ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ И МЕТОДОВ РЕКУЛЬТАЦИИ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ ПОЧВ САМОТЛОРСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ (НИЖНЕВАРТОВСКОГО РАЙОНА)
|
АННОТВЦИЯ
ВВЕДЕНИЕ 4
1 ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЯ . 7
1.1 Рельеф 7
1.2 Климат 8
1.3 Гидрография 8
1.4 Почвы 9
1.5 Растительный покров 10
1.6. Социально-экономическая характеристика 11
2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 13
2.1 Объекты исследования 13
2.2 Методы исследований 13
3 ОЦЕНКА УРОВНЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ ХАНТЫ-МАНСИЙСКОГО
АВТОНОМНОГО ОКРУГА НЕФТЬЮ И НЕФТЕПРОДУКТАМИ 14
3.1 Экологические проблемы исследуемой территории 14
3.2 Мониторинг опорных пунктов земель нефтяных месторождений 16
4 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССА РЕКУЛЬТИВАЦИИ ЗАГРЯЗНЕННЫХ
НЕФТЬЮ И НЕФТЕПРОДУКТАМИ ПОЧВ 21
4.1 Методология рекультивации загрязненных нефтью и нефтепродуктами почв 21
4.2 Основные методы рекультивации нефтезагрязненных почв 22
5 ТЕХНОЛОГИЯ РЕКУЛЬТИВАЦИИ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ ПОЧВ
САМОТЛОРСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ 26
5.1 Экологическое обоснование мероприятий и технических решений по рекультивации 26
5.2 Обследование участка до начала производственных работ 27
5.2.1 Определение биотопа участка 28
5.2.2 Характеристика загрязнения на участке 29
5.2.3 Составление карты схемы участка и фотографирование до начала работ 33
5.2.4 Отбор проб почвы 36
5.2.5 Выявление зон самовосстановления и зон возможного самовосстановления 38
5.3 Подготовительный этап рекультивации (технический) 39
5.3.2 Биологический этап рекультивации 41
5.4 Контроль качества работ 48
6 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЗАТРАТ ПРИ РЕКУЛЬТИВАЦИИ
НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ НИЖНЕВАРТОВСКОГО РАЙОНА 56
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 63
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ЛИТЕРАТУРЫ 65
ПРИЛОЖЕНИЕ А 71
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 75
ВВЕДЕНИЕ 4
1 ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЯ . 7
1.1 Рельеф 7
1.2 Климат 8
1.3 Гидрография 8
1.4 Почвы 9
1.5 Растительный покров 10
1.6. Социально-экономическая характеристика 11
2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 13
2.1 Объекты исследования 13
2.2 Методы исследований 13
3 ОЦЕНКА УРОВНЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ ХАНТЫ-МАНСИЙСКОГО
АВТОНОМНОГО ОКРУГА НЕФТЬЮ И НЕФТЕПРОДУКТАМИ 14
3.1 Экологические проблемы исследуемой территории 14
3.2 Мониторинг опорных пунктов земель нефтяных месторождений 16
4 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССА РЕКУЛЬТИВАЦИИ ЗАГРЯЗНЕННЫХ
НЕФТЬЮ И НЕФТЕПРОДУКТАМИ ПОЧВ 21
4.1 Методология рекультивации загрязненных нефтью и нефтепродуктами почв 21
4.2 Основные методы рекультивации нефтезагрязненных почв 22
5 ТЕХНОЛОГИЯ РЕКУЛЬТИВАЦИИ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ ПОЧВ
САМОТЛОРСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ 26
5.1 Экологическое обоснование мероприятий и технических решений по рекультивации 26
5.2 Обследование участка до начала производственных работ 27
5.2.1 Определение биотопа участка 28
5.2.2 Характеристика загрязнения на участке 29
5.2.3 Составление карты схемы участка и фотографирование до начала работ 33
5.2.4 Отбор проб почвы 36
5.2.5 Выявление зон самовосстановления и зон возможного самовосстановления 38
5.3 Подготовительный этап рекультивации (технический) 39
5.3.2 Биологический этап рекультивации 41
5.4 Контроль качества работ 48
6 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЗАТРАТ ПРИ РЕКУЛЬТИВАЦИИ
НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ НИЖНЕВАРТОВСКОГО РАЙОНА 56
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 63
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ЛИТЕРАТУРЫ 65
ПРИЛОЖЕНИЕ А 71
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 75
На территории Нижневартовского района ХМАО-Югры освоение нефтегазовых месторождений происходило на совершенно необжитых территориях, в сложных геолого-промысловых, природных и климатических условиях. Параллельно с добычей нефти ускоренными темпами развивались транспортная инфраструктура [19]. Строительство трубопроводов до сих пор оказывает полную или частичную нагрузку на окружающую природную среду, является основой формирования механического воздействия на нее, приводит к загрязнению и обострению экологической ситуации. В результате критического физического износа и морального старения оборудования, а также отстаивания сроков с момента капитального строительства и ремонта эксплуатационных сооружений на промысловых объектах месторождений Нижневартовского района усиливается воздействие факторов неопределенности и риска, что приводит к низкой эксплуатационной надежности трубопроводной транспортировки нефти. Реальная опасность от аварийных ситуаций на нефтепроводах состоит не столько в самом загрязнении, сколько в игнорировании проблемы таковой, поскольку это ведет к снижению жизнеобеспечивающих функций, способствующих самоочищению окружающей среды, ухудшению климатических и биологических ресурсов и, как следствие, - к ухудшению здоровья людей [54].
Актуальность. Определяется тем, что вследствие добычи и транспортировке нефти происходит загрязнение, что влечёт деградацию свойств почв. Проблема загрязнения почвенного покрова нефтью, нефтепродуктами и сопутствующими загрязнителями в настоящее время стоит в числе приоритетных экологических проблем. Почву и грунт, загрязненные нефтью, можно отнести к опасным промышленным отходам, эти отходы размещаются непосредственно в окружающей среде. Для ликвидации разливов нефти используют различные методы рекультивации почв [25].
В суровых климатических условиях крайнего севера с большими суточными и годовыми температурными амплитудами, проведение рекультивации
нефтезагрязненных участков затруднено. Но из -за мощностей нефтедобычи и большого количества аварий при добыче и транспортировке, рекультивация просто необходима для сохранения полезных свойств почв и очищения окружающей среды от нефтепродуктов [22]. Этим и определяется актуальность выбранной темы.
Нефтегазодобывающая промышленность - одна из наиболее экологически опасных отраслей народного хозяйства [24]. Основными загрязняющими веществами, образующими в процессе добычи и переработки нефти, являются углеводороды (48%) и оксид углерода (44%) [48]. После разлива, как правило, сначала загрязняется нефтью органоминеральный слой почвы, но через 2-3 года углеводороды обнаруживаются на глубине до 140 - 160 см. [6]. Нефть попадая в почву, существенным образом изменяет ее физические характеристики, поскольку обладает выраженными гидрофобными свойствами, которые передаются почвенным частицам [49]. Ухудшение обеспеченности почв элементами минерального питания многие исследователи связывают с ингибированием ферментативной активности почв, в частности фосфогидролезной [67]. Суть выполняемых рекультивационных работ состоит в ускорении процессов естественного самоочищения почв, в максимальной мобилизации внутренних ресурсов биогеоценозов на восстановление своих первоначальных функций при помощи комплекса различных агротехнических и агрохимических мероприятий [71].
Однако изученность эколого-экономической эффективности таких методов рекультивации как землевание, микробиологический и комплексный остается низкой.
Объект исследования: нефтезагрязненные почвы
Предмет исследования: методы рекультивации нефтезагрязненных почв
Цель настоящей работы заключается в оценке состояния нефтезагрязненных почв и способов их рекультивации в условиях Крайнего Севера.
Для достижения цели поставлены следующие задачи:
1. Ознакомиться с природно-географической характеристикой
Нижневартовского района;
2. Оценить степень деградации нефтезагрязненных почв района исследования;
3. Провести сравнительный анализ способов рекультивации земель, загрязненных нефтью и нефтепродуктами;
4. Провести оценку экономических затрат на рекультивацию нефтезагрязненных почв.
Защищаемые положения:
1. Природно-климатические условия района исследования замедляют процессы самовосстановления природных компонентов;
2. Приоритетной экологической проблемой является загрязнение почв в результате добычи и транспортировке нефти и нефтепродуктов.
Теоретическая и практическая значимость. Полученные данные могут быть использованы для обоснования выбора метода рекультивации нефтезагрязненных почв в условиях Крайнего Севера. Комплексность проведенных исследований позволяет рекомендовать полученные в результате исследования, данные в качестве реперных для ведения дальнейшего мониторинга территории объекта исследования. Устранения нефтяных разливов в 21 веке относятся к числу приоритетных, поэтому любые исследования данной темы имеют весомую практическую и теоретическую значимость.
Благодарность. Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю д-р биол. наук, профессору Д. С. Воробьеву, а также специалисту технологического отдела ООО «Объединенная геологическая компания» за оказанную помощь в подборе материала для написания магистерской диссертации и предоставленную возможность участия в проведении рекультивации нефтезагрязненных земель Нижневартовского района.
Структура и объем работы. Работа выполнена методом изучения нормативных документов и литературных источников, доступных в открытой печати, интернет ресурсах. Также произведена практическая работа на нефтезагрязненных участках. Материалы для выполнения работы были собраны в ходе прохождения производственной практики в 2019г. Работа выполнена на 76 машинно-письменного текста, включает 6 разделов, 19 рисунков, 20 таблиц, библиографический список состоит из 71 наименований и 2 приложений.
Актуальность. Определяется тем, что вследствие добычи и транспортировке нефти происходит загрязнение, что влечёт деградацию свойств почв. Проблема загрязнения почвенного покрова нефтью, нефтепродуктами и сопутствующими загрязнителями в настоящее время стоит в числе приоритетных экологических проблем. Почву и грунт, загрязненные нефтью, можно отнести к опасным промышленным отходам, эти отходы размещаются непосредственно в окружающей среде. Для ликвидации разливов нефти используют различные методы рекультивации почв [25].
В суровых климатических условиях крайнего севера с большими суточными и годовыми температурными амплитудами, проведение рекультивации
нефтезагрязненных участков затруднено. Но из -за мощностей нефтедобычи и большого количества аварий при добыче и транспортировке, рекультивация просто необходима для сохранения полезных свойств почв и очищения окружающей среды от нефтепродуктов [22]. Этим и определяется актуальность выбранной темы.
Нефтегазодобывающая промышленность - одна из наиболее экологически опасных отраслей народного хозяйства [24]. Основными загрязняющими веществами, образующими в процессе добычи и переработки нефти, являются углеводороды (48%) и оксид углерода (44%) [48]. После разлива, как правило, сначала загрязняется нефтью органоминеральный слой почвы, но через 2-3 года углеводороды обнаруживаются на глубине до 140 - 160 см. [6]. Нефть попадая в почву, существенным образом изменяет ее физические характеристики, поскольку обладает выраженными гидрофобными свойствами, которые передаются почвенным частицам [49]. Ухудшение обеспеченности почв элементами минерального питания многие исследователи связывают с ингибированием ферментативной активности почв, в частности фосфогидролезной [67]. Суть выполняемых рекультивационных работ состоит в ускорении процессов естественного самоочищения почв, в максимальной мобилизации внутренних ресурсов биогеоценозов на восстановление своих первоначальных функций при помощи комплекса различных агротехнических и агрохимических мероприятий [71].
Однако изученность эколого-экономической эффективности таких методов рекультивации как землевание, микробиологический и комплексный остается низкой.
Объект исследования: нефтезагрязненные почвы
Предмет исследования: методы рекультивации нефтезагрязненных почв
Цель настоящей работы заключается в оценке состояния нефтезагрязненных почв и способов их рекультивации в условиях Крайнего Севера.
Для достижения цели поставлены следующие задачи:
1. Ознакомиться с природно-географической характеристикой
Нижневартовского района;
2. Оценить степень деградации нефтезагрязненных почв района исследования;
3. Провести сравнительный анализ способов рекультивации земель, загрязненных нефтью и нефтепродуктами;
4. Провести оценку экономических затрат на рекультивацию нефтезагрязненных почв.
Защищаемые положения:
1. Природно-климатические условия района исследования замедляют процессы самовосстановления природных компонентов;
2. Приоритетной экологической проблемой является загрязнение почв в результате добычи и транспортировке нефти и нефтепродуктов.
Теоретическая и практическая значимость. Полученные данные могут быть использованы для обоснования выбора метода рекультивации нефтезагрязненных почв в условиях Крайнего Севера. Комплексность проведенных исследований позволяет рекомендовать полученные в результате исследования, данные в качестве реперных для ведения дальнейшего мониторинга территории объекта исследования. Устранения нефтяных разливов в 21 веке относятся к числу приоритетных, поэтому любые исследования данной темы имеют весомую практическую и теоретическую значимость.
Благодарность. Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю д-р биол. наук, профессору Д. С. Воробьеву, а также специалисту технологического отдела ООО «Объединенная геологическая компания» за оказанную помощь в подборе материала для написания магистерской диссертации и предоставленную возможность участия в проведении рекультивации нефтезагрязненных земель Нижневартовского района.
Структура и объем работы. Работа выполнена методом изучения нормативных документов и литературных источников, доступных в открытой печати, интернет ресурсах. Также произведена практическая работа на нефтезагрязненных участках. Материалы для выполнения работы были собраны в ходе прохождения производственной практики в 2019г. Работа выполнена на 76 машинно-письменного текста, включает 6 разделов, 19 рисунков, 20 таблиц, библиографический список состоит из 71 наименований и 2 приложений.
Природные условия района исследования являются неблагоприятными с точки зрения биодеградации нефти и нефтепродуктов. Неблагоприятным фактором является сильная заболоченность территории, медленная трансформация растительной органики, что в сочетании с непродолжительным периодом года с положительными температурами обуславливает очень низкую продуктивность биоценозов.
При освоении, обустройстве и эксплуатации нефтегазоносных месторождений в значительной мере изменяется природный ландшафт и происходит интенсивное загрязнение земель. Почвенный покров - является основным элементом ландшафта, который первым принимает на себя «Экологический удар». В следствии чего происходит механическое нарушение. И нередко вместе с ним происходит химическое загрязнение, что влечет постепенную деградацию почв, которая стала одной из основных экологических проблем нефтегазового комплекса.
Современное состояние экологических проблем освоения углеводородных месторождений свидетельствует о необходимости совершенствования экономического механизма управления природопользованием, ужесточения контроля за утилизацией отходов и за качеством окружающей среды. Природоохранная деятельность должна базироваться на профессионализме, объективности научных исследований, четком юридическом нормировании природопользования и воздействии широких кругов общественности.
На основании проведенных исследований можно делать следующие выводы:
1. природные условия региона являются неблагоприятными с точки зрения биодеградации нефти и нефтепродуктов.
2. 70% от всех загрязненных земель приходится на аварии на межпромысловых трубопроводах, а оставшиеся 30% результат аварий на нефтяных кустах и внутрипромысловых коллекторах.
3. Наиболее эффективным является комплексный метод рекультивации включающий технический и биологический этапы который показал следующие результаты:
- содержание нефтепродуктов после проведения комплекса мер снизилось в 4 раза, а без применения технического этапа в 2 раза;
- содержание хлорид-ионов менялось прямо-пропорционально снижению содержания нефтепродуктов и составило в 4 раза при рекультивации участка № 1, и в 2 раза при рекультивации участка № 2;
- результатом повышения значения рН на участках явилось своевременное проведение рекультивационных мероприятий.
4. Анализ экономических затрат показал, что комплекс мероприятий
обходится в 2 раза дороже, чем единичные этапы рекультивации.
Все проведенные исследования подтверждают необходимость проведения рекультивации нефтезагрязненных участков в полном объеме, что является экологически эффективным, но не всегда экономически выгодно.
При освоении, обустройстве и эксплуатации нефтегазоносных месторождений в значительной мере изменяется природный ландшафт и происходит интенсивное загрязнение земель. Почвенный покров - является основным элементом ландшафта, который первым принимает на себя «Экологический удар». В следствии чего происходит механическое нарушение. И нередко вместе с ним происходит химическое загрязнение, что влечет постепенную деградацию почв, которая стала одной из основных экологических проблем нефтегазового комплекса.
Современное состояние экологических проблем освоения углеводородных месторождений свидетельствует о необходимости совершенствования экономического механизма управления природопользованием, ужесточения контроля за утилизацией отходов и за качеством окружающей среды. Природоохранная деятельность должна базироваться на профессионализме, объективности научных исследований, четком юридическом нормировании природопользования и воздействии широких кругов общественности.
На основании проведенных исследований можно делать следующие выводы:
1. природные условия региона являются неблагоприятными с точки зрения биодеградации нефти и нефтепродуктов.
2. 70% от всех загрязненных земель приходится на аварии на межпромысловых трубопроводах, а оставшиеся 30% результат аварий на нефтяных кустах и внутрипромысловых коллекторах.
3. Наиболее эффективным является комплексный метод рекультивации включающий технический и биологический этапы который показал следующие результаты:
- содержание нефтепродуктов после проведения комплекса мер снизилось в 4 раза, а без применения технического этапа в 2 раза;
- содержание хлорид-ионов менялось прямо-пропорционально снижению содержания нефтепродуктов и составило в 4 раза при рекультивации участка № 1, и в 2 раза при рекультивации участка № 2;
- результатом повышения значения рН на участках явилось своевременное проведение рекультивационных мероприятий.
4. Анализ экономических затрат показал, что комплекс мероприятий
обходится в 2 раза дороже, чем единичные этапы рекультивации.
Все проведенные исследования подтверждают необходимость проведения рекультивации нефтезагрязненных участков в полном объеме, что является экологически эффективным, но не всегда экономически выгодно.