Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Влияние нефтедобывающих предприятий на состояние компонентов природной среды

ВАК РФ 03.02.08, Экология (по отраслям)

Автореферат диссертации по теме "Влияние нефтедобывающих предприятий на состояние компонентов природной среды"

На правах рукописи

ПУГАЧЕВА ТАМАРА ГЕННАДЬЕВНА

ВЛИЯНИЕ НЕФТЕДОБЫВАЮЩИХ ПРЕДПРИЯТИЙ НА СОСТОЯНИЕ КОМПОНЕНТОВ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ

Специальность 03.02.08 - экология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва 2013

О 5 СЕН 2013

005532504

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Российский государственный социальный университет»

Научный руководитель доктор биологических наук, профессор

Зубкова Валентина Михайловна

Официальные оппоненты: Мажайский Юрий Анатольевич, доктор

сельскохозяйственных наук, профессор, Мещерский филиал ГНУ ВНИИГиМ РАСХН, главный научный сотрудник Темирсултанов Эльпаша Эльхович доктор сельскохозяйственных наук, профессор ГБОУ ВПО города Москвы «Московский городской педагогический университет», профессор кафедры биологии животных и растений

Ведущая организация ФГБОУ ВПО «Московская государственная

академия ветеринарной медицины и биотехнологии им. Скрябина»

Защита состоится « 24 » сентября_ 2013 г. в 16.00 часов на заседании диссертационного совета Д 220.056.01 в ФГБОУ ВПО «Российский государственный аграрный заочный университет» по адресу 143900, Московская область, г. Балашиха, ул. Ю.Фучика, д. 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Российский государственный аграрный заочный университет»

Автореферат разослан « » & * 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета О.Л. Сойнова

кандидат биологических наук

Общая характеристика работы

Актуальность. Ханты-Мансийский автономный округ - Югра -основной нефтегазоносный район России и один из крупнейших нефтедобывающих регионов мира.

Полувековая разработка богатейших нефтяных месторождений оказывает существенное воздействие на состояние окружающей среды.

Территории месторождений и прилегающие к ним участки, подвергаются химическому загрязнению нефтью, подтоварными водами, буровым раствором, продуктами неполного сгорания газа на факелах и др. Только в результате нарушения целостности трубопроводов по различным экспертным оценкам теряется от 5 до 9 % добываемой нефти (Хильченко, 2008).

Основным аккумулятором токсичных элементов и первым звеном в пищевой цепи выступает почва. Свойства почвы, трансформированные под влиянием загрязнителя, определяют в конечном итоге состояние связанных с ней живых организмов (Чибисова, 1998; Никитин, 2005; Шорина и др., 2009).

В местах нефтедобычи близка к критической и ситуация с качеством вод (Калинин, 2010; Экологическое состояние..., 2007; Моисеенко и др., 2010; Hobbs, 2007). Ряд исследований, проведенных в ХМАО - Югре указывает на снижение скорости биологических и химических процессов, приводящих к восстановлению экосистем, увеличению накопления в них химических загрязнителей (Кашапов, 2008; Лопатин, 2008; Соромотин, 2010). Поэтому актуальным является сохранение и восстановление экосистем, проведение комплексной оценки состояния окружающей среды. Особое место занимает выбор таких компонентов экосистем, которые характеризуются доступностью, быстротой ответных реакций, дешевизной.

В связи с изменениями устойчивости биоценозов к нефтяному воздействию заслуживает внимания, выявление механизмов адаптации к нему живых организмов, разработка методов биодиагностики и принципов экологического нормирования антропогенных нагрузок. При этом большое значение приобретает изучение состояния конкретных территорий, в том числе Нефтеюганского района, для которого характерно абсолютное преобладание (86-89 %) нефтегазодобывающей отрасли в структуре отраслей производства (Об экологической ситуации..., 2011).

Цель исследований заключалась в изучении воздействия нефтедобывающих предприятий Нефтеюганского района ХМАО - Югры на состояние абиотических и биотических компонентов природной среды и биоиндикационные свойства аборигенных растений и почвенных беспозвоночных.

Задачи исследования:

1 Оценить природную специфику региона исследований, как одного из факторов, задающих начальные условия техногенной экологической ситуации и определяющего масштабы и характер воздействия на экосистемы.

2 Проанализировать состояние качественных параметров абиотических компонентов окружающей среды в районе деятельности

нефтедобывающих предприятий Нефтеюганского района.

3 Выявить взаимосвязь между концентрацией и глубиной проникновения нефтепродуктов в почву и численностью педобионтов (дождевых червей, мокриц, многоножек).

4 Оценить возможность использования педобионтов в качестве индикаторов нефтяного загрязнения.

5 Выявить закономерности влияния нефтезагрязнения почвы на изменения в состоянии растительного покрова (проследить динамику деградации во времени) в зависимости от микрорельефа.

Положения, выносимые на защиту:

1 Сложившаяся экологическая ситуация в Нефтеюганском районе -результат развития нефтедобывающей отрасли.

2 Техногенные нагрузки в районе нефтедобычи оказывают существенное влияние на загрязнение атмосферного воздуха, почвы, поверхностных вод и донных отложений.

3 Техногенная трансформация среды обитания при нефтегазодобыче приводит к изменениям в растительных ассоциациях и сообществах почвенных животных.

Научная новизна исследований. Впервые для территории Нефтеюганского района ХМАО - Югры проведена оценка техногенной нагрузки на территорию в условиях деятельности нефтедобывающих предприятий. В динамике выполнен комплексный анализ воздействия нефтедобывающего комплекса на качественные показатели абиотических компонентов окружающей среды. Установлен масштаб техногенного воздействия на экосистемы района исследования, изучены особенности изменения численности, биомассы и реакции почвенных беспозвоночных, определены пределы устойчивости их в условиях нефтяного загрязнения, проанализировано влияние поллютантов на аборигенные виды растений.

Практическая значимость исследований. На основе выявленных показателей экологической напряженности - количества нефтезагрязненных земель на территории Нефтеюганского района при участии автора проведены расчеты вреда, причинённого окружающей среде аварийными разливами, на основании которых подготовлены и предъявлены претензии к ООО «РН-ЮНГ» о возмещении вреда, причинённого окружающей среде экологическими правонарушениями, судебные иски о возмещении вреда путём восстановления нарушенного состояния окружающей среды за счёт собственных сил и средств (в натуральной форме).

На базе материала, собранного автором, при его участии подготовлены требования о предоставлении отчетов о выполнении мероприятий по ликвидации аварийных разливов нефти, нефтепродуктов, подтоварной воды по отказам, произошедшим за отчетные периоды 2008-2009 гг.

Результаты исследований отражены в годовых отчетах о деятельности Нефтеюганского отдела Департамента охраны окружающей среды и экологической безопасности ХМАО — Югры и использованы в подготовке окружных и районных информационных печатных изданий.

Результаты исследования используются в учебном процессе в Российском государственном социальном университете при преподавании таких дисциплин как «Экологическая экспертиза», «Охрана окружающей среды», «Экология почв», «Контроль качества окружающей среды».

Апробация работы. Основные результаты диссертационного исследования доложены автором на X Международном социальном конгрессе «Россия и современный мир: Социальные вызовы и стратегия инновационного социального развития» (Москва, 25-26 ноября 2010 г.); на XI Международном социальном конгрессе «Стратегии инновационного развития России и социальная сплоченность» (Москва, 25-26 ноября 2011 г.); на IX Международной научно-практической конференции «Современные проблемы гуманитарных и естественных наук» (30-31 декабря 2011 г.); на IV Всероссийском социологическом конгрессе «Социология в системе научного управления обществом» (Москва, 2-4 февраля 2012 г.); на XII Международном социальном конгрессе «Демографическая реальность и демографическая политика: Проблемы, пути решения» (Москва, 27 ноября 2012 г.); на годичных научных чтениях РГСУ (Москва, 29-30 января 2013 г.).

Публикации. Основные положения диссертационной работы изложены в 13 научных статьях, включая 5 работ в изданиях рекомендованных ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, списка использованных источников. Работа изложена на 219 страницах машинописного текста, иллюстрирована 33 рисунками, содержит 47 таблиц, 24 приложения.

Организация проведения исследований. Автор выражает искреннюю признательность за оказанную помощь и содействие в выполнении исследований сотрудникам кафедры социальной экологии и природопользования РГСУ, сотрудникам Департамента охраны окружающей среды и экологической безопасности ХМАО - Югры, аккредитованных лабораторий, студентам Югорского государственного университета.

Основное содержание работы

1 Основные подходы к оценке воздействия нефтедобычи на экосистемы

В первой главе рассматриваются особенности техногенных воздействий на окружающую среду при нефтедобыче, основные загрязняющие вещества и характер их распространения, оценка воздействия нефтедобычи на абиотическую и биотическую составляющие экосистем и делается вывод о том, что характер и степень техногенных воздействий на окружающую среду Нефтеюганского района изменяются в соответствии с различными этапами нефтедобычи.

2 Условия, объект, предмет и методы исследований

Для решения поставленных задач в период с 2004 по 2011 годы проведены полевые и лабораторные исследования в пределах месторождений нефти Нефтеюганского района.

Объектом исследований явились природные и антропогенно-измененные под воздействием предприятий нефтедобычи абиотические и биотические компоненты природной среды Нефтеюганского района.

Предмет исследований - качество компонентов окружающей среды (почва, вода, атмосферный воздух) и состояние (выявление ответных реакций) живых организмов (растительные сообщества и группы почвенных беспозвоночных) на загрязненных нефтепродуктами луговых дерново-подзолистых песчаных почвах.

Структурная схема комплексного подхода к процессу настоящего исследования показана на рисунке 1.

Рисунок 1 - Структурная схема комплексного подхода к процессу исследования

При инвентаризации участков, подвергшихся техногенному воздействию использованы материалы нефтедобывающих компаний, данные о техногенной нагрузке, осуществлен объезд месторождений и статистико-математическая обработка материалов на ПЭВМ с помощью программ «Excel 7.0», «Word».

Основная аналитическая работа выполнена в аккредитованной испытательной лаборатории Филиала ФГУ «Центр лабораторного анализа и технических измерений по Уральскому Федеральному округу» по ХМАО -Югре и ведомственной аккредитованной лаборатории ООО «ЮганскНИПИ».

Отбор проб осуществляли с загрязненных и контрольных участков, находящихся на расстоянии 100-500 м от мест загрязнения.

Анализы отобранных проб выполняли по единым методикам, внесенным в Реестр методик количественного химического анализа и оценки состояния объектов окружающей среды, допущенным для государственного и производственного экологического контроля.

Перечень загрязняющих веществ и параметров, подлежащих исследованию в пробах поверхностных вод с указанием периодичности проведения исследований, определен в соответствии с постановлением Правительства ХМАО - Югры от 29.07.2003 № 302-п, ГОСТ 17.1.3.07-82.

Отбор проб природной поверхностной воды осуществляли в соответствии с ГОСТ 17.1.5.05-85, ГОСТ Р 51592-2000, тип проб - точечные. В образцах природной воды исследуемые показатели определяли по следующим методикам: Си, РЬ, 2п, Сг, Мп, Ре - методом атомно-эмиссионной спектрометрии по ПНД Ф 14.1:2:4.135-98; БО/ -титриметрическим методом по РД 52.24.401-2006; аммоний-ион -фотометрическим методом по ПНД Ф 14.1:2.1-95; рН -потенциометрическим методом по ПНД Ф 14.1:2:3:4.121-97; БПК5 -йодометрическим методом по ПНД Ф 14.1:2:3:4.123-97; фосфат-ион -фотометрическим методом по ПНД Ф 14.1:2.112-97; АСПАВ -экстракционно-фотометрическим методом по ПНД Ф 14.1:2.15-95; ХПК -титриметрическим методом по ПНД Ф 14.1:2.100-97; фенолы -флуориметрическим методом по ПНД Ф 14.1:2:4.182-02; хлориды -аргентометрическим методом по ПНД Ф 14.1.2.96-97; сухой остаток, взвешенные вещества - гравиметрическим методом по ПНД Ф 14.1:2.114-97, ПНД Ф 14.1:2.110-97; прозрачность - методом измерения прозрачности воды с помощью диска по РД 52.24.496-2005; нефтепродукты - методом ИК-спектрофотометрии по ПНДФ 14.1:2:4.168-2000.

В почвенных образцах 28 обследуемых участков, загрязненных в результате аварийных ситуаций на нефтепроводах, определяли содержание нефтепродуктов методом ИК-спектромстрии по ПНД Ф16.1:2.2.22-98 и хлоридов - в соответствии с ГОСТ 26425-85.

Вертикальное распределение (глубина проникновения) нефтезагрязнений в почве исследовалась на 7 опытных участках с различным уровнем содержания нефтепродуктов в 20-кратной повторности.

Для оценки последствий антропогенного воздействия на почвенные организмы выбраны и заложены пробные площади по 50 и 100 м2 из максимально сходных по естественным условиям биотопов с разной степенью нефтяного загрязнения на которых, в свою очередь, с площадок размером 1x1 м2 методом конверта в соответствии с ГОСТ 17.4.3.01-83 (СТ СЭВ 3847-82) послойно отбирали по одной объединенной пробе почвы.

При почвенно-зоологических исследованиях раскопки проводили методом трансект, заложенных на территории нефтеразлива с одинаковым содержанием нефтепродуктов (уровень загрязнения) и глубиной просачивания нефти. Расстояние между учетными площадками в одной

трансекте и трансектами - 50 см; при этом применяли методы активного отлова и прямого учета крупных беспозвоночных (мезофауны) с послойными раскопками и ручной разборкой проб почвы.

Численность вертикально мигрирующих крупных почвенных беспозвоночных устанавливали во всем столбе выкапываемой пробы на единицу поверхности (на 1 м2), до нижнего предела (глубины) встречаемости животных (20 см).

В 2007-2009 гг. проводили исследования растительного покрова, как индикатора деградации компонентов луговой экосистемы под действием нефтяного загрязнения различной интенсивности, на участке аварийного загрязнения товарной нефтью, возникшего в результате порыва нефтепровода в мае 2007 года (район куста № 77 Усть-Балыкского месторождения нефти). Выбранные участки характеризовались одинаковым уровнем загрязнения, глубиной проникновения нефтепродуктов в почву и различным микрорельефом.

В стационарных полевых опытах с дикорастущими (аборигенными) видами растений изучали действие и последействие нефтеразливов на травянистые растения и иву пурпуровую в районе нефтеразлива.

Схема опыта № 1 с растительным фитоценозом (осока болотная (Сагех acutiformis Ehrh.)- 95 %, осока ранняя (Сагех praecox Schreb.), вейник наземный (Calamagrostis epigeios Roth), осока пузырчатая (Сагех vesicaria)) включала 6 вариантов:

1 Фитоценоз, находящийся на равнинной поверхности загрязненной почвы (условно принятая высота — 0 см).

2 Фитоценоз, находящийся на повышениях (7-12 см) загрязненной почвы.

3 Фитоценоз, находящийся на повышениях (25-30 см) загрязненной почвы.

4 Фитоценоз, находящийся на равнинной поверхности незагрязненной почвы (100 м от загрязненного участка).

5 Фитоценоз, находящийся на повышениях (7-12 см) незагрязненной почвы (100 м от загрязненного участка).

6 Фитоценоз, находящийся на повышениях (25-30 см) незагрязненной почвы (100 м от загрязненного участка).

Схема опыта № 2 с ивой пурпуровой (Salix purpurea L.) приуроченной к микроповышениям от 7 до 12 см, включала следующие варианты:

1 На границе загрязненного участка.

2 На загрязненной нефтью почве.

3 На незагрязненной нефтью почве вЮО м от загрязненного участка (контроль).

Количество оставшихся растений в обоих опытах учитывали в первые два года исследований после разлива нефти в начале вегетации, через 15, 30, 60 дней от начала вегетации и в конце вегетации; в третий год - в начале и конце вегетации.

Отбор участков для учета растительности в поле осуществляли по

типичному видовому составу и требуемому микрорельефу.

Учётные площадки располагались как случайно, так и трансектами учитывались растения, коренящиеся в пределах фиксированных площадок.

Для установления численности растений при различных уровнях микрорельефа под действием нефтяного загрязнения, применяли сплошной способ учета травянистых растений и поросли ивы, коренящихся в пределах выделенной площадки. Площадь учетных площадок для травянистых растений составлял 0,25 м2, для ивы 2 м2. Исследования проводили в пятикратной повторности.

Параллельно осуществляли учет на 20 площадках с незагрязненной почвой (контроль).

Количество тяжелых металлов (РЬ, Сг, N1, /п, Си) в почве и растительных образцах определяли методом амомно-абсорбционной спектрометрии по ГОСТ 26929-94; на основании полученных данных рассчитывали показатель концентрации тяжелых металлов (/<"с), суммарный показатель загрязнения (2с~) , коэффициент биологического поглощения (К6„), коэффициент относительного поглощения (Л"оп).

Для обеспечения достоверности данных применяли выборочный статистический метод. Статистический анализ проводился по общепринятым методикам (Плохинский,1970; Лакин, 1990).

Метеоусловия на протяжении всего периода исследований варьировали в незначительных для района исследования пределах и практически не отличались от средних многолетних значений.

Исчисление размера вреда проводили в соответствии с Методикой исчисления размера вреда, причинённого окружающей среде нарушением законодательства в области охраны окружающей среды, утверждённой Приказом Департамента охраны окружающей среды и экологической безопасности ХМАО - Югры от 30.06.2008 г. № 1-НП (государственная регистрация от 31.07.2008 № РИ 86000200800215) по формуле:

= - Кш- к.л $ , (1)

- удельный показатель вреда от химического загрязнения 1 га, руб./усл.т.; К,их - коэффициент индексации, учитывающий инфляционную составляющую экономического развития; кс - коэффициент, учитывающий глубину загрязнения земель; Кш - коэффициент, учитывающий интенсивность загрязнения; кз1 — коэффициент, учитывающий степень загрязнения почв; — коэффициент защитности земель ]-го типа

территории; Sj - площадь загрязнения земель ]-го типа территории, га.

В работе наряду с материалами собственных исследований использованы данные Нефтеюганского отдела Департамента охраны окружающей среды и экологической безопасности ХМАО - Югры, ГУ «Ханты-Мансийский ЦГМС», ОАО «НПЦ Комплексного мониторинга окружающей среды и кадастра природных ресурсов».

3 Состав техногенных выбросов и источники загрязнения окружающей среды

Основными техногенными факторами, определяющими трансформацию экосистем при эксплуатации нефтяных месторождений, считают механические нарушения растительного и почвенного покрова; перераспределение стока воды; загрязнение атмосферного воздуха, снегового покрова, почв, поверхностных и подземных вод, донных отложений; поступление отходов нефтедобычи во все природные компоненты.

На территории Нефтеюганского района находится 31 нефтегазовое месторождение. Из них 20 эксплуатирует ООО «РН-Юганскнефтегаз».

Основу деятельности всех нефтедобывающих предприятий составляют: бурение скважин; добыча углеводородного сырья; транспортировка нефти, газа и продуктов их переработки по магистральным трубопроводам, хранение нефти и газа.

Хозяйственная инфраструктура нефтедобывающего комплекса на территории Нефтеюганского района представленная в таблице 1.

Таблица 1. Хозяйственная инфраструктура нефтегазодобывающих предприятий Нефтеюганского района_

Объекты Годы

1999 2005 2006 2007 2008 2009

Протяженность нефтегазопроводов, км. 1152,5 7174,4 7422,4 7316,4 7549,4 7405,2

Протяженность автодорог, км. 469,2 2185,8 2035,7 2076,1 2122,2 2195,0

Количество кустовых оснований, шт. 237 1261 1524 1592 1597 1610

Количество скважин, шт. 2025 7116 7432 11004 17488 17988

ДНС, шт. 8 39 37 37 38 38

Количество объектов подготовки нефти (ТП, КСП и др.), шт. 7 9 . 9 9 9 9

Площадь отведенных земель, находящихся в пользовании, га. 61349,3 9943,1 84221,8 47971,2 15292,5 18114,6

Протяженность ЛЭП, км. 543,8 4499,6 5483,5 5200,8 5411,7 5744,2

Количество стационарных источников выбросов в атмосферу, шт. - 5352 5459 6800 8986 9008

Объем выбросов в атмосферу, тыс. т. - 148,74 155,9 131,4 154,0 143,2

На протяжении 2007-2009 гг. около 90 % хозяйственной инфраструктуры нефтедобывающей отрасли района составляли объекты ООО «РН-Юганскнефтегаз».

Анализ выбросов в атмосферу показывает, что вклад в загрязнение атмосферы нефтедобывающих предприятий в 6 раз превышает совокупную долю загрязнений всех прочих предприятий района. При этом фактический выброс превышает разрешенный в 4,6 раза.

Наличие трех полигонов промышленных отходов, принадлежащих

ООО «РН-Юганскнефтегаз», не удовлетворяет потребности в их размещении, вызывая сверхлимитное накопление. При общей проектной вместимости 14,9 тыс. т. на начало 2008 года фактически накоплено 172,8 тыс. т. К 2010 году их количество увеличилось до 270,2 тыс.т. В среднем в год образуется 51,8 тыс. г. промышленных нефтесодержащих отходов.

Аварийные ситуации на трубопроводном транспорте, нефтепромысловом оборудовании, практически всегда, сопровождаются резким, залповым сбросом в окружающую среду значительных количеств углеводородного сырья, нефтесодержащих вод и др. (рисунок 2).

Степень техногенного воздействия на все компоненты природной среды района определяется резко растущим в последние годы уровнем аварийности на нефтепромыслах и магистральных трубопроводных системах, как линейно протяженных объектов, прокладываемых в сложных природно-климатических условиях.

Только в 2005-2006 годах суммарно в окружающей среде оказалось 43,8 тыс.т. загрязняющих веществ. 35000

¡1 3 30000 «- | | я 25000

ПШ20000

§ £ Б а < 15000

а 5 а; м а

110000 § 5000 0

В в 5 С

8 В * в

-Количесгеочагрязняющнх веществ, т

-Количество аварий, шт

-Количество загрязненных площадей, га

'й ¡2

2004 2005 2006 2007 2008 2009

Годы

Рисунок 2 - Динамика количества аварий, массы загрязняющих веществ и количество загрязненных площадей почв по Нефтеюганскому району

Наибольшее количество углеводородного сырья в водные объекты (439,1 т.), поступило в 2007 году.

Показателем состояния экосистем Нефтеюганского района является наличие 492 нерекультивированных шламовых амбаров и площадь земель загрязненных при авариях. При общем количестве земель 12137 га отведенных в пользование нефтяной компании, количество загрязненных нефтепродуктами составило 1173 га, подтоварными (пластовыми) водами 918 га, что в совокупности составляет более 17 % (данные представлены нефтяной компанией).

4 Качество абиотических компонентов окружающей среды в районе проведения исследований

Степень загрязнения атмосферного воздуха промышленными выбросами зависит от утилизации попутного нефтяного газа на факельных установках, работы котельных и других теплоэнергетических установок.

Количество выбросов загрязняющих веществ в атмосферу в отдельные годы превышало 150 тыс. т. в соответствии с рисунком 3._

ISO 160 140 120 100 so 60 40 20 о

Рисунок 3 - Динамика количества выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных источников по Нефтеюганскому району

Аварийность на трубопроводном транспорте обусловливает загрязненность поверхностных вод Нефтеюганского района, характеризующегося развитой речной сетью.

Главной водной артерией является протока Юганская Обь, протекающая по территории Восточно-Сургутского, Южно-Сургутского и Усть-Балыкского нефтяных месторождений, а также город Нефтеюганск, где сосредоточено основное население района.

Загрязнение протоки на протяжении 2007 - 2011 гг. исследования оставалось стабильно высоким и характеризовало воды как «загрязненные», «очень загрязненные», «грязные».

Приоритетными загрязняющими веществами поверхностных вод района являются хлориды и нефтепродукты.

Содержание нефтепродуктов и хлоридов в разных поверхностных водных объектах района исследований, приведено в таблице 2.

В наиболее неблагоприятный по аварийным ситуациям 2007 год на реке Суйка превышение ПДК по нефтепродуктам достигало 31,2 раза; реке Малый Балык - 13,6; в протоке Сиигапайская - 3,2.

Поступление вод с повышенным содержанием солей в этом же году приводило к увеличению концентрации хлоридов в реке Суйка до 1,4 ПДК и реке Малый Балык до 1,2 ПДК.

В 2008 году превышение допустимых концентраций нефтепродуктов в 2 раза зафиксировано в протоке Большая Юганская; в 1,6 раза в протоке Сиигапайская.

В 2009 году в протоке Сиигапайская количество нефтепродуктов составило 1,5 ПДК; в реках Малый и Большой Балык соответственно - 3,3 и 2,0 ПДК, в реке Суйка - 21,6 ПДК.

Повышенные концентрации нефтепродуктов по протоке Чеускина, соответственно в 2007 году в 3,2, в 2008 - 4,0, в 2009 - 3,0 раза, связаны с

* Количество выбросов от стационарных

ИСТОЧНИКОВ, ТЫС.Т

2005 2006 2007 2008 2009 2010 Годы

систематическими утечками на пяти дюкерных переходах через протоку, а так же с вторичным загрязнением вод.

Таблица 2. Динамика содержания нефтепродуктов и хлоридов в речных водах

Водоем Географические координаты мест отбора проб Показатели, мг/дм3 Годы ПДК

Долгота Широта 2007 2008 2009

Протока Сингапайская 72°32'21,0" 61°09'50,0" Н/продукты 0,16 0,08 0,074 0,05

72°32,21,0" 61о09'50,0" Хлориды 10,48 2,72 35,2 300

Протока Чеускина 72°22'54,0" 6Г06'02,0" Н/продукты 0,16 0,2 0,15 0,05

72°22'54,0" 61°06'02,0" Хлориды 10,70 11,8 10,7 300

Протока Юганская Обь 72°3б'26,0" 61°03'25,0" Н/продукты 0,05 0,012 0,04 0,05

72°36'26,0" 61°03'25,0" Хлориды 70,00 3,38 5,92 300

Протока Большая Юганская 72°37'08,0" 61°03'16,0" Н/продукты 0,02 0,1 0,05 0,05

72°37'08,0" 6Г03'16,0" Хлориды 23,50 6,04 28,95 300

Протока Очимкина 73°00'57,0" 60о56'20,0" Н/продукты 0,03 0,011 0,01 0,05

73°00'57,0" 60°56'20,0" Хлориды 12,30 1,6 4,9 300

Река Малый Балык 72°13'39,0" 60°3529,0" Н/продукты 0,68 0,033 0,167 0,05

72°13'39,0" 60°35'29,0" Хлориды 351,20 10 16 300

Река Большой Балык 72°5Г16,0" 60°38'36,0" Н/продукты 0,043 0,023 од 0,05

72°51'16,0" 60°38'36,0" Хлориды 42,1 7,81 24,9 300

Река Суйка 72°13'29,0" 60°32'13,0" Н/продукгы 1,56 0,022 1,08 0,05

72°13'29,0" 60°32'13,0" Хлориды 412,6 82,6 104,3 300

Определение фонового содержания загрязняющих веществ в природных водах 14 лицензионных участков по 14 показателям показало, что по хлоридам концентрации в 1,1-3,1 ПДК отмечены на двух лицензионных участках; по нефтепродуктам в 1,0-4,4 ПДК - на шести; по АПАВ - 1,6-4,3 ПДК - на четырех.

Увеличение концентрации аммонийного азота до 0,5-4,3 мг/дм3 обнаружено на 11 лицензионных участках (79 % исследуемых), что является показателем свежего загрязнения.

Содержание соединений железа составляло 4,3-43,9 ПДК.

Вода хорошего качества должна иметь прозрачность не менее 25 см. В этот интервал попадали воды четырех месторождений (29 % исследуемых).

Воды всех лицензионных участков можно отнести к мягким и очень мягким.

По пяти лицензионным участкам окисляемость составляла < 5 мг О2/ДМ3, по четырем - в пределах 5,0-7,0 мг 02/дм3, по пяти - свыше 7,0 мг 02/дм3.

ХПК по пяти месторождениям превышают ПДК в 1,3-8,1 раз.

Уровень фенолов в воде выше ПДК отмечен на четырех месторождениях, при этом максимальные значения находились на уровне 510 ПДК.

Данные анализа проб поверхностных вод, отобранных на 8 опытных загрязненных нефтепродуктами и контрольных участках в условиях 2009 года, приведены в таблице 3.

Таблица 3. Содержание нефтепродуктов, хлоридов и рН воды исследуемых участков. ___

Месторождение рн Нефтепродукты, мг/дм Хлориды, мг/дм3

Контроль Опыт Контроль Опыт Контроль Опыт

Мамонтовское (куст ЮМА) 6,11 6,53 0,39 1,39 36,24 134,08

Мало-Балыкское (точка 72 узел 23) 6,83 6,79 0,02 1,31 37,26 145,30

Южно-Балыкское (узел 10) 6,58 6,28 0,30 0,55 <10 141,80

Усть-Балыкское (УП-8) 7,16 7,06 0,04 0,89 74,74 96,74

Тепловсше (куст 25) 6,15 6,49 0,36 0,50 30,67 93,30

Усть-Балыкское (Солкинская площадь) 6,49 6,48 0,12 0,77 <10 117,70

Мамонтовское (ФАДЦППН-2) 6,32 6,87 0,04 0,33 44,07 176,20

Мамонтовское (куст 60) 7,14 7,18 0,05 0,36 146,05 387,33

Анализируемые пробы воды характеризовались значениями рН, близкими к оптимальным. Пределы колебаний составляли 0,9-1,05 единицы рН.

Исследуемые участки существенно различались содержанием в воде нефтепродуктов и хлоридов. По сравнению с контролем (фоном) содержание нефтепродуктов в воде повышалось в 1,4-24 раза. Наибольшее содержание нефтепродуктов обнаружено в водоеме № 1 - 1,39 мг/кг, наименьшее - в водоеме № 7 - 0,33 мг/кг. Необходимо отметить, что в исследуемом районе не только в случае нефтеразливов, но и на пяти из восьми фоновых участках уже отмечено превышение ПДК нефтепродуктов, что говорит о возможном вторичном загрязнении поверхностных водоемов.

После нефтеразливов отмечалось существенное увеличение содержания хлоридов в воде. Так, на участке № 6 (Солкинская площадь) количество хлоридов возрастало почти в 12 раз; на участке № 3 (узел 10) - в 14 раз. При этом на участке № 8 (куст 60) содержание хлоридов в воде составило более 387 мг/дм3; содержание нефтепродуктов превысило ПДК в 7,2 раза.

В цепи природных миграционных водных потоков конечными звеньями являются донные отложения поверхностных водных объектов -осадки, покрывающие дно водного объекта. В таблице 4 приведены показатели загрязненности донных отложений в пунктах мониторинга на

Западно-Салымском месторождении, расположенных соответственно ниже и выше трассы экспортного нефтепровода на трех водных объектах.

Анализ результатов показывает, что концентрация нефтепродуктов в 2010 году в водах рек Салымско-Балыкского бассейна варьирует от < 50,0 до 206 мг/кг. В реке Большой Карен концентрация нефтепродуктов превышает 100 мг/кг, что согласно постановлению Правительства ХМАО от 10.11.2004 г. № 441-П характеризует состояние донной экосистемы - биотического (бентического) сообщества как «пороговое состояние» (видовая замена, выраженное обеднение донной экосистемы), а это значит, что данная экосистема находится в области нарастающего угнетения. Таблица 4. Характеристика состояния донных отложений в пунктах мониторинга трассы экспортного трубопровода в 2010 г._

Наименование

Показатели

рн

Нефтепро дукты, мг/кг

Сульфаты, мг/кг

Железо подв., мг/кг

Цинк подв., мг/кг

Хлорид-ион, мг/кг

ПДК (почв)

160

23

р. Большой Карен

6,68

206

568

5183

19,0

11,8

6,31

152

1038

1849

14,8

11,8

6,06

<50

1541

4860

2,2

<10,0

Сугмутьшъях

5,97

<50

1281

4982

13,0

<10,0

р. Малый Балык

6,84

<50

1232

958

3,8

<10,0

6,62

<50

535

1218

3,3

<10,0

Основными факторами воздействия на почвенный покров являются аварийные разливы нефти.

Нами обследованы 28 нефтезагрязненных участков общей площадью загрязнения 177,9 га; из них количество крупных (более 1,0 га) составило 22, средних (0,1-1,0 га) - 6.

Особенностью почв всех исследуемых участков является превышение концентраций нефтепродуктов и хлоридов. Так, концентрация нефтепродуктов в почве изменялась в пределах от 1,17 до 201660 мг/кг, а хлоридов - от 36 до 5633 мг/кг. Максимальное превышение над фоном по нефтепродуктам составило 2439, по хлоридам - 127 раз.

Результаты исследований вертикального просачивания нефтепродуктов в почвенные горизонты при разном уровне загрязнения свидетельствуют о том, что наблюдалась прямая пропорциональная зависимость между концентрацией нефтепродуктов в почве и глубиной их проникновения.

Так увеличение концентрации нефти от 0,9 % до 1,7; 5,3; 12,2; 20,1; 32,0 % соответственно увеличивало глубину проникновения нефти в 3,5; 5,5; 6,5; 12,9; 20,1; 33,8 раза (таблица 5).

Коэффициент парной корреляции (г) составляет 0,99.

Таблица 5. Характеристика загрязненных участков в районе проведения исследований__

№ на схеме Концентрации нефтепродуктов, мг/кг Превышение над фоном, раз Концентрации хлоридов, мг/кг Превышение над фоном, раз Средняя глубина проникновения нефтепродуктов в почву х ± пи, см

1 9730 195 4186,8 126,5 0,8 ± 0,04

5 17425 125 591,3 5,0 2,8 ± 0,06

4 52730 628 147,2 3,7 4,4 ±0,10

3 121630 1666 160,8 3,2 10,3 ± 0,22

2 201660 2439 3,0 1,1 16,1 ±0,48

6 320400 1652 1024,3 14,4 27,0 ±1,36

5 Качество биотических компонентов окружающей среды в районе проведения исследований

Результаты почвенно-зоологических исследований получены на основе обследования шести участков Усть-Балыкского, Мамонтовского, Южно-Балыкского, Мало-Балыкского месторождений нефти, на которых было отобрано около 12000 почвенных проб и 28799 экземпляров почвенных беспозвоночных (таблица 6).

Таблица 6. Влияние уровня загрязнения на численность и биомассу почвенных организмов____

Вариант опыта Участок Дождевые черви Многоножки Мокрицы

Количество, экз./м2 «г о У" ее -5 Я "§ о и к Количество, экз./м2 ^ о о м га з 3 -Ё о к ш Количество, экз./мг «г о СО 53 о из

1 (0,9 % нефти в почве) 75± 1,2 42,1± 0,66 41± 2,1 0,17± 0,009 24± 1,6 1,08± 0,07

2 (1,7 % нефти в почве) 72± 1,9 40,5± 1,08 39± 2,5 0,16± 0,01 21± 1,8 0,94±0 ,08

3 (5,3 % нефти в почве) 49± 1,7 32± 1,42 21± 1,5 0,09± 0,006 13± 2,0 0,58± 0,09

4 (12,2 % нефти в почве) 36± 2,8 20,1± 1,56 12± 1,1 0,05± 0,005 4± 0,7 0,18± 0,03

5 (20,1 % нефти в почве) 0 0 1± 0,6 0,005± 0,001 0 0

6 (32 % нефти в почве) 0 0 0 0 0 0

7 Граница загрязнет юго участка (в опыте с 12,2 % загрязнением) 104± 3,5 58,48± 1,8 46± 3,1 0,19± 0,01 29± 2,0 0,3± 0,09

На незагрязненной почве в таксонометрическом составе мезофауны доминировали дождевые черви (Limbricidae), составившие 53 % от общего числа беспозвоночных (при среднем количестве 76 экз./м2). На долю мокриц (Oniscidae) приходилось - 17 % (25 экз./м2), многоножек (Myriapoda) - 30 % (43 экз./м2). Общая численность исследуемых беспозвоночных составляла 144 экз./м2

Увеличение концентрации нефти в почве до 12,2 % способствовало увеличению доли червей до 69 %, в то время как относительное содержание мокриц уменьшалось с 17 до 8 %, многоножек - с 29 до 23 %. При этом многоножки в отличие от червей и мокриц сохранялись при уровне загрязнения 20,1%. При содержании нефти 32 % беспозвоночные в почве не обнаружены.

Уменьшение числа особей беспозвоночных связано как с их гибелью, так и миграцией на сопредельные территории, о чем свидетельствует увеличение числа особей на границе загрязненного участка.

Так, при 12 % уровне загрязнения на границе загрязненного участка численность дождевых червей возрастала на 37 %, многоножек - на 6 %, мокриц-на 16 %.

Показатель численности (в наименьшей степени биомассы) педобионтов может быть использован для биоиндикации степени нефтяного загрязнения. При этом необходимо отметить сходный характер зависимостей абсолютной численности мезофауны и ее биомассы от концентрации нефтепродуктов. Коэффициенты парной корреляции (г) между концентрацией нефтепродуктов и количеством обнаруженных живых особей дождевых червей, многоножек, мокриц составляют: -0,94; -0,9;-0,89, а между концентрацией и массой обнаруженных живых особей: -0,95, -0,91; -0,89 соответственно.

Нефтяное загрязнение существенно влияет на растительный покров, который, несмотря на различный микрорельеф на всех опытных площадках представлен однотипными растительными сообществами.

В травяном ярусе господствуют представители семейства Сагех. Сравнительно небольшие участки занимает кустарник ива пурпуровая (Salix purpurea L.).

На делянках, загрязненных нефтью (глубина проникновения нефтепродуктов в почвенные слои составила 5,2±0,2 см), в первый год наблюдений в конце вегетационного периода травянистые растения полностью погибали на равнинном участке (вариант 1) , при повышении уровня рельефа на 7-12 см (вариант 2) сохранность растений составляла 7 %, а при уровне 25-30 см (вариант 3) - 70 % от первоначального количества, в то время как на контрольных участках в вариантах 4, 5, 6 количество растений составило соответственно 105,102,107 % к первоначальному (рисунок 4).

На начало вегетации 2009 г. процент сохранности растительного покрова контрольных вариантов (4, 5, 6) опыта 1 составил соответственно 107, 105, 108 % к исходному количеству, в то время как по 1,2, 3 вариантам -0, 0,19 % (рисунок 5).

начало 15 дна! вегетации 1год

30 дней бОдней конец Период времени вегетации 1 год

Рисунок 4 - Динамика сохранности травянистых растений на различных участках микрорельефа к концу 1 года вегетации

На завершающем этапе исследований (конец вегетации 2009 года) наблюдалось восстановление растительного покрова (заселение, как по периферии, так и в центральных частях) пострадавших от нефтезагрязнения участков._____________

. 800 I 700 i 600 |soo

ft 400 1 300

I 200

в

100 о

м

начало вегетации 2 год

15 дней 30 дней бОдней

конец начало конец вегетации вегегацда вегетации 2 год 3 год 3 год

-Н.Э. (0 см) -Н.З. (7-12 см) -ИЗ. (25-30 см) -К. (0 см) -К. (7-12 см) —К. (25-30см)

Перкодвремени

Рисунок 5 - Динамика сохранности травянистых растений на различных участках микрорельефа к концу второго и в начале третьего года после

загрязнения

В опыте 2 с Salix purpurea L. в первый год на незагрязненном участке (вариант 3), на границе с загрязненным участком (вариант 1) и при загрязнении (вариант 2) количество растений составляло 110, 46, 116 % к исходному (рисунок 6).

Сохранность растений по 1, 2, 3 вариантам опыта 2 во второй год эксперимента составила 72,49,129 % (рисунок 7).

начало 15дней 30 дна! бОдней конец Пернодвремеви BereraLpni вегетации

1 год 1 год

Рисунок 6 - Изменение количества растений Salix purpurea L. в течение первого года после загрязнения

Рисунок 7 - Изменение количества растений Salix purpurea L. в течение второго и третьего годов исследования

По нашим данным содержание ТМ в почве в долях от ПДК (ОДК) на равнинной поверхности составляло по свинцу 3,1; хрому - 2,1; никелю - 5,5; цинку - 1,4; меди - 1,1; то есть по превышению ПДК (ОДК) металлы можно расположить в следующем порядке: Ni> Pb> Cr> Zn> Си. Наименьшим содержанием тяжелых металлов характеризуются участки с повышениями рельефа на 25-30 см.

Осока отличалась низким биологическим поглощением ТМ, КБп не превышал 0,07 по РЬ, 0,23 по Сг, 0,04 по Ni, 0,15 по Си, 0,52 по Zn.

Коп возрастал при увеличение концентрации ТМ в почве.

Продуктивность живого напочвенного покрова сильно варьирует в зависимости от микрорельефа. На загрязненном участке (при концентрации нефти в почве 5,5 %) прирост зеленой массы в варианте с повышениями 7-12

см в первый год уменьшился на 93 % по сравнению с контролем, при повышениях 25-30 см - на 29 %.

Расчеты размера вреда в денежном эквиваленте по исследуемым участкам, приведены в таблице 7.

Таблица 7. Размер вреда, нанесенного окружающей среде аварийными нефтеразливами, выраженный в денежном эквиваленте_

№ участка Площадь загрязнения, га. Рассчитанный размер вреда, руб. Наименование месторождения

11 0,2 1562650 Усть-Балыкское м/р Солкинской площади район куста № 925

24 0,18 658692 Мамонтовское район точки 21 бис (куст Юма)

20 58,0 201866000 Мало-Балыкское м/р в районе ДНС-2 куст № 582 (узел № 574)

6 2,6 3932152 Усть-Балыкское м/р в районе куста № 77

14 1,0 3480000 Мало-Балыкское м/р трубопровод Д=530 мм в районе 650 км ФАД (узел № 574 -узел № 9)

19 3,0 9085000 Южно-Балыкское м/р в районе 703 км ФАД Тюмень-Ханты-Мансийск

1 0,29 1252989 Мамонтовское м/р в районе куста № 60

Выводы

1 Воздействие нефтедобычи на окружающую среду Нефтеюганского района зависит от возраста месторождений, количества и технического состояния линейных и других производственных объектов. Особую опасность представляют импактные загрязнения, связанные с утечкой жидкостей из устьев скважин, миграцией химреагентов и нефти из шламовых амбаров, разливами нефти и минерализованных вод, поступлением промышленных и твердых бытовых отходов с производственных объектов.

2 Вклад в загрязнение атмосферы нефтедобывающих предприятий в 6 раз превышает совокупную долю загрязнений всех прочих предприятий района. При этом фактический выброс превышает разрешенный в 4,6 раза.

3 Особенностью загрязнения почв всех исследуемых участков является превышение концентраций нефтепродуктов и хлоридов. Максимальное превышение над фоном по нефтепродуктам составило 2439, по хлоридам - 127 раз.

4 Отмечена прямая пропорциональная зависимость между концентрацией нефтепродуктов в почве и глубиной их проникновения. Увеличение концентрации нефти от 0,9 % до 1,7; 5,3; 12,2; 20,1; 32,0 % увеличивало глубину проникновения нефти соответственно в 3,5; 5,5; 6,5; 12,9; 20,1; 33,8 раза. Коэффициент парной корреляции (г) составил 0,99.

5 В природных водах, проанализированных 14 лицензионных участков, на двух обнаружены превышения ПДК по хлоридам в 1,1-3,1; на четырех - по АПАВ - в 1,6-4,3 и фенолам - в 5-10; на пяти - по ХПК в 1,3 -8,1; на шести - по нефтепродуктам - в 1,0-4,4; на одиннадцати - по аммонийному азоту — в 1,3-10,8 раза.

6 В исследуемом районе на пяти из восьми фоновых участках отмечено превышение ПДК нефтепродуктов, что говорит о возможном вторичном загрязнении поверхностных водоемов.

7 Количество почвенных беспозвоночных находилось в прямой зависимости от концентрации нефти в почве и глубины ее проникновения в почвенные горизонты.

По степени чувствительности к загрязнению исследованные почвенные беспозвоночные распределились следующим образом - дождевые черви > мокрицы > многоножки.

8 Повышение микрорельефа на 25-30 см снижало отрицательное воздействие нефтепродуктов на растения по сравнению с воздействием на равнинных участках, где действие высоких концентраций нефти вызывало 100 % гибель растений.

Предложения производству

1 Выявленные особенности состояния компонентов окружающей среды Нефтеюганского района в пределах лицензионных участков нефтедобывающих предприятий могут быть использованы для оценки воздействия на окружающую среду, сертификации и паспортизации земель.

2 Система экологического мониторинга территории нефтяного месторождения должна учитывать биотические компоненты экосистем для использования в качестве основы для диагностики и мониторинга состояния почв и экосистем, находящихся в зоне загрязнения, а также контроля сохранности и восстановительной способности территорий месторождений и примыкающих к ним площадей.

Список работ, опубликованных по теме диссертации Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК

1 Пугачева Т.Г. Природоохранные мероприятия и экологический менеджмент. Специфика формирования планов природоохранных мероприятий и их эколого-экономический механизм [Текст] / Естественные и технические науки. - М.: Изд-во Спутник+, 2010. - № 5 (49). - С. 144-146.

2 Пугачева Т.Г. Деградационные изменения растительного покрова на загрязненных территориях Нефтеюганского района [Текст] / Социальная политика и социология: Междисциплинарный научно-практический журнал / под ред. Г.И. Осадчей. -М.: Изд-во РГСУ, 2010. -№ 9 (63). - С. 128-134.

3 Пугачева Т.Г. Вопросы землепользования и охраны окружающей среды [Текст] / Плодородие: Журнал для ученых, специалистов и практиков / под ред. В.Г. Сычева. - М.: Изд-во ВНИИА им. Д.Н. Прянишникова Россельхозакадемии, 2011. -№ 2 (59). - С. 42-43.

4 Пугачева Т.Г. Роль природоохранных мероприятий в решении проблем нефтезагрязненных территорий ХМАО - Югры. Правовой аспект [Текст] / Ученые записки Российского государственного социального университета. - М.: Изд-во РГСУ, 2011. - № 2 (90). - С. 120-125.

5 Пугачева Т.Г. Ответные реакции почвенных беспозвоночных в условиях нефтяного загрязнения различной интенсивности [Текст] /

Социальная политика и социология: Междисциплинарный научно-практический журнал / под ред. Г.И. Осадчей. - М.: Изд-во РГСУ, 2012. -№ 5 (83). - С. 212-220.

Работы, опубликованные в других изданиях

6 Пугачева Т.Г. Проблема ухудшения состояния здоровья и сокращения продолжительности жизни населения нефтедобывающих регионов на примере ХМАО - Югры и его районов [Текст] / Информатика, социология, экономика, менеджмент: Межвузовский сборник научных трудов / под ред. Э.Н. Фетисова. - М.: НОУ АМИ, 2010. - Вып. 8. - Ч. 2. - С. 36-56.

7 Пугачева Т.Г. Исследование деградационных изменений растительного покрова на загрязненных территориях нефтепромыслов Нефтеюганского района [Текст] / Актуальные проблемы техногенной и экологической безопасности: Сборник научных трудов / под общ. ред. Л.А. Розумной, Э.А. Новохатской. - М.: Изд-во РГСУ, 2010. - С. 255-260.

8 Пугачева Т.Г. Экологические проблемы Нефтеюганского региона [Текст] / Актуальные проблемы техногенной и экологической безопасности: Сборник научных трудов / под общ. ред. Л.А. Розумной, Э.А. Новохатской,

B.А. Булаева. - М.: Изд-во РГСУ, 2011. - Вып. 5. - Ч. 1. - С. 89-95.

9 Пугачева Т.Г. Классификация техногенных воздействий при нефтегазодобыче и антропогенные изменения компонентов окружающей среды [Текст] / Т.Г. Пугачева, В.М. Зубкова / Актуальные проблемы техногенной и экологической безопасности: Сборник научных трудов / под общ. ред. Л.А. Розумной, В.А. Булаева. - М.: Изд-во РГСУ, 2011. - Вып. 6. -

C. 113-122.

10 Пугачева Т.Г. Воздействие нефтедобычи на окружающую среду Нефтеюганского района [Текст] / Стратегии инновационного развития России и социальная сплоченность общества: Тезисы докладов и выступлений участников XI Международного социального конгресса. - М.: Изд-во РГСУ,

2011.-С. 449-451.

11 Пугачева Т.Г. Влияние уровня загрязнения почв нефтью на численность беспозвоночных животных [Текст] / Т.Г. Пугачева, В.М. Зубкова, Н.Ю. Белозубова / Актуальные проблемы техногенной и экологической безопасности: Сборник научных трудов. - М.: Изд-во РГСУ,

2012.-Вып. 7.-С. 67-72.

12 Пугачева Т.Г. Эколого-социальные проблемы и перспективы нефтедобывающего региона [Текст] / Социология в системе научного управления обществом: Материалы IV Всероссийского социологического конгресса. -М.: Изд-во ИС РАН, 2012.-С. 918-919.

13 Пугачева Т.Г. Качество окружающей среды в зоне деятельности нефтедобывающих предприятий Нефтеюганского района и здоровье населения [Текст] / Т.Г. Пугачева, В.М. Зубкова / Демографическая реальность и демографическая политика: Проблемы, пути решения: Сборник материалов XII Международного социального конгресса. - М.: Изд-во РГСУ, 2012.-С. 136-138.

Подписано в печать:

16.08.2013

Заказ № 8665 Тираж - 80 экз. Печать трафаретная. Типография «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 115230, Москва, Варшавское ш., 36 (499) 788-78-56 www.autoreferat.ru

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Пугачева, Тамара Геннадьевна, Москва

На правах рукописи

04201361044

ПУГАЧЕВА ТАМАРА ГЕННАДЬЕВНА

ВЛИЯНИЕ НЕФТЕДОБЫВАЮЩИХ ПРЕДПРИЯТИЙ НА СОСТОЯНИЕ КОМПОНЕНТОВ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ

03.02.08 - Экология

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва 2013

3 Техногенная трансформация среды обитания при нефтегазодобыче приводит к изменениям в растительных ассоциациях и сообществах почвенных животных.

Научная новизна исследования. Впервые для территории Нефтеюганского района ХМАО - Югры проведена оценка техногенной нагрузки на территорию в условиях деятельности нефтедобывающих предприятий. В динамике выполнен комплексный анализ воздействия нефтедобывающего комплекса на качественные показатели абиотических компонентов окружающей среды. Установлен масштаб техногенного воздействия на экосистемы района исследования, изучены особенности изменения численности, биомассы и реакции почвенных беспозвоночных, определены пределы устойчивости их в условиях нефтяного загрязнения, проанализировано влияние поллютантов на аборигенные виды растений.

Практическая значимость исследования. На основе выявленных показателей экологической напряженности - количества нефтезагрязненных земель на территории Нефтеюганского района при участии автора проведены расчеты вреда, причинённого окружающей среде аварийными разливами, на основании которых подготовлены и предъявлены претензии к ООО «РН-ЮНГ» о возмещении вреда, причинённого окружающей среде экологическими правонарушениями, судебные иски о возмещении вреда путём восстановления нарушенного состояния окружающей среды за счёт собственных сил и средств (в натуральной форме).

На базе материала, собранного автором, при его участии подготовлены требования о предоставлении отчетов о выполнении мероприятий по ликвидации аварийных разливов нефти, нефтепродуктов, подтоварной воды по отказам, произошедшим за отчетные периоды 2008-2009 гг.

Результаты исследований отражены в годовых отчетах о деятельности Нефтеюганского отдела Департамента охраны окружающей среды и экологической безопасности ХМАО - Югры и использованы в подготовке окружных и районных информационных печатных изданий.

Результаты исследования используются в учебном процессе в Российском государственном социальном университете при преподавании таких дисциплин как «Экологическая экспертиза», «Охрана окружающей среды», «Экология почв», «Контроль качества окружающей среды».

1 Основные подходы к оценке воздействия нефтедобычи на

окружающую среду

В Нефтеюганском районе нефтяная отрасль - одна из самых экологически опасных. Последствия вредных изменений в процессе хозяйственного освоения углеводородного сырья (добычи, транспортировки, хранения) выражаются в причинении существенного вреда окружающей среде, ее загрязнении, в том числе, повышении радиоактивного фона, угрозе причинения и причинении существенного вреда здоровью человека, массовом заболевании людей, угрозе, существования животному и растительному миру, лесному и сельскому хозяйству (Клоц, 2010).

По данным A.B. Соромотина (2010) в ХМАО - Югре наиболее экологически неблагоприятная ситуация складывается в Нефтеюганском районе. Коэффициент экологической напряженности составляет 0,7, что значительно выше аналогичных коэффициентов в соседних более крупных нефтедобывающих районах, таких как Нижневартовский и Сургутский (соответственно 0,4 и 0,1).

1.1 Особенности техногенных воздействий на окружающую среду

Воздействие на окружающую среду в целом или на её элементы (ландшафты, рельеф, почвы, экосистемы, биоту, природные ресурсы и другое) и их свойства - это процесс, имеющий качественные и количественные характеристики. Качественными характеристиками могут быть: источники воздействия (естественные, антропогенные); характер воздействия (химический, физический, биологический); направленность (деградация, восстановление, трансформация); уровни (локальный,

региональный, глобальный). Количественная составляющая и есть «нагрузка», которая характеризуется: временем (продолжительностью, периодичностью), интенсивностью (силой, степенью, количеством, площадью и др.), характером распределения (сосредоточенные или очаговые, распределённые или равномерные, диффузные) (Козин, 2005).

Степень прямого и косвенного воздействия человека, включая его хозяйственную деятельность, на природные комплексы или их элементы обусловливает систематическое поступление в окружающую среду огромных количеств твердых, жидких и газообразных отходов, по причине недопустимо высокого износа технологического, очистного и транспортного оборудования, использованием устаревших промышленных технологий (Середина, 2009; Жаворонок, 2011). Подобная активная и непродуманная деятельность человека быстро изменяет химизм внешней среды, к которому не успевают адаптироваться живые организмы.

Источниками выбросов (сбросов) в окружающую среду на объектах нефтедобычи являются скважины, факелы, котельные, газопроводы, нефтепроводы, емкости, сепараторы, нагреватели, резервуары.

При анализе антропогенного воздействия на окружающую среду важное место занимает классификация техногенных воздействий при нефтегазодобыче. Основанием для классификации может служить источник воздействия, степень трансформации экологических систем, либо типизация антропогенных факторов, которые отличаются многокомпонентностью, масштабами (Москаленко, 2009).

Воздействия могут делиться на физические (шумы, вибрации, радиационное и тепловое загрязнения и др.), химические или биологические (Серов и др., 2006).

Ряд авторов делят типы воздействия по специализации источников: специфические (загрязнение нефтью и химическими реагентами), строительные (строительство дорог, карьеров, насыпей), косвенные (изменение численности населения) (Огородников, 1992).

нарушений; кризисное - скорость антропогенных нарушений превышает темп самовосстановления природных систем, но еще не происходит коренного их изменения; критическое - происходит пока обратимая замена прежде существовавших природных систем на менее продуктивные; катастрофическое - имеет место уже труднообратимый процесс закрепления малопродуктивных природных систем; состояние коллапса - необратимая утеря продуктивности природных систем.

Процесс воздействия нефтедобычи на природные комплексы Нефтеюганского района целесообразно делить на четыре этапа: разведочный, строительный, добывающий и ликвидационный. Характер и степень техногенных воздействий на природную среду, возникающих при добыче нефти, изменяется в соответствии с этапами и на каждом возникает взаимодействие между техногенными объектами и экологическими системами, в границах которых расположены данные техногенные объекты (при аварийном и нормальном режимах их функционирования). В настоящее время, в исследуемом районе присутствуют все четыре этапа (О ходе реализации...., 2004; Соромотин, 2010; Предварительные итоги..., 2010).

Основные работы, выполняемые в процессе нефтедобычи: освоение скважин, вывод их на заданный технологический режим, эксплуатация, отбор продукции скважин; работы по поддержанию основных параметров режима эксплуатации воздействием на призабойную зону пласта и на весь пласт в целом; разнообразные ремонтные работы на скважине и в промысловых мастерских; сбор продукции скважин (нефть, газ, вода); разделение смеси на ее составляющие; доведение до товарных параметров нефти и газа и передачу их на транспортирование (Скваженные насосные..., 2003).

По информации М.И. Долгощеловой (2011) в период обустройства месторождений поступление загрязнителей в природные компоненты связано, в первую очередь, с работой автотранспорта и строительных механизмов (выхлопы, мойка, слив отработанных масел и др.), утечкой

содержимого шламовых амбаров, жидкостей при опрессовке трубопроводов, работой котельных.

На стадии эксплуатации главным источником загрязнителей являются аварии, преимущественно порывы трубопроводов, а также горение газовых факелов.

Нефтепромыслы Нефтеюганского района относятся к давно разрабатываемым месторождениям округа и, в свою очередь, характеризуются высокой степенью техногенной нагрузки. При этом разрушительному воздействию подвержены практически все компоненты ландшафтов.

Воздействия на подземные и поверхностные водные объекты по форме бывают механические (регулирование поверхностного стока) и биохимические. Механические воздействия оказываются в результате расчленения отсыпанными дамбами акватории поверхностных водных объектов, которые в свою очередь перестают функционировать, как единая экосистема, а животный мир таких объектов либо полностью уничтожен, либо крайне обеднен, а также в результате перекрытия русла рек трубами нефтепроводов и захламления их поймы остатками строительных материалов и древесными остатками. В результате механических воздействий разрушаются и размываются берега водных объектов (рек, озер).

В местах, где поверхностные воды загрязнены, буровые скважины являются каналом для проникновения загрязнения в водоносные комплексы и распространения вглубь пласта. Этот процесс является наиболее опасным и необратимым видом загрязнения, который чрезвычайно сложно контролировать, оценивать масштабы и прогнозировать его развитие. Загрязнения попадают в скважину не только при некачественном цементировании, но и нарушении герметизации обсадных колонн (Башкатов, 2003). Загрязнение пресных подземных вод инородными растворами происходит также по фильтрационным каналам, возникающим в результате микроподвижек в толще водонасыщенных пластов; по трещинам в породах,

образующимся в результате бурения, как нефтяных скважин, так и нагнетательных, артезианских, поисковых и наблюдательных скважин; через образующиеся дефекты в стенках обсадных труб всех видов скважин в толще грунтов; в результате смещения пластов как результата проведения работ по гидроразрыву нефтяного пласта; в результате неправильно выполненных работ по ликвидационному тампонажу отработанных скважин; через брошенные, незатампонированные скважины.

При утилизации попутного нефтяного газа в факельных установках 65% продуктов углеводородного загрязнения рассеиваются в атмосферу, 20 % - поступают в водные бассейны и 15 % - в почву. На подфакельных территориях, помимо химического загрязнения, присутствует шумовое и тепловое воздействие. Температура воздуха в приземном слое ближней к факелу полосы этой зоны (40-50 м) превышает фоновую на 3-4°С. Инфракрасное излучение ощущается кожей лица на расстоянии более 0,5 км (Соромотин, 2010).

В связи с тепловым воздействием в осенний период, с устойчивыми отрицательными температурами на древостоях подфакельных территорий, наблюдаются признаки активной инвазии вредителей, что обусловлено отепляющим воздействием факела и ослабленным состоянием древостоев.

Средняя концентрация оксида углерода на буровой в безветренные дни доходит до 150-200 мг/м (Детков и др., 1994). Зачастую на буровой площадке содержание диоксида азота составляет до 12 ПДК, сажи до 3 ПДК. На границе санитарно-защитной зоны, которая составляет 300 м, также возможны превышения по диоксиду азота до 4 ПДК и лишь на расстоянии 1000 м от источника уровень ПДК достигает 1.

При сжигании только 1 млрд. м газа в атмосферу выбрасывается примерно 80 тыс. т вредных веществ (Детков и др., 1994).

На территории Нефтеюганского района количество факелов с постоянным режимом работы составляет 29 шт., с периодическим режимом работы 32 шт. Из них ООО «РН-Юганскнефтегаз» принадлежат

ПРИЛОЖЕНИЕ Ш

Количество собраной мезофауны (контроль)

п Опыт 1 (0,9 %) участок № 11 (контроль) Опыт 2 (1,7 %) участок № 24 (контроль) Опыт 3 (5,3 %) участок № 20 (контроль) Опыт 4 (12,2 %) участок № 14 (контроль)

Дождев Многой Мокриц Дожде вые черви Многой Мокриц Дождев Многон Мокриц Дождев Многон Мокриц

ые черви ожки ы ожки ы ые черви ожки ы ые черви ожки ы

1 79 40 26 70 38 24 72 35 23 75 40 28

2 78 47 28 77 40 26 68 46 32 88 43 23

3 73 41 30 69 47 28 79 41 28 70 37 32

4 75 46 29 73 35 21 68 47 35 74 48 34

5 80 41 25 79 41 34 67 41 34 80 39 27

6 70 44 23 70 44 30 75 36 20 76 36 30

7 77 39 20 76 40 27 74 39 23 82 47 25

8 79 42 22 79 42 19 71 34 36 79 40 22

9 70 49 26 67 44 28 66 49 27 71 29 23

10 78 41 29 78 36 33 81 40 32 67 35 31

11 73 46 28 73 43 25 73 46 37 85 36 29

12 79 48 21 79 48 22 78 37 20 75 40 34

13 75 45 29 71 47 28 69 45 24 70 49 26

14 71 46 22 64 41 27 74 46 22 83 36 25

15 80 45 24 80 34 21 75 45 23 79 33 23

16 74 42 23 74 46 24 64 42 25 68 39 27

17 71 41 27 62 31 31 74 33 30 73 47 21

18 79 34 21 75 49 37 71 38 38 83 51 33

19 74 39 25 74 38 22 76 48 29 74 34 24

20 76 47 21 71 45 24 62 39 19 86 49 25

Обилие особей каждого вида (оценивается по шкале Друде) Вейник наземный - copi - растения встречаются изредка, рассеянно (Drude, 1890), по A.A. Уранову (1935а) - sp.-рассеянные растения; среднее наименьшее расстояние от 1 до 1,5 м Осока ранняя, осока пузырчатая - растение встречается в небольших количествах, вкраплено в основной фон других растений предыдущих категорий обилия, или редко - sp. (sparsae), по A.A. Уранову (1935а) sol-единичные растения; далеко отстоят друг от друга, так что среднее наименьшее расстояние всегда 1 - 5 м, встречаемость низкая Осока болотная - сорз (copiosus) - «очень много», растения очень обильны, они образуют основной фон (по A.A. Уранову (1935а) среднее наименьшее расстояние не более 20 см), по (Алехин, 1938) socy - дает основной фон Ива пурпуровая- обильно, или разбросанно - сор2- по A.A. Уранову (1935а) среднее наименьшее расстояние от 20 до 40 см (при несколько неравномерном распределении) по (Алехин, 1938) SOC2 - дает основной фон с участием других видов только в нижнем ярусе

Размещение видов растений (оценивается визуально по шкале Б.А. Быкова) Вейник наземный - df - многими диффузно размещенными отдельными растениями Осока болотная - mm -многими слитыми пятнами Осока пузырчатая - ggr -многими диффузными группами Ива пурпуровая - ggr -многими диффузными группами

Фенологические фазы растений (этапы сезонного развития) Вейник наземный: цветение - в августе Осока болотная: цветение - в июле-августе, плодоношение - август-сентябрь Осока ранняя: цветение - в июне, плодоношение - июль-август Осока пузырчатая цветение - в июнь-июль, плодоношение июль-август Ива пурпуровая: цветение - в июне

Жизненность - степень развитости или подавленности вида в фитоценозе (определяется по шкале A.A. Гроссгейма) Варианты 1, 2 опыта 1 сильно угнетены (1) Вариант 3 опыта 1, вариант 1, 2 опыта 2 вегетативная способность ниже нормы (2) Варианты 4, 5, 6 опыта 1, вариант 3 опыта 2 нормальное развитие (3)

ПРИЛОЖЕНИЕ Ю

Динамика количественных характеристик растений за 2007-2009 годы, шт./м2 (%)

Период исследования Опыт 1 Опыт 2

Варианты опыта Варианты опыта

1 2 3 4 5 6 1 2 3

1 год Начало вегетационного периода

681 620 654 638 619 651 29 36 31

639 638 640 629 633 622 30 34 31

647 652 629 651 652 627 28 33 32

673 647 646 669 610 643 30 37 31

661 670 622 657 642 658 29 34 32

660,2 645,4 638,2 648,8 631,2 640,2 29,2 34,8 31,4

Через 15 дней

613 587 653 649 617 657 29 36 34

575 589 642 676 636 629 30 34 33

581 582 627 665 651 633 28 33 33

605 569 644 674 611 647 30 37 32

598 573 623 665 639 661 29 34 33

594,4 580 637,8 665,8 630,8 645,4 29,2 34,8 33

Через 30 дней

349 458 684 665 624 672 30 31 36

311 445 671 695 640 647 32 29 35

318 456 659 667 658 653 30 28 35

339 450 679 674 618 668 31 32 34

335 448 656 670 649 681 31 31 35

330,4 451 669,8 674,2 637,8 664,2 30,8 30,2 35

Через 60 дней

0 120 619 680 625 691 31 17 37

0 115 602 700 642 669 32 15 36

0 129 613 678 657 673 32 14 36

0 132 599 676 621 688 33 18 35

0 119 591 677 651 699 31 16 36

0 123 604,8 682,2 639,2 684,0 31,8 16 36

Конец вегетационного периода

0 44 462 680 628 687 31 17 37

0 51 442 701 641 667 32 15 36

0 46 457 679 660 674 32 14 36

0 41 441 675 622 690 33 18 35

0 45 432 677 652 701 31 16 36

0 45,4 446,8 682,4 640,6 683,8 31,8 16 36

2 год Начало вегетационного периода