CC BY
28
- © H.A. Антропова, 2014
УДК 622.692.4:622.331(571.16)
Н.А. Антропова
РЕСУРСЫ ТОРФЯНЫХ СОРБЕНТОВ ТОМСКОЙ ОБЛАСТИ ДЛЯ ЛИКВИДАЦИИ НЕФТЯНЫХ РАЗЛИВОВ ПРИ ТРУБОПРОВОДНОМ ТРАНСПОРТЕ НЕФТИ
Для ликвидации разливов нефти необходимо использовать торфяные сорбенты, произведенные из местного сырья, для этого на территории Томской области выделены перспективные сырьевые базы двух месторождений торфа. Ключевые слова: трубопроводный транспорт, аварии, ликвидация разливов, торфяные сорбенты, слаборазложившиеся торфа, верховые торфяные месторождения, перспективные сырьевые базы.
В настоящее время самым распространенным и надежным способом транспорта нефти и нефтепродуктов является трубопроводный транспорт. Каждый год реализуется большая программа по строительству нефтепроводов, например, трубопроводная система «Восточная Сибирь - Тихий океан» соединила нефтяные месторождения Западной и Восточной Сибири с нефтеналивным портом на берегу Тихого океана и нефтеперерабатывающим заводом под Находкой. Общая протяженность трубопровода - 4740 км, большая часть проходит по территории с неблагоприятными природно-климатическими условиями.
В целом, сеть магистральных трубопроводов покрывает 35% территории России, на которой проживает 60% населения страны [1]. Однако риски экологических катаклизмов кратно возрастают на магистралях, проложенных в 60-80-е гг. прошлого столетия, чему есть ряд причин. Именно тогда была построена нефтяная магистраль Александровское-Ан-жеро-Судженск длиной 818 км, пересекшая Томскую область с северо-запада на юго-восток.
Для ликвидации нефтяных разливов во время аварий на нефтепрово-
дах существует система технических средств и технологий, применение которых способствует соблюдению указа Президента РФ от 01.04.1996 года об утверждении концепции перехода к устойчивому развитию, исключающей процессы разрушения и деградации живой природы. Одна из таких технологий основана на сборе нефти с помощью сорбентов. Сорбенты препятствуют миграции нефти и нефтепродуктов в окружающей среде, впитывая их в больших количествах. Нефтяные сорбенты изготавливают из различных материалов, как органических (торф, солома, опилки, отходы производства льна и хлопка и т.д.), так и на основе минерального сырья и синтезированных материалов.
Основная проблема при использовании сорбентов - их утилизация. Более экологически оправданным является использование сорбентов первой группы, так как сорбенты, изготовленные из природных материалов, возможно компостировать до полного разложения нефти либо сжигать до зольного остатка. Сорбенты второй группы утилизируют только сжиганием, при этом процесс идет с выделением ядовитых веществ и с получением остатков, которые в свою очередь необходимо утилизировать.
Использовать сорбенты для сбора нефти и нефтепродуктов в России стали относительно недавно, однако в настоящее время их производят уже более 300 организаций. Поскольку на территории России сосредоточено более трети мировых запасов торфа, то наиболее распространенным сырьем для приготовления сорбентов можно назвать торф.
Общеизвестно, что большой поглотительной способностью отличаются торфа с низкой степенью разложения. Поэтому в качестве сырья для приготовления сорбентов используют верховые сфагновые слаборазложив-шиеся торфа, как обладающие большой нефтеемкостью по торфу. В Томской области нефтяные сорбенты не производят.
Интенсивное строительство транспортных систем в Западной и Восточной Сибири создает благоприятные предпосылки для производства нефтяных сорбентов из малоразложив-шихся торфов Томской области. Для Томской области, как и для всей Западно-Сибирской равнины, характерно развитие верховых торфов малой степени разложения - более 80% всех запасов слаборазложившихся торфов России сосредоточено в Западной
Сибири [2] (табл. 1). Томская область названа в числе областей с особой концентрацией ресурсов этого сырья [3, 4].
По последним данным [5], всего в Томской области, расположенной в юго-восточной части Западно-Сибирской низменности, выявлено 1444 торфяных месторождения общей площадью 7988,2 тыс. га с запасами и ресурсами торфа 30 881,4 млн т (40%-ной влажности). По запасам и ресурсам торфа Томская область уступает только Тюменской [6]. Затор-фованность области самая высокая на территории Западно-Сибирской равнины и составляет 25,4%.
Вся Западная Сибирь и Томская область в том числе относятся к району слабоизученных запасов торфа. Причина этому - невысокая интенсивность использования торфяных ресурсов. Только около 11% от учтенных месторождений разведаны детально (отнесены к резервным), предварительно и поисково-оценены (отнесены к перспективным для последующих стадий разведки) (табл. 2) [5, 7]. Доля разведанных запасов торфа составляет всего 2,4% от их общих ресурсов. Площадь же месторождений с прогнозными ресурсами - 6 472 332 га
Количество торфяных месторождений Плошаль в границах промышленной залежи, тыс. га Запасы торфа, млн т
обшие в т.ч. малой степени разложения
Зона малых торфяных месторождений
132 145,7 900,9 5,6
Зона крупных разнотипных торфяных месторождений
534 6477,9 22 761,2 6600,7
Зона крупных торфяных месторождений преимущественно верхового типа
340 1254,6 4304,0 1764,6
ИТОГО по Томской области
1006 7878,2 27 966,1 8370,9
Таблица 1
Характеристика запасов и ресурсов торфа Томской области
Таблица 2
Характеристика запасов и ресурсов торфа, перспективных на переработку
Категории запасов Торфяные месторождения Плошадь Запасы
Количество % тыс. га % тыс. т %
А+В 74 5,1 177 189 2,2 727 698 2,4
с1+с2 82 5,7 1 303 391 16,3 4 629 224 15,0
а+в+с:+с2 156 10,8 1 480 580 18,5 5 480 783 17,4
Всего 1444 100 7 988 209 100 30 881 412 100
(81,0%), ресурсы - 25 379 800 тыс. т (82,2%).
Вместе с тем, из всего ЗападноСибирского экономического района торфяные ресурсы Томской области изучены наиболее детально. Здесь по промышленным категориям разведано 476 млн т запасов торфа [8].
Для получения сорбентов из верхового слаборазложившегося торфа на территории Верхнекетского района в Томской области было выделено два перспективных торфяных месторождения - «Центральное» и «Полу-деновское». Эти торфяные месторождения разведаны детально и предварительно, находятся в центральной части Томской области, в зоне распространения крупных разнотипных торфяных месторождений (табл. 1). Природно-климатические условия достаточно благоприятны как для разработки торфяных месторождений, так и для производства сорбентов, а имеющаяся инфраструктура позволяет организовать производство. Оценка ресурсов проведена по материалам геологической разведки. Ресурсы верховых слаборазложившихся торфов были уточнены и подсчитаны с помощью «Автоматизированной системы оценки торфяного сырья для производства конкретных видов тор-фопродукции» («АСО»), разработанной нами [9, 10].
Торфяное месторождение «Полу-деновское» [5] расположено в 0,2 км на юго-восток от железнодорожной
станции Белый Яр Кемеровской железной дороги на третьей надпойменной террасе р. Кети, которая протекает вдоль северо-западной границы торфяного месторождения на расстоянии 1-5 км. Месторождение разведано детально и предварительно в 1990 г. Железнодорожная ветка Белый Яр-Асино-Томск пересекает месторождение в западной части, далее огибает его с юго-западной стороны вдоль р. Суйги. Имеется также ряд грунтовых дорог, по которым возможен подъезд к торфяному месторождению в зимнее время.
Торфяное месторождение имеет неправильную овальную форму, извилистую нулевую границу, осложненную многочисленными внешними и внутренними суходолами. Оно вытянуто с востока на запад вдоль р. Кети на 30,8 км и состоит из двух участков в нулевой границе. Ширина месторождения в центральной части достигает 12 км.
Площадь торфяного месторождения в нулевой границе равна 19 503 га, в границе промышленной глубины залежи - 12 487 га. Общий объем торфа-сырца составляет 308 875 тыс. м3 при средней глубине залежи - 2,48 м. Общие запасы торфа равны 41 485 тыс. т. Средние показатели общетехнических свойств торфа: степень разложения - 20%, зольность - 5,0%, влажность - 91,2%, пнистость - 0,3%.
На торфяном месторождении выделены участки торфяной залежи
Таблица 3
Характеристика перспективных торфяных месторождений Томской области для производства торфяных сорбентов
Торфяное месторождение Объем Запасы R min-max (ср) A min-max (ср) pH min-max (ср) W min-max (ср)
тыс. м3 % тыс. т %
«Полуденовское» участок № 1 21 265 15 1815 8 2-10 (7) 0,7-5 (2,0) 2,1-3,2 (2,2) 78-97 (93,1)
«Полуденовское» участок № 2 79 677 56 6496 43 2-10 (6) 0,6-5 (1,8) 2,2-2,8 (2,2) 86-99 (93,7)
«Центральное» участок № 1 10 054 10 842 5 2-10 (7) 0,9-4,4 (2,1) 2,5-3,6 (2,5) 88-97 (93,8)
«Центральное» участок № 2 70 937 53 5920 38 3-10 (8) 0,5-5 (1,8) 2,6-3,6 (2,6) 87-98 (94,1)
верхового, переходного, смешанного и низинного типов. На большей части месторождения распространена растительность олиготрофного типа.
Торфяная залежь представлена 17-ю видами, среди которых преобладают фускум (36%), магелланикум (12%), комплексная верховая (10%). В строении торфяной залежи принимают участие 41 вид торфа. Ведущая роль принадлежит верховым (53%) видам торфа, среди которых преобладают фускум-торф (33%) и магелланикум-торф (8%).
Преобладают торфяные залежи верхового и низинного типов, занимающие центральную часть месторождения. Площадь участков торфяной залежи верхового типа равна 6284 га или 50% от разведанной. Общие запасы торфа составляют 18 728 тыс. т. Средние качественные показатели: степень разложения - 13%, зольность - 3%, влажность - 92,3%.
По данным геологической разведки, большая часть торфа малой степени разложения с зольностью до 10% выявлена с поверхности на площади 7397 га. Его объем составляет 152 796 тыс. м3 при средней глубине 2,07 м, запасы равны 13 841 тыс. т. Запасы торфа малой степени разложения, выявленного в слоях, составляют 291 тыс. т.
Запасы малоразложившегося торфа, пригодного для производства сорбентов были пересчитаны с помощью ACO отдельно для каждого из участков торфяной залежи в нулевой границе. В результате установлено, что на участке № 1, где запасы составили 1,8 млн т, нужное сырье залегает только вдоль северо-западной, северной и северо-восточной границ месторождения. На участке № 2 сырье залегает с поверхности практически по всей площади. Мощность пласта -от 0,25 до 4,5 м. Объемы, запасы, а также средние показатели свойств торфа приведены в табл. 3.
Торфяное месторождение «Центральное» [5], расположенное в 10,1 км к юго-западу от р. ц. п. Белый Яр Верхнекетского района, детально разведано в 1988 г. Месторождение залегает на левобережной третьей надпойменной террасе р. Кети, подстилается песками, супесями, суглинками, имеет неправильную форму, вытянутую с запада на северо-восток на 22,6 км. Ширина колеблется от 2,3 до 9,0 км. Нулевая граница извилистая, внешние суходолы вклиниваются в торфяную залежь на расстояние до 3,5 км. Торфяное месторождение состоит из одного участка в нулевой границе и 4-х участков в
границе промышленной глубины залежи.
Площадь торфяного месторождения в нулевой границе равна 12 850 га, в границе промышленной глубины залежи - 8903 га. Общий объем торфа-сырца составляет 235 935 тыс. м3 при средней глубине залежи - 2,65 м. Общие запасы торфа равны 32 555 тыс. т. Средние показатели общетехнических свойств торфа: степень разложения - 21%, зольность - 4,0%, влажность - 91,4%, пнистость - 0,8%.
Торфяная залежь сложена 16-ю видами, среди которых преобладает фускум залежь (41%). В сложении торфяных залежей принимают участие 45 видов торфа, из них на верховые виды приходится 58%, из них доля сфагновых составляет 38%.
Согласно материалам разведки, запасы торфа в целом по верховой залежи составляют 13630 тыс. т (степень разложения - 14%, зольность -3%). Верховой торф малой степени разложения с зольностью до 10% выявлен на всей площади месторождения и представлен категориями сырья В-0-1, В-1-(1-2) и П-1-(1-2). Его запасы равны 9268 тыс. т, что
составляет 28,5% от общих запасов торфа на месторождении, объем -104 284 тыс. м3 при средней глубине 1,89 м. Наиболее распространено торфяное сырье категорий В-0-1 и В-1-(1-2). На участках с торфяной залежью верхового типа торф малой степени разложения слагает торфяную залежь на всю глубину.
Уточнение запасов малоразложив-шегося торфа с помощью «АСО» позволило установить, что нужное сырье образует три контура в западной части участка № 1. Залегает с поверхности до глубины 2,5 м. На участке № 2 сырье залегает с поверхности практически по всей площади, за исключением северо-восточной части участка. Мощность пласта - от 0,25 до 5 м, преимущественно до 3,5 м. Объемы, запасы, а также средние показатели общетехнических свойств торфа приведены в табл. 3.
Таким образом, на территории Томской области выделено два перспективных торфяных месторождения с суммарными запасами около 15 млн т слаборазложившегося торфа 40% влажности для производства торфяных сорбентов для сбора аварийно разлитой нефти.
1. Дума В.М. Как не вылететь в трубу // Трубопроводный транспорт нефти. -2006. - № 9. - С. 5-9.
2. Торфяные месторождения Томской области / Под ред. Я. Н. Задунайского, И. И. Казакова, В. Л. Маркова и др. - М.: Геол-торфразведка, 1971. - 360 с.
3. Торфяные ресурсы мира: Справочник / Под ред. А.С. Оленина. - М.: Недра, 1988. - 383 с.
4. Торфяные ресурсы СССР / Под ред. В.Л. Маркова, А.С. Оленина, В.Ф. Черепов-ского. - М.: Торфгеология, 1982. - 352 с.
5. Торфяные месторождения Томской области. - Новосибирск: СНИИГГиМС, 1997. - 406 с.
- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
6. Логинов Н.Е., Хорошев П.И. Торфяные ресурсы Западно-Сибирской равнины. -Л.: Геолторфразведка, 1972. - 197 с.
7. Антропова Н.А. Битуминозные торфа Томской области: геология, генезис, ресурсы и перспективы их использования: Автореферат ... дис. канд. геол.-минер. наук. - Томск: ТПУ, 2004. - 21 с.
8. Болотные системы Западной Сибири и их природоохранное значение / О.Л. Лисс, Л.И. Абрамова, Н.А. Аветов и др. Под ред. В.Б. Куваева. - Тула: Гриф и К0, 2001. -584 с.
9. Прейс Ю.И., Буркатовский Б.А., Антропова Н.А. Автоматизированная информационно-поисково-оценочная система по
торфяным ресурсам Томской области // Торф в сельском хозяйстве: Сб. науч. тр. -Томск, 2002. - Вып. 4. - С. 11-18.
10. Прейс Ю.И., Буркатовский Б.А., Антропова Н.А. Автоматизированная информационно-поисково-оценочная система
КОРОТКО ОБ АВТОРЕ
по торфяным ресурсам // Материалы региональной конференции геологов Сибири, Дальнего Востока и Северо-Востока России. - Томск: Гала Пресс, 2000. - Т. 2. -С. 420-425. [¡233
Антропова H.A. - кандидат геолого-минералогических наук, e-mail: antropovana@rambler.ru, Национальный исследовательский томский политехнический университет, Институт природнык ресурсов.
UDC 622.692.4:622.331(571.16)
PEAT RESOURCES SORBENTS TOMSK REGION FOR THE OIL SPILL AT CRUDE OIL PIPELINE
Antropova N.A., Candidate of Geological and Mineralogical Sciences, e-mail: antropovana@rambler.ru, National Research Tomsk Polytechnic University, Institute of Natural Resources.
OSR is necessary to use peat sorbents made from local raw materials. To do this, in the Tomsk region highlighted promising raw material bases of two peat deposits.
Keywords: pipeline, accident, spill response, peat sorbents, weakly decomposed peat, upland peat deposits, promising raw material bases.
REFERENCES
1. Duma V.M. Truboprovodnyj transport nefti, 2006, no 9, pp. 5-9.
2. Zadunajskij Ja.N., Kazakov I.I., Markov V.D. Torfjanye mestorozhdenija Tomskoj oblasti (Peat moor Tomsk Oblast), Moscow: Geoltorfrazvedka, 1971, 360 p.
3. Olenin A.S. Torfjanye resursy mira: Spravochnik (Peat resources of the world: Directory), Mockow: Nedra, 1988, 383 p.
4. Markov V.D., Olenin A.S., Cherepovskij V.F. Torfjanye resursy SSSR (Peat resources USSR), Moscow: Torfgeologija, 1982, 352 p.
5. Torfjanye mestorozhdenija Tomskoj oblasti (Peat moor Tomsk Oblast), Novosibirsk, SNIIGGiMS, 1997, 406 p.
6. Loginov N.E., Horoshev P.I. Torfjanye resursy Zapadno-Sibirskoj ravniny (Peat resources West Siberian Plain), Leningrad, Geoltorfrazvedka, 1972, 197 p.
7. Antropova N.A. Bituminoznye torfa Tomskoj oblasti: geologija, genezis, resursy i perspektivy ih ispol'zovanija (Bituminous peat Tomsk region: geology, genesis, resources and prospects of their use), Candidate's thesis, Tomsk, TPU, 2004, 21 p.
8.Liss O.L., Abramova L.I., Avetov N.A.Bolotnye sistemy Zapadnoj Sibiri i ih prirodoohrannoe znachenie (Marsh system West Siberian Plain and their conservation value), Tula, Grif i K0, 2001, 584 p.
9. Prejs Ju.I., Burkatovskij B.A., Antropova N.A. Torf v sel'skom hozjajstve, Sbornik nauchnyh trudov (Peat in agriculture, Collection of Proceedings), Tomsk, 2002, issue 4, pp. 11-18.
10. Prejs Ju.I., Burkatovskij B.A., Antropova N.A. Materialy regional'noj konferencii geologov Sibiri, Dal'nego Vostoka i Severo-Vostoka Rossii (Proceedings of the Regional Conference of Geologists of Siberia, the Far East and North-East of Russia), Tomsk, Gala Press, 2000. vol. 2, pp. 420-425.
A
