CC BY
219
УДК 504.062.2
С.П. Казьмин, О.В. Климов
СибНИГМИ, Новосибирск
ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ НА НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЯХ НОВОСИБИРСКОЙ ОБЛАСТИ
Дана оценка экологической ситуации в результате воздействия техногенных объектов нефтегазового комплекса Новосибирской области на компоненты окружающей среды. Полученная информация необходима для разработки мер по снижению негативных экологических последствий.
S.P. Kazmin, O.V. Klimov
Siberian Regional Research Hydrometeorological Institute,
30 Sovietskaya St, Novosibirsk, 630099, Russian Federation
ECOLOGICAL MONITORING ON THE OIL DEPOSITS OF THE NOVOSIBIRSK REGION
The estimation of an ecological situation as a result of influence of technogenic objects of an oil and gas complex of the Novosibirsk region on environment components is given. The received information is necessary for working out of measures on decrease in negative ecological consequences.
На территории Новосибирской области насчитывается 7 месторождений нефти (в том числе 5 с запасами растворённого газа и одно газоконденсата) и выявлено 22 перспективных площадей на нефть [1]. Основные запасы и ресурсы углеводородного сырья сосредоточены в Северном и Кыштовском районах на границе с Омской и Томской областями. Нефтедобывающий комплекс приурочен к южной краевой части сильно заболоченной Васюганской равнины. Для района характерна слаборасчленённая поверхность, малая мощность зоны аэрации, близкое залегание от поверхности грунтовых и напорных водоносных горизонтов, тесная взаимосвязь их с поверхностными водами. Рямы (заболоченные леса) и открытые болота покрывают около 80% площади месторождений. Территория слабо расчленена сетью неглубоко врезанных эрозионных понижений с пологими склонами. Ручьи и речки стекают с заболоченных плоских междуречий. Эксплуатация нефтепромыслов с комплексом инженерных сооружений по добыче, сбору, хранению и подготовке нефти к транспортировке, магистральные нефтепроводы, компрессорные станции, подъездные трассы к кустовым площадкам приводят с одной стороны к изменению качественного состава среды обитания, а с другой - к снижению естественного самовосстановления природных ландшафтов.
В XXI веке началось вовлечение углеводородного сырья трёх месторождений (Верх-Тарского, Восточно-Тарского и Малоичского) в хозяйственный оборот. Все они расположены на малоосвоенной периферийной части территории Северного административного района. Эксплуатация нефтепромыслов ведётся двумя компаниями - «Новосибирскнефтегаз» и «Северноенефтегаз», входящими в структуру ТНК-ВР. Базовым объектом для формирования нефтедобычи является Верх-Тарское нефтяное месторождение.
Верх-Тарское нефтяное месторождение было открыто в 1970 г. и считается самым крупным в Новосибирской области. Площадь лицензионного участка составляет 57 411 га. На месторождении размещаются следующие объекты, являющиеся потенциальными источниками загрязнения компонентов природной среды: кустовые площадки с эксплуатационными скважинами на нефть; одиночные скважины; площадка центрального пункта сбора нефти (ЦПСН); площадка установки предварительного сброса воды (УПСВ); напорный нефтепровод до НПС «Барабинская» (длина в пределах месторождения - 8,4 км); карьеры и участок захоронения буровых отходов; полигон промышленных и твердых бытовых отходов; трассы коридоров коммуникаций (нефтесборные трубопроводы, водоводы). Возведение автодорог до кустовых площадок из-за срезания грунта и его перемещения преобразовало территорию, прилегающую к насыпям дорог. В результате перехвата поверхностного стока воды был нарушен гидрологический режим болотного стока. Это привело к повышению обводнения и возникновению вслед за этим перестройки структуры растительного покрова.
Малоичское нефтяное месторождение открыто в 1974 г. и расположено на землях Северного лесхоза. Ближайшее разрабатываемое Верх-Тарское нефтяное месторождение находится в 5 км на восток от участка. Площадь лицензионного участка составляет 46 км2. Территория считается непригодной для сельско- и лесохозяйственного использования. В пределах месторождения основными потенциальные источниками загрязнения компонентов природной среды являются: эксплуатационные скважины на нефть; шламонакопитель,
заполненный отходами бурения и нефтепродуктами; факела высокого и низкого давления.
Площадь Восточно-Тарского нефтепромысла, открытого в 1986 г., составляет 33,7 га. Степень природно-антропогенной нарушенности территории месторождения оценивается как слабая. Эксплуатация нефти ведётся одной скважиной.
С целью изучения экологической ситуации, выявления и установления характера влияния техногенных объектов по хоздоговору с ОАО «Новосибирскнефтегаз» и «Северноенефтегаз» с 2005 г. на лицензионных площадях Верх-Тарского и Малоичского нефтепромыслах, а с 2009 г. и на территории Восточно-Тарского месторождения лабораторией прикладной экологии и климата ГУ «СибНИГМИ» по специально разработанным программам, учитывающие требования лицензионного соглашения, проводятся экологические исследования. Кроме того, регулярному изучению подвергаются участки перехода межпромыслового нефтепровода с водными преградами по
всей трассе от месторождений до нефтеперерабатывающей станции. Содержание программ соответствует экологическому мониторингу за компонентами природной среды. Ежегодно даётся оценка экологического состояния рассматриваемых месторождений на основе сравнительного анализа наблюдаемых показателей с полученными данными предыдущих лет.
За период ведения экологического мониторинга объектами контроля при оценке состояния атмосферного воздуха на лицензионных территориях Верх-Тарского и Малоичского месторождений были подфакельные наблюдения в зоне влияния факельных установок. Уровень загрязнения воздуха по углеводородам суммарным, сероводороду, бенз(а)пирену, диоксиду серы не превысил предельно-допустимую максимальную разовую концентрацию (ПДКмр). Наибольший вклад в загрязнение атмосферы по массе выбросов
3 3
вносят оксид углерода (до 6,0 мг/м , до 1,2 ПДКмр), диоксид азота (до 0,09 мг/м , до 1,06 ПДКмр), сажа (до 0,20 мг/м , до 1,3 ПДКмр ) и пыль (до 0,60 мг/м , до 1,2 ПДКмр). Геохимическое опробование снежного покрова дало оценку атмосферному потоку загрязняющих веществ. Снег, как естественный накопитель является не только индикатором загрязнения атмосферы, но и также последующего загрязнения почв и вод. При интерпретации данных были использованы предельно-допустимые концентрации (ПДКрыб), разработанные для оценки условий водных ресурсов, используемых в рыбохозяйственных целях (утв. Приказом Росрыболовства № 20 от 18.01.2010 г). Во всех пунктах наблюдения отмечены повышенные концентрации нефтепродуктов (0,21-0,38 мг/дм3; 4,2-7,6 ПДКрыб) и фенолов (0,002-0,003 мг/дм3; 2-3 ПДКрыб).
Одним из наиболее уязвимых компонентов природной среды, как показывает опыт разработки нефтяных месторождений, являются поверхностные воды. В результате работ были определены водные объекты, находящиеся в фоновых и нарушенных районах. В границах лицензионных участков опробовались водотоки (рр.Тара и Мал. Ича) и их притоки, водные объекты озерно-болотного комплекса. Величина водородного показателя, содержания хлоридов, БПК5, фенолов и АПАВ во всех пробах не превысили нормативных концентраций. В запредельных концентрациях в поверхностных
-5
водах во всех пунктах наблюдения выявлены марганец (до 0,19 мг/дм ; до 19
-5
ПДКрыб ), железо (до 1,1 мг/дм ; до 11 ЦДКрыб). Высокие концентрации марганца и железа во всех проанализированных пробах воды обусловлены природным фактором - болотным формированием водоемов и водотоков и соответствуют естественным значениям для рассматриваемого региона. Отчетливой зависимости количества растворённых нефтепродуктов в поверхностных водах в пределах месторождений и за границами нефтепромыслов (выше и ниже по течению от места пересечения водотоков с подводными переходами нефтепровода) от времени года не наблюдалось. В пунктах опробования во все сезоны содержания нефтепродуктов в поверхностных водах выявлены выше нормы - 0,105-0,22мг/дм3 (2,1-4,4 ПДКрыб).
По данным опробования концентрации нитратов, марганца, хлоридов, нефтепродуктов и величина водородного показателя в илисто-глинистых донных отложениях водотоков и мочажин озёрно-болотного комплекса
отвечают нормируемым показателям, предъявляемым к почвам, и не превышают ПДК и фоновые значения. Содержания в почвогрунтах зоны аэрации общего гумуса, хлоридов, нитратов, фосфатов, свинца, железа, хрома, ртути, бенз(а)пирена, марганца и никеля находятся в пределах их естественных колебаний, за исключением цинка (42,5-70,2 мг/кг; 1,8-3 ПДК). Сравнивая данные по содержанию органических загрязнителей в почвогрунтах с классификацией [2] можно говорить о слабом и умеренном загрязнении нефтепродуктами (0,58-1,72 г/кг).
Для сбора, утилизации и переработки отходов на территории Верх-Тарского месторождения в 2008 г. был введён частично в эксплуатацию полигон для нетоксичных промышленных и твёрдых бытовых отходов, буровых шламов, а также нефтезагрязнённого снега. Срок эксплуатации полигона рассчитан на 20 лет. Нефтесодержащие отходы собираются в нефтешламовом амбаре и по мере накопления перерабатываются на мобильной установке канадской фирмы «Swaco». Учитывая, что полигон промышленных и бытовых твердых отходов на Верх-Тарском нефтепромысле является потенциальным источником загрязнения компонентов природной среды, как на стадии его эксплуатации, так и в последующий пострекультивационный период, в этом районе заложены 6 наблюдательных скважин, оборудованных на грунтовый водоносный горизонт. Величина рН, общая жесткость, окисляемость перманганатная, содержания аммония, нитритов, нитратов, хлоридов, сульфатов, кадмия, никеля, алюминия и фенольного индекса в грунтовых водах по данным опробования не превысили нормативных значений, регламентируемые СанПиН 2.1.4.1074-01 и ГН 2.1.5.1315-03. В пробах обнаружены повышенные значения марганца (до 0,39
-5 -5
мг/дм ; до 3,9 ПДК) и железа (до 15 мг/дм ; до 50 ПДК). Высокие содержания в грунтовых водах марганца и железа относительно ПДК объясняются природными факторами: вещественным составом водовмещающих пород, высоким содержанием органики в перекрывающей осадочной толще. Среди загрязняющих компонентов техногенного происхождения в запредельных
-5
концентрациях в грунтовых водах выявлены свинец (до 0,019 мг/дм ; до 1,9
-5
ПДК) и нефтепродукты (до 0,163 мг/дм ; до 1,6 ПДК).
Одним из распространённых источников химического загрязнения территории нефтяного месторождения традиционно являются шламовые амбары-накопители, заполняемые отходами бурения. Загрязнение, как правило, происходит в результате разрушения обвалования и разливов содержимого, а также в процессе боковой фильтрации растворов при отсутствии надёжной гидроизоляции дна и стенок шламонакопителя. Результаты обследования, выполненного в 2005 г., выявили на территории Малоичского месторождения нерекультивированный шламовый амбар в районе ЦПС как объект загрязнения природной среды. В марте 2006 г. недропользователи техногенный загрязнитель ликвидировали путём засыпки. Опробование компонентов природной среды в рамках локального мониторинга позволило проследить масштабы загрязнения, вызванные шламонакопителем в районе ЦПС после его ликвидации. Пробы поверхностных вод отбирались из мочажин озерно-болотного комплекса, за пределами амбара. Во всех пунктах наблюдений отмечены повышенные
концентрации марганца 0,11-0,989 мг/дм (11-99 ПДКрыб) и нефтепродуктов 0,100-0,450 мг/дм3 (2-9 ПДКрыб). Максимальные их величины обнаружены в поверхностных водах заболоченных понижений, расположенных в 20 м на СЗ и в 50 м на ЮЗ от амбара. Высокие величины в пробах вод нефтепродуктов свидетельствуют о проникновении со стороны амбара органических загрязнителей. Последние, вероятно, способствовали накоплению в водах вторичного загрязняющего элемента - марганца, значение которого заметно
-5
превышает фоновое (менее 0,5 мг/дм ), характерное для рассматриваемого региона. Из верхней части разреза (зоны аэрации) в зондировочных скважинах, пробуренных на горизонт грунтовых вод, был произведен отбор проб почвогрунтов зоны аэрации с глубин 0,25 и 0,5 м. Величина рН, содержания в почвогрунтах хлоридов, нитратов, фосфатов, свинца, железа находятся в пределах нормы относительно ПДК или их естественных колебаний. Все опробованные почвогрунты загрязнены нефтепродуктами в умеренных концентрациях - 2,10-2,78 г/кг [2]. Максимальная их концентрация обнаружена на глубине 0,25 м в 10 м от ликвидированного амбара. Из анализа проведенных исследований следует, что в почвогрунтах выше нормы зафиксирован цинк (до 78,8 мг/кг; до 1,1 ПДК). Среди токсичных элементов в запредельных концентрациях на расстоянии 10 м от амбара обнаружен никель на глубинах 0,25 и 0,50 м - 53,6 мг/кг (1,1 ПДК) и 51,5 мг/кг (1,03 ПДК) соответственно.
-5
Значительные концентрации нефтепродуктов до 0,672 мг/дм3 (до 6,7 ПДК) в грунтовых водах в ~ 10 м на З от амбара позволяют выделить органическое загрязнение техногенного происхождения. Косвенным показателем загрязнения подземных вод служит повышенное содержание аммония на данном участке
-5
опробования - до 2,60 мг/дм (до 1,7 ПДК). Площадь с максимальными
-5
величинами марганца до 0,775 мг/дм3 (до 7,75 ПДК) также тяготеет к амбару, в связи с техногенным загрязнением. Повышенные концентрации нефтепродуктов в грунтовых и поверхностных водах, почвогрунтах зоны аэрации и илисто-глинистых донных отложениях мочажин на участках, примыкающих к шламонакопителю, дают основания для заключения, что засыпка не устранила амбар как источник загрязнения. Для рекультивации необходимы специальные технологии с внесением биологических культур.
Проведённые мониторинговые исследования в 2010 г. показали, что относительно предыдущих лет существенных изменений в качественном составе опробованных компонентов не произошло. Присутствуют аналогичные природные и техногенные загрязняющие компоненты с близкими концентрациями. В целом загрязнение окружающей среды на рассматриваемых углеводородных месторождениях носит «пульсирующий» характер, но при этом тенденции прогрессирующего загрязнения не отмечается.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Геологическое строение и полезные ископаемые Западной Сибири. Т.2. Полезные ископаемые / Научн. ред. А.В. Росляков, В.Г. Свиридов и др. -Новосибирск: НИИ ОИГГМ, 1998. - 254 с.
2. Методические рекомендации по выявлению, обследованию, паспортизации и оценке экологической опасности очагов загрязнения геологической среды нефтепродуктами - М.: МПР РФ, ГИДЭК, 2002 г. - 48 с.
© С.П. Казьмин, О.В. Климов, 2011
