды.
Незначительная плотность современных отложений и гидродинамическая активность способствуют загрязнению донных отложе¬ний по глубине. При этом в присутствии нефти повышается связан¬ность неуплотненных песков и илов, уменьшается дисперсность и пористость, из-за чего часть донных отложений преобразуется в прослой с высоким содержанием нефтяных углеводородов.
Как показали натурные исследования, способность донных от¬ложений к адсорбции нефти внутри каждого из гранулометрических типов, в свою очередь, обусловлена также их дисперсностью плотностью и связанностью частиц. Так, судя по полученным данным (Таблица №2), прослеживается заметная связь между гранулометрическим составом донных отложений и содержанием углеводородов сорбированных на них.
Содержание нефти в донных отложениях уменьшается от глинистых илов к суглинистым и супесчаным и от пылеватых песков к крупным. При этом увеличение содержания углеводородов в донных отложениях сочетается с уменьшением их от¬носительной плотности и увеличением дисперсности, несмотря на общую для исследованных осадков значительную пористость и рыхлость. Причиной повышенных концентраций в мелкодис¬персных донных отложениях, несомненно, является то, что они об¬ладают большой сорбционной поверхностью, а, следовательно, и способностью к удерживанию сорбированных веществ.
Однако в случае нарушенной структуры донных отложении, либо иного воздействия, на условия залегания величины сорбции каждого из гранулометрических типов могут значительно изме¬няться под влиянием гидрометеорологических факторов (волне¬ние, течение), дноуглубительных и гидротехнических работ, что многократно наблюдалось в естественных условиях.
Углеводороды в результате адсорбции на взвешенных частицах осаждаются на дно, причем не всегда они остаются на поверхности донных отложений. Сложные физи¬ческие, химические и биологические процессы, происходящие на поверхности раздела вода - донные отложения или вблизи него, могут изменять физическое и химическое состояние углеводородов. Кроме того, связанные со взвешенными частицами, углеводороды под воздействием гидрометеорологических факторов могут вновь перейти в толщу воды и возвратиться в повторный цикл с последовательными ста¬диями: высвобождение – окисление - осаждение.
В относительно глубоководных районах при наличии придон¬ных течений повышенная концентрация нефти в донных отложениях обусловливается также повторным суспендированием взвешенных частиц, содержащих углеводород. В прибрежных и мелководных районах повторное суспендирование частиц и их осаждение на дно имеет даже более важное значение.
Как показали исследования, загрязненность донных отложе¬ний углеводородами зависит также от ряда других природных факторов, в том числе от сорбционной способности, в свою очередь обуслов¬ленной составом (механическим, химико-минералогическим) и физическими свойствами донных отложении.
Судя по проводившимся наблюдениям, в различных районах Каспийского (западные побережья Среднего и Южного Каспия), Балтийского (Рижский залив) и Белого морей (Онежский и Двинский залив) высокие концентрации НУ соответствовали зо¬нам наибольшей седиментации, а низкие, наоборот, зонам с ак¬тивным гидродинамическим режимом [5]. С другой стороны, просле¬живается возрастная приуроченность нефтяных загрязнений к современным осадкам, представленным в исследованных районах различными песка¬ми - от гравелистого до пылеватого, супесчаными и глинистыми илами и раковинным детритом.
Как и следовало ожидать, наиболее загрязненными нефтью ока¬зались донные отложения исследованных районов Каспийского моря, а наименее - Балтийского и Белого морей, что, несомненно, связано с неравномерным объемом поступления углеводородов в эти моря.
В указанных районах по мере удаления от берега содержа¬ние нефти в донных отложениях снижается, как правило, но не без исключения. На общем фоне снижения загрязненности донных отложений выделяются отдельные участки с более высоким содер¬жанием. К ним относятся депрессионные участки рельефа дна: места скопления загрязненных веществ и районы свалки грунта. В первом случае это связано с общим направлением сно¬са осадков в пониженные участки рельефа дна, во втором - с непосредственным сбросом грунтов, содержащих нефтяные углеводороды.
Незначительная плотность современных отложений и гидродинамическая активность способствуют загрязнению донных отложе¬ний по глубине. При этом в присутствии нефти повышается связан¬ность неуплотненных песков и илов, уменьшается дисперсность и пористость, из-за чего часть донных отложений преобразуется в прослой с высоким содержанием нефтяных углеводородов.
Как показали натурные исследования, способность донных от¬ложений к адсорбции нефти внутри каждого из гранулометрических типов, в свою очередь, обусловлена также их дисперсностью плотностью и связанностью частиц. Так, судя по полученным данным (Таблица №2), прослеживается заметная связь между гранулометрическим составом донных отложений и содержанием углеводородов сорбированных на них.
Содержание нефти в донных отложениях уменьшается от глинистых илов к суглинистым и супесчаным и от пылеватых песков к крупным. При этом увеличение содержания углеводородов в донных отложениях сочетается с уменьшением их от¬носительной плотности и увеличением дисперсности, несмотря на общую для исследованных осадков значительную пористость и рыхлость. Причиной повышенных концентраций в мелкодис¬персных донных отложениях, несомненно, является то, что они об¬ладают большой сорбционной поверхностью, а, следовательно, и способностью к удерживанию сорбированных веществ.
Однако в случае нарушенной структуры донных отложении, либо иного воздействия, на условия залегания величины сорбции каждого из гранулометрических типов могут значительно изме¬няться под влиянием гидрометеорологических факторов (волне¬ние, течение), дноуглубительных и гидротехнических работ, что многократно наблюдалось в естественных условиях.
