CC BY
37
УДК 502.175:631.42:622.323(470.56)
ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ТЕРРИТОРИИ, ПРИЛЕГАЮЩЕЙ К ОЛЬХОВСКОМУ МЕСТОРОЖДЕНИЮ
© 2015
М.Ю. Гарицкая, кандидат биологических наук, доцент кафедры экологии и природопользования А.И. Байтелова, кандидат технических наук, доцент кафедры экологии и природопользования О.Н. Алеева, студентка кафедры экологии и природопользования К.С. Чернышева, студентка кафедры экологии и природопользования
Оренбургский государственный университет, Оренбург (Россия)
Аннотация. Энергия является одной из важнейших потребностей производства. Решение любой задачи экономического или технического развития, любого аспекта проблемы окружающей среды немыслимо без затрат энергии и энергоресурсов. В последние годы проблема энергии и использования энергоресурсов стала все чаще рассматриваться как в связи с прогнозами развития человечества на предстоящее столетие, так и в контексте решения вопросов охраны окружающей среды. В данной статье рассматриваются проблемы влияния нефтегазовой отрасли в периоды разработки, добычи нефти, газа и газоконденсата, хранения, переработки, транспортировки на окружающую природную среду на примере Ольховского месторождения предприятия ОАО «Оренбургнефть», расположенного в Оренбургской области в Сорочинском районе. Дана краткая характеристика приоритетной для Оренбургской области промышленности. Описана структура организации ОАО «Оренбургнефть» в Сорочинском районе, а также структура, географическое положение, гидрографическая сеть Ольховского месторождения. Охарактеризованы основные источники загрязнения исследуемого объекта и приоритетные загрязняющие вещества, выбрасываемые данными источниками в атмосферный воздух. Кроме того, рассмотрено влияние Ольховского нефтяного месторождения на состояние почв, а именно: представлены данные о концентрации загрязняющих веществ, полученные по результатам анализа почвенной вытяжки из проб почв, отобранных с наветренной и подветренной сторон Ольховского месторождения, проведено ранжирование анализируемых веществ среди кислотообразующих, металлов и нефтепродуктов. Исследована зависимость концентрации загрязняющих веществ при удалении от источника загрязнения. Рассчитан коэффициент концентрации загрязняющих веществ и показатель химического загрязнения почв. Проведено ранжирование исследуемой территории по степени экологического неблагополучия согласно существующим критериям, разработанным министерством природных ресурсов в 1992 году.
Ключевые слова: концентрация загрязняющих веществ, коэффициент концентрации, показатель химического загрязнения, ранжирование, экологическое неблагополучие.
Производственная деятельность нефтегазовой отрасли связана с техногенным воздействием на природную среду. Разработка, добыча нефти, газа и газоконденсата, хранение, переработка неизбежно сопровождаются углеводородным загрязнением окружающей среды. На территории объектов добычи, переработки и транспортировки нефти и газа по внутрипромысловым и магистральным трубопроводам происходят большие потери углеводородов. В связи с этим возникает острая геоэкологическая проблема - загрязнение природных и приро-дотехнических систем и объектов нефтью и нефтепродуктами [1, с. 22-29; 2, с. 320].
Кроме того, предприятия нефтедобычи и нефтепереработки, добычи газа и газоконденсата сопровождаются большими выбросами в атмосферный воздух загрязняющих веществ, поступающих с отходящими газами [3, с. 247].
Многие загрязнения вымываются из атмосферы и с осадками попадают в воду и почву и загрязняют их. Если атмосфера и водная среда могут самоочищаться, то почва, можно сказать, таким свойством не обладает (за 100 лет формируется лишь слой почвы в 1,5-2 см). Токсичные вещества постоянно накапливаются в ней и приводят к изменению ее состава, которое соответственно вызывает изменения в растительном и животном мире, что не может не сказаться на жизнедеятельности человека [4; 5]. Загрязнение атмосферы, воды и почвы вредными веществами вызывает множество неизлечимых заболеваний, являющихся характерной особенностью современного общества. Для того чтобы препятствовать этому процессу и контролировать его, необходимо уметь измерять и оценивать вредное влияние антропогенного фактора на окружающую среду [6, с. 59-68; 7, с.227;8, с.104-105].
Оренбургская область является высокоразвитым промышленным районом в сфере потребления природных ресурсов, а именно добычи газа и нефти. Первая нефть на территории Оренбургской области была добыта в 1937 г. По состоянию на начало 2012 г. на ее территории зафиксировано 240 месторождений углеводородного
сырья, в том числе 178 нефтяных, 27 газонефтяных, 2 нефтегазовых, 18 нефтегазоконденсатных, 8 газовых и 7 газоконденсатных [9, с. 344].
Добычу нефти на территории области осуществляют 18 организаций, при этом ОАО «Оренбургнефть» (входящее с 2013 г. в состав ОАО «Роснефть») добывает 8085% от общего объема.
ОАО «Оренбургнефть» осуществляет деятельность на территории пяти регионов - Оренбургской, Самарской, Саратовской, Астраханской областей и Республики Башкортостан. При этом на территории Оренбургской области добыча нефти осуществляется в западном Оренбуржье в Бузулукском, Бугурусланском и Сорочинском направлениях [10].
ОАО «Оренбургнефть» в сорочинском направлении имеет 37 месторождений: Ананьевское, Вахитовское, Восточно-Малаховское, Горное, Донецко-Сыртовское, Баклановское, Загорское, Золотовское, Западно-Ольхов-ское, Кодяковское, Луговое, Малаховское, Ольховское, Ольшанское, Преображенское, Родинское, Сорочинско-Никольское, Токское, Врезовское, Ефремо-Зыковское, Краснооктябрьское, Наумовское, Пономаревское, Род-никовское, Романовское, Самодуровское, Сокское, Спасское, Чесноковское, Рыбкинское, Лапасское, Боголюбов-ское, Смоляное, Лебяжинское, Кодяковское, Красное, Пойменное.
К одному из перечисленных выше подразделений ОАО «Оренбургнефть» относится Ольховское нефтега-зоконденсатное месторождение, которое является объектом данного исследования.
Целью нашей работы являлось исследование степени загрязнения почвы на территории, прилегающей к Ольховскому месторождению.
Ольховское нефтяное месторождение в административном отношении находится на юго-западе Оренбургской области на территории Сорочинского административного района в 8 км к северо-востоку от г. Сорочинска. Ближайшими населенными пунктами являются Толкаев-ка и Каменка.
Район в географическом отношении принадлежит
Общесыртовско-Предуральской возвышенной провинции.
Гидрографическая сеть района представлена правобережными притоками р. Самара - реками Большой и Малый Уран, которые протекают соответственно по юго-восточной и северо-западной периферии района за пределами месторождения.
Непосредственно по территории месторождения протекает небольшая речка Уранчик.
Источниками организованных выбросов на дожим-ной насосной станции (ДНС) Ольховская являются факельные установки, основными загрязняющими веществами при работе которых, являются продукты сгорания попутного газа: оксид азота, диоксид азота, оксид углерода, углерод черный (сажа), диоксид серы, бенз(а) пирен, смесь углеводородов предельных С-С С6-С [11, с. 189; 12, с. 374].
Источниками неорганизованных выбросов являются: спецтехника, использующаяся при монтаже - демонтаже оборудования; оборудование насосной, внешний транспорт, технологические аппараты, технологическая насосная [13; 14, с. 584-590; 15]. К приоритетными загрязняющим веществам, выбрасываемым перечисленными видами источников, относятся метан и углеводороды предельные С1-С5, С6-С10.
Загрязнение территории населенных пунктов при строительстве и эксплуатации скважин на Ольховском месторождении может привести к существенному изменению экологической обстановки и нарушению природного баланса [16; 17, с. 104].
По мнению многих исследователей, длительное и многократное воздействие загрязняющих веществ на окружающую природную среду меняет поверхность и структуру грунта и угнетающе влияет на растительный покров. Самоочищение почвы уже невозможно, в био-
геоценозе наступают необратимые изменения, и способность к естественному очищению полностью утрачивается [18, с. 91; 19, с. 124; 20, с. 155-156; 21]. Для предотвращения такой ситуации необходим контроль загрязнителей почвы. В связи с этим нами были отобраны пробы почвы на расстоянии 500, 1000, 1500 метров от источника загрязнения с приоритетных по розе ветров сторон - западной и восточной. В результате проведенных исследований получили данные, представленные в таблице 1.
Исходя из полученных концентраций загрязняющих веществ можно сделать вывод, что приоритетными среди кислотообразующих веществ являются гидрокарбонат - ионы и хлорид - ионы, их концентрация лежит в интервале от 181,5 до 363,0 мг/кг и от 80,3 до 153,5 мг/кг соответственно. Среди металлов преобладает кальций, на его долю приходится от 21,5 до 55,0 мг/кг.
В связи с тем, что по концентрации нельзя судить о степени экологического благополучия территории, нами рассчитывались коэффициент концентрации загрязняющих веществ (К) и показатель химического загрязнения почв (ПХЗ) следующим образом:
юд = к1 + к 2 +... + кп =Х К
(1)
где К - коэффициент концентрации 1-го загрязняющего вещества.
К = -
(2)
где С - концентрация 1-го загрязняющего компонента, мг/кг;
Сдп - фоновая концентрация 1-го компонента, мг/кг [22]. Их значения представлены в таблице 2.
Таблица 1 - Значения концентраций загрязняющих веществ в почве
[=1
Расстояние от месторождения, м Концентрация загрязняющих веществ, мг/кг
Бенза-пирен С1 НС03 Са2+ Mg2+ НБ- мн; Б042" 7и2+ ¥в мо3 мо2- Не-фте-продукты
Запад
500 <0,001 153,5 195,7 34,0 6,7 8,3 98,6 9,9 0,62 6,3 1,98 0,20 92,4
1000 <0,001 96,3 208,4 43,3 2,0 8,1 34,7 4,9 0,21 3,5 2,05 0,26 90,6
1500 <0,005 118,3 363,0 45,0 27,3 7,3 16,3 4,2 0,18 2,1 2,15 0,19 91,3
Восток
500 <0,003 84,5 254,3 35,5 12,9 9,1 26,7 4,3 0,52 4,5 3,00 0,23 96,4
1000 <0,005 88,8 181,5 21,5 5,7 9,1 27,5 3,5 0,23 4,0 3,24 0,18 104,8
1500 <0,002 80,3 363,0 55,0 24,0 7,3 27,1 4,5 0,59 2,5 2,89 0,15 102,8
Таблица 2 - Коэффициент концентрации загрязняющих веществ и показатель химического загрязнения почвы
Место отбора пробы Коэффициент концентрации загрязняющих веществ
Бен-запи-рен а НС03 Са2+ НБ мн; О- 7и2+ ¥в мо3 мо2- Не-фте-продукты ПХЗ
Запад
500 0,05 5,43 0,52 0,34 0,24 1,89 1,29 0,51 62,00 0,28 0,13 0,025 3,55 76,26
1000 0,05 3,41 0,55 0,43 0,07 1,84 0,45 0,25 21,00 0,15 0,14 0,033 3,48 31,85
1500 0,25 4,19 0,96 0,45 0,98 1,65 0,21 0,22 18,00 0,09 0,14 0,024 3,51 30,67
Восток
500 0,15 2,99 0,67 0,35 0,46 2,07 0,35 0,22 52,00 0,20 0,20 0,029 3,71 63,39
1000 0,25 3,14 0,48 0,21 0,20 2,07 0,36 0,18 23,00 0,18 0,22 0,023 4,03 34,34
1500 0,10 2,84 0,96 0,55 0,86 1,65 0,36 0,23 59,00 0,11 0,19 0,019 3,95 70,82
Исходя из данных, представленных в таблице, можно сделать вывод о том, что по коэффициенту концентрации приоритетными среди кислотообразующих веществ на всех исследуемых расстояниях являются хлорид - ионы, превышение фона по которым составляет от 2,84 до 5,43 раз. Среди металлов приоритетным на всех расстояниях от источника является цинк, превышение фона по которому составляет от 18,00 до 62,00 раз. Коэффициент концентрации по нефтепродуктам составляет 3,48-4,03 раз.
Согласно существующим критериям, разработанным министерством природных ресурсов в 1992 году, нами было проведено ранжирование исследуемой территории по степени экологического неблагополучия
Ранжирование по показателю химического загрязнения почв позволило сделать вывод о том, что территория, прилегающая к Ольховскому месторождению предприятия ОАО «Оренбургнефть» на расстоянии 500 метров от источника загрязнения с западной стороны, относится к зоне с чрезвычайной экологической ситуацией, а на расстоянии 1000 и 1500 метров - к зоне с критической экологической ситуацией. Что касается восточной стороны, то на всех исследуемых расстояниях, данная территория относится к зоне с чрезвычайной экологической ситуацией.
Так как на исследуемой территории приоритетным по розе ветров является западное направление ветра и снос загрязняющих веществ осуществляется на восток территории, наши исследования доказывают, что с восточной стороны от месторождения экологическая ситуация является чрезвычайной и остается неизменной при увеличении расстояния от источника загрязнения.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Рахматулина, В.У Биоремедиация почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами/ В.У Рахматулина, С.В. Семенова, Л.А. Шабунина // Защита окружающей среды. - 2009. - № 2. - С. 22-29.
2. Коробкин, В. И. Экология [Текст] : учеб.для вузов / В. И. Коробкин, Л. В. Передельский.- 17-е изд., доп. и перераб. - Ростов-на-Дону : Феникс, 2011. - 603 с. : ил. - (Высшее образование). - Предм. указ.: с. 591-598. -Библиогр.: с. 599-602. - ISBN 978-5-222-18746-3.
3. Байтелова, А. И. Источники загрязнения среды обитания [Электронный ресурс] : учеб.пособие / А. И. Байтелова, М. Ю. Гарицкая, В. Ф. Куксанов; М-во образования и науки Рос. Федерации, Федер. агентство по образованию, Гос. образоват. учреждение высш. проф. образования «Оренбург.гос. ун-т». -Электрон.текстовые дан. (1 файл: 1,64 МБ). - Оренбург : ГОУ ОГУ, 2009.
4. Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Функции почв в биосфере и экосистемах (экологическое значение почв). — М.:Наука, 1990. — 261 с.
5. Добровольский Г.В.Никитин Е.Д. Сохранение почв как незаменимого компонента биосферы. — М.: Наука, 2000. — 185 с.
6. Кияев, И. А. Совершенствование управления процессом эксплуатации автомобилей по критериям качества атмосферы промышленных городов Экология // Автомобильный транспорт,2013. - № 3. - С. 59-68.
7. Байтелова А.И., Тарасова Т.Ф. Анализ взаимодействия между техногенной и квазиприродной средами в городской экосистеме (статья) Вестник Оренбургского государственного университета. Спецвыпуск. Материалы IV Всеросс. научн. - практ. конф. «Проблемы экологии Южного Урала». Часть II. Пространст. - временные особенности структурно - функц. организации и проблемы развития территорий. 2009. Оренбург: ГОУ ОГУ - С. 226-228.ISSN 1814-6457.
8. Байтелова А.И., Шабанова С.В. Оценка экологического неблагополучия территории, прилегающей к котельной КЭЧ Тоцкого района Оренбургской обла-
сти (статья) Вестник Оренбургского государственного университета, 2007, № 1. Оренбург: ГОУ ОГУ - С. 100-106. ISSN 1814-6457.
9. Байтелова А.И., Тарасова Т.Ф., Гарицкая М.Ю. Оценка экотоксикологического состояния почв территории Илекского района (статья) Вестник Оренбургского государственного университета (75), 2007. Оренбург: ГОУ ОГУ - С. 344-346. ISSN 1814-6457.
10. Ермакова Ж.А., Борисюк Н.К. Направления ресурсосбережения в нефтяной промышленности ВеСТНИК ОГУ №8 (169)/август2014.
11. Байтелова А.И., Куксанов В.Ф. Оценка и прогноз качества атмосферного воздуха урбанизированной территории, прилегающей к сложным площадным источникам выбросов примесей (монография) Охрана окружающей среды Оренбургской области. - Оренбург: ОГУ, 2005.-С. 186-196. ISBN 5-7410-0164 - 5
12. Байтелова А.И., Тарасова Т.Ф., Гарицкая М.Ю., Тарасова Н.С. Трансграничный перенос загрязняющих веществ и его влияние на состояние природных экосистем приграничных территорий (статья) Вестник Оренбургского государственного университета. Спецвыпуск. Материалы IV Всероссийск. научн. - практ. конф. «Проблемы экологии Южного Урала». Часть II. Пространст. - временные особенности структурно - функц. организации и проблемы развития территорий. 2009. Оренбург: ГОУОГУ- С. 373-375. ISSN 1814-6457.
13. 13. Байтелова А.И., Чекмарева О.В., Коротков М.В. Оценка экологической опасности выбросов вредных веществ от автомобильного транспорта (на примере г. Оренбурга) (статья) Экологические системы и приборы, 2008, № 2., ООО Изд-во Научтехлитиздат, Москва. - С. 26-30. ISSN: 2072 - 9952.
14. Университетский комплекс как региональный центр образования, науки и культуры [Электронный ресурс]: материалы Всероссийской научно-методической конференции (с международным участием); Оренбургский гос. ун-т. - Электрон.дан. - Оренбург: участок оперативной полиграфии ОГУ, 2015. - 1 электрон.опт. диск (CD-ROM): зв., цв.; 12 см. -Систем. требования: IBMPC 686 (PentiumII, К6-2); MSWindows 9.x/NT 5.x; процессор 233 МГц; оперативная память 128 Мб; доп. программные средства: веб-браузер; AdobeAcrobatReader 4.0 -99,5 Мб.
15. Байтелова А.И., Чекмарева О.В., Коротков М.В. Оценка экологической опасности пылевых потоков, формирующихся при движении автомобилей по улицам города (на примере г. Оренбурга) (статья) Экологические системы и приборы, 2008, № 3., ООО Изд-во Научтехлитиздат, Москва. - С. 25-28. ISSN: 2072 - 9952.
16. Байтелова А.И., Цыцура А.А. Характеристика территории города Оренбурга в качестве источника выбросов примесей в атмосферный воздух (монография) Охрана окружающей среды Оренбургской области. Оренбург: ОГУ, 2003. - С.269-305. ISBN 5-7410-0164 - 5.
17. Байтелова А.И., Старокожева Е.А., Шабанова С.В. Оценка роли автомобильного транспорта в формировании качества атмосферы промышленного города (статья) Вестник Оренбургского государственного университета, 2004, № 1. Оренбург: ГОУ ОГУ. -С.104-110. ISSN 1814-6457
18. Байтелова А.И. Оценка изменения качества атмосферы урбанизированной территории (на примере Промышленного района г. Оренбурга) (статья) Вестник Оренбургского государственного университета, 2004, № 9. Оренбург: ГОУ ОГУ. - С.90-97. ISSN 1814-6457.
19. Байтелова А.И., Зинюхин Г.Б., Гончар Л.Г. Оценка качества городской экосистемы (статья) Вестник Оренбургского государственного университета,
2005, № 2. Оренбург: ГОУ ОГУ - С.118-124. ISSN 1814-6457.
20. Байтелова А.И., Тарасова Т.Ф., Гурьянова Н.С. Исследование динамики изменения показателей качества почв Илекского района Оренбургской области (статья) Вестник Оренбургского государственного университета, 2011, № l2. Оренбург: ГОУ ОГУ - С. 154-156. ISSN 1814-6457.
21. Добровольский Г.В.Никитин Е.Д. Сохранение почв
как незаменимого компонента биосферы. — М.: Наука, 2000. — 185 с.
22. Методика "Критерии оценки экологической обстановки территорий для выявления зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологического бедствия" (утв. Минприроды РФ 30.11.1992)// КонсультантПлюс: справочная правовая система 1992-2015. - Режим доступа: http://www.consultant. ru/document/cons doc LAW 90799/.
EVALUATION OF ECOLOGICAL STATUS, TERRITORY ADJACENT TO OLKHOVSKOYE FIELD
© 2015
M.Y. Garitskaya, PhD (Biology), assistant professor of Chair of Ecology and Environmental Sciences A.I. Baitelova, PhD (Engineering), assistant professor of Chair of Ecology and Environmental Sciences O.N. Aleeva, student of Chair of Ecology and Environmental Sciences K.S. Chernysheva, student of Chair of Ecology and Environmental Sciences
Orenburg State University, Orenburg (Russia)
Abstract. Energy is one of the most important needs of industry. The solution to any problem of economic or technological development, any aspect of environmental problems is impossible without the cost of energy and energy resources. In recent years, the problem of energy and use of energy resources has become increasingly regarded as due to the forecasts of human development in the coming century, and in the context of addressing environmental issues. This article discusses the problem of the influence of the oil and gas industry during the development of, oil, gas and gas condensate production, storage, processing, transportation on the environment as an example Olkhovskoye field enterprise "Orenburgneft", located in the Orenburg region in Sorochinsk area. A brief description of the Orenburg region a priority for the industry. The structure of the organization "Orenburgneft" Sorochinsk area, as well as the structure, geographical location, gidrogaficheskaya network Olkhovskoye field. Describes the main sources of contamination of the object and priority pollutants emitted by those sources into the air. In addition, we examine the effect Olkhovskoye oil field on soil, namely presents data on pollutant concentrations obtained from the analysis of soil extracts from soil samples taken from the windward and leeward sides Olkhovskoye field, were ranked among the analytes of acid, metals and petroleum products. The dependence of pollutant concentrations with distance from the source of contamination. The coefficient of pollutant concentration and rate of chemical contamination of soils. A ranking of the study area according to the degree of ecological trouble according to the existing criteria developed by the Ministry of Natural Resources in 1992.
Keywords: concentration of pollutants, the concentration factor, the rate of chemical pollution, ranking, ecological trouble.
УДК 581.92, 574.2
МЕТОДИЧЕСКИЙ ПОДХОД К КОМПЛЕКСНОМУ АНАЛИЗУ СЕМЕЙСТВЕННОГО
СПЕКТРА ФЛОРЫ
© 2015
Н.В. Костина, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник А.В. Иванова, кандидат биологических наук, научный сотрудник Г.С. Розенберг, член-корреспондент РАН, доктор биологических наук, директор Институт экологии Волжского бассейна РАН, Тольятти (Россия)
Аннотация. Семейственный спектр как элемент таксономического анализа флоры остается важной составляющей при рассмотрении флористических особенностей любой территории. По сложившемуся в сравнительной флористике опыту принято уделять основное внимание последовательности ведущих семейств, которая отражает экологические условия. В статье рассматривается подход к комплексному анализу семейственного спектра флор разного уровня и масштаба. Предложена зависимость «число видов - число семейств». Введен в рассмотрение спектр индексов разнообразия семейств, а так же индекс семейственной представленности. Сформулированы критерии оценки устойчивости (естественности сложения) флоры. Отмечено, что нарушения установленных пороговых величин указывают либо на недостаточную изученность, либо на антропогенную нарушенность рассматриваемых территорий.
Ключевые слова: флора, семейственный спектр, спектр индексов разнообразия семейств, локальные и региональные описания флоры, Волжский бассейн, Самарская область, Ульяновская область.
Анализ семейственного спектра как элемент таксономического анализа (наряду с анализом по жизненным формам, географическим элементам, ценотическим и др.) остается важной составляющей при рассмотрении флористических особенностей любой территории. Этот анализ базируется на систематике растений, которая описывает современное многообразие видов растений и результат их эволюционного происхождения. Объем и количество семейств сосудистых растений, используемый нами (за исключением оговоренных мест), соответствует изданиям «Конспект флоры Восточной Европы» [1] и «Флора Восточной Европы» [2]. Для большинства ботаников современной России, эта общая сводка флоры является своего рода «системой координат», системати-
ческой основой для формирования видового списка флоры изучаемой территории.
Семейственный спектр - это список семейств, отсортированный по убыванию числа видов (долей или процентного содержания) в каждом семействе.
Типичная картина для любой изучаемой территории - семейственный спектр (рис. 1), имеющий вид гиперболы. Такое ранговое распределение является дискретным и отражает правило Виллиса, характерное для систематики [3], а так же демонстрирует «схожесть» с дискретным распределением Ципфа (закономерность распределения частоты встречаемости слов в достаточно большом тексте), с кривой Парето (в экономических исследованиях) и др. Все эти распределения относятся к классу «асим-
