CC BY
90
УДК 502.64:551.4
Экологическая безопасность арктических берегов России: углеводородное загрязнение и методы восстановления
Ключевые слова:
Карское море, море Лаптевых, береговая зона, экологическая безопасность, углеводородное загрязнение, индекс
экологической чувствительности, геоморфологическое районирование, картогра фирование, ликвидация разливов нефти.
А.А. Ермолов
АО «Институт экологического проектирования и изысканий», Российская Федерация, 119234, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 75Г E-mail: [email protected]
Тезисы. Целью настоящей работы являлось геоморфологическое районирование и оценка экологической чувствительности берегов морей Карского и Лаптевых к разливам нефти и нефтепродуктов с использованием международной системы индексов экологической чувствительности ESI (Environmental Sensitivity Index), адаптированной к арктическим берегам. В развитие международной методики настоящая работа решает задачу оценки экологической чувствительности берегов труднодоступных районов Арктики на основании комплексного геоморфологического анализа и районирования береговой зоны по дистанционным спутниковым, картографическим и фондовым данным. Важным аспектом является разработка универсальной типизации арктических берегов, сопоставимой с типами берегов международной системы индексов чувствительности.
В статье представлены отдельные результаты этих исследований и кратко рассмотрены методы реагирования на возможное нефтяное загрязнение берегов различного типа. Установлено, что свыше 5300 км (около 50 %) береговой линии в море Лаптевых и около 2200 км (20 %) в Карском море соответствуют высокому индексу экологической чувствительности и требуют первоочередной защиты в случае возникновения разлива нефти. Выбор стратегий реагирования и приемлемых методов ликвидации разливов нефти должен основываться на научных принципах, воплощенных в рамках анализа суммарной экологической выгоды. Это позволит снизить риски развития экологических катастроф и минимизировать финансовые затраты на реабилитацию пораженных экосистем, длительность естественного восстановления которых в условиях Арктики может исчисляться десятилетиями.
Арктический шельф России весьма перспективен в отношении углеводородного сырья. Беспрецедентные по своим масштабам геологоразведочные работы последних лет на лицензионных участках крупнейших российских компаний (ПАО «Газпром» и ПАО «НК «Роснефть») подтвердили существующие и выявили множество перспективных нефтегазоносных структур на шельфе арктических морей, определяющих стратегические планы развития нефтегазовой отрасли России. Освоение шель-фовых месторождений неизбежно связано с развитием добычной и транспортной инфраструктуры, строительством морских ледостойких платформ, трубопроводов, терминалов различного типа и пр. Это требует разработки мероприятий по охране окружающей среды, в том числе по защите побережий, предотвращению и устранению последствий потенциально возможных разливов нефти и нефтепродуктов.
Среди современных источников загрязнения Арктики разливы углеводородного сырья являются одними из наиболее опасных. Они оказывают существенное воздействие на физико-химические и биологические характеристики морской среды и прибрежной зоны. Начиная с момента возникновения аварии и распространения углеводородного загрязнения взаимодействие с морской средой и субстратом может происходить по-разному и будет определяться как свойствами самого загрязнителя, так и природными факторами, обладающими рядом специфических особенностей в арктических регионах. Общими чертами будут являться динамизм, особенно в безлед-ный период, и сложное сочетание физических, химических и биологических процессов трансформации и рассеивания компонентов углеводородов вплоть до их полного исчезновения [1]. Процессы распространения и взаимодействия нефтяного разлива с морской средой включают физический перенос, эмульгирование, окисление,
деструкцию, микробное разложение, агрегирование, растворение и седиментацию. В результате нефть теряет свои первоначальные свойства, разделяется на группы углеводородов и фракции, состав и химическая структура которых трансформируются, а содержание падает в результате рассеивания и распада вплоть до исчезновения. Это и есть так называемое самоочищение морской среды, которое происходит в экосистеме, если, конечно, токсическая нагрузка не превысила допустимых пределов. Однако длительность периода естественного восстановления может быть различной.
Берег, являясь естественной границей двух сред, служит преградой на пути распространения нефтяного разлива и способен при определенных условиях аккумулировать нефть и продукты ее преобразования [1-3]. С другой стороны, приустьевые взморья крупных рек и береговая зона являются наиболее продуктивными в биологическом отношении - здесь сосредоточена основная биомасса морских и прибрежных растений и животных.
Мировой опыт ликвидации нефтяных разливов свидетельствует о том, что именно в прибрежной зоне наблюдаются самые тяжелые экологические последствия аварий. Кроме того, в условиях низких температур воздуха, продолжительного отсутствия солнечной радиации и длительной (до 9-11 месяцев) консервации прибрежного мелководья и акватории арктических морей морскими льдами процессы естественного самоочищения на берегах существенно замедлены и могут протекать десятилетиями. Значительно увеличивается и период сохранности разлитой нефти, чему способствует низкая гидродинамическая активность среды на обширных мелководьях, характерных, например, для моря Лаптевых.
В настоящей работе рассматриваются берега морей Карского и Лаптевых, шельфовые районы которых оцениваются как одни из наиболее перспективных в нефтегазовом отношении. Общая протяженность анализируемой береговой линии превышает 36 тыс. км, значимая ее часть располагается в пределах 16 особо охраняемых природных территорий - заказников, заповедников и национальных парков.
Все это определяет приоритетность защиты прибрежных районов при планировании и проведении мероприятий по ликвидации разливов нефти и необходимость выявления как
наиболее ценных в экологическом отношении, так и наиболее чувствительных к загрязнению береговых участков. Для этих целей разрабатываются специальные карты экологической чувствительности берегов, отражающие комплексную экспертную оценку. Планирование действий по ликвидации разливов нефти, включая разработку таких карт, лежит в основе оперативного принятия решений в чрезвычайной ситуации и является необходимым при освоении недр шельфа.
Главной целью исследования являлись геоморфологическое районирование и оценка экологической чувствительности берегов морей Карского и Лаптевых к разливам нефти и нефтепродуктов с использованием международной системы индексов экологической чувствительности (ESI - Environmental Sensitivity Index) [4, 5].
Рекомендованная международная методика, впервые предложенная в 1978 г. американскими учеными [6], продолжает формироваться и совершенствоваться на основании опыта различных стран и компаний. На сегодняшний день в системе ESI насчитывается 10 основных уровней (индексов): от 1 (низкая чувствительность) до 10 (высокая чувствительность). Учитывая множество региональных отличий, отдельные уровни ESI включают несколько типов берегов, обозначаемых буквенными индексами. Всего выделяются 25 типов берегов. Каждый тип имеет утвержденную цветную кодировку в соответствии с увеличением индекса экологической чувствительности от холодного цвета к теплому. Это обеспечивает идентификацию экологической чувствительности берега при картографировании и работе с геоинформационными системами, позволяет выделять наиболее ранимые и более устойчивые к загрязнению участки.
В основу ранжирования, согласно международной методике, положены три основных фактора:
• характеристика береговой линии (гранулометрический состав отложений, профиль береговой зоны), определяющая возможность проникновения и/или захоронения нефти на берегу и их перемещения;
• воздействие волнения и приливной энергии, определяющее время естественной устойчивости (сохранности) нефти на берегу;
• общая биологическая продуктивность и чувствительность берега.
При этом авторы оригинальной идеи [6] не рекомендуют объединять биологическую и геоморфологическую составляющие в одном индексе чувствительности. При принятии решений важно иметь представление об относительной чувствительности каждого из компонентов экосистемы, чтобы определить соответствующие меры реагирования для конкретного времени и места. Учитывая это, в своей работе автор сознательно не рассматривает биологическую составляющую, безусловно, важнейшую с точки зрения охраны природы.
Оценка экологической чувствительности арктических берегов
Для оценки экологической чувствительности берегов Карского и Лаптевых морей применялся эколого-геоморфологический подход, основанный на базовых принципах ранжирования берегов в соответствии с международной системой индексов ESI. Дополнительно учитывались геолого-геоморфологические и гидродинамические условия функционирования береговых систем, геокриологические и гидрометеорологические факторы, которые определяют условия развития берега не в меньшей степени, чем волнение. Принимались во внимание особенности перемещения и аккумуляции наносов, необходимые для понимания характера распространения нефтепродуктов в береговой зоне, определения зон возможного накопления нефти и времени удержания ее на берегу.
Основанный на представлениях о геоморфологии береговой зоны [7-9] такой подход не противоречит принципам международной методики, а является ее более широким аналогом, дополняющим упрощенную типизацию по отдельным критериям ранжирования. Важным аргументом в его пользу является удаленность и недостаточная изученность многих береговых районов Арктики, серьезно ограничивающая возможность их экологического районирования. Геоморфологический анализ способен нивелировать недостаток информации о берегах труднодоступных районов.
Другим аспектом является своеобразие функционирования арктических берегов, сложенных многолетнемерзлыми отложениями. Так, широко распространенные процессы термоабразии и термоденудации никак не учитываются международной системой индексов ESI. А ведь хорошо известно, что благодаря разрушению многолетнемерзлых льдистых
отложений отступание береговых уступов может составить первые метры - десятки метров в течение одного штормового сезона. Соответственно будет меняться и профиль береговой зоны, смещаться линия заплеска, интенсивно перерабатываться и замещаться пля-жевые отложения, а вместе с ними и возможное загрязнение - нефть и нефтепродукты. Добавим, что в условиях техногенного воздействия подобные береговые экосистемы отличаются крайне низкой устойчивостью [10, 11] и требуют всесторонней оценки рисков при разработке планов ликвидации разливов нефти.
С учетом разработанных подходов [12, 13] на начальном этапе было выполнено мор-фодинамическое районирование берегов, которое представляет обобщенную геолого-геоморфологическую характеристику береговой зоны, необходимую для оценки экологической чувствительности к разливам нефти. Разработка типизации и картографирование осуществлялись с учетом имеющихся представлений о геоморфологии и литоди-намике береговой зоны арктических морей. Использовался большой объем картографических, спутниковых и литературных данных, материалы экспедиционных исследований различных лет, имеющиеся фото- и видеоматериалы [13-15]. В основу морфодинамической типизации были положены известные классификации берегов внутренних и окраинных морей, учитывающие особенности широтной зональности и специфики региона [8, 9, 15, 16]. Было выделено 10 морфодинамических типов берегов, сложенных прочными коренными породами и осадочными четвертичными отложениями (табл. 1). Это позволило весьма подробно охарактеризовать побережье морей Карского и Лаптевых, хотя и не исключило некоторых обобщений.
Дальнейший анализ производился в рамках отдельных литодинамических систем или отрезков берега, обладающих схожими показателями морфологии и литологии. На основе экспертной оценки основных критериев ранжирования каждому участку присваивался индекс чувствительности к нефтяному загрязнению в соответствии с системой индексов ESI. Типы аварийных ситуаций, модели распространения (дрейфа, растекания и пр.), возможные способы ликвидации загрязнения и варианты физико-химического и механического взаимодействия нефтепродуктов с осадками
Таблица 1
Морфодинамические типы берегов морей Карского и Лаптевых (масштаб 1:200 000 - 1:1 000 000)
Типы берегов Общая протяженность, км
Карское море Лаптевых море
Выработанные в коренных породах
Абразионные 5327 1174
Абразионно-денудационные 4450 835
Термоденудационные, образованные выводными ледниками 576 110
Сложенные рыхлыми многолетнемерзлыми породами
Термоабразионные 2365 577
Термоденудационные 3151 1605
Абразионные с отмершим или отмирающим береговым уступом, окаймленным аккумулятивной террасой 542 281
Аккумулятивные выровненные, с примкнувшими аккумулятивными формами 4020 517
Аккумулятивные отмелые с ветровыми осушками 5210 616
Аккумулятивные лагунные 350 1206
Дельтовые 149 3637
Итого 26140 10558
Таблица 2
Система индексов экологической чувствительности берегов морей Лаптевых и Карского
Цветовой код Индекс ESI* Тип берега Протяженность, км
оригинальное название в переводе на русский язык Карское море* Лаптевых море
1А Exposed rocky shore Отрытый скалистый (ледяной) берег 700(197) 365 (111)
1С Exposed rocky cliffs with boulder talus base Открытые скалистые обрывистые с валунно-глыбовой отмосткой 1331 809
2B Exposed scarps and steep slopes in clay Открытые уступы и крутые склоны в глинистых отложениях 170 261
3A Fine- to medium-grained sand beaches Пляжи, сложенные мелко- и среднезерни-стым песком 1502 408
3B Scarps and steep slopes in sand Уступы и крутые склоны в песчаных отложениях 1304 1933
5 Mixed sand and gravel beaches Пляжи, сложенные смешанными песчано-гравийными отложениями 1404 290
6A Gravel beaches (granules and pebbles) Галечные пляжи (гравий и галька) 30 88
7 Exposed tidal flats (large sandy area often covered at high tide) Открытые приливные отмели и ветровые осушки 171 71
8A Sheltered scarps in bedrock, mud or clay and sheltered rocky shore Защищенные уступы в коренных породах, глинистых и илистых отложениях, и защищенные скалистые берега 1333 700
8D Sheltered rocky rubble shores Защищенные скалистые крупнообломочные берега 555 135
9A Sheltered tidal flats Защищенные приливные отмели и ветровые осушки 403 1750
10A Salt and brackish water marshes Соленые и опресненные марши (лайды)** 1642 -
10Е Inundated low-lying tundra Пойменные низменные тундры 149 3637
* Исследованная часть береговой линии Карского моря. ** Выделяются только в Карском море.
на арктических побережьях были приняты в соответствии с Руководством [3] и монографией [1]. Учитывались особенности взаимодействия нефти с различным субстратом, установленные экспериментальным путем, возможность естественного захоронения нефти и перемещения грунта, предполагаемые способы устранения загрязнения [3]. При этом в расчет не принимались природоохранный статус того или иного берега, биологическое разнообразие и удаленность от основных объектов инфраструктуры.
Всего в пределах обследованной части Карского моря и моря Лаптевых было выделено 13 типов берегов с различными индексами экологической чувствительности (табл. 2). При разработке легенды в оригинальные названия отдельных экологических типов берегов были внесены изменения, которые можно считать минимальными. Этого удалось добиться за счет использования емких понятий и генерализации близких по характеру предполагаемого взаимодействия с нефтью и нефтепродуктами типов берега. Именно с этих позиций использовалась предложенная зарубежными коллегами и апробированная [13] при оценке экологической чувствительности берегов Карского моря градация крупности пляжевых отложений, соответствующая системе индексов ESI. В будущем подобная стандартизация методических подходов позволит разработать единую типизацию берегов морей Северного Ледовитого океана, отвечающую российским и международным стандартам.
Актуальность карт экологической чувствительности арктических берегов
Для оценки актуальности и применимости разработанной типизации следует еще раз подчеркнуть региональную специфику функционирования арктических берегов, обусловленную суровыми климатическими условиями региона. В частности, длительность ледового периода в море Лаптевых составляет 9-11 месяцев, в Карском море - 6-9 месяцев. Ширина припая сильно изменяется вдоль побережья и на отме-лых берегах моря Лаптевых достигает десятков километров. Морские льды контактируют с дном на больших пространствах, и весной ширина подошвы припая, смерзшаяся с грунтом, может достигать 8-10 км [14]. Льды блокируют деятельность большинства рельефообра-зующих процессов, снижается или полностью
исключается вероятность контакта и проницаемость отложений для нефти и нефтепродуктов. Соответственно, в этот период берега практически не чувствительны к нефтяным разливам на акватории и малочувствительны к разливам непосредственно на береговых участках.
Возможность распространения нефти в береговой зоне, ее непосредственный контакт с берегом и способность к проникновению нефтепродуктов в отложения пляжей арктических морей появляются только в летний период года. Тогда же оттаивает деятельный слой и активизируются экзогенные геологические процессы. Максимальная глубина сезонного оттаивания варьирует в регионе от 0,2-0,3 до 2,5 м и достигается к концу августа на пляжах и осушках под отепляющим воздействием самой воды.
Таким образом, представленная оценка экологической чувствительности и типизация арктических берегов актуальны исключительно для короткого безледного периода года (2-5 месяцев), когда морские берега восприимчивы к внешнему воздействию. Это следует учитывать при освоении шельфовых месторождений и разработке планов ликвидации разливов нефти, вероятность возникновения которых не ограничивается отдельными сезонами года.
Загрязнение и очистка берегов различного типа
В мировой практике выбор приемлемых методов ликвидации разливов нефти осуществляется на основе анализа совокупной экологической выгоды, учитывающего все мероприятия и технологии ликвидации разливов нефти, применение которых способно причинить вторичный вред окружающей среде, помимо самого разлива [17-19]. Это позволяет снизить риски развития экологических катастроф и минимизировать финансовые затраты на восстановление пораженных экосистем. Ведь мероприятия по ликвидации последствий разливов нефти при загрязнении берега с высоким индексом чувствительности могут длиться годами и оказаться безуспешными. Поэтому выбор стратегий реагирования должен основываться на научных принципах, воплощенных в рамках анализа суммарной экологической выгоды.
Не имея возможности в рамках настоящей статьи охарактеризовать каждый из выделенных типов берега с различной чувствительностью к нефтяному загрязнению, кратко рассмотрим возможные методы реагирования
на наиболее распространенных в регионе берегах. Стоит отметить, что указанные технологии очистки морских берегов приводятся в соответствии с рекомендациями Руководства по ликвидации разливов нефти на морях, озерах и реках [3], учитывающего международный и национальный опыт, требования и законодательство Российской Федерации. Рассмотренные рекомендации являются далеко не полными и отражают возможности ликвидации разливов только в безледовых условиях. Их описание носит ознакомительный характер и направлено на выявление различий при оценке экологической чувствительности берегов отдельных типов.
Наименьшей чувствительностью к углеводородному загрязнению характеризуются открытые скалистые абразионные берега, выработанные в прочных коренных породах, и ледяные берега (индексы 1А и 1С). В море Лаптевых они занимают всего около 1280 км, или около 12 % протяженности береговой линии, в Карском море - около 2200 км (20 %). Эти берега отличаются значительными уклонами подводного склона, что обеспечивает непосредственное воздействие волнения на береговые уступы. Выброшенная нефть остается на поверхности уступа и/или может быть смыта. При наличии валунно-глыбового пляжа высока вероятность проникновения нефти в пространстве между крупнообломочным материалом. Тем не менее период сохранности загрязнения на этих берегах является минимальным, и естественное восстановление рассматривается как предпочтительный метод очистки, особенно в начале безледового сезона [3].
На абразионных и аккумулятивных берегах формируются пляжи, сложенные мелко-и среднезернистым песком (индекс 3А, 3В) или смешанными песчано-гравийными отложениями (индекс 5). В совокупности такие берега занимают около 50 % протяженности береговой линии рассматриваемых морей и характеризуются умеренной восприимчивостью к нефтяным разливам. Поверхностный слой песчаных отложений очень подвижный, глубина его волновой переработки соответствует глубине сезонного оттаивания. В теплый период года отложения являются проницаемыми для некоторых видов нефти и легких нефтепродуктов. Подстилающие мерзлые породы практически непроницаемы для загрязнения. Метод естественного восстановления может применяться при небольших разливах,
легких нефтепродуктах и в удаленных районах. В остальных случаях рекомендуется ликвидация загрязнения механическими способами и смыванием с применением вакуумных систем удаления нефти при условии минимизации техногенного воздействия и сохранении баланса наносов береговой зоны. На разрушающихся участках термоабразионных и термоденудационных берегов (индекс 3В) возможно захоронение нефти в ходе обрушения крупных блоков пород внутри волноприбойных ниш и на пляжах. При небольшом количестве загрязнения целесообразно механическое перемешивание с перемещением породы, а также биовосстановление [3].
Высокая экологическая чувствительность защищенных приливных отмелей и ветровых осушек (индекс 9А) на аккумулятивных берегах обусловлена длительной сохранностью загрязнения в затишных гидродинамических условиях и трудностью его устранения. На практике лишь немногие технологии эффективны для очистки этих периодически затапливаемых берегов. Следует применять наименее разрушающие из них - сгон нефти посредством промывания или мойки и сбор при помощи сорбентов или вакуумных установок. Все работы должны проводиться в фазу прилива при наиболее высоком уровне моря. При наличии выбора предпочтительно естественное восстановление, особенно для небольших разливов.
Наиболее чувствительными к разливам нефти в море Лаптевых являются низменные пойменные участки дельтовых берегов (индекс 10Е). Устьевые области рек включают не только дельты, но и устьевое взморье, изобилующее мелкими островами, заливами и бухтами. Благодаря высокой изрезанности береговой линии дельтовые берега имеют наибольшую протяженность - более 3600 км, или около 35 % общей длины береговой линии моря Лаптевых. В Карском море наиболее чувствительными являются отмелые аккумулятивные и дельтовые берега с обширными осушками и лайдами (индекс 10А, 10Е), охватывающие около 1800 км (16 %) длины исследованной береговой линии. Распространение нефти на этих берегах возможно в периоды сизигийных приливов и штормовых нагонов, когда поверхности затапливаются морскими водами. Сложный микрорельеф, многочисленные рукава, каналы и озера, проницаемость дельтовых отложений и низкий уровень волнового воздействия
способствуют максимальной сохранности нефти и нефтепродуктов. Картина еще более усугубляется недоступностью этих мелководных участков со стороны моря и практически полным отсутствием подъездных, а часто и пеших подходов к ним. Следствием этого является крайне затруднительное, а порой невозможное (нерациональное) использование большинства доступных методов очистки. Присутствие людей и оборудования на поверхности лайд, не говоря о тяжелой технике и сжигании, способны вызывать серьезные повреждения рельефа, растительных и животных биоценозов, существенно задерживая или делая невозможным процесс естественного восстановления. Поэтому технологии сбора следует применять только при наличии большого объема загрязнения тяжелого и вязкого состава, когда прогнозируемый период восстановления оценивается десятилетиями. Во всех остальных случаях естественное восстановление является приоритетным [3].
***
Проведенные исследования показали, что около 30 % протяженности береговой линии
Список литературы
1. Сочнев О.Я. Экологическая безопасность систем вывоза нефти с месторождений арктического шельфа / О.Я. Сочнев,
И.О. Сочнева. - М.: ЦЕИИТЭнефтехим, 2003. -272 с.
2. Немировская И.А. Нефть в океане (загрязнение и природные потоки) / И.А. Немировская. -М.: Научный мир, 2013. - 432 с.
3. Руководство по ликвидации разливов нефти на морях, озерах и реках. - СПб.: ЦНИИМФ, 2002. - 344 с.
4. Petersen J. Environmental Sensitivity Index guidelines. Version 3.0 / J. Petersen, J. Michel,
S. Zengel et al. // NOAA Technical Memorandum NOS OR&R 11. - Seattle, Washington. - 2002. -192 p. - http://response.restoration.noaa.gov/sites/ default/files/ESI_Guidelines.pdf.
5. Sensitivity mapping for oil spill response. -London: IMO - IPIECA - OGP. - 2012. - 39 p. -http://www.ogp.org.uk/pubs/477.pdf.
6. Gundlach E.R. Vulnerability of coastal environments to oil spill impacts / E.R. Gundlach, M.O. Hayes // Marine Technology Society Journal. - 1978. - № 12. - P. 18-27.
морей Карского и Лаптевых соответствует высокому индексу экологической чувствительности. Такие берега требуют первоочередной защиты в случае возникновения разлива нефти и должны учитываться при освоении шель-фовых месторождений и разработке природоохранных мероприятий. Труднодоступность и низкая эффективность большинства существующих методов очистки этих берегов определяют особое значение таких факторов, как скорость обнаружения разлива и оповещения специализированных служб, своевременное реагирование и применение наиболее рациональных с экологической точки зрения технологий устранения углеводородных загрязнений на акватории, вдали от берегов. Поэтому в районах добычи углеводородного сырья необходимо обустройство соответствующих объектов инфраструктуры, разработка и ведение спутникового и наземного мониторинга. Только в случае отлаженной работы служб экологической безопасности добывающих компаний карты экологической чувствительности берегов будут оставаться хоть и обязательной, но невостребованной частью планов ликвидации нефтяных разливов.
7. Леонтьев O.K. Основы геоморфологии морских берегов / O.K. Леонтьев. - М.: Изд-во МГУ, 1961. - 418 с.
8. Зенкович В.П. Основы учения о развитии морских берегов / В.П. Зенкович. - М.: Изд-во АН СССР, 1962. - 710 с.
9. Сафьянов Г.А. Геоморфология морских берегов / Г.А. Сафьянов. - М.: Изд-во МГУ, 1996. - 400 с.
10. Геоэкология Севера (введение
в геокриологию) / под ред. В.И. Соломатина. -М.: Изд-во МГУ, 1992. - 270 с.
11. Исследование устойчивости геосистем Севера / под ред. В.И. Соломатина. - М.: Изд-во МГУ, 1988. - 213 с.
12. Ермолов А.А. Методические подходы
к оценке экологической чувствительности берегов арктических морей к разливам нефти (на примере Карского моря) / А.А. Ермолов, Д.Г. Илюшин, А.И. Исаченко и др. // Инженерные изыскания. - 2016. - № 5-6. -С. 28-39.
13. Карское море. Экологический атлас. -
М.: Арктический научный центр, 2016. - 271 с.
14. Жигарев Л.А. Термоабразионное разрушение арктических островов / Л.А. Жигарев,
В. А. Совершаев // Береговые процессы в криолитозоне: сб. ст. - Новосибирск: Наука, 1984. - С. 31-38.
15. Каплин П.А. Берега / П.А. Каплин,
О.К. Леонтьев, С.А. Лукьянова и др. -М.: Мысль, 1991. - 479 с.
16. Каплин П.А. Новейшая история побережий Мирового океана / П.А. Каплин. - М.: Изд-во МГУ, 1973. - 265 с.
17. Чекменева Н.А. Разливы нефти в арктических морях: экологические последствия и методы очистки / Н.А. Чекменева, А.А. Ермолов // Труды Международной конференции «Offshore Marintec Russia 2016» и 16-го Петербургского международного энергетического форума. -СПб: Химиздат, 2016. - С. 268-272.
18. Поттер С. Ликвидация разливов нефти на арктическом шельфе: пер. с англ. /
С. Поттер, И. Бьюст, К. Трудель и др.; под ред. Д. Шольц. - Shell Exploration and Production Services (RF) B.V. - 2013. - 141 с.
19. Журавель В. Сохраняя экосистему Арктики. Рациональные методы локализации
и ликвидации разливов нефти во льдах /
B. Журавель // Offshore Russia. - 2015. - № 4. -
C. 84-91.
Environmental security of the Arctic coast of Russia: hydrocarbon contaminations and recovery methods
A.A. Yermolov
Institute of Ecological Design and Surveys, Est. 1, Bld. 75G, Leninskiye Gory, Moscow, 119234,
Russian Federation
E-mail: [email protected]
Key words: Kara Sea, Laptev Sea, coastal zone, environmental security, hydrocarbon pollution, index of environmental sensitivity, geomorphological zoning, mapping, oil spill response.
Abstract. Among the modern sources of pollution of the Arctic the spill of hydrocarbons is one of the dangerousest. World experience of accidents shows that the most severe ecological consequences are observed in the coastal zone. It prioritizes the protection of the sea shores and the need to allocate the most ecologically valuable and the most sensitive areas in the development of spill response plans.
The aim of the described work was the geomorphological zoning and assessment of the environmental sensitivity of the coasts of the Kara and Laptev seas to oil spills and oil products using the international ESI (Environmental Sensitivity Index) system adapted to the conditions of the Arctic shores. The present work solves the problem of estimation of environmental sensitivity of the coast inaccessible areas of the Arctic on the basis of a comprehensive analysis and geomorphological zoning of the coastal zone by remote satellite, map and stock data. An important aspect is elaboration of a universal typing of the Arctic shores, comparable with the types of banks applied by the ESI.
The article presents some results of these studies and briefly discusses methods for responding to various possible oil pollutions of coasts. It is established that more than 5300 km (about 50%) of the coastline in the Laptev Sea and about 2,200 km (20%) in the Kara sea correspond to a high index of environmental sensitivity and require priority protection in the event of a spill. A choice of response strategies and appropriate methods for elimination of oil spills should be based on scientific principles embodied in the framework of the analysis of the total environmental benefits. This will reduce the risk of environmental disasters and minimize financial costs of rehabilitating of affected ecosystems, which natural recovery in the Arctic could last decades.
References
1. SOCHNEV, O.Ya. and I.O. SOCHNEVA Environmental safety of the systems for oil removal from the Arctic offshore fields [Ekologicheskaya bezopasnost system vyvoza nefti s mestorozhdeniy arkticheskogo shelfa]. Moscow: Central Scientific Research Institute of Information and Feasibility Studies of Oil Refining and Petrochemical Industry, 2003. (Russ.).
2. NEMIROVSKAYA, I.A. Oil in the ocean (contamination and natural streams) [Neft v okeane (zagryazneniye i prirodnyye potoki)]. Moscow: Nauchnyy mir, 2013. (Russ.).
3. CENTRAL MARINE RESEARCH AND DESIGN INSTITUTE. Guidance for liquidation ofoil spills at seas, lakes and rivers [Rukovodstvo po likvidatsii razlivov nefti na moryakh, ozerakh i rekakh]. St. Petersburg, 2002. (Russ.).
4. PETERSEN, J., J. MICHEL, S. ZENGEL et al. NOAA Technical Memorandum NOS OR&R 11. Environmental Sensitivity Index guidelines. Version 3.0. [online]. Seattle, Washington, 2002. Available from: http://response. restoration.noaa.gov/sites/default/files/ESI_Guidelines.pdf
5. Sensitivity mapping for oil spill response [online]. London: IMO-IPIECA-OGP, 2012. Available from: http://www.ogp.org.uk/pubs/477.pdf
6. GUNDLACH, E.R. and M.O. HAYES. Vulnerability of coastal environments to oil spill impacts. Marine Technology Society Journal. 1978, no. 12, pp. 18-27. ISSN 00253324.
7. LEONTYEV, O.K. Basics of marine coastal geomorphology [Osnovy geomorfologii morskikh beregov]. Moscow: Moscow State University Publishers, 1961. (Russ.).
8. ZENKOVICH, V.P. Principals of doctrine on development of sea coastal line [Osnovy ucheniya o razvitii morskikh beregov]. Moscow: AN SSSR, 1962. (Russ.).
9. SAFYANOV, G.A. Geomorphology of sea coasts [Geomorfologiya morckikh beregov]. Moscow: Moscow State University Publishers, 1996. (Russ.).
10. SOLOMATIN, V.I. (ed.). Geoecology of the North (introduction to geocryology) [Geoekologiya Severa (vvedeniye v geokriologiyu)]. Moscow: Moscow State University Publishers, 1992. (Russ.).
11. SOLOMATIN, V.I. (ed.). Exploring resistance of geosystems at the North [Issledovaniye ustoychivosti geosystem Severa]. Moscow: Moscow State University Publishers, 1988. (Russ.).
12. YERMOLOV, A.A., D.G. ILYUSHIN, A.I. ISACHENKO et al. Methodic approaches to estimation of environmental sensitivity of the Arctic seas' coastal line to the oil spills (on example of the Kara Sea) [Metodicheskiye podkhody k otsenke ekologicheskoy chuvstvitelnosti beregov arkticheskikh morey k razlivam nefti (na primere Karskogo morya)]. Inzhenernyye izyskaniya. 2016, no. 5-6, pp. 28-39. ISSN 1997-8650. (Russ.)
13. ARCTIC SCIENTIFIC CENTER. The Kara Sea: ecologic atlas [Karskoye more. Ekologicheskiy atlas]. Moscow, 2016. (Russ.).
14. ZHIGAREV, L.A. and V.A. SOVERSHAYEV. Thermal-abrasion destruction of Arctic islands [Termoabrasionnoye razrusheniye arkticheskikh ostrovov]. In: Coastal processes in the cryolitic zone [Beregovyye protsessy v kriolitozone]: collected papers. Novosibirsk: Nauka, 1984, pp. 31-38. (Russ.).
15. KAPLIN, P.A., O.K. LEONTYEV, S.A. LUKYANOVA et al. Coasts [Berega]. Moscow: Mysl, 1991. (Russ.).
16. KAPLIN, P.A. Contemporary history of the Seven Seas coast-line [Noveyshaya istoriya poberezhiy Mirovogo okeana]. Moscow: Moscow State University Publishers, 1973. (Russ.).
17. CHEKMENEVA, N.A. and A.A. YERMOLOV. Oil spills in the Arctic seas: environmental aftereffects and methods of treatment [Razlivy nefti v arkticheskikh moryakh: ekologicheskiye posledstviya i metody ochistki]. In: Proc. of the int. conf. "Offshore Marintec Russia 2016" and the 16th St. Petersburg International Energy Forum. St. Petersburg: Khimizdat, 2016, pp. 268-272. (Russ.).
18. POTTER, S., I. BUIST, K. TRUDEL et al. Liquidation ofoil spills at Arctic shelf [Likvidatsiya razlivov nefti na arkticheskom shelfe] [online]. Trans. from Engl. by ExxonMobil. Shell Exploration and Production Services (RF) B.V, 2013. (Russ.). Available from: http://www.shell.com/content/dam/shell-new/local/country/rus/ downloads/pdf/wpc/new-oil/osr-book-rus.pdf
19. ZURAVEL, V. Preserving the Arctic ecosystem. Rational methods for localization and liquidation of oil spills in ices [Sokhranyaya ekosistemy Arktiki. Ratsionalnyye metody lokalizatsii i likvidatsii razlivov nefti vo ldakh]. Offshore Russia. 2015, no. 4, pp. 84-91. ISSN 2309-5822. (Russ.).
