Окислительные условия свойственны хорошо дренированным почвам. Если сера попадает в почву с окислительной средой, сера окисляется в почве до шестивалентной формы и, соединяясь с металлами, образует в большинстве случаев хорошо растворимые сульфаты. В этом случае загрязнение почв серой не происходит.
Большую роль играет поглотительная способность почв, т.е. свойство почв сорбировать и задерживать те или другие вещества, в т.ч. органические и минеральные нефтепродукты, приходящие в соприкосновение с твердой фазой почв, оценка через величину емкости поглощения почв, выраженной в мг/экв на 100 г сухого вещества. Чем больше емкость катионного поглощения почв, тем больше опасность их загрязнения различными стойкими продуктами нефтедобычи как органического, так и минерального происхождения. Поглотительная способность почв на территории Башкирии средняя 20-40 мг/экв на 100 г сухих веществ.
В результате действия физико-химической или обменной способности почв из раствора нефтепромысловых вод в почву способен переходить обменный натрий и вызывать процессы вторичного осолонцевания и осолонения почв в связи с техногенным нефтедобывающим фактором. В итоге свойства этих почв резко ухудшаются. Дерново-подзолистые почвы имеют низкую емкость поглощения, а торфяные горизонты некоторых болотных почв имеют очень высокую емкость поглощения - 90-120 мг/экв. Эти почвы благодаря их свойствам можно рассматривать в качестве своеобразных "природных сорбентов" на которых могут закрепляться токсичные органические и минеральные вещества, попадающие в почвы в связи с нефтедобычей.
Поэтому для оценки потенциальной степени опасности загрязнения почв необходимо учитывать процент площадей распространения заболоченных и болотных почв.
При попадании бурового раствора в почву происходит разрушение хлорофилла у зеленых растений, за счет чего резко снижается поглощение ими солнечной энергии, прекращается фотосинтез и уменьшается продуктивность покровов.
Из вещества и материалов, используемых в бурении, наибольшую опасность для почво-грунтов представляют минеральные соли, нефть и нефтепродукты. При попадании в почву растворимых минеральных солей происходят необратимые изменения ее агрохимических свойств, приводящих к потере агрохимической ценности, а в некоторых случаях к развитию почворазрушительных процессов, способствующих перерождению структуры и формированию солончаков.
При попадании в почвы отходов бурения, содержащих токсичные для почвогрунтов солевых компонентов, а также нефть и нефтепродукты резко ухудшаются все свойства почв и заметно падает урожайность возделываемых на таких участках сельхозкультур. При содержании в составе отработанных буровых растворов более 15% нефти и нефтепродуктов даже в плодородных черноземах урожайность с/х культур падает практически до нуля и почва не восстанавливается в течение 3-6- лет. [9]
Отработанные буровые растворы оказывают меньшее отрицательное влияние на кислые почвы с высоким содержанием органических веществ, а также песчаные почвы, но являются более вредными для щелочных суглинистых почв и почв с высоким содержанием глин. Это связано с щелочной природой отработанных буровых растворов. Выявлено также, что хроматы и барит, присутствующие в буровых растворах, растениями не усваиваются и поэтому не оказывают влияния на пищевую цепь экосистемы.
А предельное содержание нефти и нефтепродуктов в почве не должно превышать ОД г/кг почвы. В этом случае не проявляется губительное действие токсиканта на почвы и в растительном сообществе не отмечается мутагенеза.
При проникновении нефти в гумусовый горизонт происходит склеивание структурных разностей грунтовой массы. В результате закупорки капилляров почвы нефтью сильно нарушается аэрация, создаются анаэробные условия, нарушается окислительно-восстановительный потенциал.
Таким образом, анализ материалов исследований по оценке воздействия отходов бурения на объекты природной среды подтверждает необходимость разработки эффективной техники и технологии их очистки, утилизации и нейтрализации вредного воздействия на компоненты окружающей среды.
Прогнозные расчеты уровня загрязнения в районе месторождения указывают, что при соблюдении технологических норм бурения, добычи и транспортировки нефти эти работы не могут оказать серьезного воздействия на природную среду самого месторождения и прилегающей территории.
Однако обустройство месторождения может привести к изменению местообитания зверей и птиц. В результате шумового воздействия и систематического беспокойства от присутствия людей территория месторождения станет непригодной для обитания лося, волка, кабана, лисицы и ночных хищных птиц.
Загрязнения почв нефтью отрицательно влияет на все группы почвенных беспозвоночных. Наиболее губителен этот вид загрязнения для крупных насекомых, червей. Более устойчивы членистоногие, но и они испытывают серьезное угнетение.
Многие виды сосудистых растений оказываются устойчивыми, тогда, как большинство лишайников погибает. Наиболее токсична группа углеводородов с температурой кипения от 150 до 275 ° С. Углеводороды с более низкой температурой кипения менее токсичны, либо безвредны, особенно летучие фракции, поскольку они быстро испаряются не успевая проникнуть в растительную ткань. Основная причина гибели растительности - нарушение кислородного обмена в системе "почва-растение". Нефть практически вытесняет весь кислород из почвы, поэтому рекультивация (вспашка загрязненной территории и посадка определенных видов растений) является одним из наиболее действенных приемов устранения последствий разлива нефти на поверхность почвы.
Необходимо учитывать высокую способность нефти к перемещению на большие расстояния и возможность проявления процессов вторичного загрязнения, т.к. последствия аварии для жизни рек могут быть весьма серьезны.
Одни из наиболее вредных веществ, загрязняющих окружающую среду являются нефть и нефтепродукты.
Косвенные отрицательные эффекты от утечки нефти могут превосходить последствия прямых воздействий на живые организмы. Это объясняется сложной взаимосвязью всех элементов биогеоценоза. Разлитая нефть может полностью изменить структуру природного сообщества, нарушить давно установившиеся равновесия в окружающей среде.[10]
Загрязнение почв нефтью значительно меняет их морфологические, агрохимические и физиологические свойства. Все эти изменения сказываются и на многих животных, для которых почва является средой обитания. Известно, что малые концентрации нефтепродуктов могут стимулировать рост и развитие растений и животных (Исмагилов, Козорез, 1985 и др.), но повышенные - отрицательно действуют на биосферу. Происходит уменьшение численности многих видов организмов: бактерий, грибов, многих групп беспозвоночных животных. Понижаются выживаемость и миграционная активность некоторых видов животных, например, дождевых червей. Почвенные беспозвоночные животные играют важную роль в почвообразовательном процессе. Они служат хорошими индикаторами изменений окружающей среды, возникающих вследствие антропогенного воздействия, в том числе и нефтяного загрязнения.
По мере увеличения интенсивности нефтяного загрязнения происходит обеднение видового разнообразия травостоя и злаков, а для конечных этапов загрязнения характерны одновидовые сообщества.
Амфибии и их личинки - одно из важных звеньев водных и околоводных биоценозов. Они подвергаются действию нефтяных углеводородов в реках и небольших водоемах, куда приходят на размножение и где развиваются икра и головастики. В результате этого происходят: возрастание эмбриональной смертности; снижение массы тела; удлинение сроков развития; увеличивается процент аномалий, патологий, уродств.
Организмы оказываются наиболее чувствительными к различным повреждающим факторам на ранних этапах своего развития.
Как высокотоксичное вещество, нефть может оказывать наркотический эффект. Сырая нефть нарушает функционирование ферментных и белковых систем многих водных растений и животных. У видов, более к ней чувствительных задерживаются деление клеток, их рост. Потребление нефти с кормом сказывается на снижении численности промысловых видов рыб; у уток наблюдаются липоидная пневмония, ожирение печени, увеличение надпочечной железы, различные некрозы и т.д.
Для молоди рыб, наиболее токсичными реагентами являются баритовый утяжелитель, известь, каустическая сода и бихромат калия. Баритовый утяжелитель вызывает резкое снижение интенсивности питания и прироста молоди. Концентрация извести и каустической соды выше 0,05 г/л при рн отработанных буровых растворов более 9,6 вызывает гибель молоди. При изучении влияния степени разведении отработанного бурового раствора на эмбриональное развитие некоторых видов рыб было установлено, что концентрация ОБР в воде свыше 0,007 г/л уже на седьмой день приводит к торможению развития эмбрионов, а нормальное развитие эмбрионов возможно лишь при разведении бурового раствора в 26 тыс. раз.
При нефтедобыче возможны ситуации, когда воздействует либо фактор, либо их совокупность. Перестройки в растительности могут быть обусловлены:
- механическим воздействием;
- механическим в сочетании с нефтяным загрязнением;
- механическим в сочетании с загрязнением минерализованными водами;
- механическим в совокупности с загрязнением нефтью и минерализованными водами.