Керосиновое топливо как источник загрязнения почвы (обзор)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Керосин широко используется в различных видах антропогенной деятельности. Вопрос его экологической безопасности наиболее часто поднимается в связи с использованием реактивного топлива самолетами и ракетами-носителями. На всех этапах жизненного цикла авиация и ракетно-космическая техника воздействуют на окружающую среду. В авиации загрязнение атмосферного воздуха и наземных экосистем обусловлено в первую очередь керосином и продуктами его неполного сгорания и технологически предусмотрено при сливе топлива в воздухе в случае аварийной посадки у ряда моделей. При эксплуатации ракетно-космической техники керосин поступает в наземные экосистемы в результате проливов топлива из двигателей и баков горючего на местах падения отработавших первых ступеней ракет-носителей. Из вторых и третьих ступеней ракет-носителей керосин не поступает в наземные экосистемы. Компонентный состав аэрозольных эмиссий из двигателей самолетов и ракет-носителей изучен достаточно детально. При этом в отношении почв практически отсутствуют публикации с репрезентативными выборками и их статистической обработкой не только по содержанию керосина, но и суммарному содержанию нефтепродуктов в почвах зон воздействия авиационно-космической техники. Тем не менее, имеющиеся данные и результаты математического моделирования позволяют утверждать, что при штатном режиме эксплуатации авиационной и ракетно-космической техники наблюдается приемлемый уровень поступления углеводородов в наземные экосистемы, не превышающий ассимиляционный потенциал. То есть поступающее количество керосина достаточно быстро исчезает, не нанося необратимого урона.

Об авторах

Т. В. Королева

МГУ им. М.В. Ломоносова

Email: semenkov@geogr.msu.ru
Россия, Москва, 119991

И. Н. Семенков

МГУ им. М.В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: semenkov@geogr.msu.ru
Россия, Москва, 119991

С. А. Леднев

МГУ им. М.В. Ломоносова

Email: semenkov@geogr.msu.ru
Россия, Москва, 119991

О. С. Солдатова

АО “ЦЭНКИ”-КЦ “Южный”

Email: semenkov@geogr.msu.ru
Казахстан, Байконур, 468320

Список литературы

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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.
  5. Асатуров М.Л. Загрязнение окружающей среды при авиатранспортных процессах. СПб.: Университет ГА, 2010. 94 с.
  6. 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
  7. 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
  8. 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.
  9. Братков А.А., Серегин Е.П., Горенков А.Ф. Химмотология ракетных и реактивных топлив. М.: Химия, 1987. 304 с.
  10. 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
  11. 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)
  12. Иванова А.Р. Влияние авиации на окружающую среду и меры по ослаблению негативного воздействия // Тр. Гидрометцентра России. 2017. Вып. 365. С. 5–14.
  13. Качинский ВЛ., Завгородняя Ю.А., Геннадиев А.Н. Загрязнение арктотундровых почв острова Большой Ляховский (Новосибирские острова) // Почвоведение. 2014. № 2. С. 155-168.
  14. 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.
  15. 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.
  16. Кочетова Ж.Ю. Авиационно-ракетный кластер как новый класс объектов геоэкологического мониторинга // Географический вестник. 2019. № 3(50). С. 79–91.
  17. 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
  18. 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
  19. 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
  20. Методика контроля загрязнения атмосферного воздуха в окрестности аэропорта. М.: Минтранс России- Минэкологии России, 1992. 56 с.
  21. 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.
  22. 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
  23. 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).
  24. 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.
  25. Солнцева Н.П. Добыча нефти и геохимия природных ландшафтов. М.: МГУ, 1998. 376 с.
  26. 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
  27. 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.
  28. Экологическая безопасность ракетно-космической деятельности / Под ред. Касимова Н.С. и др. М.: Спутник+, 2015. 304 с.
  29. Экологический мониторинг ракетно-космической деятельности / Под ред. Касимова Н.С. и др. М.: Рестарт, 2011. 472 с.
  30. 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
  31. 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
  32. 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.
  33. 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
  34. 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
  35. 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
  36. 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/
  37. 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
  38. 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.
  39. 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.
  40. 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
  41. 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
  42. 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
  43. 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
  44. 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
  45. 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
  46. 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
  47. 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
  48. 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
  49. 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
  50. 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
  51. 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
  52. 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
  53. 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
  54. 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
  55. 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
  56. 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
  57. 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
  58. 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
  59. 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
  60. 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
  61. Svoma J., Houzim V. Protection of groundwater from in the vicinity of airports // Environ. Geol. Water Sci. 1984. V. 6. № 1. P. 21–30.
  62. 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
  63. 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.
  64. 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
  65. 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

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Дополнительные материалы
Скачать (20KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».