Розміри нафтового забруднення грунту багато в чому визначаються обсягом розливу і характером забруднення. Це пояснюється тим, що типи нафти істотно відрізняються за своїми фізичними і хімічними властивостями, ступенем токсичності.
Характер впливу обумовлений повітряної дифузією, водної міграцією з грунтовими й талими водами. Після завершення бурових робіт, навіть після рекультивації, замазученних грунту і грунти зони аерації стають джерелами вторинного забруднення поверхневих і ґрунтових вод. Область техногенного нефтезагрязнения простежується на відстані 100 - 150 м від гирла свердловин, а концентрація нафтопродуктів різко знижується до фонових величин на відстані 30 - 50 м від обвалування свердловин.
Розуміння трансформації нафти, що потрапила в грунт в результаті розливів або витоків в місцях зберігання або транспортування, необхідно для прогнозування процесів самоочищення та відновлення ґрунтів, порушених техногенезом. Знання стадій трансформації нафти дозволяє визначити давність забруднення і терміни відновлення грунтів, підвищити ефективність контролю за забрудненням середовища нафтою і нафтопродуктами. Виділяються наступні етапи трансформації нафти:
- Фізико-хімічне і частково мікробіологічне руйнування аліфатичних вуглеводнів.
- Мікробіологічне руйнування низькомолекулярних структур різних класів, новоутворення смолистих речовин.
- Трансформація високомолекулярних сполук - смол, асфальтенів, поліциклічних вуглеводнів.
Нафта деградує в грунті дуже повільно, процеси окислення одних структур відзначено зниження іншими структурами, трансформація окремих сполук йде по шляху придбання форм, трудноокісляемимі надалі. На земній поверхні нафту виявляється в іншій обстановці - в аеріруемой середовищі. Основний механізм окислення УВ різних класів в аеробного середовищі наступний: впровадження кисню в молекулу, заміна зв'язків з малою енергією розриву (С-С, С-Н) зв'язками з великою енергією, отже, процес протікає мимовільно.
Головний абиотический фактор трансформації - ультрафіолетове випромінювання. Фотохімічні процеси можуть розкладати навіть найбільш стійкі поліциклічні УВ за кілька годин.
Деградація нафтового забруднення відбувається в результаті:
- випаровування легких фракцій нафти;
- фізичного винесення водними потоками;
- ліміфікаціі (перетворення в нерозчинні в нейтральних органічних розчинниках продукти мікробіологічного метаболізму).
Співвідношення цих факторів залежить від грунтово - кліматичних умов, складу і властивостей самої нафти і глибини її проникнення в грунт.
Кінцевими продуктами метаболізму нафти є:
- вуглекислота, яка може зв'язуватися в карбонати, і вода;
- кисневі сполуки (спирти, кислоти, альдегіди, кетони), які частково входять в грунтовий гумус, частково розчиняються у воді і видаляються з грунтового профілю;
- тверді кірочки високомінеральних компонентів нафти (нафтопродуктів) на поверхні ґрунту (кори).
Ступінь порушення природних екологічних систем обумовлена як самим забруднювачем, так і біологічними особливостями району.
Стійкість ландшафтів до забруднення нафтою і нафтопродуктами визначається:
- акумулюючої здатністю грунтів (здатність накопичувати і переводити в пов'язані нетоксичні форми, які у неї речовини);
- стійкістю рослинності до хімічного забруднення, що визначається особливостями рослин, що входять в спільноти.
- тверді нерозчинні продукти метаболізму - результат подальшого ущільнення високомолекулярних продуктів або зв'язування їх в органо-мінеральні комплекси;
Нафтове забруднення викликає небезпечні екологічні наслідки. Руйнується структура грунту, змінюються її фізико-хімічні властивості. В результаті різко знижується водопроникність, збільшується співвідношення між вуглецем і азотом (за рахунок вуглецю нафти), що призводить до погіршення азотного режиму грунтів, порушує кореневе живлення рослин.
При попаданні нафти в грунт порушуються біологічні (особливо мікробіологічні), хімічні і фізичні процеси, що призводить до руйнування структури грунту і порушення водно-повітряного режиму, припинення нормального росту рослин протягом ряду років. Термін відновлення (саморекультіваціі) грунтів, забруднених нафтою, становить від 1-2 до 10-15 і більше років.
Первісне щодо слабке забруднення грунту нафтою знижує кількість мікроорганізмів і утворюється вуглекислого газу. Відновлення чисельності мікроорганізмів спостерігається через 6 міс. В цей час компоненти нафти використовуються мікроорганізмами в якості продуктів харчування, мають стимулюючий вплив на їх розмноження.
Однак інтенсивне зростання мікроорганізмів збіднює грунт сполуками азоту і фосфору і в подальшому може зіграти роль лімітує фактора. якщо врахувати, що в грунтах, забруднених нафтою, з самого початку відзначається дефіцит азоту.