CC BY
7
К ВОПРОСУ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ МЕТОДОЛОГИЧЕСКИХ ПОДХОДОВ ЭФФЕКТИВНОСТИ МЕРОПРИЯТИЙ ПО ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТОЙ ЛИКВИДАЦИИ НАКОПИТЕЛЕЙ НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ И ПОЧВОГРУНТОВ В ЗОНЕ ИХ ВЛИЯНИЯ
Каськов Артем Станиславович
соискатель кафедры технологии нефти и газа, г. Краснодар
Попова Галина Георгиевна
канд. хим. наук, доцент кафедры технологии нефти и газа, г. Краснодар ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет»
Одной из самых серьезных экологических проблем является загрязнение нефтепродуктами геологической среды. Негативное воздействие происходит на всех этапах хозяйственной деятельности, связанной с операциями с нефтью и нефтепродуктами, а также с отходами добычи нефти, транспортировки, хранения.
Для Краснодарского края проблема обращения с отходами производства и потребления считается первостепенной (согласно классификации экологических проблем края по уровню опасности для здоровья населения и сохранности экосистем).
По данным кадастра отходов Краснодарского края Реестр объектов размещения отходов (ОРО) производства и потребления Краснодарского края включает информацию о 841 объекте размещения отходов производства и потребления [1, с.170]. Общая площадь учтенных ОРО составляет 966,59 га (0,012% от общей площади края).
На территории Кубани в настоящее время располагается от 30 до 50 объектов размещения и хранения нефтешламовых отходов. Подавляющее их большинство были организованы на стадии развития нефтедобычи в крае и фактически не являются природоохранными сооружениями, обеспечивающими инженерную защиту окружающей среды от негативного воздействия нефтесодер-жащих отходов.
Особую опасность представляют накопители нефтесодержащих отходов тем, что загрязняющие вещества длительно воздействуют на самую статическую часть биосферы - почву и грунты, способные аккумулировать загрязнения и длительно отдавать их в подземные и грунтовые воды.
В период 2010-12г.г. в рамках выполнения государственного контракта № П1158 поисковых НИР по направлению «Геохимия» «Мониторинг геохимических процессов и разработка методологических основ снижения влияния на окружающую среду шламонакопителей отходов нефтегазового производства» нами проводились исследования шламонакопителей нефтеотходов на территории Краснодарского края. Геоэкологические исследования проводились 27 на объектах различного назначения - прудах-отстойниках, шламонакопителях и шламовых амбарах, как ликвидированных, так и подлежащих ликвидации, содержащих в себе нефтеотходы различного агрегатного состояния. В результате проведенных исследований впервые исследованы профили и дана классификация накопителей нефтесодержащих отходов Краснодарского края [2,с.38-39].
Для изучения зоны воздействия содержимого шла-монакопителей на прилегающие территории проведены исследования почвогрунтов, почвоподстилающих пород, донных осадков, поверхностных и грунтовых вод на содержание основных загрязняющих веществ, в том числе нефти и нефтепродуктов. При проведении лабораторных исследований в целом было отобрано более 130 проб [3, с.287], выполнено более 500 анализов. Проведено бурение короткометражных скважин, отобраны пробы гумусового горизонта с глубины 0-20 см, почвогрунтов на глубине 2040-60 см, донных отложений, грунтов и пробы воды на содержание нефтепродуктов, хлоридов, сульфатов, бария, железа, ПАВ, органического вещества, ХПК [4, с.24]. Изучена эмиссия легких углеводородов от нефтяных отходов шламонакопителей длительного хранения в зону аэрации [5, с.17]. Также проведены гидрохимические исследования поверхностных вод и водотоков, грунтовых вод. Работы проводились с целью определения качества поверхностных вод и выявления участков загрязнения за счет поверхностного стока.
Для исследования размеров зоны воздействия шла-монакопителя на состояние почвогрунтов выполнены буровые работы, отобраны пробы и исследовано содержание нефтепродуктов. Глубина бурения зависела от геолого-гидрогеологических условий и варьировалась от 3,0 до 16,0 м. Под дном тела шламонакопителя отобраны пробы грунтов на технически дозволенную глубину до 3-5 метров.
Для определения состояния почвогрунтов, прилегающих к объекту и формирующих стенки обвалования выполнено пошаговое опробование почв с поверхности с заглублением до 20 см и пробоотбор из «тела» накопителя с помощью пробоотборника, позволяющего выполнить его послойно. Для определения зоны влияния шламонакопи-теля по уклону рельефа пробы отбирались через каждые 20 метров на разных объектах на расстоянии 100, 115, 200 метров.
Для определения глубины распространения нефтепродуктов были отобраны породы зоны аэрации из оценочных скважин (с учетом литологической разности), пробы донных отложений непосредственно из тела объекта и пробы подстилающих дно объекта пород. Работы по определению масштабов данного загрязнения включали в себя определение глубины проникновения нефтепродуктов непосредственно в тело шламонакопителя по горизонтали и непосредственно в почвогрунты под дном объекта по вертикали.
При выполнении камеральных работ, выполненных нами как по действующим, методическим документам, так и разработанных авторами проведена статистическая и компьютерная обработка данных, построены концентрационные карты.
На основании полученных результатов дана оценка экологического состояния геологической среды исследуемой территории. Выявилась актуальная проблема - вторичное загрязнение почвогрунтов и подземных вод первого, второго горизонтов. Доказано, что распространение нефтезагрязнений и в горизонтальном в вертикальном направлении происходит на достаточно значительные расстояния. Результаты данных исследований свидетельствуют о проникновении нефтепродуктов из тела объекта в прилегающие почвогрунты и подземные воды первого, второго горизонта. Концентрации загрязняющих веществ в 80% проб значительно превышают ПДУ в почве и ПДК в воде.
Поскольку негативное влияние шламонакопителей на окружающую среду очевидно, в течение последних 5-7 лет предприятия осуществляют ликвидацию и рекультивацию данных объектов, что является очень трудоемким и материально затратным мероприятием.
Учитывая фильтрационные свойства почвогрунтов, была определена площадь поверхности загрязнённой нефтепродуктами, которая превышала площадь зеркала шламонакопителя в 2-4 раза. Практически во всех проанализированных пробах подстилающих пород концентрации нефтепродуктов превышали ПДУ в несколько десятков, а иногда и сотен раз. Данные исследования подтверждают наличие на ликвидированных объектах вторичного загрязнения. Таким образом, мероприятия по ликвидации накопителей нефтесодержащих отходов оказались неэффективными ни в экологическом, ни в экономическом плане. Это можно объяснить тем, что технологии, по которым проводились ликвидационные работы, сводится к извлечению углеводородной массы, водоэмульсионной части отхода и незначительного объема донных отложений.
Экологичность рекультивационных мероприятий обеспечивается в случае гарантированного исключения возможности вторичного загрязнения. Одним из основных вопросов при этом является расчет количества изымаемых грунтов, что напрямую связано с затратами на проведение работ.
Для решения данной проблемы необходимо внести изменения в современную методику расчета объемов накопленных отходов, включая в них данные исследований, определяющих объемы загрязненных пород (почвогрунтов, донных отложений, подстилающих пород). Расчеты, используемые в настоящее время, дают результаты заниженные при фактическом выполнении работ, в 3-4 раза. На практике извлекаемый объем грунтов значительно увеличивается в сравнении с расчетным т.к. расчет ведется без учета естественной плотности грунтов, находящихся в природных условиях, изменяющейся не только в зависимости от вида почвогрунтов, но и от количества
содержащихся нефтяных загрязнений, сорбируемых грунтами.
Для корректного расчета объемов извлекаемых отходов, необходимо учитывать объем накопленного отхода в теле объекта; объем загрязненных отходами пород (почвогрунтов, подстилающих пород, донных отложений); плотность изымаемых отходов и загрязненных пород, численные значения которых необходимо измерять предварительно в рамках выполнения геоэкологических изысканий перед составлением сметы ликвидационных мероприятий. В процессе проведения ликвидации содержимого накопителя отходов и рекультивационных работ по восстановлению почвогрунтов в зоне воздействия необходимо измерять плотность грунтов для расчета массы, а не объемов, как предлагается методикой в настоящее время. Корректность измерения массы грунтов для более точного определения массы загрязняющих веществ также обуславливается требованиями ГОСТа по определению концентраций загрязняющих веществ в почве, выполняемых в мг/кг, что в свою очередь ведет к уточнению расчетов массы и объемов реагентов, необходимых для проведения ликвидационных и рекультивационных работ.
Предложенные подходы позволяют принимать обоснованные управленческие решения и учитывать при-родопользователями при экономическом планировании работ по ликвидации и рекультивации объектов накопления нефтешламов для эффективного экологического нормирования потенциально опасной деятельности и рационального распределения материальных затрат.
Список литературы
1.Доклад о состоянии природопользования и об охране окружающей среды Краснодарского края в 2013 году. Администрация Краснодарского края. Краснодар 2014 г. - 322 с.
2. А.С.Каськов, Г.Г.Попова, В.А.Шатрова, М.И.Ба-тыров. Классификация накопителей отходов нефтедобычи Краснодарского края. Материалы IV открытой международной молодежной научно-практической конференции «Молодая наука - 2013». г. Туапсе, с.38-39.
3. С.Ю. Ксандопуло, Г.Г. Попова, А.С. Каськов, Я.Ю. Моисеева, С.М. Литвинова. Геохимический мониторинг процессов влияния накопителей нефтесодержащих отходов. // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал) №4, 2012, с.285-292.
4. Г.Г. Попова, С.Ю. Ксандопуло, А.С. Каськов, И.Ю. Глухенький, Я.Ю. Моисеева, И.В. Тихончик. Изучение динамики распределения и накопления загрязняющих веществ в зоне влияния накопителей отходов добычи нефти длительных сроков хранения. // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море (научно-технический журнал) №4, 2012, с.23-27.
5. Г.Г. Попова, А.С. Каськов, С.Ю. Ксандопуло, С.М. Литвинова, Я.Ю. Моисеева. Исследование равновесной газовой фазы почва-воздух территории шламонакопи-телей нефтеотходов длительного хранения. // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море (научно-технический журнал) №3, 2012, с.17-22
