Роль трансформации нефтяного загрязнения в изменении свойств грунтов слоев сезонного оттаивания и сезонного промерзания

Глава 4. Результаты экспериментальных исследований нефти и состава нефтезагрязненных грунтов.

Геохимические исследования выявили, что количественные и качественные изменения состава нефти зависят от времени трансформации, способа загрязнения и вида грунта. На стадии первичных изменений состава нефти спустя 1 месяц после загрязнения грунта в лабораторных условиях существенных изменений группового состава по сравнению с исходной нефтью выявлено не было. При однократном разливе через 3 года трансформации нефти в супеси зафиксировано наибольшее увеличение смолистой фракции. В глине зафиксировано наибольшее среди всех грунтов увеличение асфальтенов при практически неизменившемся содержании смол (рис. 1А).

При однократном разливе через 5 лет трансформации, как в суглинке, так и в супеси увеличение содержания смол прекращается, и рост содержания смолисто-асфальтеновых фракций продолжается только за счет увеличения содержания асфальтенов. В загрязненном суглинке через 5 лет зафиксировано большее число асфальтенов, чем в супеси (рис. 1 Б).

Групповой состав нефти в суглинке, отобранном со дна нефтяного амбара, после 15-ти лет трансформации претерпел наибольшие изменения: содержание масел в нем, по сравнению с исходной нефтью, уменьшилось в 2,8 раза, а содержание смол и асфальтенов увеличилось, соответственно, в 1,4 раза и в 10 раз (рис. 2).

Исследования гранулометрического и микроагрегатного состава показали, что гранулометрический состав исследуемых грунтов практически не изменяется при нефтяном загрязнении, а основные изменения происходят в микроагрегатном составе и зависят от длительности трансформации, способа загрязнения и вида грунта.

При первичном изменении состава нефти влияние загрязнения выражается в том, что в супеси становится меньше агрегатов размера среднего песка и больше агрегатов размера тонкого песка, супесь становится более мелкодисперсной, в глине же преобладают процессы агрегации, и она становится более крупнодисперсной по сравнению с незагрязненным грунтом. Наибольшие изменения в микроагрегатном составе суглинка и глины при отсутствии трансформации нефти наблюдаются до z=2,5%, причем при z=2,5% образуются более крупные микроагрегаты, чем при z=1,5%.

При более длительной трансформации нефти во времени в загрязненной супеси через 5 лет происходят наименее значительные изменения, образуются агрегаты размера тонкого песка за счет агрегации крупных пылеватых частиц. В суглинке с ростом продолжительности трансформации нефти происходит укрупнение размеров микроагрегатов, из крупных пылеватых частиц образуются агрегаты размера средних и особенно тонких песчаных частиц; максимальное увеличение содержания тонких песчаных частиц зафиксировано в суглинке, отобранном через 15 лет после загрязнения со дна нефтяного амбара. В загрязненной глине через 3 года после разлива нефти при z = 1,5 % происходит увеличение содержания крупной пылеватой фракции; увеличение крупных пылеватых частиц большее, чем при свежем разливе нефти в 1,5 и 2,5 %.

Увеличение содержания асфальтенов, обладающих агрегирующим эффектом, вызывает увеличение микроагрегатов размера тонких песчаных частиц (для супесей и суглинков) и крупных пылеватых частиц (для глины); относительные изменения во времени содержания асфальтенов и микроагрегатного состава в соответствующих грунтах имеют близкий характер, их увеличение происходит в одном и том же ряду: супесь, суглинок, глина (рис.3).