Hydrocarbons in soils of the Tamsagbulag oil fi eld (Eastern Mongolia)

Abstract

Dry steppe chestnut soils (Kastanozems) of the Tamsagbulag oil field are subject to intensive technogenic impact of oil production facilities. It has been established that the technogenic impact on chestnut soil during oil production is manifested in the discreteness of physical-chemical parameters in the surface horizon. The value of the miner- alization of the aqueous extract ranged from 32.5 to 325.0 mg∙L-1, the specific electrical conductivity from 65.4 to
647.0 μS∙cm-1. The concentration of hydrocarbons (HC) varied from 7 to 647 mg∙kg-1 and, with rare exceptions, was at the level of background values (100 mg/kg) established for oil production areas. The proportion of HC from the organic carbon content Corg varied widely, from 0.01 to 6.20%. Gas-chromatographic analysis of the molecular weight distribution of n-alkanes in the composition of HC showed that high-molecular homologues C27–C39 dominate in the surface horizon of the soil, with a sufficiently high degree of transformation of individual odd n-alkanes. The proportion of average molecular weight homologues ∑C22–C25 did not exceed 8% of the sum of n-alkanes. In the microbial community, heterotrophic bacteria dominated among the ecological-trophic groups of microorganisms (unicellular bacteria, actinomycetes, micromycetes), in their composition the proportion of oil-oxidizing bacteria was 9.1–39.3%. The process of destruction of petroleum HC was accompanied by the formation of a wide range of volatile organic compounds. It is shown that the quantitative and qualitative composition of oil components in the surface horizon of soils is determined by two processes — vertical migration and transformation of hydrocarbons, which compensate for the accumulation of oil.

References

1.    Вершинин А.А., Петров А.М., Акайкин Д.В. и др. Оценка биологической активности дерново-подзолистых почв разного гранулометрического состава в условиях нефтяного загрязнения // Почвоведение. 2014. № 2.
2.    Геннадиев А.Н., Пиковский Ю.И., Ковач Р.Г. и др. Углеводородное состояние почв при разновозрастном нефтяном загрязнении // Почвоведение. 2016. № 5.
3.    Геннадиев А.Н., Завгородняя Ю.А., Пиковский Ю.И. и др. Алканы как компоненты углеводородного состояния почв: поведение, индикационное значение // Почвоведение. 2018. № 1.
4.    Головко А.К., Горбунова Л.В., Камьянов В.Ф. и др. Структурно-групповой состав компонентов нефтей Восточной и Юго-Восточной Монголии // Нефтехимия. 2004. Т. 44, № 4.
5.    Звягинцев Д.Г., Зенова Г.М., Грачёва Т.А. и др. Разнообразие почвенных актиномицетных комплексов, обусловленное температурными адаптациями мицелиальных актинобактерий // Теорeтическая и прикладная экология. 2011. № 1.
6.    Замотаев И.В., Никонова А.Н., Иванов И.В. и др. Химическое загрязнение и трансформация почв в районах добычи углеводородного сырья (обзор литературы) // Почвоведение. 2015. № 12.
7.    Каширцев В.А. Органическая геохимия нефтей Монголии / Недропользование. Горное дело. Направления и технологии поиска, разведки и разработки месторождений полезных ископаемых. Экономика. Геоэкология (Новосибирск, 18–20 мая 2022 г.): Материалы XVIII международной научной конференции. Новосибирск, 2022. Вып. 1, т. 2.
8.    Кураков А.В., Ильинский В.В., Котелевцев С.В. и др. Биоиндикация и реабилитация экосистем при нефтяных загрязнениях. М., 2006.
9.    Мамаева Е.В., Суслова М.Ю., Погодаева Т.В. и др. Микробное некультивируемое сообщество осадков Гыданской губы и Енисейского залива Карского моря // Океанология. 2014. Т. 54, № 3.
10.    Мязин В.А., Иванова Л.А., Чапоргина Н.В. и др. Пора оздоравливать Арктику. Биологические способы очистки и восстановления нефтезагрязненных территорий. Апатиты, 2023.
11.    Панкова Е.И., Ямнова И.А. Проявление засоления и солонцеватости в зональных почвах сухих степей Монголии // Аридные экосистемы. 2021. Т. 27, № 1(86).  
12.    Петров А.А. Углеводороды нефти. М., 1984.
13.    Пиковский Ю.И., Геннадиев А.Н., Чернянский С.С. и др. Проблемы диагностики и нормирования загрязнения почв нефтью и нефтепродуктами // Почвоведение. 2003. № 9.
Pikovskii Yu.L., Gennadiev A.N., Chernyanckii S.S. et al. The Problem of Diagnostics and Standardization of the levels of Soil Pollution by Oil and Oil Products // Eurasian Soil Science. 2003. T. 36, № 9.
14.    Пиковский Ю.И., Геннадиев А.Н., Краснопеева А.А. и др. Углеводородные геохимические поля в почвах района нефтяного промысла // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. География. 2009. № 5.
15.    Пиковский Ю.И., Пузанова Т.А. Экологические проблемы добычи нефти в России // ТЭК России. 2012. № 1.
16.    ПНД Ф 16.1:2.2.22-98. Методика выполнения измерений массовой доли нефтепродуктов в минеральных, органогенных, органо-минеральных почвах и донных отложениях методом ИК-спектрометрии. М., 2005.
17.    ПНД Ф 16.1:2:2.3:2.2:3.59-09. Количественный химический анализ почв. Методика выполнения измерений массовых долей бензола и толуола в почве, грунтах, донных отложениях, отходах производства и потребления газохроматографическим методом. М., 2009.
18.    Серебряков А.О., Кондратьев Ю.К. Нефть Монголии: месторождения, физико-химический состав, запасы и добыча // Геология, география и глобальная энергия. 2012. Т. 2, № 45.
19.    Теории и методы физики почв. М., 2007.
20.    Трофимов С.Я., Ковалева Е.И., Аветов Н.А. и др. Исследования нефтезагрязненных почв и перспективные подходы к их ремедиации // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 2023. № 4.
21.    Хонгорзул Б., Горбунова Л.В., Головко А.К. и др. Углеводородный состав и типизация нефтей Монголии по масс-спектральным данным // Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело». 2007. № 2.
22.    Шеин Е.В., Милановский Е.Ю., Хайдапова Д.Д. и др. Практикум по физике твердой фазы почв. М., 2017.
23.    IUSS Working Group WRB World Reference Base for Soil Resources 2014. International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps. World Soil Resources Reports № 106. FAO, Rome, 2014. Мировая реферативная база почвенных ресурсов 2014. Мировая система почвенной классификации для диагностики почв и создания легенд почвенных карт. Исправленная и дополненная версия 2015 / Перевод И.А. Спиридоновой; под ред. М.И. Герасимовой и П.В. Красильникова. М., 2017.
24.    Liao J. Q., Wang J., Jiang, D.L. et al. Long-term oil contamination causes similar changes in microbial communities of two distinct soils // Appl. Microbiol. Biot. 2015. Vol. 99.
25.    Peters K.E., Walters C.C., Moldowan J.M. The biomarker guide: Biomarkers and isotopes in petroleum systems and Earth History. Cambridge, 2005.
26.    Serrano-Silva N., Sarria-Guzman Y., Dendooven L. et al. Methanogenesis and Methanotrophy in Soil: A Review // Pedosphere. 2014. Vol. 24, № 3.
27.    The Physical Geography of Mongolia. [Электронный ресурс] Geography of the Physical Environment. Springer, Cham. 2021. https://link.springer.com/book/10.1007/978-3-030-61434-8 (дата обращения 12.04.2023).