Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Исследование и предупреждение техногенных загрязнений при бурении нефтегазовых скважин на шельфе Азовского моря
ВАК РФ 25.00.12, Геология, поиски и разведка горючих ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Исследование и предупреждение техногенных загрязнений при бурении нефтегазовых скважин на шельфе Азовского моря"

/0Р

описи

004610249

СИ

КОРНЕВ АЛЕКСЕЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ

ИССЛЕДОВАНИЕ И ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ ТЕХНОГЕННЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ ПРИ БУРЕНИИ НЕФТЕГАЗОВЫХ СКВАЖИН НА ШЕЛЬФЕ АЗОВСКОГО МОРЯ

25.00.12 - геология, поиски и разведка нефтяных и газовых месторождений

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

1 4 ОПТ 2010

Краснодар - 2010

004610249

Работа выполнена в Кубанском государственном университете на кафедре геофизических методов поисков и разведки

Научный руководитель: Дембицкий Станислав Иосифович

доктор технических наук, профессор

Официальные оппоненты: Соловьёва Лидия Павловна,

доктор геолого-минералогических наук, профессор (Кубанский государственный университет);

Прошляков Сергей Львович, кандидат геолого-минералогических наук (ООО «НК «Роснефть-НТЦ»)

Ведущая организация: Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (г. Краснодар)

Защита диссертации состоится 22 октября 2010 г. в 14.00 на заседании диссертационного совета Д 212.101.09 в Кубанском государственном университете по адресу: 350040, г. Краснодар, ул. Ставропольская, 149, ауд. 105.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Кубанского государственного университета.

Автореферат разослан «_»_2010 г.

Факс (861) 219-96-34 Е-таП: geopysic@fpm.kubsu.ru

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, доцент

В.И. Гуленко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Континентальный шельф представляет собой уникальную кладовую ресурсов, высокая концентрация которых обуславливает возникновение различных конфликтов при их освоении. Одним из наиболее ярких конфликтов является техногенное загрязнение этих районов. В последнем десятилетии началось активное освоение ресурсов Азовского шельфа. В начале 2006 года в нефтегазоносной зоне на участке «Чумаковская-1» в Темрюкском районе компания «Приазовнефть» начала разведывательное бурение трех скважин. Еще через год компания приступила к бурению поисково-оценочных скважин на Азовском шельфе на структуре «Новая-1». Разведочное бурение будет вестись на восьми площадках, расположенных на шельфе Азовского моря, и на шести площадках, расположенных на побережье. Больше всего скважин планируется разместить на побережье и в прибрежной акватории Темрюкско-го района, на участке между поселками Пересыпь и Приазовский — 4 наземных и 5 морских скважин. Еще 3 морские скважины намечено заложить вблизи впадения реки Кубань в Азовское море, рядом с водно-болотными угодьями международного значения «Дельта Кубани», охраняемыми согласно Рамсарской конвенции. Две сухопутные скважины запланировано пробурить на территории водно-болотных угодий в районе мыса Ачуевский. Техногенная деятельность в районе Азовского шельфа привела к возрастанию экологической напряжённости в регионе. Так, 11 ноября 2007 г. в Керченском проливе произошла крупнейшая в регионе экологическая катастрофа: в результате разлома нефтеналивного танкера «Волгонефть-139» произошел разлив более 1500 т мазута из 2-х танков танкера.

Изучением экологической ситуации при освоении морских месторождений занимаются уже длительное время российские и международные институты и коммерческие компании. В США эту проблему изучают Институт экологических исследований и Американский институт нефти, в Европе - Международный институт исследований в области окружающей среды, в России - Институт океанологии РАН, Мурманский Морской Биологический Институт, Российский научный центр экологии моря и др. Исследованиями Азовского моря занимаются Южный научно-исследовательский институт морского рыбного хозяйства и океанографии, Институт биологии южных морей АН УССР, Азовский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и др. Однако, несмотря на очевидные успехи в решении ряда задач обеспечения экологической безопасности региона, чрезвычайные ситуации последних лет выявили серьезные недостатки в системе предупреждения и ликвидации техногенных загрязнений в районе Азовского шельфа. Несмотря на проводимые исследования, остаются актуальными задачи по обеспечению экологической безопасности региона, такие как поиск высокоинформативных, экспрессных методов оценки наиболее опасного углеводородного загрязнения акваторий и прибрежных зон и обоснование стратегии берегозащитных мероприятий зоны Азовского шельфа. Указанные задачи требуют дальнейшей комплексной проработки.

Объектом диссертационного исследования явились процессы техногенного загрязнения акватории при бурении нефтегазовых скважин и транспортировке углеводородного сырья на шельфе Азовского моря.

Предметом исследования явилось изучение воздействия различных химических веществ, сопутствующих техногенной деятельности в Азовском море, на экосферу акватории.

Целью работы является оценка техногенного загрязнения различными химическими веществами, а именно высокотоксичными мутагенными и канцерогенными полиароматическими углеводородами, органическими кислотами, тяжёлыми металлами и нафтенами и путей его ликвидации на акватории и в прибрежной зоне Азовского моря. Достижение этой цели будет способствовать обеспечению экологической безопасности акватории и морского побережья при чрезвычайных ситуациях техногенных выбросов различных веществ, связанных с бурением скважин и освоением нефтегазовых месторождений на шельфе и транспортировкой углеводородного сырья.

Основные задачи исследований.

1. Анализ состояния изученности техногенного загрязнения района Азовского моря, выбор объектов и направлений исследования по теме диссертации.

2. Изучение токсичного и канцерогенного воздействия различных химических веществ, а именно сопутствующих техногенной деятельности в Азовском море полиароматических углеводородов, органических кислот, тяжёлых металлов и нафтенов.

3. Построение математической модели динамики перемещения нефтяных загрязнений в Азовском море с учётом его природных особенностей и установление основных закономерностей изменения концентрации нефти и нефтеокисляющих микроорганизмов, используемых для микробиологического разложения нефтяных разливов.

4. Оценка эколого-геологических особенностей береговой линии Азовского моря при техногенном загрязнении.

5. Обоснование технологии ликвидации техногенного загрязнения береговой линии, учитывающей особенности рельефа и геоморфологии Азовского моря для различных составов загрязнителей.

Научная новизна.

1. Оценены токсикологические эффекты техногенных работ на Азовском шельфе с точки зрения совместного влияния комплекса химических веществ, сопутствующих освоению ресурсов шельфа, а именно полиароматических углеводородов, органических кислот, тяжёлых металлов и нафтенов, присутствующих в шламах, буровых растворах, пластовых водах и сырой нефти.

2. Впервые установлены основные закономерности динамики техногенного загрязнения в Азовском море с учётом его особенностей. Показательно, что концентрация нефти, как на поверхности, так и на глубине водной среды уменьшается, а количество выпадающей в осадок нефти увеличивается и постепенно стабилизуется. Одновременно, концентрация нефтеокисляющих микроорганизмов сначала растет по экспоненциальному закону, затем стабилизируется, и далее убывает по линейному закону.

3. Построена новая математическая модель динамики перемещения поверхностного нефтяного загрязнения в Азовском море, учитывающая совместно процессы конвективного переноса, диффузии, испарения, растворения, эмульгирования, диспергирования, агрегирования, микробиологического разложения и седиментации. В отличие от существующих моделей конвективно-диффузионного переноса нефтяного загрязнения с учётом процессов деструкции, разработанных различными исследователями (Панина О.В., Шарпан М.В., Оби Э.О., Ларионов A.B. и др.), в предложенной модели применён новый метод перехода от трёхмерной модели к двухмерной, что позволило исследовать процесс в совместном действии перечисленных факторов и значительно снизить затраты вычислительных мощностей.

4. Проведено районирование береговой зоны Азовского моря по степени экологической чувствительности к углеводородному загрязнению с учётом особенностей

рельефа, геоморфологии, вещественного состава комплекса пляжевых осадков и условий их формирования. Составлена матрица рекомендаций по ликвидации загрязнений береговой линии Азовского моря с использованием механических, физических и химико-биологических методов.

Защищаемые положения.

1. Закономерности пространственного распространения и деструкции техногенных загрязнений акватории при бурении скважин на шельфе, учитывающие технологию бурения нефтегазовых скважин, гидрологические и метеорологические условия акватории и геолого-геоморфологические особенности побережья.

2. Математическая модель динамики перемещения нефтяных загрязнений в Азовском море, учитывающая совместно процессы конвективного переноса, диффузии, испарения, растворения, эмульгирования, диспергирования, агрегирования, микробиологического разложения и седиментации, в которой применён новый метод перехода от трёхмерной модели к двухмерной, позволяющий исследовать процессы загрязнения в совместном действии перечисленных факторов.

3. Оценка скорости изменения концентрации углеводородных загрязнений на поверхности акватории, в водной толще и на морском дне, а также изменений в водной среде концентрации нефтеокисляющих бактерий, осуществляющих естественную деструкцию таких загрязнений.

4. Районирование береговой зоны Азовского моря по степени экологической опасности углеводородного загрязнения с учётом особенностей рельефа, геоморфологии и вещественного состава комплекса пляжевых осадков побережья и матрица рекомендаций по ликвидации углеводородных загрязнений береговой линии Азовского моря.

Практическая значимость и реализация результатов.

Результаты диссертационной работы могут быть использованы в научных исследованиях широкого спектра задач экологии. Оценка воздействия техногенных работ на Азовском шельфе с точки зрения совместного влияния комплекса химических веществ при освоении ресурсов шельфа может быть использована для уточнения экологического ущерба. Разработанную математическую модель можно использовать для прогнозирования поведения нефти в море при решении задач по предупреждению и ликвидации реальных аварийных разливов нефтепродуктов в Азовском море при проведении буровых работ, транспортировке углеводородов, оценке текущего и остаточного техногенного загрязнения акваторий.

Районирование береговой линии по степени чувствительности к нефтяному загрязнению с учётом особенностей рельефа, геоморфологии, вещественного состава комплекса пляжевых осадков Азовского моря и условий их формирования найдёт своё применение при построении интерактивных карт чувствительности побережья на базе геоинформационных систем. Предложенная матрица рекомендаций по ликвидации загрязнений может быть использована при решении оперативных задач по борьбе с загрязнением, а также при разработке федеральными и региональными органами и заинтересованными организациями планов по предупреждению и ликвидации аварийных разливов углеводородов.

Фактический материал. В основу работы положены результаты исследований автора за период с 2003 по 2006 гг. в Кубанском государственном технологическом университете и за период с 2006 по 2009 гг. в Кубанском государственном университете. В работе использованы данные полевых наблюдений, проведённых автором на по-

бережье Азовского моря в 2009 году. Проанализированы и обобщены геолого-экологические материалы фондов КубГУ, ГНЦ ФГУГП «Южморгеология», АЗНИ-ИРХ, ООО «Лукойл НИПИморнефть», в том числе особенности гидрологической и экобиологической характеристики, рельефа, геоморфологии, вещественного состава отложений береговой зоны акватории Азовского моря. Проработаны также данные из научных источников, указанных в библиографии диссертации.

Апробация работы. Основные результаты исследований по теме диссертационной работы докладывались на конференциях и научно-технических советах: VI Всероссийской научной конференции молодых ученых и студентов «Современное состояние и приоритеты развития фундаментальных наук в регионах» (г. Анапа, 2009 г.); IX объединённой научной конференции студентов и аспирантов факультета компьютерных технологий и прикладной математики КубГУ «Прикладная математика XXI века» (2009 г.); XXXI и XXXII студенческих научных конференциях в КубГТУ (2004, 2005 гг.); научно-технических советах ООО «Кубаньгазлром» (2006 - 2008 гг.).

Публикации. Основные положения диссертационной работы и результаты исследований изложены в 10 печатных работах.

Объём работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав и заключения общим объёмом 144 листа, включая 6 таблиц, 20 рисунков и список литературы из 141 наименований.

Автор выражает глубокую признательность за научное руководство и помощь на всех этапах выполнения работы д.т.н. профессору Дембицкому С.И., д.ф.-м.н. Уртено-ву М.Х., к.т.н. Корневу Г. А., а также благодарит за поддержку специалистов ООО «Кубаньгазпром» Браташ И.В. и Шишкина Е.В.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении сформулированы актуальность и научная новизна диссертационной работы, практическая ценность выбранного направления исследований.

Глава 1. Подходы к изучению загрязнения морей. Состояние изученности вопросов экологической безопасности Азовского моря.

В первом разделе приводится обзор международных разработок в области борьбы с загрязнением морей. Проблемой изучения загрязнения водной среды при освоении морских месторождений занимаются многие международные и российские компании, институты и учёные. За рубежом глубокие исследования проводят Океанографическое отделение Техасского университета, Американский институт нефти (American Petroleum mstitute) и др. В России - Институт океанологии РАН, Российский научный центр экологии моря, МГУ, ЮФУ, КубГУ и др. Крупные нефтяные компании также занимаются исследованиями проблемы загрязнения океана. Ими выполнялось моделирование загрязнения районов морской нефтедобычи в Мексиканском заливе, в Центральной и Южной Америке, в Северо-Западной Европе, на Ближнем и Среднем Востоке, в Каспийском море, на шельфах о. Сахалин.

Изучением особенностей техногенных загрязнений акваторий занимались многие исследователи. Проблемами изменения биологических популяций - Ферхюльст П.Ф., Мальтус Т., Базыкин А. Д.; вопросами движения нефтяного слика на поверхности моря - Афанасьева Н.А., Зданьски А.К., Израэля Ю.А., Нельсон-Смита A., I. Fay, С. Gerlach,

D. Mackay, моделированием динамики и деструкции нефтяного слика - Марчук Г.И., Гвоздев P.M., Дембицкий С.И., Уртенов М.Х., Удодов А.И., Шарпан М.В., Панина О.В.. Ларионов A.B.. Оби Э.О., Lehr W.J., Brunei M., Huda M. К.; трёхмерным моделированием - Binliang Lin, Falconer R. A., McGuirk J.J., Rodi W., G. S. Reddy. На Российском континентальном шельфе наиболее полно изучено загрязнение Охотского моря. Здесь исследования проводились Блиновской Я.Ю., Леоновым A.B., Сапожнико-вым В.В. и др. Проведённый анализ позволил соискателю выявить основные объекты угрозы экологии шельфов, а именно: подводные трубопроводы, добычные комплексы, портовые сооружения, приёмные и отгрузочные терминалы, танкерный флот. Во время проведения разведочных и эксплуатационных буровых работ, а также в ходе извлечения и первичной обработки нефти с каждой стационарной платформы в море сбрасываются различные отходы, основными из которых являются буровые растворы, шла-мы, пластовые воды и сырая нефть.

Задача обеспечения экологической безопасности геологоразведочных работ \ и работ по освоению Азовского шельфа I

Анализ особенностей природно-технической системы

нефть в воде

| Физико-химические | свойства нефти в воде

| Процессы трансформации

' Граничные условия

Метод математического моделирования динамики нефтяного загрязнения моря

"V

Определение основных закономерностей поведения УВ в условиях Азовского моря

Эколого-геологическое исследование рельефа и геоморфологии

1

I

Районирование побережья по степени чувствительности к загрязнению нефтью

Обоснование рекомендаций по ликвидации загрязнений побережья

нефть на суше

Особенности \ / рельефа и состава г ' пород

Физико-химические свойства нефти на суше

Система экологической индексации

Комплекс решений по улучшению экологической безопасности района Азовского шельфа

Проведение множества вычислительных экспериментов для различных ситуаций

Расчет сил и средств реагирования

Интерактивные карты экологической чувствительности Азовского моря на базе ГИС

Рис. 1. Методика исследований по теме диссертации Во втором разделе главы соискателем проанализирован фактический материал по изучению техногенного загрязнения Азовского моря. Первые крупномасштабные экологические наблюдения здесь были развёрнуты в 1960-х годах. Государственный океанографический институт совместно с региональными подразделениями Гидромет-

службы, АН СССР, Минводхоза, Минэнерго начали исследования закономерностей современных антропогенных воздействий на режим морей и устьевых областей рек. В дальнейшем исследованиями Азовского моря занимались с российской стороны Южный научно-исследовательский институт морского рыбного хозяйства и океанографии, Южный научный центр РАН, ООО «Нефтяная компания «Приазовнефть», НПП «Южморгеоэко», НПП «НИПИокеангеофизика», ФГУП "Южгеология", ЗАО «Черноморнефтегаз», ОАО «Лукойл», ОАО «Роснефть». С украинской стороны -ОАО «Черноморнефтегаз», Ванко Энерджи (США) и др.

Изучением геологического строения региона занимались Мамыкииа В.А., Зенко-вич В.П., Ионии A.C., Каплин П.А., Медведев B.C. Гидробиологическую характеристику исследовали Е. И. Студеникина, JI. И. Толоконникова, С. П. Воловик. Исследованиями экологического состояния акваторий занимались Воловик С.П., Бердников C.B., Беспалова Л.А., Елецкий Б.Д., Ивлиева О.В., геоэкологические исследования проводили Бердников C.B., Ивлиева О.В., Прудникова (Сорокина) В.В. Экосистемные исследования среды и биоты Азовского бассейна и Керченского пролива выполняли Матишов Г.Г, Матишов Д.Г. Накоплен значительный объём знаний по экологическому состоянию Азовского моря. Но несмотря на высокую степень изученности причин и последствий техногенного загрязнения Азовского моря, некоторые вопросы исследованы недостаточно, в частности вопросы создания информативных моделей динамики таких загрязнений, адаптированных к гидрологическим и метеорологическим условиям Азовского моря. В заключительном разделе соискателем детализируются цели и задачи диссертационной работы. Обосновываются приёмы и методика научных исследований и оценивается место решений в системе безопасности техногенных работ на Азовском шельфе (рис. 1). В работе для оценки проблем экологической безопасности акватории были реализованы методы математического моделирования, как одни из наиболее эффективных способов изучения поведения многофакторных систем. Для обоснования технологии устранения углеводородного загрязнения побережья проведено эколого-геологическое исследование береговой линии Азовского моря, экологическое районирование берега с учётом особенностей рельефа, геоморфологии и вещественного состава комплекса пляжевых осадков Азовского моря.

Глава 2. Геологическая характеристика шельфа и нефтегазовой инфраструктуры Азовского моря как источника загрязнения

В первом разделе главы приводится геологическая характеристика региона по данным Боркова Ф.П., Бякова Ю.А., Логвиненко Н.В. и др. Азовское море - эпиконти-нентальный морской бассейн, северная часть которого принадлежит ВосточноЕвропейской древней платформе, а южная — Скифской молодой платформе. Шовная зона пролегает по склону Азовского вала, приближенного к северному побережью Азовского моря. К северу от Азовского вала расположен мелкий Северо-Азовский прогиб, заполненный отложениями эоцена - нижнего миоцена (в т.ч. майкопскими глинами) и более молодыми отложениями общей мощность около 1 км (рис.2). К югу от Азовского вала - глубокий Индоло-Кубанский прогиб, являющийся передовым для восточных структур горного Крыма и западных структур Большого Кавказа. Заполнен главным образом майкопскими глинами (св. 4,5 км). Рельеф дна моря имеет незначительный уклон к центру, грунт сложен песком, ракушечником и илом.

(по данным ООО «Кубаньгазпром»).

По данным ГНЦ ФГУГП «Южморгеология». прогнозные ресурсы нефти и газа в южной российской части Азовского моря, при коэффициенте аккумуляции Какн(г) = 1% составляют 71.5 млн.т усл. т; из них нефть-60 млн.т усл. т. газ -11.5 млн.т усл. т. Эти запасы углеводородов связываются с двумя зонами - Прибрежной и Ачуевской. Выявленные структуры позволяют предполагать коммерческие открытия месторождений углеводородного сырья, а значит и увеличение техногенной нагрузки на регион.

Во втором разделе главы проводится анализ загрязняющих при освоении ресурсов континентального шельфа веществ. Как было показано в главе 1. основные из них -буровые растворы, шламы. пластовые воды и сырая нефть. Химические реагенты буровых растворов с водной дисперсионной средой можно классифицировать следующим образом. Это реагенты-стабилизаторы, реагенты, связывающие ионы кальция, поставляющие ионы кальция, структурообразователи. регуляторы щелочности, эмульгаторы. пеногасители. реагенты, придающие глинистым растворам термостойкость, поверхностно-активные вещества и смазочные добавки.

Далее соискателем исследуются токсичные эффекты наиболее распространённых химических веществ, входящих в буровые растворы. Из всего многообразия рассмат-ренных химических реагентов наибольшую опасность представляют поверхностно-активные вещества (ПАВ), в качестве которых обычно используют сульфанол, дисол-ван. стеарокс и различные оксиэтилированные спирты. Сульфанол в концентрациях 0.025 мг\л приводит к полной гибели личинок приморского гребешка, а 3.3 мг\л -смертельная доза для серого ежа. К высоко токсичным веществам относится и дисол-ван. Его концентрация 0,3 мг\л вызывает гибель 50% особей сеголеток форели, а 100 мг\л - полностью подавляет оплодотворение икры вьюна. Фосфоксит-7. относящийся к группе фосфоросодержащих ПАВ и использующийся в качестве ингибитора коррозии. в концентрациях 0.1 мг\л вызывает ослизнение жабр, точечные кровоизлияния и отек печени у молоди трески, а 1 мг\л является смертельной дозой для этого вида.

Проведённый анализ позволил выделить изменения на экосистемном уровне, происходящие под влиянием буровых растворов:

— уменьшение продолжительности жизни в большинстве популяций;

— полное исчезновение некоторых видов;

— аномальные вспышки численности отдельных форм;

— смена доминирующих и субдоминирующих видов.

Затем соискателем анализируются токсичные эффекты бурового шлама и пластовых вод. В воде шламы дифференцируются на крупные тяжелые частицы, быстро оседающие на дно, и мелкие (0,01 мм) фракции, которые неделями могут парить в толще воды, увеличивая ее мутность. Пластовые воды зачастую содержат остаточные количества нефти, загрязнены природными низкомолекулярными углеводородами, неорганическими солями и взвешенными веществами. Как правило, нефтяные сепараторы отделяют преимущественно взвешенную и диспергированную нефть, тогда как водорастворимые фракции нефти в концентрациях от 20 до 50 мг\л и выше остаются и попадают в морскую воду со сбросами. Также пластовые воды содержат ряд высокотоксичных, канцерогенных и мутагенных полиароматических углеводородов, образующихся из низкомолекулярных соединений.

Таким образом, анализ токсичности буровых отходов позволил выявить и классифицировать их влияние на экосистему морей.

1. Изменение условий существования экосистемы: повышение мутности воды; заиливание дна; нарушение температурного режима вод; изменение физикохимиче-ских параметров воды - РН, солености, электропроводности; окисляемости.

2. Загрязнение воды и грунтов токсичными веществами, а именно: сброс в море в составе буровых растворов сложного набора высокотоксичных реагентов с широким спектром влияния; хроническое загрязнение тяжелыми металлами (ртуть, кадмий, свинец, мышьяк, цинк и др.); поступление в воду нефти и ее фракций, низкомолекулярных углеводородов, высокотоксичных, мутагенных и канцерогенных полиароматических углеводородов и органических кислот; образование радиоактивного осадка радионуклидами, поступающими с пластовыми водами.

3. Угроза жизнедеятельности организмов: гибель особей; появление патологических признаков и гистологических нарушений в организме рыб и беспозвоночных; накопление нефтяных углеводородов в органах и тканях растений и живот пых; ухудшение состояния и выживаемости рыб, аномально высокое распространение уродств на эмбриональных и личиночных стадиях развития ряда массовых видов; уменьшение продолжительности жизни; снижение репродуктивного потенциала; подавление физиологических процессов рыб и беспозвоночных.

4. Разрушение структуры экосистемы: полное исчезновение некоторых видов; смена доминирующих; сокращение биомассы планктона; нарушение продукционно-деструкционных процессов; локализация легких фракций буровых отходов на границе "вода-воздух", вызывающая летальные и сублетальные поражения на эмбриональных стадиях развития рыб и беспозвоночных. Быстро оседающие тяжелые фракции оказывают такое же воздействие на донные организмы.

В третьем разделе главы рассматриваются химические и физико-химические трансформации нефти в воде, токсичное воздействие нефтепродуктов на экосистему. Загрязнение нефтепродуктами влияет на среду обитания и может привести к невозможности выживания в субстрате. Присутствие углеводородов различной молекулярной массы в количестве менее Ю^-Ю'^о может химически изолировать субстрат от

всех видов. В районах, где нефть часто попадает в воду, например на морском нефтяном месторождении «Мейн-Пасс» в Мексиканском заливе, заметными становятся и изменения видового состава морского сообщества.

Проведённый анализ позволил сделать следующие выводы.

1. Максимальную угрозу экосистеме представляют углеводороды;

2. Воздействие нефти, как и воздействие буровых отходов, на экосистему морей сводится к изменению условий существования, загрязнению воды и грунтов токсичными веществами, угрозе жизнедеятельности организмов, разрушению структуры экосистемы.

В следующем разделе приводятся результаты анализа техногенной деятельности в районе Азовского моря. Указывается, что до недавнего времени активные работы по добыче здесь не велись. Однако в 2003 году компаниями Роснефть и ЛУКОЙЛ была принята долгосрочная программа освоения участка Азовского шельфа, предусматривающая бурение трех поисковых скважин. Затем соискателем рассматриваются перспективные для освоения зоны, приводится перечень планируемых скважин, анализируется внедряемая инфраструктура, а также приводится обзор платформы «Сиваш», с которой предполагается осуществлять морское бурение. Далее исследуется технология бурения на шельфе. В условиях Азовского моря планируется использование стационарной буровой на сваях или самоподъёмной платформы с выдвижными опорами-ногами, опирающимися на грунт. Морские буровые платформы такого типа пригодны для эксплуатации при глубине примерно до 100 м. Конструктивно возможны два варианта обустройства платформ. По первому варианту предусматривается применение легкой платформы или больших буев, связанных трубопроводом со скважиной на дне моря. Платформа служит также для размещения энергетической установки, питающей насосные агрегаты. Добытая нефть поступает на баржи, пришвартованные у пункта передачи нефти. Нефть отвозится либо на баржах с помощью буксиров-толкачей, либо на обычных танкерах. Во втором варианте предполагается использовать лежащие на дне моря нефтяные резервуары. Эти резервуары одновременно явятся фундаментом для расположенных над поверхностью моря электростанции и пункта передачи нефти. Нефть от морского нефтехранилища доставляется с помощью подводного нефтепровода.

В заключительном разделе осуществляется анализ последних экологических катастроф в бассейне. Активная техногенная деятельность приводит к возрастанию экологической напряжённости. Одна из самых крупных за последние годы чрезвычайных ситуаций произошла 11 ноября 2007 г. в Керченском проливе. В результате разлома нефтеналивного танкера «Волгонефть-139» произошел разлив более 1500 т мазута из 2-х танков танкера. Проведенный анализ позволил установить, что вероятность аварийных ситуаций с разливами нефти в Азовском море определяется также следующими особенностями акватории: относительно небольшой средней длиной маршрутов перевозок (менее 1000 км при средней мировой дальности более 4,5 тыс. км); большим числом грузовых операций — погрузка на челночный танкер, перевалка, выгрузка в порту назначения.

Были выявлены и серьезные недостатки в системе ликвидации и предупреждения аварийных разливов нефтепродуктов в районе Азовского шельфа, а именно:

- отсутствие алгоритма выполнения мероприятий по сохранению фауны и флоры при ликвидации ЧС, связанных с разливом нефтепродуктов;

- отсутствие методики оценки загрязнения морского дна с использованием современных технологий, таких как дистанционное зондирование из космоса;

- отсутствие адаптированных для условий Азовского моря моделей деструкции нефтепроду ктов.

Выполненный анализ позволил охарактеризовать район Азовского шельфа с точки зрения экологической уязвимости, выделить и рассмотреть отдельные элементы инфраструктуры, несущие основной риск возникновения чрезвычайных ситуаций. Прежде всего, техногенная нагрузка связана с увеличивающейся транспортной активностью по перевозке нефтеналивных грузов и с освоением месторождений Азовского шельфа. В последнем случае угрозу представляют буровые растворы, шламы, пластовые воды и нефть, которые могут привести к значительным проблемам жизнедеятельности организмов бассейна. На основании проведенного анализа автором сделан вывод, что углеводороды представляют наибольшую угрозу экосистеме при освоении ресурсов Азовского моря. Для её исследования целесообразно провести математическое моделирование, так как физическое моделирование или промысловые испытания имеют ряд ограничений и слишком дорогостоящи. Математическое моделирование позволит изучить динамику и выявить основные закономерности углеводородного загрязнения.

Глава 3. Математическое моделирование процесса перемещения и деструкции нефтяных загрязнений в Азовском море

В этой главе предлагается математическая модель исследования загрязнений акватории нефтепродуктами с учетом особенностей Азовского моря, а также процессов деструкции нефтяного загрязнения, включая испарение, естественную и искусственную биодеструкцию и другие методы борьбы с нефтяными загрязнениями. Проводится численный анализ предложенной математической модели, представлены полученные результаты.

В первом разделе главы отмечается ряд особенностей Азовского моря, оказывающихся существенными при исследовании загрязнения моря нефтяными углеводородами:

1) Малые размеры акватории. Загрязнение, в какой бы части моря оно не произошло, достаточно быстро может достичь берега, большей частью представляющего собой песчаные пляжи, имеющие большую рекреационную ценность.

2) Мелководность, из-за которой даже при небольшом ветре развивается значительное волнение, практически полностью перемешивающее воды моря и насыщающее их кислородом. С другой стороны, при полном штиле, который иногда случается летом на море при высокой температуре, возникает мор и массовая гибель рыб и микроорганизмов из-за отсутствия кислорода.

3) Высокая биологическая продуктивность моря, обладающего уникальным сочетанием условий для развития и размножения мальков ценных пород рыбы. Как известно, именно они в первую очередь погибают от нефтяного загрязнения моря.

4) Наличие большого количества взвесей, выносимых в море реками Дон и Кубань.

При математическом моделировании загрязнения Азовского моря углеводородами, в соответствии с этими особенностями, необходимо учесть, что нефть существует в водной среде в виде следующих агрегатных состояний: поверхностных пленок (сли-ков); растворимых форм и эмульсий типа «нефть в воде» и «вода в нефти», образова-

Л//////, п

11111111

1 - 1 4-------- < 1 у 1 1

1 1 ^ 5 У

растворённые формы

осаждение

Рис.3. К выводу двухмерной модели трехмерного загрязнения

ние которых существенно зависит от ветровых и волновых условий; мазутно-нефтяные образования, сорбированные на взвесях нефтяные фракции.

Во втором разделе соискателем производится обоснование предложенной математической модели. Показана целесообразность перехода от трёхмерной модели загрязнения акватории к двухмерной. Двухмерная математическая модель динамики нефтяного загрязнения Азовского моря учитывает процессы, наиболее существенных для условий внутреннего водоёма: конвективный перенос, диффузия, испарение, микробиологическое разложение и седиментацию. Растворение, эмульгирование и диспергирование учитываются косвенно.

шк Выберем произвольный малый пря-

моугольный столб воды (рис. 3) с объемом У, с площадью основания 5 (на дне и на поверхности воды) и высотой Н . Толщина слика /г, достаточно мала (1 мм-0,1 мм) по сравнению с Л, . Введем двухмерную систему координат на поверхности моря, причем (х. у) - координаты центра верхнего основания прямоугольного столба воды. Обозначим через С{((,х,у) поверхностную концентрацию загрязнения в момент времени / как отношение массы нефти, содержащейся в выделенной части слика к площади 5 . Вычислим массу всей нефти в прямоугольном столбе воды моря, за исключением массы нефти в слике, осажденной и осаждающейся на дно нефти, и через С2(1,х,у) обозначим отношение этой массы к площади .V . Таким образом. С2(1,х,у) представляет собой усредненную суммарную поверхностную концентрацию растворимых и эмульсионных форм нефти в глубине водной среды, соотнесенную к точке поверхности моря. Далее оценивается объемная концентрация нефти в момент I в произвольной точке (г,х,у) , где г- глубина, если известны С1(1,х,у),С2и,х,у) и С,(/.д-, у). Объемная концентрация будет кусочно-постоянной функцией глубины, в соответствии со схемой перехода рис. 3, имеющей постоянные значения для слика, около дна и в остальном пространстве. Нужно выделить соответствующий прямоугольный параллелепипед с площадью основания и с объемом Г,, соответствующую концентрацию нефти, а именно или С,(/,х,у), умножить на 5, и поделить на У,.

Система уравнений, описывающая изменение численности популяции нефтео-кисляющих микроорганизмов при условии ограниченности по субстрату, конвективного переноса и диффузии нефтяного загрязнения с учетом изменения концентрации нефти при микробном окислении для искомых функций С, ,С2 ,С, и В1 ,1)2 , имеет вид:

5/ 1 дх

ас, 81

дС2 1 дх

+ К

, <эс,

ду

ас,

ду

а2с, ¥ '

а2(1,х,у)С\ -

МГ('))СА

/>,{т{1))сл с2+к:(Щ)

/Л'.х.у) ■

ot

8t " 8x n dy " dx2 ду- " dx dx

12 Sy Sy V. + t.W')) <i + MrW)

й 21 йх 22 Sy йх2 22 <Jr2 *' dx dx

22 dy dy C, +A,(r(;)) С2+А2(Г(<)) ^ " 2 В уравнениях (i/,,-,^) , " компоненты вектора скорости поверхностно-

го и глубинного течений, удовлетворяющие уравнению неразрывности; А"1;, - коэффициенты турбулентной диффузии на границе раздела фаз воздух/вода; К2/, K2j -коэффициенты диффузии нефти в водной среде; ЛД7"(/)) - скорости естественного отмирания j -того вида нефтеокисляющих микроорганизмов; цч - максималь-

ная скорость роста j -того вида нефтеокисляющих микроорганизмов при деструкции i -той фракции; АДг(г)) - коэффициент насыщения j -того вида микроорганизмов, имеющий ту же размерность, что и субстрат; - коэффициент пропорциональности между количеством бактерий j -того вида и поглощенным субстратом для i -той фракции нефти.

Предположим, что в начальный момент времени t распределение концентрации и нефтеокисляющих микроорганизмов известны и задаются функциями CJx,y),BJx,y) :

\См{х,у),{хуу)е D

С1и,х,у)\1Ы1=\ , .

1 ' 0,(x,y)eU\D . (2)

B,„(x,y),{xKv)eD

д. | 0,(x,y)eU\D

Далее рассматривается постановка различных граничных условий для трёх случаев. В первом случае нефтяное загрязнение находится достаточно далеко от берега, так что, используя биологические препараты, удается ликвидировать нефтяное загрязнение до того, как оно приблизится к берегу, тогда влиянием берега можно пренебречь. В этом случае для системы уравнений (1)-(2) ставятся только начальные условия, и получаем для определения искомых функций задачу Коши. Во втором случае нефтяное загрязнение удерживается боковыми заграждениями, причем протечками нефти за пределами боковых заграждений можно пренебречь. В третьем случае пятно расположено достаточно близко к берегу и возможен выброс на берег. Тогда постановка граничных условий, связанных с берегом, зависит от физико-химических свойств нефти и морфологической структуры побережья. В этом случае происходит отражение, частичное или полное прилипание нефти к отложениям побережья.

1-0.000»

1-0,05

в) __ г)

Рис.4. Изменение концентрации нефти Ы, с течением времени в безразмерном виде а) I = 0.0001.6) / = 0.05. в) / = 0.1. максимальное значение Л', равно 0.002. г) / = 0.3. максимальное значение Л', равно 0.0000026 В третьем и четвёртом разделах главы приводится алгоритм численного решения краевой задачи, производится переход к безразмерному виду, оценивается величина безразмерных параметров, приводится алгоритм численного анализа. В следующем разделе главы приводится краткое описание программы.

В шестом разделе главы исследуются основные закономерности динамики нефтяного загрязнения Азовского моря. Для этого соискателем было проведено большое количество вычислительных экспериментов с использованием предложенных алгоритмов численного решения краевой задачи, которые позволили выявить ряд основных закономерностей деструкции нефтяного загрязнения с учетом особенностей Азовского моря. Приведём основные из них.

Предположим, что разлилось небольшое количество нефти и образовалось нефтяное пятно. Как показано на рис. 4 на примере поверхностной концентрации нефти -это пятно переносится по течению и одновременно за счет диффузии, испарения, выпадения в осадок и микробиологического окисления концентрация нефти на поверхности и растворенной в глубине водной среды убывает (рис. 4).

На рис. 5 даны линии уровня поверхностной концентрации при увеличенном значении коэффициентов турбулентной диффузии против реального значения для наглядного представления процесса диффузии нефти. В реальности процесс диффузии происходит примерно в 100 раз медленнее процесса переноса и его влияние проявляется при больших интервалах времени.

В) _ г)

Рис.5. Линии уровня изменения концентрации нефти л, с течением времени в безразмерном виде а) ¿ = 0.001,6) г = 0.05,в) (= 0.1, г) / = 0.3.

в 4 19 (5 ¿й 25 30 36 44 43 50 Л 10 15 М 35 30 33 АО 45 5г

»•«'.......... а............. .,»« _________________________В2.................................

в0 5 10 15 20 25 30

В)

40 45 50

°0 3 10 15 20 25 М 55 40 45 50

Г)

Рис. 6. Изменение концентрации нефти (а, б, в) и нефтеокисляющих микроорганизмов (г) в центре нефтяного загрязнения в безразмерном виде с течением времени.

На рис. 6 приведено изменение концентрации нефти (а, б, в) и нефтеокисляющих микроорганизмов (г) в центре нефтяного загрязнения с течением времени, причем для удобства интерпретации результатов форма загрязнения предполагается простой, а именно - кругом. Как видно из рис.6 а, б - концентрация нефти, как на поверхности, так и на глубине водной среды уменьшается, а количество выпадающей в осадок неф-

ти - увеличивается и постепенно стабилизуется (рис.6, в). Одновременно, концентрация нефтеокисляющих микроорганизмов сначала растет по экспоненциальному закону, затем стабилизируется, а потом убывает по линейному закону (рис. 6, г). Таким образом показано, что разработанную математическую модель можно использовать для мониторинга поведения нефти в морс при решении широкого круга задач по предупреждению и ликвидации реальных аварийных разливов нефтепродуктов в Азовском море при проведении буровых работ и транспортировке жидких углеводородов.

Глава 4. Обоснование методов ликвидации углеводородного загрязнения береговой линии Азовского моря

В этой главе соискателей проанализированы особенности рельефа, геоморфологии, вещественного состава комплекса пляжевых осадков и условий их формирования береговой линии Азовского моря, проведено ранжирование побережья по степени чувствительности к углеводородному загрязнению. Предложена матрица рекомендаций по очистке побережья Азовского моря от такого загрязнения.

В первом разделе главы автором проанализированы современные подходы к разработке стратегии защиты берега от загрязнения, которые выводят на новый уровень требования к системам экологической безопасности. Прежде всего, выделим основные из них:

а) комплексность используемой информации - необходимо учитывать всё возрастающие объёмы самых разнообразных данных;

б) интерактивность - информация должна обновляться максимально приближенно к реальному времени;

в) оперативность принятия решения - система должна позволять быстро производить комплексный анализ, выдавая наиболее эффективные результаты.

ПЛАН по предупреждению и ликвидации аварийных разливов нефти ЭффеКТИВНЫМ рСШе-

^ нием, учитывающим выше-

Кярты чувгтвптелыюстп прнбрежно-морскнх зон к загрязнению нефтью перечисленные требования,

■ ■ ^ ■ I являются интерактивные

Выбор технологии реагирования Оценка последствий разлива карты чувствительности

(Блиновская Я.Ю.. 2008 г), в

затраты _ ущерб ОСНОВУ КОТОрыХ ЛОЖИТСЯ

^ ^ ■ широкий набор информа-

Расчег сил п средств реагирования экономический экологический ЦИИ ПО рекомендованным

...........................для данной местности методам ликвидации загрязне-пмшятне РЕШЕНИЙ [|ий. В основе индексации

п _ .. , лежит выявление связи ме-

гис.7. Место карт чувствительности в системе обеспечения

экологической безопасности жд>' строением и структу-

рой берега и физическими

процессами, происходящими при попадании нефти на берег. Индекс позволяет определить наиболее ранимые и максимально устойчивые к загрязнению районы и впоследствии облегчить процесс выбора приоритетных участков при ликвидации загрязнения. Комплексная характеристика структуры побережья и его гидродинамических особенностей находят свое выражение в индексации побережья по десятибалльной

шкале (1 - минимальная, 10 - максимальная), когда каждому участку береговой зоны присваивается собственный индекс чувствительности.

Далее автором анализируется место интерактивных карт чувствительности в системе обеспечения экологической безопасности. Показано, что они позволяют выработать стратегию реагирования при планировании мероприятий по ликвидации разливов нефти. Это один из основных ресурсов, на которые опираются руководящие и исполняющие органы при принятии решений, оценке последствий разлива, а также расчете необходимых средств реагирования и мест их дислокации, исходя из типичных для данного района условий (рис. 7).

Таким образом, на основе выполненных исследований автором делается вывод, что для разработки технологии ликвидации углеводородного загрязнения с учётом особенностей Азовского моря целесообразно использовать карты чувствительности, включающие районированное по степени уязвимости для загрязнения нефтью побережье совместно с матрицей рекомендаций по методам очистки.

Во втором разделе главы проводится характеристика рельефа, геоморфологии и вещественного состава комплекса пляжевых отложений Азовского моря. Автором делается вывод, что малая площадь Азовского бассейна, а также существующая на его акватории сложная система разнонаправленных ветровых течений, позволяют допустить высокую вероятность воздействия неблагоприятных факторов освоения нефтегазоносных площадей практически на всём побережье Азовского моря.

По классификации А. С. Ионина, П. А. Каплина, В С. Медведева, побережья Азовского моря входят в группу равнинных, сложенных толщей рыхлых четвертичных отложений с долинным и овражно-балочным рельефом, и отнесены к типу «лиманных», в пределах которых наиболее распространён абразионно-бухтовый тип берега. Общая протяжённость береговой линии- 2686 км, коэффициент извилистости значителен и составляет 3,84, что определяется обширностью береговой линии лиманов, мысов и кос. Аккумулятивные формы и разделяющие их участки коренного берега -это особенность геоморфологии водоёма, позволяющая выделить обширные области побережий, обладающие внутренним единством.

Далее соискателем анализируются особенности северного, западного, южного и восточного берега моря. Северный берег Азовского моря - плоский и однообразный, террасовидным уступом круто обрывается к морю, образуя у своего основания узкое побережье. Побережье - узкая низменная береговая полоса от основания уступа коренного берега до уреза воды. Ширина её колеблется от единиц до десятков метров, значительно возрастая лишь в районе низменных кос - Федотовой, Обиточной, Бер-дянской, Кривой, Беглицкой и др. Основной породой кос является песок с обильным включением ракуши. Пески залегают на тёмно-серых илах. Встречаются древние пес-чано-ракушечные валы, межваловое пространство местами заилено. Растительный покров кос скуден, низины заболочены. Западный берег Азовского моря от Акманай переходит в Арабатскую стрелку— низменную песчаную косу, в виде вала, отделяющую Азовское море от оз. Сиваш, или Гнилого моря. От коренного берега полуострова она отделена узким мелководным проливом. На юге стрелка сложена из наносов ракуши. В северной её части наблюдаются выходы лёссовидных суглинков, соединённые ракушечными наносами.

Восточный берег моря по своему строению подразделяется на три района: северо-восточный и южный берега Таганрогского залива и восточный берег Азовского моря. Северо-восточным берегом залива являются низменные острова приморской части

дельты р. Дона. Пески со сложными прослойками пылеватых и илистых грунтов являются характерными породами дельты. Южный берег Таганрогского залива - возвышенный. Он спускается крутым террасовидным уступом к плоскому побережью. Побережье - намывная полоса между урезом воды и основанием материкового берега. Оно загромождено обломочными породами и покрыто песчаными наносами. Берега Ейского лимана, защищенные от моря косами Найденной и Ейской, пологи, невысоки и покрыты степной растительностью. Косы приурочены к восточной половине. Среди них выделяются косы Очаковская, Чимбурская и Сазалицкая. К югу от Ахтарей к берегу Азовского моря примыкает сильно заболоченная обширная низменная дельта Кубани (Приазовские плавни). Южный берег Азовского моря в восточной половине представлен Таманским полуостровом, уступ берега которого - крутой, покрыт осыпями третичных отложений.

Далее, с учётом особенностей рельефа, геоморфологии и вещественного состава комплекса пляжевых осадков и условий их формирования автором проведено районирование береговой зоны Азовского моря. Выделено 39 участков, проводится подробный анализ особенностей каждого участка.

Таблица 1. Индексация побережья Азовского торя по степени _чувствительности к углеводородному загрязнению_

Индекс Тип берега Харастер н стыка

1 Открытые выходы непроницаемых коренных пород Грунт непроницаем, естественные процессы способствуют быстрому удалению нефти. Уборка нефти не требуется.

2 Скалыю-глыбовые развалы Нефть удаляется естественным путем. Уборка рекомендуется

3 Мелкопесчаные пляжи Степень проникновения нефти не высокая. Уборка упрощена наличием ПЛОТНОГО ГШ'НТЯ

4 Крупнопесчаные и мелкодетрн-товые пляжи Уборка затруднена в связи с большой подвижностью осадка. Высокая степень проникновения и захоронения нефти.

5 Песчано-гравнйные и песчано-ракушняковые пляжи Высокая проницаемость, что приводит к разрушению поверхностного слоя во время уборки.

6 Ракушняковые, гравийные и щебнистые ПЛЯЖИ Породы позволяют нефти просачиваться довольно глубоко, естественные процессы удаления нефти замедлены. Удаление загрязненного грунта крайне нежелательно.

7 Осыхающие отмели Осадки насыщены водой, низкая степень проникновения нефти. При сухом побережье степень проникновения нефти высока. Нефть плохо закрепляется или просачивается, попадая на плотные, водонасыщенные отложения песка. Уборка нефти затруднена из-за возможности сменшппння неАти с песком

8 Закрытые песчано-детритовые, ракушняковые, галечные пляжи, скально-глыбовые развалы и антропогенные сооружения Разлитая нефть покрывает поверхности горной породы в защищенных местах и может сохраняться на них долгое время. Уборка этих береговых линий всегда трудоемкая и может оказать негативное воздействие на биологические сообщества.

9 Защищенный осыхающий берег лиманов Отложения насыщены водой, обычны заросли водной растительности. Степень естественной очистки низкая. Уборка нефти приводят к перемешиванию с илом.

10 Зарастающие, заболоченные земли лиманов и плавней Очистка затруднена из-за труднопроходимости и вследствие высокой степени проникновения нефти вглубь лиманов и плавней.

В третьем разделе главы соискателем проводится районирование побережья Азовского моря по степени чувствительности к нефтяному загрязнению. За основу была взята система ранжирования, использованная Блиновской Я.Ю. при создании карт чувствительности для Дальнего Востока. Система ранжирования, адаптированная соискателем к условиям Азовского моря, представлена в табл. 1. Итоговая система индексации участков береговой линии по степени чувствительности к нефтяному загряз-

нению сочетает в себе данные о качественной характеристике побережья Азовского моря и процессах, происходящих при попадании нефти на берег.

Затем, согласно адаптированной системы индексации, соискателем была проиндексирована районированная береговая линия Азовского моря. Результаты для каждого участка берега представлены в таблице 2. Количество участков для каждого из десяти присвоенных индексов наглядно представлено на диаграмме (рис. 8, а). Из приведённой диаграммы видно, что большинство участков имеют индексы в диапазоне 2-6. Однако одно лишь соотношение количества индексов плохо характеризует экологическую уязвимость элементов береговой линии. Гораздо большую репрезентативность имеет соотношение суммарных длин участков, имеющих одинаковый индекс экологической чувствительности (рис.8, б).

Из приведённых диаграмм видно, что на индексы экологической чувствительности, равные 3,4 и 5, приходится наибольшая протяженность береговой линии Азовского моря, а именно 1991,89 км пляжей. А на долю чрезвычайно уязвимых участков, имеющих индексы 9 и 10, приходится 279,22 км береговой линии.

Таблица 2. Индексация участков береговой лшши Азовского моря по степени чувствительности к углеводородному загрязнению

Наименование и номера участков Индекс(ы) чувствительности

Между устьем р. Мёртвый Донц и г.Таганрог (№ 1) и между Миусским лиманом и косой Кривой (№3) 9,3

Между г.Таганрог и Миусским лиманом (№2) 9.3.2

Косы Кривая (№4), Белосарайская (№6), Бердянская (№8), Обиточная (№10), Ясенская (№28), Камышеватская (№30), Должанская (№32), Ейская (№34), Сазальницкая (№37), Бирючий остров и Федотова коса (№12) 5,6

Между косами Кривая и Белосарайской (№5) 9,3,5

Между косами Белосарайская и Бердянская (№7), Берег Бердянского залива (№9), Берег Обиточного залива (№11). 4,5

Побережье Утлюкского лимана (№13), Ахтанизовский участок (№23) и Берег Ясенского залива (№29) 4,3

Северный участок Арабагской стрелки (№14) 4

Центральный участок Арабатской стрелки (№15) и Южный участок Арабат-ской стрелки (№16) 5

Арабатский залив, Краснокутский участок (№17) 2,3

Плато и мыс Казантип (№18) 2,4

Чокракский участок (№19) и Керченский участок, от м.Зюк до м.Фонарь (№20) 1,2,3

Каменномысский участок, от м.Ахиллеон до м.Пеклы (№21) 2,5

Кучугурский участок (№22) 2,4

Петрушинский участок (№24) 5.7

Перекопский участок (№25) 5, 6, 10

Ачуевский участок (№26) 4, 6, 7, 10

Приморско-Ахтарский участок (№27) 3,4,8

Между косами Камышеватская и Должанская (№31), Должанская и Ейская (№33), Глафировской и Сазальницкой (№36), Сазальницкой и Очаковской (№38) и между Очаковской косой и г. Азовом (№¡39) 3

Ейский лиман (№35) 9,3

Далее автором, с использованием программы Агс018 9.3, была проведена визуализация индексации побережья (рис. 9). При этом было сделано следующее упрощение. Если одному и тому же участку присвоено несколько индексов чувствительности.

то итоговым индекс участка принимается равным максимальному из присутствующих. Как видно из рисунка, наиболее протяженные экологически уязвимые участки побережья Азовского моря расположены между Кучугурским участком и Приморско-Ахтарским.

В заключительном разделе главы предлагается матрица рекомендаций по технологиям ликвидации углеводородного загрязнения береговой линии с учетом особенностей Азовского моря. Чувствительность прибрежно-морской зоны к нефтяному загрязнению определяет наиболее оптимальные способы ликвидации нефти. Это утверждение взято за основу при составлении матрицы рекомендаций. Итоговая адаптированная матрица для различных типов нефтей представлена в таблице 3. Для некоторых участков побережья наиболее приемлемым способом удаления основной массы нефти может явиться применение техники, в то же время для других ее применение может принести больше вреда для биоты. чем непринятие мер вообще.

а". „ .......... __ б)

количество

1!

пиотяженмость

700,00 600.00

У

400.00 300.00 200.00 100.00 0.00

„У

ш

У

ы ^ У У

7 8 9 10 л« ЗЗ.ЙЭ 194.67 766,87 546,64 678.48 112.03 43.16 75.56 716.30 62.63

Рис. 8. Распределение участков береговой линии для каждого из десяти присвоенных индексов. а) по абсолютному количеству присвоенных индексов: б) по суммарной протяженности участков соответствующих индексов.

Выявив на карте уча-

Ааовское море

л-Доху

Индексы

Краснодар —7

¿»■оероыиь ;'" ^■<■--» .-.-V .. , " "И

Рис. 9. Индексированное по степени чувствительности к тагрязнению побережья Азовского моря, екая уборка, просеивание, а при локальных разливах - выемка. Берега, оцененные индексом 6. следует обрабатывать органическим сорбентом.

стки оереговои зоны различной чувствительности, от 1 -минимальная, до 10 - максимальная. предлагается комбинация способов. оптимальных для данных условий. Так. на берегах, характеризующихся невысокой чувствительностью (индексы 1 и 2). в случае загрязнения сырой нефтью или мазутом, наиболее оптимальны технологии смывания. Для берегов. представленных индексами 3 и 4 (песчаные побережья). подходит механиче-

тип нефти Легкая | Сырая

действие Индексы чувствительности побережья

1 2 В 4 5 б 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Естественное восстановление

Ручная уборка

Уборка сорбентами

Удаление мусора

Дренажная система

Удаление осадка

Смывание холодной водой без давления

Промывка водой под давлением

Промывка тёплой водой, пескоструйная очистка

Откачивание вакуумными насосами

Рекультивация или просеивание осадка

Удаление растительности

Химическая обработка

Сжигание или биоремидиация

Условные обозначения:

О- в зависимости от местных условий; Ц - рекомендовано; [] - не рекомендовано

Приведённая индексация побережья Азовского моря с выработанными рекомендациями по использованию методов борьбы с загрязнением может быть использована для составления карт чувствительности на основе ГИС для бассейна Азовского моря, а также для решения оперативных задач по ликвидации углеводородного загрязнения. Статистическая оценка протяжённости береговой линии различной чувствительности к загрязнению нефтью может быть использована для расчёта сил и средств реагирования, оценки экологических и экономических последствий аварий.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Оценены токсикологические эффекты техногенных работ на Азовском шельфе с точки зрения совместного влияния комплекса химических веществ, сопутствующих освоению ресурсов шельфа, а именно полиароматических углеводородов, органических кислот, тяжёлых металлов и нафтенов. Техногенная нагрузка связана с увеличивающейся транспортной активностью по перевозке нефтеналивных грузов и с освоением месторождений Азовского шельфа. При этом угрозу экосистеме бассейна представляют буровые растворы, шламы, пластовые воды и нефть, которые могут привести к значительным проблемам жизнедеятельности организмов бассейна.

2. Выявлены основные закономерности динамики нефтяного загрязнения в Азовском море с учётом процессов конвективного переноса, диффузии, испарения, растворения, эмульгирования, диспергирования, агрегирования, микробиологического разложения и седиментации. Оценены скорости изменения концентрации нефти на поверхности. в толще воды и осаждённой, а также скорости изменения концентрации нефтеокисляющих бактерий. Концентрация нефти, как на поверхности, так и на глубине водной среды, с течением времени уменьшается, а количество выпадающей в осадок нефти - увеличивается и постепенно стабилизуется. Одновременно, концентрация нефтеокисляющих микроорганизмов сначала растет по экспоненциальному закону, затем стабилизируется, и далее убывает по линейному закону.

3. Разработана двухмерная математическая модель динамики трёхмерного поверхностного нефтяного загрязнения в Азовском море с учётом процессов, наиболее существенных для его условий, а именно процессов конвективного переноса, диффузии, испарения, растворения, эмульгирования, диспергирования, агрегирования, микробиологического разложения и седиментации. Предлагаемую математическую модель можно использовать для мониторинга поведения нефти в море при решении задач по предупреждению и ликвидации реальных аварийных разливов нефтепродуктов в Азовском море при проведении буровых работ и транспортировке нефтепродуктов.

4. Проведено районирование береговой зоны Азовского моря по степени экологической чувствительности к углеводородному загрязнению с учётом особенностей рельефа, геоморфологии, вещественного состава комплекса пляжевых осадков и условий их формирования. Определено, что на индексы чувствительности, равные 3, 4 и 5. приходится наибольшая протяженность береговой линии Азовского моря, а именно 1991,89 км пляжей. На долю чрезвычайно уязвимых участков, имеющих индексы 9 и 10, приходится 279,22 км береговой линии.

5. Составлена матрица рекомендаций по ликвидации техногенного загрязнения береговой линии Азовского моря с использованием механических, физических и химико-биологических методов устранения загрязнения.

6. Результаты исследований могут быть использована для составления карт чувствительности на основе ГИС для бассейна Азовского моря, а также для решения оперативных задач по ликвидации углеводородного загрязнения. Статистическая оценка протяжённости береговой линии разной чувствительности к загрязнению нефтью может быть использована для расчёта сил и средств реагирования, оценки экологических и экономических последствий аварий.

Основное содержание диссертации изложено в следующих публикациях:

Статьи в научных изданиях, рекомендованных ВАК для публикаций основных результатов кандидатских исследований:

1. Корпев A.A. Математическое моделирование процесса деструкции нефтяного загрязнения в Азовском море / А. А. Корпев, С. И. Дембицкий, М.Х. Уртенов // Георесурсы. - 2010. - № 2(34). - С. 31 - 35

Публикации в других научно-технических изданиях:

2. Корнев A.A. Экология в чрезвычайных ситуациях // Программа XXXI студенческой научной конференции КубГТУ. Тезисы. - Краснодар: КубГТУ, 2004, С.70

3. Корнев A.A. Утечки метана через неплотности фланцевых соединений фонтанной арматуры на примере Краснодарской станции подземного хранения газа. // Тезисы XXXII студенческой научной конференции КубГТУ. - Краснодар: КубГТУ, 2005. С.63

4. Корнев A.A. Станция подземного хранения газа как источник возможного загрязнения окружающей природной среды / A.A. Корнев, Т.П. Косулина // Сборник студенческих научных работ, отмеченных наградами на конкурсах. - Краснодар: КубГТУ. 2005, с.189-191

5. Корнев A.A. Особенности загрязнения Азовского моря нефтяными углеводородами и его моделирование // Прикладная математика XXI века. - Краснодар: КубГУ, 2009, С 68 -69.

6. Корнев A.A. Двумерные модели трёхмерного нефтяного загрязнения водной среды / A.A. Корнев, С.И. Дембицкий, М.Х. Уртенов // Современное состояние и при-

оритеты развития фундаментальных наук в регионах. - Краснодар: Просвещение-Юг, 2009. С. 288-289.

7. Корнев A.A. Моделирование чрезвычайных ситуаций выбросов углеводородов при разведке и освоении месторождений нефти и газа на континентальном шельфе. // Геоинжениринг. - 2009. - №1 (7) - С. 62-66.

8. Корнев A.A. Математическое моделирование загрязнения Азовского моря нефтяными углеводородами // Прикладная математика XXI века. - Краснодар: КубГУ, 2009. С 71 -73.

9. Корнев A.A. Математическое моделирование загрязнения углеводородами акваторий морей континентального шельфа. // «Физико-химический анализ свойств многокомпонентных систем». -2009. - Электронный научный журнал ГОУ ВПО КубГТУ.

10. Корнев A.A. Моделирование загрязнения Азовского моря с учётом его особенностей / A.A. Корнев, С.И. Дембицкий, М.Х. Уртенов // Современное состояние и приоритеты развития фундаментальных наук в регионах. - Краснодар: Просвещение-Юг, 2009. С. 21-23.

Подписано в печать 20.08.2010. Формат 60x841/8. Бумага Maestro. Усл. печ. л. 1,39. Тираж 100 экз. Заказ № 10240.

Тираж изготовлен в типографии ООО «Просвещение-Юг» с оригинал-макета заказчика, г. Краснодар, ул. Селезнёва, 2. Тел./факс: 239-68-31.

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Корнев, Алексей Александрович

Введение.

Глава 1. Подходы к изучению загрязнения морей. Состояние изученности вопросов экологической безопасности Азовского моря.

1.1. Обзор международного опыта разработок в области борьбы с загрязнением морей.

1.2. Состояние изученности техногенного загрязнения акватории Азовского моря.

1.3. Постановка задачи и характеристика методики исследований по теме диссертации.

Глава 2. Геологическая характеристика шельфа и нефтегазовой инфраструктуры Азовского моря как источника загрязнения.

2.1. Геологическая характеристика Азовского шельфа.

2.1.1. Северо-Азовский прогиб.

2.1.2. Азовский вал.

2.1.3. Индоло-Кубанский прогиб.

2.1.4. Перспективы нефтегазоносности Азовского моря.

2.2. Анализ загрязняющих веществ при освоении ресурсов континентального шельфа.

2.2.1. Буровые растворы.

2.2.2. Шлам.

2.2.3. Пластовые воды.

2.3. Химические и физико-химические трансформации нефти в воде, токсичное воздействие нефтепродуктов.

2.3.1. Химический состав нефти.

2.3.2. Поведение нефти в водной среде.

2.3.3. Токсичное воздействие нефтяных углеводородов в водной среде акваторий.

2.4. Анализ деятельности и технологии бурения в бассейне.

Азовского моря.

2.5. Анализ экологических катастроф в бассейне Азовского моря.

Глава 3. Математическое моделирование процесса загрязнения и деструкции в Азовском море.

3.1. Основные особенности нефтяного загрязнения Азовского моря.

3.2. Формулировка математической модели.

3.3. Алгоритм численного решения краевой задачи.

3.3.1 Переход к безразмерному виду.

3.3.2 Оценка величин безразмерных параметров.

3.3.3. Переход к разностным уравнениям и их решение.

3.4. Общий алгоритм численного анализа.

3.5 Описание программы.

3.6 Основные закономерности динамики нефтяного загрязнения Азовского моря.

Глава 4. Обоснование методов ликвидации углеводородного загрязнения береговой линии Азовского моря.

4.1. Особенности современного подхода к обеспечению защиты береговых линий от загрязнений.

4.2 Характеристика рельефа, геоморфологии и вещественного состава комплекса пляжевых отложений Азовского моря.

4.3 Районирование побережья Азовского моря по степени чувствительности к нефтяному загрязнению.

4.4 Технология ликвидации углеводородного загрязнения береговой линии Азовского моря.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Исследование и предупреждение техногенных загрязнений при бурении нефтегазовых скважин на шельфе Азовского моря"

Актуальность проблемы. Континентальный шельф представляет собой уникальную кладовую ресурсов, высокая концентрация которых обуславливает возникновение различных конфликтов при их освоении. Одним из наиболее ярких конфликтов является загрязнение. В последнем десятилетие началось активное освоение ресурсов Азовского континентального шельфа. В начале 2006 года в нефтегазоносной зоне на участке «Чумаковская-1» компания «Приазов-нефть» начала разведывательное бурение трех новых скважин в Темрюкском районе. Еще через год компания приступила к бурению поисково-оценочных скважин на азовском шельфе в структуре «Новая—1». Разведочное бурение будет вестись на восьми площадках, расположенных на шельфе Азовского моря, и на шести площадках, расположенных на его берегах. Больше всего скважин планируется разместить на побережье и в прибрежной акватории Темрюкского района, на участке между поселками Пересыпь и Приазовский — 4 наземные и 5 морских. Еще 3 морские скважины намечено заложить вблизи впадения реки Кубань в Азовское море, рядом с водно-болотными угодьями международного значения «Дельта Кубани», охраняемыми согласно Рамсарской конвенции. Также 2 сухопутные скважины запланировано пробурить на территории водно-болотных угодий в районе мыса Ачуевский. Техногенная деятельность в районе Азовского шельфа привела к возрастанию экологической напряжённости в регионе. Так, 11 ноября 2007 г. в Керченском проливе произошла крупнейшая в регионе экологическая катастрофа. В результате разлома нефтеналивного танкера «Волгонефть-139» произошел разлив более 1500 т мазута из 2-х танков танкера.

В целом, изучением экологической ситуацией при освоении морских месторождений занимаются уже длительное время крупные российские и международные институты и коммерческие компании. В США эту проблему изучают

Институт экологических исследований, Американский институт нефти, в Европе - Международный институт исследований в области окружающей среды, в России - Институт океанологии РАН, Мурманский Морской Биологический Институт, Российский научный центр экологии моря и др. Исследованиями Азовского моря занимаются Южный научно-исследовательский институт морского рыбного хозяйства океанографии, Институт биологии южных морей АН УССР, Азовский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и др. Однако, несмотря на очевидные успехи в решении ряда задач обеспечения экологической безопасности, чрезвычайные ситуации последних лет выявили серьезные недостатки в системе ликвидации и предупреждения загрязнений в районе Азовского шельфа.

Несмотря на проводимые исследования, ситуация последнего времени показывает, что задачи по обеспечению экологической безопасности региона, поиск высокоинформативных, экспрессных методов оценки углеводородного загрязнения акваторий и прибрежных зон, обоснование стратегии берегозащитных мероприятий зоны Азовского шельфа остаётся актуальной задачей, требующей дальнейшей комплексной проработки.

Объект исследования - процессы техногенного загрязнения акватории при бурении нефтегазовых скважин на шельфе Азовского моря.

Предмет исследования — воздействие различных химических веществ, сопутствующих техногенной деятельности в Азовском море, на экосферу акватории.

Целью работы является оценка техногенного загрязнения различными химическими веществами, а именно высокотоксичными мутагенными и канцерогенными полиароматическими углеводородами, органическими кислотами, тяжёлыми металлами и нафтенами и путей его ликвидации на акватории и прибрежной зоне Азовского моря. Достижение этой цели будет способствовать обеспечению экологической безопасности акватории и морского побережья при чрезвычайных ситуациях техногенных выбросов различных веществ, связанных с освоением нефтегазовых месторождений на шельфе и транспортировкой углеводородного сырья.

Основные задачи исследований.

1. Анализ состояния изученности техногенного загрязнения района Азовского моря, выбор объектов и направлений исследования по теме диссертации.

2. Изучение токсичного и канцерогенного воздействия различных химических веществ, сопутствующих техногенной деятельности в Азовском море, а именно полиароматических углеводородов, органических кислот, тяжёлых металлов и нафтенов.

3. Построение математической модели динамики нефтяного загрязнения в Азовском море с учётом его особенностей.

4. Установление основных закономерностей изменения концентрации нефти и нефтеокисляющих микроорганизмов.

5. Оценка эколого-геологических особенностей береговой линии Азовского моря при техногенном загрязнении.

6. Обоснование технологии ликвидации техногенного загрязнения береговой линии, учитывающей особенности рельефа и геоморфологии Азовского моря для различных составов загрязнителей.

Научная новизна диссертации состоит в следующем:

1. Оценены токсикологические эффекты техногенных работ на Азовском шельфе с точки зрения совместного влияния комплекса химических веществ, сопутствующих освоению ресурсов шельфа, а именно полиароматических углеводородов, органических кислот, тяжёлых металлов и нафтенов, присутствующих в шламах, буровых растворах, пластовых водах и сырой нефти.

2. Впервые установлены основные закономерности динамики техногенного загрязнения в Азовском море с учётом его особенностей. А именно, концентрация нефти, как на поверхности, так и на глубине водной среды уменьшается, а количество выпадающей в осадок нефти увеличивается и постепенно стабилизуется. Одновременно, концентрация нефтеокисляющих микроорганизмов сначала растет по экспоненциальному закону, затем стабилизируется, а потом убывает по линейному закону.

3. Построена новая математическая модель динамики перемещения поверхностного нефтяного загрязнения в Азовском море, учитывающая совместно процессы конвективного переноса, диффузии, испарения, растворения, эмульгирования, диспергирования, агрегирования, микробиологического разложения и седиментации. В отличие от существующих моделей конвективно-диффузионного переноса нефтяного загрязнения с учётом процессов деструкции, разработанных различными исследователями (Панина О.В., Шарпан М.В., Оби Э.О., Ларионов A.B. и др.), в предложенной модели применён новый метод перехода от трёхмерной модели к двухмерной, что позволило исследовать процесс в совместном действии перечисленных факторов.

4. Проведено районирование береговой зоны Азовского моря по степени экологической чувствительности к углеводородному загрязнению с учётом особенностей рельефа, геоморфологии, вещественного состава комплекса пля-жевых осадков и условий их формирования. Составлена матрица рекомендаций по ликвидации загрязнений береговой линии Азовского моря с использованием механических, физических и химико-биологических методов устранения загрязнения.

Защищаемые положения.

1. Закономерности пространственного распространения и деструкции техногенных загрязнений акватории при бурении скважин на шельфе, учитывающие технологию бурения нефтегазовых скважин, гидрологические, метеорологические и геолого-геоморфологические особенности побережья.

2. Математическая модель динамики перемещения нефтяного загрязнения в Азовском море, учитывающая совместно процессы конвективного переноса, диффузии, испарения, растворения, эмульгирования, диспергирования, агрегирования, микробиологического разложения и седиментации, в которой применён новый метод перехода от трёхмерной модели к двухмерной, позволяющий исследовать процесс загрязнения в совместном действии перечисленных факторов.

3. Оценка скорости изменения концентрации углеводородных загрязнений на поверхности акватории, в водной толще и на морском дне, а также изменений в водной среде концентрации нефтеокисляющих бактерий, осуществляющих естественную деструкцию таких загрязнений.

4. Районирование береговой зоны Азовского моря по степени экологической опасности углеводородного загрязнения с учётом особенностей рельефа, геоморфологии и вещественного состава комплекса пляжевых осадков побережья и матрица рекомендаций по ликвидации углеводородных загрязнений береговой линии Азовского моря.

Практическая значимость и реализация результатов.

Результаты диссертационного исследования могут быть использованы в научных исследованиях широкого спектра задач экологии. Проведённая оценка воздействия техногенных работ на Азовском шельфе с точки зрения совместного влияния комплекса химических веществ, сопутствующих освоению ресурсов шельфа, может быть использована при уточнении экологического эффекта увеличения техногенной нагрузки в регионе. Предлагаемую модель можно использовать для мониторинга поведения нефти в море при решении задач по предупреждению и ликвидации реальных аварийных разливов нефтепродуктов в Азовском море при проведении разведывательных и буровых работ, транспортировке углеводородов, оценке текущего и остаточного техногенного загрязнения акваторий.

Районирование береговой линии по степени чувствительности к нефтяному загрязнению с учётом особенностей рельефа, геоморфологии, вещественного состава комплекса пляжевых осадков Азовского моря и условий их формирования найдёт своё применение при построении интерактивных карт чувствительности на базе геоинформационных систем. Предложенная матрица рекомендаций по ликвидации загрязнений может быть использована при решении оперативных задач по борьбе с загрязнением, а также при разработке федеральными и региональными органами и заинтересованными организациями планов по предупреждению и ликвидации аварийных разливов углеводородов.

Фактический материал. В основу работы положены результаты исследований автора за период с 2003 по 2006 гг. в Кубанском государственном технологическом университете и за период с 2006 по 2009 гг. в Кубанском государственном университете. В работе использованы данные полевых наблюдений, проведённых автором на побережье Азовского моря в 2009 году. Проанализированы и обобщены геолого-экологические данные, в том числе особенности гидрологической и экобиологической характеристики, рельефа, геоморфологии, вещественного состава, находящихся в фондах КубГУ, ГНЦ ФГУГП «Южморгеология», АЗНИИРХ, ООО «Лукойл НИПИморнефть», а также данные из научных источников, указанных в библиографии диссертации.

Апробация работы. Основные результаты исследований по теме диссертационной работы докладывались на конференциях и научно-технических советах: на VI Всероссийской научной конференции молодых ученых и студентов «Современное состояние и приоритеты развития фундаментальных наук в регионах» (г. Анапа) в 2009 г, на IX объединённой научной конференции студентов и аспирантов факультета компьютерных технологий и прикладной математики КубГУ «Прикладная математика XXI века» в 2009 г., на XXXI и XXXII студенческих научных конференциях в КубГТУ в 2004 и 2005 гг., на научно-технических советах ООО «Кубаньгазпром» в 2006 - 2008 гг.

Публикации. Основные положения диссертационной работы и результаты исследований изложены в 10 печатных работах.

Автор выражает глубокую признательность за научное руководство и помощь на всех этапах постановки и написания работы д.т.н. профессору Дем-бицкому С.И., д.ф.-м.н. Уртенову М.Х., к.т.н. Корневу Г. А., а также благодарит за поддержку специалистов ООО «Кубаньгазпром» Браташ И.В. и Шишкина Е.В.

Заключение Диссертация по теме "Геология, поиски и разведка горючих ископаемых", Корнев, Алексей Александрович

Основные результаты и выводы

Результаты проведённой оценки воздействия техногенных работ на Азовском шельфе с точки зрения совместного влияния комплекса химических веществ, сопутствующих освоению ресурсов шельфа, могут быть использованы при уточнении экологического эффекта увеличения техногенной нагрузки в регионе. Разработанную математическую модель можно использовать для прогнозирования поведения нефти в море при решении задач по предупреждению и ликвидации аварийных разливов нефтепродуктов в Азовском море при проведении разведывательных и буровых работ, транспортировке углеводородов, оценке текущего и остаточного техногенного загрязнения акваторий.

Районирование береговой линии по степени чувствительности к нефтяному загрязнению с учётом особенностей рельефа, геоморфологии, вещественного состава комплекса пляжевых осадков Азовского моря и условий их формирования найдёт своё применение при построении интерактивных карт чувствительности на базе геоинформационных систем. Предложенная матрица рекомендаций по ликвидации загрязнений может быть использована при решении оперативных задач по борьбе с загрязнением, а также при разработке федеральными и региональными органами и заинтересованными организациями планов по предупреждению и ликвидации аварийных разливов углеводородов.

В результате выполнения работы получены следующие результаты.

1. Оценены токсикологические эффекты техногенных работ на Азовском шельфе с точки зрения совместного влияния комплекса химических веществ, сопутствующих освоению ресурсов шельфа, а именно полиароматических углеводородов, органических кислот, тяжёлых металлов и нафтенов. Техногенная нагрузка связана с увеличивающейся транспортной активностью по перевозке нефтеналивных грузов и с освоением месторождений Азовского шельфа. При этом угрозу представляют буровые растворы, шламы, пластовые воды и нефть, которые могут привести к значительным проблемам жизнедеятельности организмов бассейна.

2. Получены основные закономерности динамики нефтяного загрязнения в Азовском море с учётом процессов конвективного переноса, диффузии, испарения, растворения, эмульгирования, диспергирования, агрегирования, микробиологического разложения и седиментации. Оценены скорости изменения концентрации нефти на поверхности, в толще воды и осаждённой, а также скорости изменения концентрации нефтеокисляющих бактерий. Концентрация нефти, как на поверхности, так и на глубине водной среды, с течением времени уменьшается, а количество выпадающей в осадок нефти - увеличивается и постепенно стабилизуется. Одновременно, концентрация нефтеокисляющих микроорганизмов сначала растет по экспоненциальному закону, затем стабилизируется, а потом убывает по линейному закону. Полученные закономерности согласуются с результатами других авторов.

3. Предложена двумерная математическая модель динамики трёхмерного поверхностного нефтяного загрязнения в Азовском море с учётом процессов, наиболее существенных для его условий, а именно процессов конвективного переноса, диффузии, испарения, растворения, эмульгирования, диспергирования, агрегирования, микробиологического разложения и седиментации. Предлагаемую математическую модель можно использовать для мониторинга поведения нефти в море при решении задач по предупреждению и ликвидации реальных аварийных разливов нефтепродуктов в Азовском море при проведении буровых работ и транспортировке нефтепродуктов.

4. Проведено районирование береговой зоны Азовского моря по степени экологической чувствительности к углеводородному загрязнению с учётом особенностей рельефа, геоморфологии, вещественного состава комплекса пля-жевых осадков и условий их формирования. Определено, что на индексы чувствительности, равные 3, 4 и 5, приходится наибольшая протяженность береговой линии Азовского моря, а именно 1991,89 км пляжей. На долю чрезвычайно уязвимых участков, имеющих индексы 9 и 10, приходится 279,22 км береговой линии.

5. Составлена матрица рекомендаций по ликвидации техногенного загрязнения береговой линии Азовского моря с использованием механических, физических и химико-биологических методов устранения загрязнения.

6. Результаты исследований могут быть использована для составления карт чувствительности на основе ГИС для бассейна Азовского моря, а также для решения оперативных задач по ликвидации углеводородного загрязнения. Статистическая оценка протяжённости береговой линии разной чувствительности к загрязнению нефтью может быть использована для расчёта сил и средств реагирования, оценки экологических и экономических последствий аварий.

Результаты диссертационной работы могут быть использованы в научных исследованиях широкого спектра задач экологии.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Корнев, Алексей Александрович, Краснодар

1. Базыкин А.Д. Математическое моделирование опасных границ в экологии. // Тезисы пленарных лекций и симпозиальных докладов I Всесоюзного биофизического съезда. М., 1982. С. 127.

2. Базыкин А.Д. Модель динамики численности вида и проблема сосуществования близких видов // Журн. общей биологии. 1969. N 3. С. 259-264.

3. Базыкин А.Д. О диссипативных структурах в экологических системах. / А.Д. Базыкин, Г.С. Маркман // Факторы разнообразия в математической экологии и популяционной генетике. Пущино: ОНТИ НЦБИ АН СССР, 1980. С. 135-149.

4. Баранникова H.A. Влияние отходов бурения и нефтедобычи на экосистему Охотского моря. / Баранникова H.A. Лисицын Д.В. // «Экологическая вахта Сахалина». 2001 г. С. 26-38.

5. Бердников C.B. Математическое моделирование переноса и седиментации техногенных примесей в Азовском море / Бердников C.B., Ивлиева О.В., Прудникова (Сорокина) В.В. // Океанология. 2001. Т. 41. № 6. С. 805-814.

6. Бердников C.B. Современное терригенное осадконакопление на Азовском шельфе / Бердников C.B., Прудникова (Сорокина) В.В. // Экосистемные исследования Азовского моря и побережья. Апатиты: Изд. КНЦ РАН, 2002. T. IV. С. 264-273.

7. Блиновская Я.Ю. Принципы создания информационной системы "Карты чув-ствительнотси прибрежно-морских зон к загрязнению нефтью" // Вестник Дальневосточного отделения РАН, 2004. №4. С. 63-73.

8. Блиновская Я.Ю. Карты чувствительности к нефтяному загрязнению береговой зоны Охотского моря / Я.Ю. Блиновская // Геодезия и картография. -2005.-№4.-С. 49-53.

9. Блиновская Я.Ю. Геоинформационный подход в обеспечении экологической безопасности разработки нефти на шельфе / Я.Ю. Блиновская // Геоин-форма-тика. 2006. - № 1. - С. 52 - 55.

10. Борков Ф.П. Геологическое строение и нефтегазоносность Азовского моря (по геофизическим данным). / Борков Ф.П. Головачев Э.М., Семендуев М.М., Щербаков В.В. //М.: ИГиРГИ, 1994. 188 С.

11. Владимиров A.M. Охрана окружающей среды // Ленинград: Гидрометио-издат, 1991 г. С. 212-223.

12. Вольский А. Морское собрание // Вестник Кубань: Строительство. Архитектура. Инфраструктура, № 2 (2008 г) С. 41-43.

13. Восканов М.В. Гематологическая реакция севанской форели на растворы НС1 и КОН //Тр. 5 всесоюзной конф. по общей токсикологии (Одесса, 1988:).-С. 107-108.

14. Выходцев К. Н. Гидрометеорологический справочник Азовского моря. // JL: Гидрометеоиздат, 1962. С. 452-453.

15. Гершанович Д.Е. К проблеме антропогенного воздействия на морские экосистемы / Гершанович Д.Е., Карпович Л.Ф. // Антропогенные воздействия на прибрежно-морские экосистемы.- М.: ВНИРО.- 1986.- С. 5-12.

16. Горбунова A.B. Влияние повышенной мутности на планктонных фильт-раторов // Тр. 1 всесоюзной конф. по рыбохозяйственной токси-кологии (Рига, сент. 1988).- Ч.1.- С. 45-46.

17. Гусейнов Т.Н. Безвредные концентрации токсикантов / Гусейнов Т.Н., Касымов Р.Ю. // Газовая промышленность.- 1986,- N 3.- С. 26.

18. Дембицкий С.И. Визуализация динамики нефтяного пятна на поверхности моря посредством двумерной анимации / Дембицкий С.И., Лаврентьев A.B., Ларионов A.B., Уртенов М.Х. // Наука Кубани. 2002. №1. С. 12-14.

19. Дембицкий С.И. Математические модели динамики и деструкции нефтяного слика на акватории Черного моря. / Дембицкий С.И., Дунаев И.М., Лаврентьев A.B., Ларионов A.B., Уртенов М.Х. // Краснодар, 2003 г. С. 12-18.

20. Дохолян В.К. Реакция рыб на присутствие в среде некоторых компонентов буровых растворов / Дохолян В.К., Ахмедова Т.П. // Тр. 1 всесоюзной конф. по рыбохозяйственной токсикологии (Рига, сент. 1988).- 4.1.-С. 46-47.

21. Жинков С. И. Процессы турбулентной диффузии примесей в море // Проблемы химического загрязнения вод Мирового океана. JL: Гидрометеоиздат,1986 г. Т.2. С. 198-203.

22. Журавлёва Н.Г. Влияние некоторых компонентов буровых растворов на эмбриональное развитие морской камбалы / Журавлёва Н.Г., Савинова Т.Н. // Тр. 5 всесоюзной конф. по общей токсикологии (Одесса, 1988).- С. 187-188.

23. Зданьски А.К. Методы расчёта эволюции нефтяного загрязнения в шельфовой зоне. / Зданьски А.К., Крылов Т.О., Тарасенко JI.H. //М.: ВЦАН СССР,1987 г. С. 12-16.

24. Зенкович В. П. Берега Черного и Азовского морей. // М.: Географгиз, 1958. С. 174-182.

25. Зоммер Е.А. Результаты воздействия различных лигносульфонатов на развитие гидробионтов / Зоммер Е.А., Королёва Л.А. // Тр. 1 всесоюзной конф. по рыбохозяйственной токсикологии (Рига, сент. 1988).- Ч.1.-С.69.

26. Ивлиева О.В. Современные скорости разрушения берегов Российского побережья Азовского моря / Ивлиева О.В., Бердников С.В. // Геоморфология. 2005. №4. С. 74-83.

27. Израэль Ю.А. Антропогенная экология океана. / Израэль Ю.А., Цыбань A.B. //Л.: Гидрометеоиздат, 1989 г. С. 126-138.

28. Ионин А. С. Некоторые результаты региональных исследований на побережьях морей Советского Союза / Ионин А. С., Каплин П. А., Медведев B.C. // Тр. ИО АН СССР. 1961 - Т. 48. С. 211-217.

29. Кленкин А. А. Характеристика нефтяного загрязнения Азовского моря и закономерности его динамики / Кленкин А. А., Павленко Л.Ф., Скрыпник Г.В., Корпакова И.Г. // Водные ресурсы. 2007. Т. 4. № 6. С. 731-736.

30. Книповича Н.М. Гидрометеорологический справочник морей СССР. Азовское море. Т. 3. Вып. 2 / Под ред. Книповича Н.М., Брегмана Г.Р. // Л.: Гидрометеоиздат, 1937. С. 229-461.

31. Конев Ю.В. Проблемы устойчивого развития Российского Азово-Черноморья в условиях интенсификации нефтегазового комплекса / Конев Ю.В., Елецкий БД., Воловик СП. // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. 2006. № 9. С. 5-12.

32. Корнев A.A. Двумерные модели трёхмерного нефтяного загрязнения водной среды / A.A. Корнев, С.И. Дембицкий, М.Х. Уртенов // Современное состояние и приоритеты развития фундаментальных наук в регионах. Краснодар, 2009. С. 288-289.

33. Корнев A.A. Математическое моделирование загрязнения Азовского моря нефтяными углеводородами // Прикладная математика XXI века. Краснодар: КубГУ, 2009. С 71-73.

34. Корнев A.A. Математическое моделирование загрязнения углеводородами акваторий морей континентального шельфа. // «Физико-химический анализ свойств многокомпонентных систем». — 2009. Электронный научный журнал ГОУВПОКубГТУ.

35. Корнев A.A. Математическое моделирование процесса деструкции нефтяного загрязнения в азовском море / А. А. Корнев, С. И. Дембицкий, М.Х. Ур-тенов // Георесурсы. 2010. - № 2(34). - С. 31 - 35

36. Корнев A.A. Моделирование загрязнения Азовского моря с учётом его особенностей / A.A. Корнев, С.И. Дембицкий, М.Х. Уртенов // Современное состояние и приоритеты развития фундаментальных наук в регионах. Краснодар, 2009. С. 21-23.

37. Корнев A.A. Моделирование чрезвычайных ситуаций выбросов углеводородов при разведке и освоении месторождений нефти и газа на континентальном шельфе. // Геоинжениринг. 2009. - №1 (7) - С. 62-66.

38. Корнев A.A. Особенности загрязнения Азовского моря нефтяными углеводородами и его моделирование // Прикладная математика XXI века. Краснодар: КубГУ, 2009, С 68 - 69.

39. Корнев A.A. Станция подземного хранения газа как источник возможного загрязнения окружающей природной среды / A.A. Корнев, Т.П. Косулина //. Сборник студенческих научных работ, отмеченных наградами на конкурсах. — Краснодар: КубГТУ, 2005, с.189-191 .

40. Корнев A.A. Утечки метана через неплотности фланцевых соединений фонтанной арматуры на примере Краснодарской станции подземного хранения газа. // Программа XXXII студенческой научной конференции КубГТУ. Тезисы. -Краснодар: КубГТУ, 2005, С.63

41. Корнев A.A. Экология в чрезвычайных ситуациях // Программа XXXI студенческой научной конференции КубГТУ. Тезисы. Краснодар: КубГТУ, 2004, С.70

42. Кошелева В. В. Воздействие фосфоксита-7 на молодь трески // Тр. 1 всесоюзной конф. по рыбохозяйственной токсикологии (Рига, сент. 1988). — 4.1. — С.91.

43. Лаппо Д.Д. Нагрузки и воздействия ветровых волн на гидротехнические сооружения. Теория. Инженерные методы. Расчеты. / Лаппо Д.Д., Стрекалов С.С., Завьялов В.К. // Л.: ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, 1990. С. 347-354.

44. Лесюк И.И. Оценка чувствительности рыб в различные периоды онтогенеза к действию некоторых ПАВ //Тр. 1 всесоюзной конф. по рыбохозяйствен-ной токсикологии (Рига, сент. 1988). С.37-39.

45. Ливанов Л.И. Вопросы биогеографии Азовского моря и его бассейна. // Сб. статей. Геогр. об-во СССР, Сев.-Кав. филиал, Ростов, отд. -Л.: ГО СССР, 1977. С.131-133.

46. Ляхин Ю. И. Азовское море // Современное экологическое состояние морей СНГ. С-Пб., 1994. - С. 41-56.

47. Мамыкина В. А. Геологическое строение и рельеф побережья и дна Азовского моря // Вопросы биогеографии Азовского моря и его бассейна. Л.: изд-во ГО СССР, 1977. - С. 20-31.

48. Мамыкина В.А. Береговая зона Азовского моря. / Мамыкина В.А., Хру-сталев Ю.Л. //Ростов-на-Дону: Изд-во РГУ, 1980. С. 107-110.

49. Матишов Г. Г. Комплексные экологические исследования Азовского моря (по итогам экспедиции ММБИ на э/с «Гидрофизик», сентябрь 1997 г.): Отчёт // ООО «МИП-999» Фонды ООО «МИП-999». Мурманск, 1998. С. 21-23.

50. Матишов Г.Г. Батиметрия и закономерности формирования рельефа дна Азовского моря // Экосистемные исследования Азовского, Черного, Каспийского морей. T. VIII. Апатиты: Изд. КНЦРАН, 2006. С. 31-12.

51. Матишов Г.Г. Закономерности экосистемных процессов в Азовском море. / Матишов Г.Г., Гаргопа Ю.М., Бердников C.B., Дженюк C.JI. // М.: Наука, 2006, С. 304.

52. Матишов Г.Г. Новые экологические феномены в Азовском море второй половины 20 века. Т. 5. / Матишов Г.Г., Абраменко М.И., Гаргопа Ю.М., Буфе-това М.В. // Апатиты: Изд. КНЦ РАН, 2003. С. 387-388.

53. Матишов Г.Г. Структура потоков радионуклидов в Азовское море / Матишов Г.Г., Матишов Д.Г., Буфетова М.В., Бердников C.B. // Изв. АН. Сер. географ. 2004. №3. с. 84-91.

54. Матишов Д.Г. Современные скорости абразии и состояние берегоукрепительных сооружений российского побережья Азовского моря / Матишов Д.Г.,

55. Ивлиева О.В., Беспалова JI.A. // Тр. Южного научного центра РАН. Т. 1: Геология. Ростов-на-Дону: Изд-во ЮНЦРАН, 2006. С. 151-164.

56. Матишова Г.Г. Комплексный мониторинг среды и биоты Азовского моря // T. VI. Апатиты: КНЦ РАН, 2004. С.345- 356.

57. Миронов О.Г. Нефтеокисляющие микроорганизмы в море. // Киев. 1971. С. 145-152.

58. Михайлова JI. В. Исследование накопления и выведения нефтяных углеводородов пресноводными рыбами //Тр. 1 всесоюзной конф. по рыбохозяйст-венной токсикологии (Рига, сент. 1988). С. 32-37.

59. Михайлова JI.B. Некоторые реакции бентосной олигохеты лимнодрилус гофмейстери на токсические воздействия / Михайлова Л.В., Касинов В. Б. // Тр. 5 всесоюзной конф. по общей токсикологии (Одесса, 1988).- С. 137-138.

60. Мищевич В.И. Справочник инженера по бурению. // Москва 1973 г. С. 232-233.

61. Мовсумов А. Д. Исследование ТОКСИЧНОСТИ химических реагентов, применяемых при бурении, и пути их нейтрализации / Мовсумов А. Д., Гусейнов Г. И. // Газовая промышленность.- 1986.- N 3.- С. 117.

62. Монин A.C. Чёрные приливы. / Монин A.C., Войтов В.И. //М.: Молодая гвардия, 1984 г. С. 37-49.

63. Нельсон-Смит А. Загрязнение моря нефтью. // Л.: Гидрометеоиздат. С. 146-153.

64. Нельсон-Смит А. Нефть и экология моря. // М.: Прогресс, 1977. С. 112118.

65. Ноздрачёв В.А. Функциональные изменения слизистой оболочки тонкой кишки осетров при токсических воздействиях / Ноздрачёв В.А., Рябухина Е.В. // У Физиология животных.-1993.- N 4.- С. 53-60.

66. Палатников Г. М. Влияние нефтяного загрязнения на обонятельную чувствительность молоди русского осетра // Тр. 1 всесоюзной конф. по рыбохозяй-ственной токсикологии (Рига, сент. 1988). С. 71-82.

67. Панов Д.Г. О некоторых последствиях пыльной бури 1960 года в Азовском море / Панов Д.Г., Малик С.А., Спичак М.К. // Автореф. научно-исслед. работ Ростовского гос. ун-та за 1960. Ростов-на-Дону, 1961. С. 139-140.

68. Патин С.А. Добыча нефти и газа на морском шельфе: эколого-рыбохозяйственный анализ // Рыбное хозяйство.- 1994.- N 5.- С. 30-33.

69. Паус К.Ф. Буровые растворы. // М.: Недра.- 1973. С. 216.

70. Пенконов А. А. Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Азовское море. Т. 5 // СПб.: Гидрометеоиздат, 1991. С. 201-221.

71. Пенно М.В. Состояние загрязнения вод Черного моря нефтяными углеводородами // Учен. зап. Таврического национального университета им. В.И. Вернадского, 2001 г. Т.12 (51). №1. С. 33-35.

72. Печупкин Н.С. Популяционная микробиология. // Новосибирск: Наука Сибирское отделение, 1978 г. С. 187-192.

73. Рамад Ф. Основы прикладной экологии. // Ленинград: Гидрометиоиздат, 1981г. С. 167-174.

74. Ревелль П. Среда нашего обитания. В 4-х томах. Том 3. Энергетические проблемы человечества. / Ревелль П., Ревелль Ч. // Москва: Мир, 1995 г. С. 263277.

75. Ржаницин Н.А. Взвешивание наносов турбулентным потоком в условиях волнения // Речная гидравлика и гидротехника. М.: Изд-во мин. реч. флота СССР, 1952. С. 28-46.

76. Розанова Е.П. Микрофлора нефтяных месторождений. / Розанова Е.П., Кузнецова С.Е. // М., Наука. 1974. С. 65-77.

77. Руководство по методам исследований и расчетов перемещения наносов и динамики берегов при инженерных изысканиях. М.: Моск. отделение Гидро-метеоиздата, 1975. С. 201-212.

78. Рязанов Я. А. Справочник по буровым.растворам. // М.: Недра.- 1979. С. 215.

79. Саблина И. Ф. Влияние различных концентраций нефти на скорость развития культур морских водорослей // Тр. 1 всесоюзной конф. по рыбохозяйст-венной токсикологии (Рига, сент. 1988). С.105-112.

80. Савинов В.М. Комбинированное действие ФХЛС и ДДТ на первичную продукцию Баренцева моря / Савинов В.М., Бобров Ю.Д. // Тр. 5 всесоюзной конф. по общей токсикологии (Одесса, 1988).- С. 192-193.

81. Синьков В. Г. Ликвидация разливов нефти на юге России — острая-проблема. // "НефтьГазПромышленность" 6 (42), 2008 г.

82. Сорокина В. В. Особенности терригенного осадконакопления в Азовском море во второй половине XX века.// Дис. канд. географ, наук: 07.09.2006. Ростов-на-Дону, 2006. С. 137-143.

83. Сорокина В.В. Динамика стока на устьевых участках рек Дон и Кубань во второй половине XX века / Сорокина В.В., Ивлиева О.В, Лурье П.М. // Вестн. Южного научного центра РАН. 2006. Т. 2. № 2. С. 58-67.

84. Сорокина В.В. Математическое моделирование переноса и седиментации техногенных примесей в Азовском море / Бердников C.B., Ивлиева О.В., Прудникова (Сорокина) В.В. // Океанология 41 (5), 1-10, 2001. С.12-16.

85. Студеникина Е. И. Микробиологические процессы в Азовском море в условиях антропогенного воздействия / Е. И. Студеникина, Л. И. Толоконникова, С. П. Воловик. // М.: ФГУП «Нацрыбресурсы», 2002. С. 168.

86. Студеникина Е. И. Характеристика донных сообществ Азовского моря в современный период / Студеникина Е. И., Воловик С. П., Толоконникова Л. И., Фроленко Л. Н., Селиванова Е. В. // Труды АзНИИРХа. 1998. - С. 72-73.

87. Студеникина Е.И. Характеристика экосистемы Азовского моря в условиях изменения природных и антропогенных факторов / Студеникина Е.И., Мирзоян З.А., Сафронова Л.М. // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. 2006. № 9. С. 67-70.

88. Тарасенко Л.Н. Об оценке нефтяного загрязнения в шельфовой зоне. // М.: ВЦ АН СССР, 1989 г. С. 22-26.

89. Толоконникова Л. И. Микробиологические процессы в прибрежных районах Азовского моря / Толоконникова Л. И., Студеникина Е. И. // Сб. научн. тр. АзНИИРХа. Ростов-на-Дону, 1998. - С. 92-100.

90. Хрусталев Ю.П. Закономерности осадконакопления во внутриконтинен-тальных морях аридной зоны. // Л.: Наука, 1989. С. 112-116.

91. Хрусталев Ю.П. Количественное распределение и основные типы взвеси Азовского моря / Хрусталев Ю.П., Ганичева Л.З., Клунникова Л.З., Мирзоян И.А. // Лавинная седиментация в океане. Ростов-на-Дону: Изд-во Ростовского университета, 1982. С. 95-118.

92. Хрусталев Ю.П. Позднечетвертичные отложения Азовского моря и условия их накопления. / Хрусталев Ю.П., Щербаков Д.А. //Ростов-на-Дону: Изд-во Ростовского университета, 1974. С. 111-117.

93. Хрусталев Ю.П. Проблемы антропогенной морской седиментологии (на примере Азовского моря). / Хрусталев Ю.П., Ивлиева О.В. // Ростов-на-Дону: Гефест, 1999. С. 127-131.

94. Хрусталев Ю.П. Роль эолового материала в морском седиментогенезе аридной зоны (на примере Азовского моря) / Хрусталев Ю.П., Грудинова Л.Я., Серова В.В., Жмурко В.Я. // Литология и полез, ископаемые. 1988. № 2. С. 55— 64.

95. Цыганкова А. Химия окружающей среды.// Москва: Химия, 1982 г. С.123-144.

96. Шишкин В. М. Актуальные вопросы экологии и охраны природы Азовского моря и восточного Приазовья // Тез. докл. науч.-практ. конф., г. Краснодар, 27-28 января 1990 г. Краснодар, 1990. С. 32-36.

97. Шлыгин И.А. Исследование процессов при сбросе отходов в море. // Ленинград: Гидрометиоиздат. 1983 г. С. 161-172.

98. Шнюков Е.Ф. Геология Азовского моря. / Шнюков Е.Ф., Орловский Г.Н., Усенко В.П. и др. // Киев: Наукова думка, 1974. С.214-218. v

99. Шпарковский И.Д. Физиологические критерии оцен-ки токсикологической обстановки при буровых работах на шельфе / Шпарковский И.Д., Петров B.C. // Тр. 1 всесоюзной конф. по рыбохозяйственной токсикологии (Рига, сент. 1988).- Ч.2.- С. 75.

100. Яковлев В.Д. Влияние отходов горнодобывающей промышленности на водные биоценозы Кольского севера // Тр. 1 всесоюзной конф. по рыбохозяйственной токсикологии (Рига, сент. 1988).- Ч.2.- С. 104-105.

101. Accidental tanker oil spill statistics. ITOPF Ltd., United Kingdom, 2001. pp. 12-18.

102. Al-Rabeh A.H. A Stochastic Simulation Model of Oil Spill Fate and Transport / Al-Rabeh A.H., Cekirge H.M., Gunay N. // Appl. Math. Modeling, 13, 322-329, June, 1989.

103. Arctic Oil and Gas 2007, Arctic Monitoring and Assessment Programme, Oslo 2007.

104. Binliang Lin, Numerical Modelling of three-dimensional suspended Sediment for estuarine and Coastal Waters / Binliang Lin, Falconer R. A. // Journal of Hydraulic Research, 1996, 34, 435-454.

105. Cekirge H. M. Mathematical Modeling of Oil Spilled into Marine Waters, Oil Spill Modeling And Processes. / Cekirge H. M. and Palmer S. L. // Southampton, C. A. Brebbia (Ed.).UK, Wit Press, 2001. 161 pp. ISBN 1-85312-672-1

106. Daugherty P.M. Effects of some chemical used In oil well drilling on marine animals // Sewage and Industrial Wastes. 1981, 23, N 3, pp. 82-87.

107. Derby C.D. Influence of drilling muds on the primary chemosensory neurons in walking- legs of lobster, Homarus amerlcanus / Derby C.D., Atema J.F. // Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences. 1981, 38, N 3, pp. 268-272.

108. Exxon Valdez Oil Spill Restoration Plan: Update on Injured Resources and Services, Exxon Valdez Oil Spill Trustee Council, November 2006.

109. Oil Spill Response Challenges in Arctic Waters, WWF International Arctic Programme, Oslo, Norway, October 2007.

110. Opening the Arctic Seas: Envisioning Disasters and Framing Solutions, Coastal Response Research Center of the University of New Hamphsire, January 2009.

111. Grahl-Nielsen, O. Hydrocarbons and phenols in discharge water from offshore operation / O. Grahl-Nielsen // Fate of hydrocarbons in the recipient. Sarsia, 1987. - V. 72. - № 3-4. - P. 375-382.

112. Lehr W.J. Empirical Studies of the Spreading of 3 Oil Spills / Lehr W.J. Ce-kirge H.M. Fraga R.J. and Belen M.S.// Oil and Petrochemical Pollution, 2(1), pp. 711, 1984.

113. Mackay D. A mathematical model of oil spill behavior / Mackay D. Paterson S. Trudel K. // Environmental Protection Agency, Fisheries and Environment, Canada. 321-333.

114. Mackay D. Evaluating the environmental behaviour of chemicals with a Level III fugacity model. / Mackay D, Paterson S, Cheung B, // Brock-Neely W, 1985. Chemosphere 14: 335-374.

115. Mackay D. Physical-chemical weathering of petroleum hydrocarbons from the Ixtoc I Blow Out-chemical measurements and a weathering model // Proc. of 1981 Oil Spill Conf., Washington, D.C., pp. 453-460.

116. McGuirk J.J. Mathematical modelling of three-dimensional heated surface jets / McGuirk J.J., Rodi W. // Journal of Fluid Mechanics, 1979, 95, 609-633.

117. Molseyohenko G.V. The influence of pollutions on sea while praspecting- and developing (Exploitation) oil and deposltis // Third Annual Meeting- (PICES). 1994, pp. 23-25.

118. Olive J.H. Effects of oil field brines on bi-ological Integrity of two tributaries of the Little Muskinguni Ri-ver / Olive J.H., Jacobson J.L. // Ohio J. Sci. 1992, 92, N 5, pp. 139-146.

119. Steinhauer M. Temporal and ohag-esin the con-centrations of hydrocarbons and trace-metals in the vicinity of an offshore oil-production platform / Steinhauer M., Grecelius E. // Marine Environmental Research, 1994, 37, N 2, pp. -129-163.

120. Stevens M. W., Wave Propagation Analysis for finite difference solutions of the Three-Dimensional Tidal Equations / Stevens M. W., Noye B J. // Computers and Fluids, 1991, 19, 75-91.

121. Tagatz M.E. Effect of barite on development of es-tuarlne communities / Tagatz M.E., Tobia M. // U.S. Environmental Protection Agenoe, Flo-rida. 1979, N 7, pp. 401-407.

122. Wolfoon A. The marine life of an offshore oil platform. / Wolfoon A., Flarl-com C. //Mar. Ecd. Program Serv. 1979, N 1, pp. 81-84.