Проблемы деградации почв арктической зоны в местах добычи нефти и газа на примере Ямбургского месторождения
|
Введение 3
1. Влияние нефтегазовой отрасли на компоненты окружающей среды 6
1.1. Влияние на атмосферу 6
1.2. Влияние на гидросферу 9
1.3. Влияние на литосферу 10
1.4. Влияние на биоту 11
2. Факторы почвообразования в условиях Тазовского полуострова 12
2.1. Климат 12
2.2. Многолетняя мерзлота 13
2.3. Геология и рельеф 14
2.4. Почвообразующие породы 15
2.5. Гидрография 16
2.6. Растительный и животный мир 16
3. Объекты исследования 17
3.1. Полевые методы исследования 25
3.2. Лабораторный анализ 26
3.2.1. Анализ содержания тяжёлых металлов 26
3.2.2. Определение кислотности почв 27
3.2.3. Определение содержания нефтепродуктов 31
3.2.4. Определение содержания тяжёлых металлов 35
3.3. Расчёт показателей загрязнения 48
Заключение 55
Список используемых источников
1. Влияние нефтегазовой отрасли на компоненты окружающей среды 6
1.1. Влияние на атмосферу 6
1.2. Влияние на гидросферу 9
1.3. Влияние на литосферу 10
1.4. Влияние на биоту 11
2. Факторы почвообразования в условиях Тазовского полуострова 12
2.1. Климат 12
2.2. Многолетняя мерзлота 13
2.3. Геология и рельеф 14
2.4. Почвообразующие породы 15
2.5. Гидрография 16
2.6. Растительный и животный мир 16
3. Объекты исследования 17
3.1. Полевые методы исследования 25
3.2. Лабораторный анализ 26
3.2.1. Анализ содержания тяжёлых металлов 26
3.2.2. Определение кислотности почв 27
3.2.3. Определение содержания нефтепродуктов 31
3.2.4. Определение содержания тяжёлых металлов 35
3.3. Расчёт показателей загрязнения 48
Заключение 55
Список используемых источников
Территория Ямало-Ненецкого автономного округа (ЯНАО) входит в Арктическую зону Российской Федерации и характеризуется сложноорганизованными тундровыми экосистемами с характерными мохово-лишайниковыми, луговыми, болотными и кустарниковыми растительными ассоциациями, представляющими собой идеальные условия для пастбищного оленеводства [1].
На Тазовском полуострове ЯНАО имеются богатые запасы природного газа и нефти, с которыми работает компания ООО "Газпром добыча Ямбург", дочерняя компания ПАО "Газпром". Здесь проводятся геологоразведочные работы, осуществляется разработка и обустройство новых месторождений, а также добыча и подготовка газа и газового конденсата к транспортировке. Однако при эксплуатации газовых объектов возникают проблемы, связанные с использованием земельных ресурсов. Возникают потери земельного фонда из- за строительства наземных и подземных сооружений, разделения угодий траншеями и инженерными коммуникациями. Также требуется изъятие плодородной почвы для проведения исследований, и возникают промышленные стоки. Процесс добычи газа сопровождается выделением токсических веществ, которые загрязняют открытые водоемы и почву, негативно влияют на растительность, животных и птиц. Кроме того, увеличивается содержание азота в атмосфере, и его соединения поступают вместе с атмосферными осадками. На данной территории происходят различные механические воздействия на почвенно-растительный покров вследствие использования различной техники для проведения разведки, бурения скважин и обустройства промыслов. Это приводит к частичной или полной утрате растительного покрова и органогенного слоя в тундровых почвах, а иллювиальные горизонты выходят на дневную поверхность [2,3]. В результате возникает явление, известное как термоэрозия, которая характерна для многолетней мерзлоты. Термоэрозия способствует образованию оврагов и песчаных обнажений, что, в свою очередь, приводит к геологической нестабильности газопроводов и других технических сооружений [4]. Данные формы деградации почв создают риск возникновения различных аварийных ситуаций, приводящих к химическому загрязнению компонентов окружающей среды углеводородными продуктами. Кроме того, наблюдаются заметные нарушения природного ландшафта, которые связаны с тундровыми пожарами, охватывающими значительные площади [5]. После пожаров, которые возникают даже в короткое и прохладное лето, происходит уничтожение теплоизолирующего растительного покрова. Это приводит к увеличению толщины сезонно-талого слоя и повышению тиксотропности грунтов. В результате активизируются процессы плоскостной эрозии, термокарста, солифлюкции и сползания поверхностных отложений, даже на пологих склонах.
И несмотря на то, что почва обладает самовосстановлением, приводящим к возрождению почвенно-растительного покрова, этот процесс в суровых условиях Арктики может занимать десятки лет. Для обеспечения как безопасности производственных процессов, так и сохранения уязвимого баланса экосистемы арктического региона, экологический мониторинг почвенного покрова территории становится чрезвычайно актуальным. С помощью мониторинга удается своевременно обнаруживать неблагополучные по состоянию участки, формы деградации земель, изучать физические, химические и биологические свойства почв, обеспечивающие их плодородие, и, на основании полученных данных своевременно проводить рекультивацию нарушенных земель.
Цель работы - провести оценку экологического состояния деградированных почв в местах добычи нефти и газа Ямбурского месторождения.
Задачи:
1. На основании литературных данных изучить влияние нефтегазовой отрасли, расположенной в зоне тундры, на экологическое состояние окружающей среды.
2. Изучить основные типы почв, расположенные на территории Ямбургского нефтегазоконденсатного месторождения.
3. Исследовать эколого-токсикологические свойства почвенных образцов, отобранных с нарушенных участков Ямбургского трубопровода и сравнить их с фоновыми почвами.
4. Определить категорию загрязнения почв, расположенных в зоне одного из лицензионных участков Ямбургского месторождения.
На Тазовском полуострове ЯНАО имеются богатые запасы природного газа и нефти, с которыми работает компания ООО "Газпром добыча Ямбург", дочерняя компания ПАО "Газпром". Здесь проводятся геологоразведочные работы, осуществляется разработка и обустройство новых месторождений, а также добыча и подготовка газа и газового конденсата к транспортировке. Однако при эксплуатации газовых объектов возникают проблемы, связанные с использованием земельных ресурсов. Возникают потери земельного фонда из- за строительства наземных и подземных сооружений, разделения угодий траншеями и инженерными коммуникациями. Также требуется изъятие плодородной почвы для проведения исследований, и возникают промышленные стоки. Процесс добычи газа сопровождается выделением токсических веществ, которые загрязняют открытые водоемы и почву, негативно влияют на растительность, животных и птиц. Кроме того, увеличивается содержание азота в атмосфере, и его соединения поступают вместе с атмосферными осадками. На данной территории происходят различные механические воздействия на почвенно-растительный покров вследствие использования различной техники для проведения разведки, бурения скважин и обустройства промыслов. Это приводит к частичной или полной утрате растительного покрова и органогенного слоя в тундровых почвах, а иллювиальные горизонты выходят на дневную поверхность [2,3]. В результате возникает явление, известное как термоэрозия, которая характерна для многолетней мерзлоты. Термоэрозия способствует образованию оврагов и песчаных обнажений, что, в свою очередь, приводит к геологической нестабильности газопроводов и других технических сооружений [4]. Данные формы деградации почв создают риск возникновения различных аварийных ситуаций, приводящих к химическому загрязнению компонентов окружающей среды углеводородными продуктами. Кроме того, наблюдаются заметные нарушения природного ландшафта, которые связаны с тундровыми пожарами, охватывающими значительные площади [5]. После пожаров, которые возникают даже в короткое и прохладное лето, происходит уничтожение теплоизолирующего растительного покрова. Это приводит к увеличению толщины сезонно-талого слоя и повышению тиксотропности грунтов. В результате активизируются процессы плоскостной эрозии, термокарста, солифлюкции и сползания поверхностных отложений, даже на пологих склонах.
И несмотря на то, что почва обладает самовосстановлением, приводящим к возрождению почвенно-растительного покрова, этот процесс в суровых условиях Арктики может занимать десятки лет. Для обеспечения как безопасности производственных процессов, так и сохранения уязвимого баланса экосистемы арктического региона, экологический мониторинг почвенного покрова территории становится чрезвычайно актуальным. С помощью мониторинга удается своевременно обнаруживать неблагополучные по состоянию участки, формы деградации земель, изучать физические, химические и биологические свойства почв, обеспечивающие их плодородие, и, на основании полученных данных своевременно проводить рекультивацию нарушенных земель.
Цель работы - провести оценку экологического состояния деградированных почв в местах добычи нефти и газа Ямбурского месторождения.
Задачи:
1. На основании литературных данных изучить влияние нефтегазовой отрасли, расположенной в зоне тундры, на экологическое состояние окружающей среды.
2. Изучить основные типы почв, расположенные на территории Ямбургского нефтегазоконденсатного месторождения.
3. Исследовать эколого-токсикологические свойства почвенных образцов, отобранных с нарушенных участков Ямбургского трубопровода и сравнить их с фоновыми почвами.
4. Определить категорию загрязнения почв, расположенных в зоне одного из лицензионных участков Ямбургского месторождения.
1. Для территорий, расположенных в зоне действия нефтегазовых предприятий, характерны различные механические воздействия на почвенно-растительный покров при работе различной техники, осуществляющей разведку, бурение скважин и обустройство промыслов. Почвы частично или полностью лишаются растительного покрова и органогенного слоя, а иллювиальные горизонты выходят на дневную поверхность почвы.
2. Геологическая нестабильности газопроводов в зоне тундр создает риск возникновения различных аварийных ситуаций, приводящих к химическому загрязнению компонентов окружающей среды углеводородными продуктами.
3. Территория исследования (Тазовский полуостров), согласно почвенно-географическому районированию, относится к Северо-Сибирской почвенной провинции и характеризуется специфическими условиями климата и растительности, которые оказывают совокупное влияние на формирование почвенного профиля. Установлено наличие различных комплексов почвообразующих пород - от озёрно-аллювиальных до флювиогляциальных и озёрно-гляциальных. Почвы исследуемых участков: тундровая глееватая легкосуглинистая, торфянисто-глееватая грубогумусовая легкосуглинистая на песках и подбур иллювиально-железистый грубогумусовый глееватый.
4. Установлено, что во всех исследуемых участках, прилегающих к трубопроводу, как в аллювиальном, так и в иллювиальных горизонтах, отмечалась кислая реакция среды.
5. Выявлено, что с глубиной концентрации Zn, Mn, Cr, Ni, Pb, Cu, Co, Cd и Hg уменьшались, однако на участках, примыкающих к трубопроводу, существенно превышали показатели, характерные для фоновых почв. Максимальное содержание ТМ отмечено на участке 1, где существуют подъездная дорога вдоль трубопровода, и показатели Мп превышали фоновые значения в 6 раз, Cr - в 16 раз, Со - в 3,3 раза, Cd - в 2,4 раза^п - в 1,2 раза. По остальным металлам различия с фоном были не существенными, но с трендом увеличения концентрации по сравнению с фоном.
6. При изучении суммарного загрязнения участков тяжелыми металлами территории выявлено, что допустимые значения наблюдаются только на четвёртом участке, удаленном на 550 метров от трубопровода. Высокие значения суммарного показателя загрязнения на первых трёх участках свидетельствовали о умеренно-опасном состоянии территории по загрязнению ТМ, а на первом участке - близким к опасному. Основном получились из-за высокого содержания в них хрома, где значения превышали предельно допустимые концентрации. Так же довольно большие показатели получились в случае с марганцем, где значения сильно отличаются от фоновых в большую сторону.
2. Геологическая нестабильности газопроводов в зоне тундр создает риск возникновения различных аварийных ситуаций, приводящих к химическому загрязнению компонентов окружающей среды углеводородными продуктами.
3. Территория исследования (Тазовский полуостров), согласно почвенно-географическому районированию, относится к Северо-Сибирской почвенной провинции и характеризуется специфическими условиями климата и растительности, которые оказывают совокупное влияние на формирование почвенного профиля. Установлено наличие различных комплексов почвообразующих пород - от озёрно-аллювиальных до флювиогляциальных и озёрно-гляциальных. Почвы исследуемых участков: тундровая глееватая легкосуглинистая, торфянисто-глееватая грубогумусовая легкосуглинистая на песках и подбур иллювиально-железистый грубогумусовый глееватый.
4. Установлено, что во всех исследуемых участках, прилегающих к трубопроводу, как в аллювиальном, так и в иллювиальных горизонтах, отмечалась кислая реакция среды.
5. Выявлено, что с глубиной концентрации Zn, Mn, Cr, Ni, Pb, Cu, Co, Cd и Hg уменьшались, однако на участках, примыкающих к трубопроводу, существенно превышали показатели, характерные для фоновых почв. Максимальное содержание ТМ отмечено на участке 1, где существуют подъездная дорога вдоль трубопровода, и показатели Мп превышали фоновые значения в 6 раз, Cr - в 16 раз, Со - в 3,3 раза, Cd - в 2,4 раза^п - в 1,2 раза. По остальным металлам различия с фоном были не существенными, но с трендом увеличения концентрации по сравнению с фоном.
6. При изучении суммарного загрязнения участков тяжелыми металлами территории выявлено, что допустимые значения наблюдаются только на четвёртом участке, удаленном на 550 метров от трубопровода. Высокие значения суммарного показателя загрязнения на первых трёх участках свидетельствовали о умеренно-опасном состоянии территории по загрязнению ТМ, а на первом участке - близким к опасному. Основном получились из-за высокого содержания в них хрома, где значения превышали предельно допустимые концентрации. Так же довольно большие показатели получились в случае с марганцем, где значения сильно отличаются от фоновых в большую сторону.