Оценка состояния природно-территориальных комплексов центральной части лицензионного участка Уренгойского месторождения
|
Введение 3
Глава 1. Нефтегазовые месторождения севера Западной Сибири 6
Глава 2. Основные источники и виды антропогенного воздействия нефтегазодобычи на окружающую среду 11
2.1. Основные источники воздействия на окружающую среду при нефтегазодобыче 11
2.2. Основные виды воздействия на окружающую среду при нефтегазодобыче 13
Глава 3. Физико-географическое описание исследуемой территории 19
3.1. Геологическое и геоморфологическое строение 19
3.2. Климатические условия 21
3.3. Гидрография 22
3.4. Почвы 23
3.5. Растительность 28
3.6. Животный мир 34
Глава 4. Методы исследований 36
4.1. Методы полевых исследований 37
4.2. Методы лабораторных исследований 39
4.3. Методы камеральных исследований 40
Глава 5. Оценка химического состава почв 42
Глава 6. Оценка химического состава растений 52
Глава 7. Анализ состояния природных территориальных комплексов 58
Заключение 62
Список литературы 64
Глава 1. Нефтегазовые месторождения севера Западной Сибири 6
Глава 2. Основные источники и виды антропогенного воздействия нефтегазодобычи на окружающую среду 11
2.1. Основные источники воздействия на окружающую среду при нефтегазодобыче 11
2.2. Основные виды воздействия на окружающую среду при нефтегазодобыче 13
Глава 3. Физико-географическое описание исследуемой территории 19
3.1. Геологическое и геоморфологическое строение 19
3.2. Климатические условия 21
3.3. Гидрография 22
3.4. Почвы 23
3.5. Растительность 28
3.6. Животный мир 34
Глава 4. Методы исследований 36
4.1. Методы полевых исследований 37
4.2. Методы лабораторных исследований 39
4.3. Методы камеральных исследований 40
Глава 5. Оценка химического состава почв 42
Глава 6. Оценка химического состава растений 52
Глава 7. Анализ состояния природных территориальных комплексов 58
Заключение 62
Список литературы 64
Актуальность. В настоящее время на территории Ямало-Ненецкого автономного округа (ЯНАО) сосредоточена большая часть текущих российских запасов углеводородов. В 2020 году в данном регионе добыча нефти составила 35,5 млн т, конденсата - 20,2 млн т, природного газа - 529,7 млрд куб. м (Государственный доклад..., 2021). На
месторождениях ЯНАО добывается более 70% российского конденсата. Основная добыча природного раза сосредоточена на уникальных нефтегазоконденсатных месторождениях: Уренгойское, Ямбургское, Бованенковское и др. (Государственный доклад., 2021).
Активное освоение севера Западной Сибири влечет за собой увеличение многостороннего воздействия на естественные природно-территориальные комплексы (ПТК), что приводит к существенному изменению свойств всех компонентов природной среды (Kukushkin, 2011; Опекунов и др., 2012; Опекунова и др., 2015; Кукушкин, 2016; Опекунова и др., 2018; Московченко, Романенко, 2020). Наибольшее влияние распространяется на почвенный и растительный покровы (Московченко и др., 2012; Кукушкин, 2016; Опекунова и др., 2018). Природно-климатические условия севера Западной Сибири (суровость климата, высокая степень обводненности территории, интенсивное развитие процессов заболачивания, широкое распространение многолетнемерзлых пород (ММП), низкая скорость восстановления растительных сообществ, низкая биологическая активность почв) обуславливают низкую степень устойчивости природных систем по отношению к загрязнению, а также медленную активность биогеохимических процессов. Кроме этого, на природу северных регионов оказывает влияние глобальное изменение климата. Повышение средней температуры Земли способствует растеплению ММП, что способствует изменению миграции химических веществ и вовлечению их в биогеохимические циклы (Опекунова и др., 2018).
В связи с высокой степенью уязвимости экосистем севера Западной Сибири по отношению к антропогенному воздействию, при разработке и эксплуатации месторождений углеводородов крайне важно проводить экологический мониторинг компонентов природной среды (Постановление Правительства Ямало-Ненецкого автономного округа № 56-П., 2013).
Объектом исследования являются компоненты ПТК, главным образом почвы и растения, лицензионного участка Уренгойского нефтегазоконденсатного месторождения (НГКМ).
Предметом исследования служит состояние компонентов ПТК преимущественно почв и растений центральной части лицензионного участка Уренгойского НГКМ.
Цель исследования: оценка состояния компонентов ПТК, главным образом почв и растений, центральной части лицензионного участка Уренгойского месторождения.
Для достижения цели поставлены и выполнены следующие задачи:
1) Выявлены основные источники и виды воздействия на компоненты природной среды на различных стадиях освоения месторождения углеводородов;
2) Проведена оценка эколого-геохимического состояния почв лицензионного участка Уренгойского НГКМ;
3) Оценена интенсивность поглощения химических элементов растениями;
4) Дана оценка нарушенности ПТК лицензионного участка Уренгойского месторождения;
5) Определен уровень антропогенного воздействия на почвенный и растительный покровы исследуемой территории.
Личный вклад. В данной выпускной квалификационной работе использованы материалы проведенных автором исследований в рамках выполнения работ по экологическому мониторингу. В ходе полевого этапа самостоятельно выполнено геоботаническое описание пробных площадей, описание почвенных разрезов, отбор образцов почв и индикаторных видов растений. На лабораторном этапе проведена подготовка и химический анализ проб почв и растений. Также автором выполнена камеральная и математическая обработка материалов.
Новизна. В работе впервые приведены результаты содержания подвижных форм химических элементов в почвах и валового содержания элементов в растениях на территории центральной части лицензионного участка Уренгойского месторождения. Также выявлена миграция металлов в системе «почва-растение».
Практическая значимость. В ходе исследований получены сведения о валовом содержании химических элементов в почвах и растениях, а также о содержании подвижных форм металлов в почвах на территории центральной части Уренгойского НГКМ. Полученные данные могут быть использованы для оценки экологического состояния исследуемого участка Уренгойского месторождения, а также для дальнейшего проведения экологического мониторинга.
Автор выражает благодарность своему научному руководителю доценту СПбГУ к.г.н. Кукушкину Степану Юрьевичу за консультации и помощь при написании выпускной квалификационной работы...
месторождениях ЯНАО добывается более 70% российского конденсата. Основная добыча природного раза сосредоточена на уникальных нефтегазоконденсатных месторождениях: Уренгойское, Ямбургское, Бованенковское и др. (Государственный доклад., 2021).
Активное освоение севера Западной Сибири влечет за собой увеличение многостороннего воздействия на естественные природно-территориальные комплексы (ПТК), что приводит к существенному изменению свойств всех компонентов природной среды (Kukushkin, 2011; Опекунов и др., 2012; Опекунова и др., 2015; Кукушкин, 2016; Опекунова и др., 2018; Московченко, Романенко, 2020). Наибольшее влияние распространяется на почвенный и растительный покровы (Московченко и др., 2012; Кукушкин, 2016; Опекунова и др., 2018). Природно-климатические условия севера Западной Сибири (суровость климата, высокая степень обводненности территории, интенсивное развитие процессов заболачивания, широкое распространение многолетнемерзлых пород (ММП), низкая скорость восстановления растительных сообществ, низкая биологическая активность почв) обуславливают низкую степень устойчивости природных систем по отношению к загрязнению, а также медленную активность биогеохимических процессов. Кроме этого, на природу северных регионов оказывает влияние глобальное изменение климата. Повышение средней температуры Земли способствует растеплению ММП, что способствует изменению миграции химических веществ и вовлечению их в биогеохимические циклы (Опекунова и др., 2018).
В связи с высокой степенью уязвимости экосистем севера Западной Сибири по отношению к антропогенному воздействию, при разработке и эксплуатации месторождений углеводородов крайне важно проводить экологический мониторинг компонентов природной среды (Постановление Правительства Ямало-Ненецкого автономного округа № 56-П., 2013).
Объектом исследования являются компоненты ПТК, главным образом почвы и растения, лицензионного участка Уренгойского нефтегазоконденсатного месторождения (НГКМ).
Предметом исследования служит состояние компонентов ПТК преимущественно почв и растений центральной части лицензионного участка Уренгойского НГКМ.
Цель исследования: оценка состояния компонентов ПТК, главным образом почв и растений, центральной части лицензионного участка Уренгойского месторождения.
Для достижения цели поставлены и выполнены следующие задачи:
1) Выявлены основные источники и виды воздействия на компоненты природной среды на различных стадиях освоения месторождения углеводородов;
2) Проведена оценка эколого-геохимического состояния почв лицензионного участка Уренгойского НГКМ;
3) Оценена интенсивность поглощения химических элементов растениями;
4) Дана оценка нарушенности ПТК лицензионного участка Уренгойского месторождения;
5) Определен уровень антропогенного воздействия на почвенный и растительный покровы исследуемой территории.
Личный вклад. В данной выпускной квалификационной работе использованы материалы проведенных автором исследований в рамках выполнения работ по экологическому мониторингу. В ходе полевого этапа самостоятельно выполнено геоботаническое описание пробных площадей, описание почвенных разрезов, отбор образцов почв и индикаторных видов растений. На лабораторном этапе проведена подготовка и химический анализ проб почв и растений. Также автором выполнена камеральная и математическая обработка материалов.
Новизна. В работе впервые приведены результаты содержания подвижных форм химических элементов в почвах и валового содержания элементов в растениях на территории центральной части лицензионного участка Уренгойского месторождения. Также выявлена миграция металлов в системе «почва-растение».
Практическая значимость. В ходе исследований получены сведения о валовом содержании химических элементов в почвах и растениях, а также о содержании подвижных форм металлов в почвах на территории центральной части Уренгойского НГКМ. Полученные данные могут быть использованы для оценки экологического состояния исследуемого участка Уренгойского месторождения, а также для дальнейшего проведения экологического мониторинга.
Автор выражает благодарность своему научному руководителю доценту СПбГУ к.г.н. Кукушкину Степану Юрьевичу за консультации и помощь при написании выпускной квалификационной работы...
Таким образом, проведенные исследования позволяют сделать следующие выводы:
1. Главными источниками антропогенного воздействия на естественные экосистемы являются площадки бурения, промышленные объекты нефтегазовой отрасли (подъездные дороги, трубопроводы, вездеходное движение, прокладка зимников, транспортные средства и др.). Основными загрязняющими веществами при нефтегазодобыче являются жидкие углеводороды, буровые растворы, химические реагенты, минерализованные пластовые и сточные воды и пр. (Солнцева, 1998; Кузнецова, Варавина, 2013). Наибольшее негативное воздействие на ПТК северных регионов оказывает ландшафтно-деструктивное воздействие. Оно способствует активации опасных геологических процессов, обводнению и заболачиванию территории, нарушению теплового режима грунтов, полной или частичной деградации почвенно-растительного покрова (Солнцева, 1998).
2. Почвы исследуемой территории характеризуются кислой реакцией, низким валовым содержанием металлов . Отмечено, что в аккумулятивных горизонтах активно накапливаются халькофильные элементы (Cu, Zn, Pb, Cd), а в иллювиальных - сидерофильные (Fe, Ni, Cr). Важную роль в аккумуляции перечисленных элементов играет их способность сорбироваться органическим веществом, а также накапливаться в растениях. Высокая подвижность металлов при достаточно низком их валовом содержании, вероятно, связано с природными факторами: кислые условия среды, высокая степень увлажнения исследуемой территории и т.д. Увеличение содержания подвижных форм металлов в почвах наблюдается на площадках, расположенных вблизи локальных источников загрязнения: промышленных и кустовых площадок, отсыпных дорог и др. Существенных различий значений содержания элементов в почвах на контрольных и фоновых участках не установлено.
3. Биологическое накопление химических веществ обусловлено зональными ландшафтно-геохимическими условиями исследуемого региона. Содержание химических элементов в растениях незначительно превышает фоновые значения (Опекунова и др., 2018). Для изученных растений характерно избирательное накопление элементов: багульник накапливает Mn и Ba, а лишайник - Ba, Zn, Cd, Pb. Активное накопление Mn связано с его высокой биохимической активностью в пределах севера Западной Сибири. Для лишайника характерно интенсивное накопление Ba и Zn, что связано с осаждением аэрозольных и пылевых частиц. Значения содержания химических элементов в индикаторных видах растений на контрольных и фоновых точках различаются незначительно.
4. Основное негативное воздействие на ПТК исследуемой территории оказывают механические нарушения. Они приводят к подтоплению территории, смене коренных сообществ на вторничные, способствуют усилению процессов заболачивания. Увеличение обводненности территории приводит формированию относительно устойчивых вторичных сообществ с преобладанием пушицы, а также к увеличению подвижности металлов. Степень нарушенности исследованной территории - локальная.
5. Почвенный и растительный покровы исследуемого участка Уренгойского месторождения характеризуются отсутствием значимого загрязнения. Проведение регулярного экологического мониторинга и контроля за рассматриваемой территорией способствует своевременному обнаружению изменений состояния компонентов ПТК и предотвращению потенциального загрязнения месторождения.
1. Главными источниками антропогенного воздействия на естественные экосистемы являются площадки бурения, промышленные объекты нефтегазовой отрасли (подъездные дороги, трубопроводы, вездеходное движение, прокладка зимников, транспортные средства и др.). Основными загрязняющими веществами при нефтегазодобыче являются жидкие углеводороды, буровые растворы, химические реагенты, минерализованные пластовые и сточные воды и пр. (Солнцева, 1998; Кузнецова, Варавина, 2013). Наибольшее негативное воздействие на ПТК северных регионов оказывает ландшафтно-деструктивное воздействие. Оно способствует активации опасных геологических процессов, обводнению и заболачиванию территории, нарушению теплового режима грунтов, полной или частичной деградации почвенно-растительного покрова (Солнцева, 1998).
2. Почвы исследуемой территории характеризуются кислой реакцией, низким валовым содержанием металлов . Отмечено, что в аккумулятивных горизонтах активно накапливаются халькофильные элементы (Cu, Zn, Pb, Cd), а в иллювиальных - сидерофильные (Fe, Ni, Cr). Важную роль в аккумуляции перечисленных элементов играет их способность сорбироваться органическим веществом, а также накапливаться в растениях. Высокая подвижность металлов при достаточно низком их валовом содержании, вероятно, связано с природными факторами: кислые условия среды, высокая степень увлажнения исследуемой территории и т.д. Увеличение содержания подвижных форм металлов в почвах наблюдается на площадках, расположенных вблизи локальных источников загрязнения: промышленных и кустовых площадок, отсыпных дорог и др. Существенных различий значений содержания элементов в почвах на контрольных и фоновых участках не установлено.
3. Биологическое накопление химических веществ обусловлено зональными ландшафтно-геохимическими условиями исследуемого региона. Содержание химических элементов в растениях незначительно превышает фоновые значения (Опекунова и др., 2018). Для изученных растений характерно избирательное накопление элементов: багульник накапливает Mn и Ba, а лишайник - Ba, Zn, Cd, Pb. Активное накопление Mn связано с его высокой биохимической активностью в пределах севера Западной Сибири. Для лишайника характерно интенсивное накопление Ba и Zn, что связано с осаждением аэрозольных и пылевых частиц. Значения содержания химических элементов в индикаторных видах растений на контрольных и фоновых точках различаются незначительно.
4. Основное негативное воздействие на ПТК исследуемой территории оказывают механические нарушения. Они приводят к подтоплению территории, смене коренных сообществ на вторничные, способствуют усилению процессов заболачивания. Увеличение обводненности территории приводит формированию относительно устойчивых вторичных сообществ с преобладанием пушицы, а также к увеличению подвижности металлов. Степень нарушенности исследованной территории - локальная.
5. Почвенный и растительный покровы исследуемого участка Уренгойского месторождения характеризуются отсутствием значимого загрязнения. Проведение регулярного экологического мониторинга и контроля за рассматриваемой территорией способствует своевременному обнаружению изменений состояния компонентов ПТК и предотвращению потенциального загрязнения месторождения.
