CC BY
23УДК 504.054:504.3.054
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ АРКТИЧЕСКОЙ ЗОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
THE ECOLOGICAL PROBLEMS OF THE RUSSIAN FEDERATION ARCTIC
Н. Л. Мамаева, С. А. Петров
N. L. Mamaeva, S. A. Petrov
Тюменский научный центр СО РАН, г. Тюмень
Тюменский государственный нефтегазовый университет, г. Тюмень
Ключевые слова: нефтегазовый комплекс; Арктика; экология; антропогенное загрязнение; окружающая природная среда Key words: petroleum complex; Arctic regions; ecology; anthropogenic pollution; nature environment
148
Нефть и газ № 5, 2015
Арктическая зона РФ — обширная, важнейшая и многоликая территория нашей страны, имеющая уникальность приполярных экологических систем, огромные запасы углеводородного сырья, суровые климатогеографические условия проживания, наличие многолет-немерзлых пород (ММП). Две трети Российской Федерации — это Север и приравненные к нему районы. К этому надо прибавить тот факт, что, хотя и живет на Севере всего 7 % населения нашей страны, там создается 27 % внутреннего валового продукта [1, 2]. Современное промышленное производство направлено на широкомасштабное освоение залежей полезных ископаемых. Такое освоение не учитывает многофакторность и лабильность экстремальных климатических и геокриологических условий Крайнего Севера, которые обусловливают иной характер и продолжительность действия антропогенно-экологических факторов окружающей среды по сравнению со средней полосой России [3]. В результате деятельность носителей передовых технологий обусловила ряд негативных последствий, сказавшихся на природопользовании и нарушении экологического баланса территорий природопользования. Поэтому с сожалением приходится констатировать, что добыча сырья в северных регионах обеспечивает благополучие нашей страны в целом, но приносит ущерб окружающей природной среде северных территорий [4, 5]. Промышленное освоение северных территорий, отторжение земель под обустройство нефтегазовых месторождений в последние десятилетия значительно нарушили экологический баланс Арктической зоны РФ [1].
С другой стороны, нефтегазовый комплекс северных территорий является сегодня и будет оставаться продолжительное время основой социально-экономического развития страны, базой для роста промышленного производства. Поэтому данному вопросу надо уделять огромное внимание. Актуальность разработки эколого-правовых и социально-экономических проблем северных территорий России в последние годы приобретает особое значение в силу существующего и во многом прогрессирующего неблагоприятного экологического состояния этих территорий, которое является следствием крупномасштабного развития промышленного производства и добычи полезных ископаемых. В связи с этим целью нашей работы явилось изучение антропогенно-экологических факторов Арктической зоны РФ.
Исследованы антропогенно-экологические факторы окружающей среды Северной зоны Харасавей-Новоуренгойской подзоны Устьпуровско-Тазовской области (п. Самбург) и Центральной зоны Игарко-Нумтинской подзоны Пуровской области (г. Тарко-Сале). В рассматриваемых геокриологических областях изучено загрязнение атмосферного воздуха: выбросы загрязняющих веществ в атмосферу по твердым веществам, газообразным и жидким веществам, в том числе диоксиду серы, оксиду углерода, оксидам азота и углеводородам. Выполнен расчет рассеивания для определения приземных концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе с учетом физико-географических и метеорологических условий рассеивания с использованием ОНД-86 [6] и программного комплекса унифицированной программы расчета загрязнения атмосферы (УПРЗА) «ЭКО центр» [7]. Расчеты загрязнения атмосферного воздуха, проводимые по УПРЗА, являются основным средством выявления степени влияния антропогенного фактора окружающей среды, осуществляемого на основе оценки сопоставления с ПДК максимально-разовой (ПДК м. р.) максимальных значений приземных концентраций загрязняющих веществ (См, мг/м3).
В работе использовали официальные статистические антропогенно-экологические данные, полученные из статистических отчетов территориального органа федеральной службы государственной статистики по Тюменской области [8, 9]. При рассмотрении характеристики выбросов в атмосферный воздух в Устьпуровско-Тазовской (п. Самбург) и Пуровской геокриологических областях (г. Тарко-Сале) было выявлено следующее (табл. 1).
Таблица 1
Характеристика выбросов в атмосферный воздух в исследуемых геокриологических областях, тонн
Наименование вещества Устьпуровско-Тазовская Пуровская
Всего, из них: 8609,35±1574,71 395978,10±34298,67**
Твердые 104,88±15,14 14210,65±2676,63**
Газообразные и жидкие, из них: 8504,53±1576,76 381767,50±31927,93**
Диоксид серы 82,71±11,54 929,47±39,84**
Оксид углерода 4023,41±693,40 215444,20±24814,86**
Оксиды азота 1334,06±235,74 23789,00±1161,49**
Углеводороды (без ЛОС) 2972,47±692,52 136530,20±14237,04**
Летучие органические соединения (ЛОС) 124,45±43,55 5292,12±732,57**
* - достоверность различий (*р<0,05; **р<0,001)
№ 5, 2015
Нефть и газ
149
Обнаружено, что выбросов в атмосферный воздух загрязняющих веществ в Пуровской геокриологической области больше как твердых (14210,65+2676,63 т по сравнению с 104,88+15,14 т при р < 0,001), так и газообразных и жидких (381767,50+31927,93 т по сравнению с 8504,53+1576,76 т при р < 0,001).
Расчетные значения максимальных приземных концентраций вредных веществ в атмосферном воздухе (табл. 2) показывают, что расчет рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере в Устьпуровско-Тазовской и Пуровской геокриологических областях нецелесообразно проводить для смеси предельных углеводородов С^С5, С6-С10; смеси непредельных углеводородов (по пентиленам); ароматических углеводородов (бензол, диметилбен-зол, метилбензол, этилбензол). Установлено, что в Устьпуровско-Тазовской геокриологической области достоверно больше максимальная приземная концентрация в атмосферном воздухе диоксида азота (р < 0,01), оксида азота (р < 0,05), диоксида серы (р < 0,001) и достоверно меньше максимальная приземная концентрация твердых веществ (углерод) (р < 0,001) и оксида углерода (р < 0,001), чем в Пуровской геокриологической области.
Таблица 2
Расчетное значение максимальной приземной концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе (С м, мг/м3) в исследуемых геокриологических областях
Код Наименование вещества Кл. опасности [10, 11] Используемый критерий для расчета Значение критерия, мг/м3 [10, 11] С м, мг/м3
Устьпуровско-Тазовская Пуровская
301 Азота диоксид 3 ПДК м. р 0,2 0,600+0,1 0,240+0,01**
304 Азота оксид 3 ПДК м. р. 0,40 0,052+0,01 0,031+0,001*
328 Углерод 3 ПДК м. р. 0,15 0,049+0,007 0,225+0,04***
330 Сера диоксид 3 ПДК м. р. 0,50 0,025+0,003 0,009+0,0004***
337 Углерод оксид 4 ПДК м. р. 5,00 1,216+0,21 6,00+0,69***
410 Метан - ОБУВ 50 0,899+0,21 1,379+0,14
Расчет рассеивания не целесообразен, так как С /ПДК меньше константы целесообразности расчетов
415 Смесь углеводородов предельных С1-С5 - ОБУВ 50 0,0052+0,002 0,00569+0,0008
416 Смесь углеводородов предельных С6-С10 - ОБУВ 60 0,0016+0,0005 0,00175+0,0002
501 Пентилены 4 ПДК м. р 1,50 0,00638+ 0,002 0,007+0,001
602 Бензол 2 ПДК м. р. 0,30 0,0294+0,01 0,03214+0,004
616 Диметилбензол 3 ПДК м. р. 0,20 0,00555+0,002 0,00609+0,0008
621 Метилбензол 3 ПДК м. р. 0,60 0,01387+ 0,005 0,01518+0,002
627 Этилбензол 3 ПДК м. р. 0,02 0,01152+ 0,004 0,0126+0,002
Группы веществ, обладающих эффектом комбинированного вредного действия:
6204 Азота диоксид, серы диоксид - Кк.д. = 1,6Л 0,540+ 0,08 0,216+ 0,01***
Примечание: А— для групп суммации приведен коэффициент комбинированного действия (Кк.д.); *—достоверность различий (* р <0,05; ** р <0,01; *** р <0,001)
При совместном присутствии в атмосферном воздухе нескольких веществ, обладающих однонаправленностью действия, исследована группа суммаций (азота диоксид, серы диоксид), максимальная приземная концентрация по которой достоверно больше в Устьпуров-ско-Тазовской геокриологической области (0,540 + 0,08 по сравнению с 0,216 + 0,01 при р < 0,001).
При более наглядном сравнении максимальной приземной концентрации загрязняющих веществ в атмосфере с ПДК м. р. построены ситуационные карты-схемы Устьпуровско-Тазовской и Пуровской геокриологических областей, с нанесенными изолиниями расчетных концентраций по твердым веществам (углерод), оксиду углерода и диоксиду азота, выраженных в долях ПДК. Выявлено превышение в атмосфере 1,5 ПДК м. р. по твердым
150
Нефть и газ 5, 2015
веществам (сажа) и 1,2 ПДК м. р. по оксиду углерода в Пуровской геокриологической области, а также диоксиду азота как в Пуровской (1,2 ПДК м. р.), так и в Устьпуровско-Тазовской (3 ПДК м. р.) геокриологических областях.
Один из источников загрязнения атмосферы — это оксид углерода (класс опасности 4), который образуется в нефтегазовой отрасли при сжигании топлива, в выхлопных газах автомобилей. По данному загрязняющему веществу выявлено превышение 1,2 ПДК м.р. в Пуровской геокриологической области. Данный факт свидетельствует об образовании в данной геокриологической области парникового эффекта. Основные газы, которые ведут к парниковому эффекту на Земле, — это водяные пары и углекислый газ. Изменение климата, по прогнозам ученых, приведет к нарушению гомеостаза в экосистемах различного уровня.
Еще один загрязнитель атмосферного воздуха — это соединения оксидов азота. Так, в Устьпуровско-Тазовской геокриологической области превышение по диоксиду азота составляет 3 ПДК м. р., в Пуровской — 1,2 ПДК м. р. Впоследствии при взаимодействии оксидов азота с водой могут образовываться азотная кислота, что может явиться причиной возникновения кислотных дождей. Этот факт можно объяснить лесными пожарами, чрезмерным количеством химических удобрений, применяемых в сельском хозяйстве, большим количеством промышленных предприятий, а также неблагоприятными метеофакторами. В биосфере это сказывается гибелью рыб и других водных обитателей, вместе с этим происходит деградация лесов и ухудшение благополучия населения.
Таким образом, превышение ПДК в атмосферном воздухе по твердым веществам (саже) составляет 1,5 ПДК м. р., оксиду углерода — 1,2 ПДК м. р. в Пуровской геокриологической области, а также диоксиду азота как в Пуровской — 1,2 ПДК м. р., так и в Устьпуровско-Тазовской геокриологических областях — 3 ПДК м. р. Загрязнению северных территорий сопутствует относительная устойчивость во времени, связанная с замедлением процессов химической и микробиологической деструкции, из-за низкой биологической активности немногочисленной флоры и фауны вследствие значительной продолжительности периода отрицательных температур.
Нефтяные и газовые добывающие отрасли часто наносят урон местным экосистемам, разрушается растительный покров тундры, что ведет к деградации многолетнемерзлых пород. Для успешного решения данной проблемы необходимо принятие комплексного правового акта, регулирующего два основных направления хозяйственной деятельности на северных территориях: с одной стороны, собственно хозяйственную (промышленную) деятельность — геологоразведку, добычу полезных ископаемых, развитие транспортной инфраструктуры, и с другой — экологическое состояние северных территорий.
Список литературы
1. Дорожукова С. Л., Янин Е. П. Экологические проблемы нефтегазодобывающих территорий (на примере Тюменской области) // Научно-технические аспекты охраны окружающей среды. - 2002. - № 6. - С. 57-95.
2. Павлов А. В., Малкова Г. В. Динамика криолитозоны в условиях меняющегося климата ХХ-ХХ1 веков // Известия РАН, Сер. Географическая. -2010. -№ 5. -С. 59-66.
3. Мамаева Н. Л., Квашнина С. И., Петров С. А. Влияние экологических и климатических факторов на криоли-тозону Западной Сибири // Известия вузов. Нефть и газ. - 2011. - № 4. - С. 119-122.
4. Мамаева Н. Л., Квашнина С. И. Проблемы экологии в нефтегазовой отрасли на Тюменском Севере // Известия вузов. Нефть и газ. - 2011. - № 5. - С. 123-125.
5. Мамаева Н. Л., Петров С. А. Влияние геоэкологических характеристик на состояние организма коренного населения Ямала // Вестник Тюменского государственного университета. - 2013. - № 6. - С. 158-165.
6. ОНД - 86. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. - Ленинград: Гидрометеоиздат, 1987. - 93 с.
7. Унифицированная программа расчета загрязнения атмосферы (УПРЗА) «ЭКО центр». Письмо Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет) Федерального государственного бюджетного учреждения «Главная геофизическая обсерватория им. А. И. Воейкова» О продлении срока действия УПРЗА «ЭКО центр» от 03.12.2014 № 1930/25.
8. Охрана окружающей среды в Тюменской области (1998-2003): Стат. сборник / Тюменский областной комитет госстатистики. - Тюмень, 2004. - 612 с.
9. Охрана окружающей среды в Тюменской области (2002-2006): Стат. сборник / Тюменский областной комитет госстатистики. - Тюмень, 2007. - 276 с.
10. ГН 2.1.6.1338-03. «Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест». Утв. Главным государственным санитарным врачом РФ. Постановление от 30 мая 2003 г. № 114 (ред. от 12.07.2011. № 98). Зарегистрировано в Минюсте России 11.06.2003 № 4679.
11. Перечень и коды веществ, загрязняющих атмосферный воздух (дополненное и переработанное). - г. Санкт-Петербург: Научно-исследовательский институт охраны атмосферного воздуха (НИИ Атмосфера), НИИ экологии человека и окружающей среды им. А. И. Сысина, Российский государственный медицинский университет, Фирма «Интеграл», 2012.
Сведения об авторах
Мамаева Наталья Леонидовна, старший научный сотрудник отдела «Биоресурсов криосферы» Тюменского научного центра СО РАН; ассистент кафедры «Тех-
Information about the authors
Mamaeva N. L., senior scientific worker of the department «Bioresources of cryosphere», Tyumen Research Center of SB RAS, assistant of the chair «Technosphere safety»,
№ 5, 2015
Нефть и газ
151
носферная безопасность», Тюменский государственный нефтегазовый университет, г. Тюмень, тел. 89048759309, е-таИ: mamaevanatali2011@mail.ru
Петров Сергей Анатольевич, д. м. н., профессор, руководитель отдела «Биоресурсы криосферы» Тюменского научного центра СО РАН; директор НИИ «Общей и прикладной криологии», Тюменский государственный нефтегазовый университет, г. Тюмень, тел. 89058202363, е-mail: ЫтИа@ mail.ru
Tyumen State Oil and Gas University, phone: 89048759309, e-mail: mamaeva. natali2011 @mail. ru
Petrov S. A., Doctor of Mineralogy, professor, head of the department «Bioresources of cryosphere», Tyumen Research Center of SB RAS; director of the Research Institute of general and applied cryology, Tyumen State Oil and Gas University, phone: 89058202363, e-mail: tumiki@ mail. ru
