Elements-indicators of oil refineries impact in the components of adjacent ecosystems

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

This paper discusses differences in chemical elements concentration by the components of an ecosystem exposed to the refinery, relative to the territory taken as the background. The study was conducted in the Antipinsky Oil Refinery location area, the territory of the Tyumen Federal Reserve was considered as the background. The change in the elemental composition of the soil, bedding, grass stand, and birch leaves has been studied. The study was carried out by instrumental neutron activation and atomic absorption analysis methods. For all considered components of ecosystems, the patterns of the spatial distribution of elements with respect to refinery were analyzed (both to remote and to cardinal directions). The change in the associations of chemical elements in technogenic conditions was studied. The obtained results were compared with the clarke and literature data, on the basis of which the background status of the natural territory was confirmed, and low pollution of the technogenic region was revealed. According to the results, an elevated content of many of the studied chemical elements in the upper soil horizon was found. For most of them, a change in the distribution over the profile was recorded. The greatest pollution among the studied objects is characteristic of birch leaves. The spatial distribution of pollution is different for the components considered, but is consistent with the predominant wind direction. In the studied components of the technogenic ecosystem, an accumulation of elements specific to the oil refining industry was found: Br, Sb, La, Tb, Yb, Ce, As, Hg, Zn, Co. In all considered components of the technogenic ecosystem a violation of correlations and the presence of specific associations were recorded.

About the authors

Natalya Vladimirovna Baranovskaya

National Research Tomsk Polytechnic University

Email: natalya.baranovs@mail.ru

doctor of biological sciences, professor of Geology Division of Engineering School of Natural Resources

Russian Federation, Tomsk

Vladislav Viktorovich Boev

National Research Tomsk Polytechnic University

Email: v.-3@mail.ru

postgraduate student of Geology Division of Engineering School of Natural Resources

Russian Federation, Tomsk

Viktor Aleksandrovich Boev

Tyumen State University

Author for correspondence.
Email: vikboev2009@mail.ru

candidate of biological sciences, associate professor of Geoecology Department

Russian Federation, Tyumen

References

  1. Башкин В.Н., Евстафьева И.В., Ермаков В.В. и др. Биогеохимические основы экологического нормирования. М.: Наука, 1993. 300 с.
  2. Ферсман А.Е. Геохимия. Т. 1. Л.: Госхимтехиздат, Ленинград. отд-ние, 1933. 328 с.
  3. Лобачева А.А. Влияние ОАО «Куйбышевский нефтеперерабатывающий завод» на почвенный и растительный покров прилегающих территорий: дис. … канд. биол. наук. Самара, 2010. 225 с.
  4. Абросимов А.А. Экология переработки углеводородных систем: учебник / под ред. д-ра хим. наук, проф. М.Ю. Доломатова, д-ра техн. наук, проф. Э.Г. Теляшева. М.: Химия, 2002. 608 с.
  5. Шахова Т.С. Влияние нефтеперерабатывающих заводов на эколого-геохимическую обстановку прилегающих территорий по данным изучения снегового покрова (на примере гг. Омск, Ачинск, Павлодар): дис. … канд. геол.-минерал. наук. Томск, 2018. 192 с.
  6. Давыдова С.Л., Тепляков В.В. Экологические проблемы нефтепереработки. М.: РУДН, 2010. 175 с.
  7. Chan C.C., Shie R.H., Chang T.Y., Tsai D.H. Workers’ exposures and potential health risks to air toxics in a petrochemical complex assessed by improved methodology // International archives of occupational and environmental health. 2006. Т. 79, № 2. P. 135-142.
  8. Luginaah I.N., Taylor S.M., Elliott S.J., Eyles J.D. Community reappraisal of the perceived health effects of a petroleum refinery // Social Science & Medicine. 2002. Т. 55, № 1. P. 47-61.
  9. Кочина Т.Я., Кушникова Г.И. Эколого-медицинские последствия загрязнения нефтепродуктами геологической среды // Гигиена и санитария. 2008. № 4. С. 23-26.
  10. Rao P.S., Ansari M.F., Pipalatkar P., Kumar A., Nema P., Devotta S. Measurement of particulate phase polycyclic aromatic hydrocarbon (PAHs) around a petroleum refinery // Environmental monitoring and assessment. 2008. Т. 137, № 1-3. P. 387-392.
  11. Околелова А.А., Мерзлякова А.С., Кожевникова В.П. Содержание бензапирена в почвенном покрове нефтеперерабатывающего предприятия // Научные ведомости Белгородского государственного университета. Серия: Естественные науки. 2015. Т. 30, № 3 (200). С. 1-4.
  12. Zhang Z., Wang H., Chen D., Li Q., Thai P., Gong D., Li Y., Zhang C., Gu Y., Zhou L., Morawska L., Wang B. Emission characteristics of volatile organic compounds and their secondary organic aerosol formation potentials from a petroleum refinery in Pearl River Delta, China // Science of The Total Environment. 2017. Т. 584. P. 1162-1174.
  13. Мухаматдинова А.Р., Сафаров А.М., Магасумова А.Т., Хатмуллина Р.М. Оценка влияния предприятий нефтехимического комплекса на объекты окружающей среды // Георесурсы. 2012. № 8 (50). С. 46-50.
  14. Jafarinejad S. Odours emission and control in the petroleum refinery: a review // Current Science Perspectives. 2016. Т. 2, № 3. P. 78-82.
  15. McCoy B.J., Fischbeck P.S., Gerard D. Characterizing Texas petroleum refining upset air emissions // Atmospheric Environment. 2010. Т. 44, № 34. P. 4230-4239.
  16. ГОСТ 17.4.3.01-2017. Охрана природы. Почвы. Общие требования к отбору проб. М.: Стандартинформ, 2018. 4 с.
  17. Методы изучения лесных сообществ: монография / Е.Н. Андрева, И.Ю. Баккал, В.В. Горшков и др. СПб.: НИИХ Химии СПбГУ, 2002. 240 с.
  18. Фомин Г.С., Фомин А.Г. Почва. Контроль качества и экологической безопасности по международным стандартам: Справочник. М.: Госстандарт России, 2001. 300 с.
  19. Розанов Б.Г. Морфология почв: учебник для высшей школы. М.: Академический проект, 2004. 432 с.
  20. ГОСТ 26929-94. Сырье и продукты пищевые. Подготовка проб. Минерализация для определения содержания токсичных элементов: межгосударственный стандарт: издание официальное. М.: Изд-во стандартов, 1995. 15 с.
  21. Ярошевский А.А. Кларки геосфер // Справочник по геохимическим поискам полезных ископаемых. М.: Недра, 1990. С. 7-14.
  22. Боев В.В., Перминова Т.С., Барановская Н.В. Распределение микро- и макроэлементов в почвах Томской области // Биогеохимия химических элементов и соединений в природных средах: мат-лы II междунар. школы-семинара для молодых исследователей, посв. памяти профессора В.Б. Ильина. Тюмень: Издательство Тюменского государственного университета, 2016. С. 197-200.
  23. Ильин В.Б., Сысо А.И. Микроэлементы и тяжелые металлы в почвах и растениях Новосибирской области / отв. ред. В.А. Хмелев. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2001. 226 с.
  24. Методические рекомендации по оценке степени загрязнения атмосферного воздуха населенных пунктов металлами по их содержанию в снежном покрове и почве / Б.А. Ревич и др. М.: Ин-т минералогии, геохимии и кристаллохимии редких элементов: Глав. сан.-профилакт. упр. МЗ СССР, 1990. 15 с.
  25. Клос В.Р., Жовинский Э.Я. Биогеохимические индикаторы зон экологического риска городских агломераций // Пошукова та екологічна геохімія. 2014. № 1 (14). С. 8-12.
  26. Ткалич С.М. Некоторые общие закономерности содержания химических элементов в золе растений. Биогеохимические поиски рудных месторождений. Улан-Удэ: Изд-во СО АН СССР, 1969. 179 с.
  27. Markert B. Plants as Biomonitors: Indicators for Heavy Metals in the Terrestrial Environment VCH, Weinheim, FR Germany, 1993. 644 p.
  28. Иванов В.В. Экологическая геохимия элементов: Справочник: в 6 кн. / под ред. Э.К. Буренкова. М.: Недра, 1994. 304 с.
  29. Лагутин В.В. Защита атмосферы на объектах добычи и переработки природного газа, содержащего сероводород // Современные наукоемкие технологии. 2005. № 3. С. 61-62.
  30. Шахова Т.С., Филимоненко Е.А. Оценка загрязнения снежного покрова в зоне влияния предприятий нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности (на примере г. Павлодара и г. Томска) // Наука будущего - наука молодых: Казань, 20-23 сентября 2016 г.: сборник тезисов участников форума: в 2 т. 2016. Т. 2. С. 174-177.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Figure 1 - Distribution of Zn along the profile of conditionally background and technogenic soils (along the x-axis - content, mg / kg; along the y-axis - soil horizons)

Download (7KB)
3. Figure 2 - Spatial distribution of Br and Zn at the distance from the refinery (along the x-axis - zones at the distance from the refinery: near - 420–490 m, average - 700–1130 m, far - 1300–2170 m)

Download (31KB)
4. Figure 3 - Associations of chemical elements in the soils of conditionally background (A) and technogenic (B) territories (at a significance level of t = 0.5)

Download (33KB)

Copyright (c) 2019 Baranovskaya N.V., Boev V.V., Boev V.A.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies