Предприятия нефтедобывающей промышленности в значительной степени оказывают влияние на природную среду Томской области.
Разработка и эксплуатация нефтяных месторождений Томской области в значительной степени оказывает негативное влияние на природную среду, ухудшая и изменяя качество всех ее компонентов. Происходит изменение рельефа местности, развивается эрозия почвы, уничтожается растительный покров, происходит загрязнение воздушной среды, ухудшается качество воды.
Актуальность работы определяется тем что, анализ ряда геоэкологических проблем [1, 3, 19, 24, 25, 28], показывает, что комплексной оценке природных экосистем в зонах влияния нефтяных объектов уделяется недостаточное внимание, что способствует нерациональному использованию природных ресурсов, ухудшению качества природной среды, загрязнению почвенного покрова, поверхностных и подземных вод, атмосферного воздуха.
Объект исследования — природная среда исследуемых территорий Крапивинского, Двуреченского, Моисеевского нефтяных месторождений Каргасокского района Томской области на участках планируемого строительства кустовых площадок и линейных сооружений (дороги, нефтепроводы, линии электропередач). Выбор данных месторождений обусловлен схожими географическими, климатическими, геоморфологическими, ландшафтными, гидрологическими условиями, что позволяет более детально оценить современное состояние природной среды исследуемых территорий.
Целью диссертационной магистерской работы является оценка современного экологического состояния природной среды на исследуемых территориях Крапивинского, Двуреченского, Моисеевского нефтяных месторождений для обнаружения, предотвращения и ликвидации негативных экологических последствий, связанных с особенностями добычи, подготовки и транспорта нефти.
Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи:
1. Сбор информации о состоянии природных комплексов и объектов, их компонентов и процессов в них протекающих.
2. Проведение литературного обзора для ознакомления с местом проведения работ, природно - климатическими, геологическими, гидрологическими, ландшафтными, геоморфологическими, а также экономическими и социальными условиями территории исследований.
3. Изучение современного состояния компонентов природной среды: почвенного покрова, поверхностных и подземных вод, донных отложений, а также ландшафтно-экологических и геолого-экологических условий учитывая особенности природно-климатических характеристик региона;
4. Исследование видов воздействий на компоненты экосистем с выявлением приоритетных загрязнителей и методов их анализа, обеспечивающие объективность при оценке экологического благополучия исследуемой территории. Научная новизна. Несмотря на длительную эксплуатацию Крапивинского,
Двуреченского, Моисеевского нефтяных месторождений, автором впервые проведены детальные геоэкологические исследования территорий планируемого строительства (проектируемых кустовых площадок, автодорог, нефтепроводов, линий электропередач) на месторождениях.
Результаты данной работы содержат фактический материал, полученный на основе анализа фондовых материалов, результатов, проведенных автором инженерно-экологических изысканий (ООО «Север», 2015г.), работы с картографическим материалом.
Защищаемые положения:
1. Эколого-геологические условия исследуемых территорий Крапивинского, Двуреченского, Моисеевского нефтяных месторождений характеризуются проявлением эндогенным и экзогенным процессов: морозное пучение грунтов, заболачивание и подтопление, техногенные процессы.
2. Эколого-геохимическая обстановка исследуемых территорий месторождений
соответствует природному фону. Превышение предельно допустимых концентраций железа, марганца в поверхностных и подземных водах, донных отложениях обусловлено гидрогеохимическими особенностями и является повсеместным для территории бассейна средней Оби, которую можно рассматривать как часть железо-марганцево-органо-аммонийной
гидрогеохимической провинции. Повышенные концентрации нефтепродуктов характеризуют техногенное воздействие на проектируемые объекты в процессе эксплуатации Крапивинского, Двуреченского и Моисеевского нефтяных месторождений.
3. Состояние природной среды исследуемых территорий нефтяных месторождений, а также эколого-геологические условия обладают неустойчивостью к техногенным нагрузкам, возникающих при разработке и эксплуатации месторождений, что может привести к ухудшению качества, загрязнению природной среды, развитию опасных экзогенных геологических процессов.
Практическая значимость данной магистерской работы определяется возможностью использования полученных результатов при мониторинге состояния природной среды с целью прогноза изменения геоэкологической обстановки для предотвращения возможности возникновения чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера. Кроме того, полученные результаты могут быть использованы в сфере принятия управленческих решений организациями, заинтересованными в оптимизации экологически безопасного развития территории, а также проведения политики рационального природопользования.
Достоверность сделанных выводов обусловлена использованием современных физико-химических, химических методов анализа, картографических методов, данных литературных источников (производственных отчетов, статей, монографий, публикаций).
Крапивинское, Двуреченское, Моисеевское нефтяные месторождения расположены на территории Каргасокского района Томской области, в юго-восточной части Западно-Сибирской равнины (рисунок 1).
Административный центр района - посёлок Каргасок (12 тыс. чел.). Площадь территории района равняется 86 тыс.км2. Численность населения района составляет 23 тыс. чел. Подавляющее большинство населения - русские. В районе имеется 28 населённых пунктов. Наиболее крупные из них: с. Каргасок, Новый Васюган, Средний Васюган, Мыльджино, Молодёжный.
Управление территориями района осуществляют 13 сельских администраций.
Экономика Каргасокского района играет заметную роль в хозяйственной жизни Томской области, поскольку является территорией, на которой осуществляется добыча углеводородного сырья: нефти, газа, газового конденсата, и как следствие предприятия нефтегазового комплекса составляют основу экономики района.
Кроме того, промышленная деятельность в Каргасокском районе, представлена обрабатывающим производством, в составе которого можно выделить сопутствующее добыче производство нефтепродуктов, заготовку и переработку древесины, пищевое производство.
В настоящее время на территории района работает 17 крупных нефтегазодобывающих предприятий, Каргасокский, и Васюганский
нефтеперерабатывающие заводы. На территории райцентра зарегистрировано 122 предприятия: из них: 75 - торговых; 1 - лесное хозяйство; 13 - производственных (2 - занимаются переработкой).
По территории района проходит дорога областного значения, магистральные трубопроводы по которым транспортируются нефтепродукты, газ.
Климат района умеренно-континентальный циклический, отличается значительными суточными и годовыми амплитудами, более длительным зимним периодом.
Среднегодовая температура равна - 0,6 0С, средняя июля + 18,1 0С, января - 19,2 0С. Климатические характеристики северной части области отличаются большей суровостью и продолжительностью зимнего сезона. Безморозный период составляет 100-105 дней. Осадки - 435 мм.
Большая часть района расположена в подзоне южной тайги. Наибольшее распространение имеет зеленомошная группа типов лесов. Леса состоят из кедра, сосны, ели, пихты с примесью березы, иногда встречается лиственница, а также водно-болотная растительность. Доля участия этой группы в лесопокрытой площади колеблется от 6,0% (зона средней тайги) до 35% (зона южной тайги), кроме того, распространена сфагновая и разнотравная группа типов лесов.
Территория района равнинно-таежная, поэтому в составе фауны более половины животных связано с таежными лесами, около трети тяготеют к водно-болотным угодьям. Разнообразие фауны представлено 325 видами птиц, 60 видами млекопитающих, 5 видами амфибий, 4 видами рептилий.
Современный облик рельефа рассматриваемой территории и особенности его развития обусловлены как геологическим строением и влиянием экзогенных процессов.
Территория исследований относятся к приледниковой зоне юга центральной части Западно-Сибирской равнины, представляет собой заболоченную озерно-аллювиальную равнину. Основные особенности современного рельефа сформированы речной эрозией и аккумуляцией; процессы болотообразования и торфонакопления привели к выполаживанию склонов, нивелировке контрастов первоначального рельефа и замедлению эрозионных процессов [10].
Денудационно-аккумулятивный рельеф. Большую часть месторождения занимает склон междуречной равнины. Рельеф поверхности слабонаклонный. Абсолютные отметки склона колеблются в пределах от 80 м до 90 м. Склон междуречной равнины рассматриваемой территории сложен плейстоценовыми озёрно-аллювиальными отложениями бахтинского надгоризонта, сузгунской толщи - суглинками, глиной, супесью, песком. С поверхности перекрыты субаэральными покровными образованиями - лёссовидными суглинками и голоценовыми озёрно-болотными отложениями - торфом, суглинками, супесями и песком.
Эрозионно-аккумулятивный рельеф. К этому типу рельефа относится долинный комплекс современных водотоков.
Долинный комплекс рек представлен поймой. Берега реки поросли ивой, берёзой и таволгой иволистной. Река меандрирует и изобилует заломами. Возраст поймы голоценовый, формирование современного облика продолжается в настоящее время.
В целом район характеризуется плоским рельефом, расчлененным густой гидрографической сетью, которая достаточно глубоко врезана в равнину и хорошо дренирует ее территорию [10].
Особую благодарность автор выражает научному руководителю, преподавателю кафедры Динамической геологии, к. г - м. н. Архипову А.Л., а также организации ООО «Север», в лице начальника отдела инженерно-экологических, историко-культурных изысканий Тимофеевой Д.Ю.
Проблема воздействия разработок нефтяных месторождений на природную среду севера Томской области является очень актуальной.
В процессе их эксплуатации, естественная среда претерпевает значительное воздействие в результате нефтяных загрязнений, утечек загрязняющих веществ из амбаров, накопления остатков строительных и бытовых отходов.
На территории нефтяных месторождений Каргасокского района Томской области планируется строительство и эксплуатация новых объектов строительства (кустовые площадки, автодороги, линии электропередач, нефтепроводы).
Строительство и эксплуатация которых, при несоблюдении экологических нормативов, несоблюдении природоохранного законодательства, может негативно отразиться на состоянии компонентов природной среды: почвенного покрова, поверхностных и подземных вод, донных отложений, состоянии геологической среды, изменении и трансформации ландшафтов.
С целью минимального риска для природной среды, в ходе планируемого строительства и эксплуатации объектов на Крапивинском, Двуреченском, Моисеевском нефтяных месторождений, автором были рассмотрены особенности природно¬климатических, геологических, ландшафтных условий территорий проведения планируемого строительства, их устойчивость к техногенным воздействиям и способности к восстановлению;
В ходе проведения маршрутных наблюдений на территории исследований были проведены эколого-геологические, ландшафтно-экологические исследования; произведен отбор проб компонентов природной среды (почво-грунтов, поверхностных и подземных вод, донных отложений) исследуемой территории месторождений; проведена оценка радиационной обстановки;
Эколого-геологические исследования, проводимые для оценки экологического состояния геологической среды, включали в себя изучение эндогенных и экзогенных инженерно-геологических условий.
Для всех исследуемых участков характерно проявление таких опасных экзогенных процессов как:
морозное пучение грунтов;
гидрогеологические процессы (заболачивание и подтопление) техногенные процессы (возведение насыпей, создание котлованов).
Ландшафтно-экологические исследования проведены на 3 ключевых участков Крапивинского, Двуреченского, Моисеевского нефтяных месторождений.
Согласно схеме ландшафтного районирования территория исследования расположена в Западно-Сибирской равнинной стране, Васюганской провинции, междуречья Объ и Иртыша.
Большая часть исследуемых ключевых участков Крапивинского, Двуреченского, Моисеевского нефтяных месторождений расположена в пределах междуречной равнины со средней степенью механической устойчивости и с неустойчивой и слабоустойчивой к углеводородному загрязнению.
Основные функции, свойственные данным ландшафтам: охотничье-промысловая, древесноресурсная, орехово-промысловая, ягодно-грибная, водоохранная,
водозапасающая, ландшафтно-стабилизирующая, биостационная, стокорегулирующая.
Эколого-геохимические исследования включали: отбор проб и лабораторный анализ проб почво-грунтов, поверхностных и подземных вод, донных отложений.
В ходе данных исследований были выявлены превышения предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ (железо, марганец, нефтепродукты) в отобранных пробах компонентов исследуемой природной среды нефтяных месторождений.
Исследование почвенного покрова выявило, что наиболее распространенными типами почв на исследуемых территориях месторождений являются подзолистые, болотно-подзолистые и болотные верховые торфяные, болотные низинные (переходные), аллювиальные дерновые глеевые, аллювиальные болотные почвы. Содержание нефтепродуктов, без(а)пирена в почвах исследуемых территорий месторождений в целом, соответствует требованиям как отечественных, так и зарубежных нормативов.
На исследуемых участках нефтяных месторождений были исследованы поверхностные воды и донные отложения рек Большая Каирка, Налимная, Крапивная.
Эти реки относятся в Верхнеобскому бассейновому округу, водохозяйственному участку реки Васюган. Основными источниками питания являются снежный покров и грунтовые воды. Реки имеют медленное течение. Согласно полученным результатам содержание исследуемых компонентов в отобранных пробах поверхностных вод и донных отложений, в основном, не превышает нормативов ПДК объектов рыбохозяйственного и хозяйственно-питьевого значения. Во всех исследованных водотоках отмечены превышения ПДК по следующим компонентам: железо, нефтепродукты.
Для оценки современного состояния и анализа степени загрязнения подземных вод на территории Крапивинского, Двуреченского, Моисеевского месторождений были отобраны пробы подземной грунтовой и болотной воды. Исследуемые территории месторождения находится в пределах Западно - Сибирского артезианского бассейна и Средне-Обского бассейна II порядка. Характерное для всех отобранных проб превышение ПДК по содержанию в воде железа, марганца обусловлено в большей вероятности природными факторами (геохимической обстановкой региона).
Превышение нефтепродуктов исследуемых территорий Двуреченского и Моисеевского нефтяных месторождений обусловлено антропогенным загрязнением, возникающим в ходе разработки и эксплуатации объектов месторождений.
Проведенные радиационно-экологические исследования на территории Крапивинского, Двуреченского, Моисеевского месторождений позволили получить данные о радиационной обстановке и дать радиационную оценку исследованному участку. Согласно проведенным исследованиям на эффективную удельную активность природных радионуклидов данные пробы по значениям АЭФФ почвы относится к первому классу и может быть использованы во всех видах строительства. Анализ проб почво¬грунтов исследуемых территорий Крапивинского, Двуреченского, Моисеевского нефтяных месторождений показал, что содержание радионуклидов в отобранных образцах варьируется на уровне фоновых значений Каргасокского района Томской области.
Таким образом, эколого-геологические, ландшафтно-экологические, эколого-геохимические исследования позволили оценить современное экологическое состояние природной среды как удовлетворительное , что является важным и необходимым при планировании природоохранных мероприятий, позволяющие максимально сократить степень воздействия будущих объектов нефтепромысла на Крапивинском, Двуреченском, Моисеевском нефтяных месторождений.
1. Адам А.М, Мамин Р.Г. Природные ресурсы и экологическая безопасность Западной Сибири. 2-е изд. М.: НИА-Природа, 2001. - 172 с.
2. Андросова Н. К. Геолого - экологические исследования и картографирование Геоэкологическое картирование: Учеб. Пособие. - .М.: Изд- во РУДН, 2000.
3. Воробьев Д.С., Попков В.К. Нефтепродукты в воде и донных отложениях бассейна реки Васюган // Известия Томского политехнического университета. - 2005. - Т. 308. - No 4. - С. 48-50.
4. Геолого-картографический ресурс по регионам геологии, государственная геологическая карта России [Электронный ресурс]: Всероссийский научно-исследовательский геологический институт им. А.П. Карпинского URLL: http://www.vsegei.ru/ru/info/gisatlas/sfo/tomskaya obl/ (дата обращения: 12.03.16)
5. Гайдукова Т.А. Учебное пособие «нефтегазоносные провинции и области России», 2006.
6. ГОСТ 17.4.3.06-86 Охрана природы. Почвы. Общие требования к
классификации почв по влиянию на них химических загрязняющих веществ. Сб. ГОСТов. - М.: Стандартинформ, 2008
7. Гендрин А. Г. Надоховская Г. А., Смирнова Н. К.. Экологическое сопровождение разработки нефтегазовых месторождений. Гос. публич. науч.- техн. б-ка Сиб. отд-ния Рос. акад. наук; ТомскНИПИнефть ВНК. - Новосибирск, 2006. - 123 с.
8. Глазовская М. А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов СССР. М.: Высш. шк., 1988. 328 с.
9. Государственный доклад «О состоянии и охране окружающей среды Томской области в 2014 году»/ Глав. ред. С. Я. Трапезников, редкол.: Ю. В. Лунёва, Н. А. Чатурова, В. А. Коняшкин; Департамент природных ресурсов и охраны окружающей среды Томской области, ОГБУ«Облкомприрода». —Томск: Дельтаплан, 2015.
10. Горожанкина С.М., Константинов В.Д. География тайги Западной Сибири. - Новосибирск: Наука, 1978. - 190 с.
11. ГОСТ 17.4.3.01-83. Охрана природы. Почвы. Общие требования к отбору проб.
Охрана природы. Почвы: Сб. ГОСТов. -
М.: Стандартинформ, 2008
12. ГОСТ 17.4.4.02-84 Охрана природы. Почвы. Методы отбора и подготовки проб
для химического, бактериологического, гельминтологического анализа. Охрана природы. Почвы: Сб. ГОСТов. -
М.: Стандартинформ, 2008
13. ГОСТ 17.1.5.05-85 Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к отбору проб поверхностных и морских вод, льда и атмосферных осадков. Контроль качества воды: Сб. ГОСТов М: ФГУП Стандартинформ, 2010
14. ГОСТ Р 31861-2012 Вода. Общие требования к отбору проб. АО "Кодекс":официальное издание М: Стандартинформ, 2013
15. ГН 2.1.7.2014-06 Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве. АО "Кодекс":официальное издание М: Стандартинформ, 2013...48