Jet-fuel as a source of soil pollution (review)
- 作者: Koroleva T.V.1, Semenkov I.N.1, Lednev S.A.1, Soldatova O.S.2
-
隶属关系:
- Lomonosov Moscow State University
- Center for Operation of Space Ground Based Infrastructure, Senter ‘Yuzhniy’
- 期: 编号 9 (2024)
- 页面: 1275–1282
- 栏目: DEGRADATION, REHABILITATION, AND CONSERVATION OF SOILS
- URL: https://journals.rcsi.science/0032-180X/article/view/280297
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0032180X24090095
- EDN: https://elibrary.ru/WLOWIK
- ID: 280297
如何引用文章
详细
Kerosene is widely used in various types of anthropogenic activities. Its environmental safety is mostly discussed in the context of aerospace activity. At all stages of its life cycle, aerospace activity impact the environment. In aviation, pollution of atmospheric air and terrestrial ecosystems is caused, first of all, by jet-fuel and the products of its incomplete combustion and is technologically specified for a number of models in case of fuel drainage due to an emergency landing. During the rocket and space activity, jet-fuel enters terrestrial ecosystems as a result of fuel spills from engines and fuel tanks at the fall sites of spent first stages of the launch vehicles. Jet-fuel does not enter terrestrial ecosystems from the second and third stages of launch vehicles. The component composition of aerosol emissions from aircraft engines and launch vehicles has been studied in sufficient detail. At the same time, regarding soils, there are practically no publications with representative data sets and their statistical processing not only for the kerosene content, but also for the total petroleum hydrocarbons in soils affected by aerospace activity. Nevertheless, the available data and the results of modeling allow us to assert that during the normal aerospace activity, an acceptable level of hydrocarbons entering is observed into terrestrial ecosystems, which does not exceed the assimilation potential. That is, the incoming amount of jet-fuel disappears quickly enough without causing irreversible damage.
作者简介
T. Koroleva
Lomonosov Moscow State University
Email: semenkov@geogr.msu.ru
俄罗斯联邦, Moscow, 119991
I. Semenkov
Lomonosov Moscow State University
编辑信件的主要联系方式.
Email: semenkov@geogr.msu.ru
俄罗斯联邦, Moscow, 119991
S. Lednev
Lomonosov Moscow State University
Email: semenkov@geogr.msu.ru
俄罗斯联邦, Moscow, 119991
O. Soldatova
Center for Operation of Space Ground Based Infrastructure, Senter ‘Yuzhniy’
Email: semenkov@geogr.msu.ru
哈萨克斯坦, Baikonur, 468320
参考
- Адам А.М., Архипов В.А., Бурков В.А. Плеханов И.Г., Ткаченко А.С. Влияние метеорологических условий на распространение аэрозольного облака жидких ракетных топлив // Оптика атмосферы и океана. 2008. Т. 21. № 6. С. 504–509.
- Андреев Я.А. Оценка загрязнения поверхности почвы и атмосферы при аварийном сбросе авиационного топлива // ХIII Всерос. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых “Наука и образование”. Томск, 2006. Т. 6. Ч. 2. С. 3–7.
- Архипов В.А., Березиков А.П., Ткаченко А.С., Усанина А.С. Обобщенная модель распространения жидко-капельного облака при аварийном сбросе авиационного топлива // Известия высших учебных заведений. Физика. 2010. Т. 53. № 12/2. С. 10–13.
- Архипов В.А., Жаров И.К., Козлов Е.А., Ткаченко А.С. Прогнозирование экологических последствий распространения облака токсичных аэрозолей в районах падения отработанных ступеней ракет-носителей // Оптика атмосферы и океана. 2015. Т. 28. № 1. С. 89–93.
- Асатуров М.Л. Загрязнение окружающей среды при авиатранспортных процессах. СПб.: Университет ГА, 2010. 94 с.
- Бабаев М.П., Исмаилов Н.М., Наджафова С.И., Кейсерухская Ф.Ш., Оруджева Н.И. К вопросу о разработке ПДК нефти и нефтепродуктов в различных типах почв на основе их ассимиляционного потенциала (на примере почв Азербайджана) // Почвоведение. 2020. № 11. С. 1393–1400. https://doi.org/10.31857/S0032180X20110040
- Базарский О.В., Кочетова Ж.Ю. Модель испарения капель керосина в атмосфере и загрязнения грунтов приаэродромной территории // Вестник МГТУ. 2019. Т. 22. № 1. С. 64–71. https://doi.org/10.21443/1560-9278-2019-22-1-64-712019
- Большаков В.Н., Кузнецова И.А. Экологический мониторинг в районе падения отделяющихся частей ракет-носителей “Союз” на территории северного Урала // Биосфера, 2015. Т. 7. № 2. С. 169–180.
- Братков А.А., Серегин Е.П., Горенков А.Ф. Химмотология ракетных и реактивных топлив. М.: Химия, 1987. 304 с.
- Жариков Г.А., Крайнова О.А., Хаитов М.Р., Марченко А.И. Разработка микробиологического препарата для биоремедиации почв, загрязненных компонентами ракетных топлив // Медицина экстремальных ситуаций. 2022. Т. 24. № 3. С. 27–38. https://doi.org/10.47183/mes.2022.031
- Завгородняя Ю.А., Соколова Д.С. Содержание летучих углеводородов в нефтезагрязненных ландшафтах Западной Сибири // Георесурсы, геоэнергетика, геополитика. 2011. № 1(3). 10 с. (электронное издание) (Content of volatile hydrocarbons in contaminated landscapes of Western Siberia)
- Иванова А.Р. Влияние авиации на окружающую среду и меры по ослаблению негативного воздействия // Тр. Гидрометцентра России. 2017. Вып. 365. С. 5–14.
- Качинский ВЛ., Завгородняя Ю.А., Геннадиев А.Н. Загрязнение арктотундровых почв острова Большой Ляховский (Новосибирские острова) // Почвоведение. 2014. № 2. С. 155-168.
- Коробова О.С., Филиппова Д.В. Воздействие объектов гражданской авиации на окружающую среду на примере международного аэропорта “Шереметьево” // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2017. № 5. С. 299–305.
- Королева Т.В., Шарапова А.В., Кадетов Н.Г., Черницова О.В. Эколого-геохимические исследования на территориях, подверженных воздействию ракетно-космической деятельности (Северо-Западный Алтай) // География и природные ресурсы. 2015. № 1. С. 71–79.
- Кочетова Ж.Ю. Авиационно-ракетный кластер как новый класс объектов геоэкологического мониторинга // Географический вестник. 2019. № 3(50). С. 79–91.
- Кривушина А.А., Бобырева Т.В., Николаев Е.В., Славин А.В. Механизмы микробиологической деструкции углеводородного топлива и других нефтепродуктов микромицетами (обзор) // Авиационные материалы и технологии. 2020. № 3(60). С. 66–71. https://doi.org/10.18577/2071-9140-2020-0-3-66-71
- Лазарев И.С., Кочетова Ж.Ю., Базарский О.В., Бакланов И.О. Мониторинг и прогнозирование загрязнения приаэродромных территорий (на примере г. Энгельс) // Ученые записки РГГМУ. 2019. № 56. С. 126–132. https://doi.org/10.33933/2074-2762-2019-56-126-132
- Мессинева Е.М., Фетисов А.Г., Мануйлова Н.Б. Воздействие предприятий аэропорта “Шереметьево” на состояние воздушной среды // Экология и промышленность России. 2020. Т. 24. № 5. С. 64–70. https://doi.org/10.18412/1816-0395-2020-5-64-70
- Методика контроля загрязнения атмосферного воздуха в окрестности аэропорта. М.: Минтранс России- Минэкологии России, 1992. 56 с.
- Пиковский Ю.И., Геннадиев А.Н., Чернянский С.С., Сахаров Г.Н. Проблема диагностики и нормирования загрязнения почв нефтью и нефтепродуктами // Почвоведение. 2003. № 9. С. 1132–1140.
- Питулько В.М., Кулибаба В.В. Реновация природных систем и ликвидация объектов прошлого экологического ущерба. М.: ООО “Научно-издательский центр ИНФРА-М”, 2017. 497 с. https://doi.org/10.12737/monography_592d719605d0e6.49777507
- Прохоров А.В., Янов А.Ю. Модель негативного экологического влияния летательных аппаратов на селитебную зону в районе расположения аэропортов // Universum: Технические науки: электронный научный журн. 2014. № 7 (8).
- Пузанов А.В., Горбачев И.Н., Архипов И.А. Оценка воздействия РКД на экосистемы Алтае-Саянской горной страны (1998-2010 годы) // Мир науки, культуры, образования. 2010. № 5. С 262–264.
- Солнцева Н.П. Добыча нефти и геохимия природных ландшафтов. М.: МГУ, 1998. 376 с.
- Шарапова А. В., Семенков И. Н., Кречетов П. П., Леднев С. А., Королева Т. В. Влияние керосина на целлюлозолитическую активность дерново-подзолистой и песчаной пустынной почв (лабораторный эксперимент) // Почвоведение. 2022. № 2. С. 244–251. https://doi.org/10.31857/S0032180X22020113
- Шкапенко В.В., Кадошников В.М., Мусич Е.Г., Парамонова Н.К., Единач А.В. Трансформация керосина в грунтах под действием почвенных микроорганизмов // Збірник наукових праць Інституту геохімії навколишнього середовища. 2016. Вип. 25. С. 98–105.
- Экологическая безопасность ракетно-космической деятельности / Под ред. Касимова Н.С. и др. М.: Спутник+, 2015. 304 с.
- Экологический мониторинг ракетно-космической деятельности / Под ред. Касимова Н.С. и др. М.: Рестарт, 2011. 472 с.
- Aguelmous A., El Fel L., Souabi S., Zamama M., Yasri A., Lebrihi A., Hafidi M. Petroleum sludge bioremediation and its toxicity removal by landfill in gunder semi-arid conditions // Ecotoxicology and Environmental Safety. 2018. V. 166. P. 482–487. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2018.09.106
- Anderson B.E., Chen G., Blake D.R. Hydrocarbon emissions from a modern commercial airliner // Atmospheric Environment. 2006. V. 40. № 19. P. 3601–3612 https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2005.09.072
- Balint A., Belvarner G., Gyarmati B. Monitoring of the kerosene and cadmium contaminated soil near the airport // Scientific Technical and Art Releases. Óbuda University, 2020. P. 6–10.
- Beliatskii I.V., Samoylenko V.M., Kozlov A.N. The problem of risk management for flight safety in the field of aviation fuel supply of air transportation // Civil Aviation High Technologies. 2023. V. 26. № 5. P. 8–18. https://doi.org/10.26467/2079-0619-2023-26-5-8-18
- Bendtsen K.M., Bengtsen E., Saber A.T., Vogel U. A review of health effects associated with exposure to jet engine emissions in and around airports // Environ. Health. 2021. V. 20. № 1. P. 10. https://doi.org/10.1186/s12940-020-00690-y
- Dakhel P.M., Lukachko S.P., Waitz I.A., Miake-Lye R.C., Brown R.C. Postcombustion evolution of soot properties in an aircraft engine // J. Propulsion Power. 2007. V. 23. № 5. P. 942–948. https://doi.org/10.2514/1.26738
- Demirdjian B., Ferry D., Suzanne J., Popovicheva O.B., Persiantseva N.M., Shonija N.K. Heterogeneities in the microstructure and composition of aircraft engine combustor soot: impact on the water uptake // J. Atmospheric Chem. 2007. V. 56. P. 83–103. https://doi.org/10.1007/s10874-006-9043-9/
- Federal Aviation Administration. Aviation and Emissions. A Primer. Federal Aviation Administration Office of Environment and Energy. 2005. http://www.faa.gov/regulations_policies/policy_guidance/envir_policy/media/aeprimer.pdf
- Galin Ts., Gerstl Z., Yaron B. Soil pollution by petroleum products, III. Kerosene stability in soil columns as affected by volatilization // J. Contaminant Hydrology. 1990. V. 5. P. 375–385.
- Jarsjӧ J., Destouni G., Yaron B. Retention and volatilisation of kerosene: Laboratory experiments on glacial and post-glacial soils // J. Contaminant Hydrology. 1994. V. 17. P. 167–185.
- Karthikeyan R., Mankin K. R., Davis L.C., Erickson L. E. technical note: fate and transport of jet fuel (JP-8) in soils with selected plants // Int. J. Phytoremed.. 2003. V. 5. № 4. P. 281–292. http://dx.doi.org/10.1080/15226510309359038
- Kinsey J. S., Hays M. D., Dong Y., Williams D. C., Logan R. Chemical characterization of the fine particle emissions from commercial aircraft engines during the aircraft particle emissions experiment (APEX) 1 to 3 // Environ. Sci. Technol. 2011. V. 45. № 8. P. 3415–3421. https://doi.org/10.1021/es103880d
- Koroleva T., Krechetov P., Semenkov I., Sharapova A., Lednev S., Karpachevskiy A., Kondratyev A., Kasimov N. The environmental impact of space transport // Transportation Research Part D: Transport and Environment. 2018. V. 58. P. 54–69. https://doi.org/10.1016/j.trd.2017.10.013
- Kumar R., De M. Enhanced degradation of petroleum hydrocarbons by Klebsiella michiganensis RK and Acinetobacter baumannii IITG19 isolated from local soil sources // International Journal of Environmental Science and Technology. 2023. V. 20. P. 13387–13398 https://doi.org/10.1007/s13762-023-04790-3
- Lam N.L., Smith K.R., Gauthier A., Bates M.N. Kerosene: a review of household uses and their hazards in low- and middle-income countries // J. Toxicology Environ. Health. Part B. 2012. V. 15. P. 396–432. https://doi.org/10.1080/10937404.2012.710134
- Lednev S.A., Semenkov I.N., Klink G.V., Krechetov P.P., Sharapova A.V., Koroleva T.V. Impact of kerosene pollution on ground vegetation of southern taiga in the Amur Region, Russia // Sci. Total Environ. 2021. V. 77. P. 144965. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.144965
- Lednev S.A., Semenkov I.N., Koroleva T.V. Phytotoxic effects of kerosene on plants of forest and bog phytocenoses of southern taiga // Forests. 2023. V. 14. № 5. P. 873. https://doi.org/10.3390/f14050873
- Lee D.S., Pitari G., Grewe V., Gierens K., Penner J.E., Petzold A., Prather M.J., Schumann U., Bais A., Berntsen T., Iachetti D., Lim L.L., Sausen R. Transport impacts on atmosphere and climate: Aviation //Atmospheric Environment. 2010. V. 44. № 37. P. 4678–4734. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2009.06.005
- Lindstedt R. P., Maurice L. Q. Detailed chemical-kinetic model for aviation fuels // J. Propulsion and Power. 2000. V. 16. № 2. P. 187–195. https://doi.org/10.2514/2.5582
- Liu G., Yan B., Chen G. Technical review on jet fuel production // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2013. V. 25. P. 59–70. https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.03.025
- Machackova J., Wittlingerova Z., Vlk K., Zima J. Major factors affecting in situ biodegradation rates of jet-fuel during large-scale biosparging project in sedimentary bedrock // J. Environ. Sci. Health. Part A: Toxic/Hazardous Substances and Environmental Engineering. 2012. V. 47. № 8. P. 1152–1165. https://doi.org/10.1080/10934529.2012.668379
- Masiol M., Harrison R.M. Aircraft engine exhaust emissions and other airport-related contributions to ambient air pollution: a review // Atmospheric Environ. 2014. V. 95. Р. 409–455. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2014.05.070
- Mokalled T., Gerard J.A., Abboud M., Trocquet C., Nasreddine R., Person V., le Calve S. VOC tracers from aircraft activities at Beirut Rafic Hariri International Airport // Atmospheric Poll. Res. 2019. V. 10. P. 537–551. https://doi.org/10.1016/j.apr.2018.09.009
- Peng X., Fan D., Qiu D., Feng S., Peng H., Bai W. Study on RP-3 Aviation Fuel Vapor Concentration // Aerospace. 2023. V. 10. P. 497. https://doi.org/10.3390/aerospace10060497
- Rodrguez M.D.F., Lafarga G.V.T. Soil Quality Criteria for Environmental Pollutants // Encyclopedia of Environmental Health. Elsevier, 2011. P. 124 – 142. https://doi.org/10.1016/B978-0-444-52272-6.00632-2
- Ruiz O.N., Brown L.M., Radwan O., Bowen L.L., Gunasekera T.S., Mueller S.S., West Z.J., Striebich R.C. Metagenomic characterization reveals complex association of soil hydrocarbon-degrading bacteria // Int. Biodeterioration Biodegradation. 2021. V. 157. P. 105161 https://doi.org/10.1016/j.ibiod.2020.105161
- Safrilia S., Purwanti I.F. Bioremediation of kerosene contaminated soil with the addition of Bacillus cereus bacteria // Asian J. Engineering, Social and Health. 2023. V. 2. № 9. P. 853–864. https://doi.org/10.46799/ajesh.v2i9.91
- Semenkov I., Koroleva T. Review on the environmental impact of emissions from space launches: a case study for areas affected by the Russian space programme // Environ. Sci. Poll. Res. 2022. V. 29. P. 89807-89822. https://doi.org/10.1007/s11356-022-23888-8
- Semenkov I.N., Shelyakin P.V., Nikolaeva D.D., Tutukina M.N., Sharapova A.V., Lednev S.A., Sarana Y.V., Gelfand M.S., Krechetov P.P., Koroleva T.V. Data on the temporal changes in soil properties and microbiome composition after a jet-fuel contamination during the pot and field experiments // Data in Brief. 2023. V. 46. P. 108860. https://doi.org/10.1016/j.dib.2022.108860
- Shelyakin P.V., Semenkov I.N., Tutukina M.V., Nikolaeva D.D., Sharapova A.V., Sarana Yu V., Lednev S.A., Smolenkov A.D., Gelfand M.S., Krechetov P.P., Koroleva T.V. The influence of kerosene on microbiomes of diverse soils // Life. 2022. V. 12. P. 221. https://doi.org/10.3390/life12020221
- Shpak O.M., Havryliuk R.B., Lohvynenko O.I., Zapolskiy I.M. Assessment of the impact of groundwatertable fluctuations on the transformation of subsurface contamination with petroleum products // Geologičnij žurnal. 2023. V. 2. P. 40–57. https://doi.org/10.30836/igs.1025-6814.2023.2.273586
- Svoma J., Houzim V. Protection of groundwater from in the vicinity of airports // Environ. Geol. Water Sci. 1984. V. 6. № 1. P. 21–30.
- Wang L., Cheng Y., Naidu R., Bowman M. The key factors for the fate and transport of petroleum hydrocarbons in soil with related in/ex situ measurement methods: an overview // Front. Environ. Sci. 2021. V. 9. P. 756404. https://doi.org/10.3389/fenvs.2021.756404
- Wright W.G., Powell J.D. Preliminary investigation of soil and ground-water contamination at a U.S. army petroleum training facility, Fort Lee, Virginia, September–October 1989. U.S. Geological Survey. Open-File Report 90-387. Richmond, 1990. 28 p.
- Xie G., Barcelona M.G. Sequential chemical oxidation and aerobic biodegradation of equivalent carbon number-based hydrocarbon fractions in jet fuel // Environ. Sci. Technol. 2003. V. 37. P. 4751–4760. https://doi.org/10.1021/es026260t
- Yu Z., Herndon S.C., Ziemba L.D., Timko M.T., Liscinsky D.S., Anderson B.E., Miake-Lye R.C. Identification of lubrication oil in the particulate matter emissions from engine exhaust of in-service commercial aircraft // Environ. Sci. Technol. 2012. V. 46. № 17. P. 9630–9637. https://doi.org/10.1021/es301692t
