Состояние водной среды на территории Арланского нефтяного месторождения Республики Башкортостан Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

раздел ГЕОГРАФИЯ, ЭКОЛОГИЯ и ЭКОНОМИКА

УДК 577

СОСТОЯНИЕ ВОДНОЙ СРЕДЫ НА ТЕРРИТОРИИ АРЛАНСКОГО НЕФТЯНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН

© Т. О. Ахметов1*, В. Д. Назаров2, В. С. Горячев3

1Федеральное государственное бюджетное учреждение по мониторингу водных объектов бассейнов рек Белой и Урала Россия, Республика Башкортостан, 450006 г. Уфа, ул. Ленина, 86.

Тел./факс: +7 (34 7) 273 90 9 7.

E-mail: [email protected] 2Уфимский государственный нефтяной технический университет Россия, Республика Башкортостан, 450080 г. Уфа, ул. Менделеева, 195.

Тел./факс: +7 (347) 228 22 П.

3Отдел водных ресурсов по Республике Башкортостан Камского БВУ Россия, Республика Башкортостан, 450006 г. Уфа, ул. Ленина, 86.

Тел./факс: +7 (347) 273 95 65.

Арланское нефтяное месторождение является крупнейшим и одним из старейших на территории Республики Башкортостан. Длительная разработка месторождения привела к негативному воздействию на водную среду района нефтедобычи, что особенно актуально выражается в загрязнении источников хозяйственно-питьевого водоснабжения местного населения. Проанализированы данные государственного мониторинга водных объектов, а также произведены расчеты кратности превышения ПДК по основным загрязнителям (хлориды, сульфаты, магний, железо, нефтепродукты) на основе результатов гидрохимического мониторинга ведомственной сети наблюдений ОАО АНК «Башнефть». Проведенный анализ подтверждает факт негативного влияния объектов нефтедобычи Арланского месторождения на поверхностные и подземные водные объекты, а также на донные отложения данной территории. Особенно наглядно это выражается в устойчивых трендах повышения кратности превышения ПДК по указанным загрязнителям, а по некоторым скважинам и колодцам степень загрязнения подземных вод уже ряд лет является опасной.

Ключевые слова: Арланское нефтяное месторождение; мониторинг водных объектов; источники хозяйственно-питьевого водоснабжения; кратность превышения ПДК; общий тренд повышения уровня загрязнения; приоритетные загрязнители подземных вод.

На территории Республики Башкортостан ся сетью наблюдательных постов ФГБУ «Башкир-

крупнейшим нефтяным месторождением является ское УГМС» и ФГУ по мониторингу водных объек-

Арланское. Месторождение было открыто в 1955 г., тов бассейнов рек Белой и Урала, а также внутри-

введено в разработку в 1958 г. Расположено на тер- ведомственной сетью мониторинга ОАО АНК

ритории Краснокамского и Дюртюлинского рай- «Башнефть».

онов Башкортостана и частично на территории Уд- ФГБУ «Башкирское УГМС» осуществляет мо-

муртии. Поскольку месторождение имеет серьезное ниторинг Нижнекамского водохранилища на

промышленное значение и разрабатывается на про- р.Кама только в створе с. Андреевка. На качество

тяжении длительного периода, данная деятельность воды в данном створе влияют загрязняющие веще-

не могла не наложить свой отпечаток на окружаю- ства, поступающие с водами р. Белая, а также со

щую природную среду, в том числе поверхностные стоками МУП «Управление жилищно-

и подземные воды. коммунального хозяйства» с. Куяново и неоргани-

Гидрографическая сеть исследуемой террито- зованными стоками с объектов нефтедобывающей

рии принадлежит к бассейну р. Камы, причем ощу- промышленности и сельского хозяйства. В 2012 г.

тимо влияние статичного подпора, распростра- значение удельного комбинаторного индекса за-

няющегося вверх по течению от Нижнекамского грязненности воды (УКИЗВ) возросло с 3.87 до

гидроузла. Это выражается в широком распростра- 4.00 и качество воды в створе водохранилища пе-

нении затопленных и заболоченных участков аква- решло из 3-го класса («очень загрязненная») в 4-ый

тории водных объектов, вызванных строительством с разрядом «а» («грязная»). Незначительно возрос

Нижнекамской ГЭС. В свою очередь, это приводит средний коэффициент комплексности загрязненно-

к уменьшению скоростей водного потока в зоне сти (Кк) до 35% за счет возрастания среднего уров-

подпора и менее интенсивному разбавлению за- ня загрязненности водохранилища соединениями

грязняющих веществ, попадающих с объектов неф- марганца с 6 до 7 ПДК, максимального с 9 до 22

тедобычи ОАО АНК «Башнефть» в аквальные ком- ПДК, повторяемости случаев выше ПДК с 78% до

плексы. 100% и выше 10 ПДК с 0% до 11%. Содержание

Состояние водной среды на территории Ар- нефтепродуктов возросло по среднегодовой кон-

ланского нефтяного месторождения контролирует- центрации с 2 до 6 ПДК, максимальной с 6 до 15

* автор, ответственный за переписку

ПДК, по-прежнему в 89% проб фиксировали нарушения нормативов. Вдвое до 2 ПДК возрос средний уровень содержания меди, повторяемость случаев превышения ПДК — до 60%. Стабилизировались средние уровни загрязненности органическими веществами по БПК5 и ХПК до 1 и 2 ПДК, превышения нормативов фиксировали в 39% и 83% проб соответственно [1].

ФГУ по мониторингу водных объектов бассейнов рек Белой и Урала (ФГУ МВО БУ) осуществляет наблюдения за состоянием Нижнекамского водохранилища по гидрохимическим показателям поверхностной воды и по степени загрязненности донными отложениями в 20 створах.

По результатам гидрохимических наблюдений производится расчет комплексных показателей степени загрязненности воды для каждого контролируемого створа. Качество воды определяется на основе удельного комбинаторного индекса загрязненности воды (УКИЗВ), рассчитанного по методическим указаниям «Метод комплексной оценки степени загрязненности поверхностных вод по гидрохимическим показателям» РД 52.24.643-2002.

Качество поверхностной воды Нижнекамского водохранилища соответствует 2 классу «слабо загрязненная» в створах: устье р. Миниште, устье р. Ашаеш, насосные станции № 1, № 2, № 3 и № 4 ФГУ ЭВОС, с. Актаныш, переправа Боярка, выше и ниже сброса сточных вод ООО «УЖКХ» г. Аги-дель. Во всех остальных створах качество поверхностной воды характеризуется как 3 «а» класс «загрязненная» [2].

Наблюдения за донными отложениями начаты в ФГУ МВО БУ в 2010 г. В донных отложениях определяются тяжелые металлы и нефтепродукты. Донные отложения, находясь в постоянном обмене с водной средой, являются своего рода индикаторами при оценке состояния водных объектов и контроля их загрязнения. Результаты мониторинга за состоянием донных отложений позволяют выявить антропогенные факторы, оказывающие наибольшее влияние на загрязнение водных объектов.

Максимальные концентрации марганца (898 мг/кг) зафиксированы в створе с. Актаныш, хрома (82 мг/кг) — в створе устье р. Миниште и никеля (81 мг/кг) — в створе насосная станция №1 д. Староян-зигитово, кобальта (7.8 мг/кг) — в створе насосная станция №2 д. Староянзигитово 10.10.2012 г. Минимальное содержание данных загрязняющих веществ: марганца — 121.47 мг/кг и хрома — 6.23 мг/кг отмечено в контрольном створе с. Саклово, никеля — 1.81 мг/кг — в пункте наблюдения: устье реки Березовка, кобальта — 0.94 мг/кг — в контрольном створе устье р. Буй 17.10.2012 г.

Содержание нефтепродуктов в донных отложениях в контрольных створах водохранилища в 4 квартале 2012 года менялось в интервале от 39.13 мг/кг в контрольном створе с. Саклово 17.10.2012 года до 301 мг/кг (с. Яромаска) 16.10.2012 года, что соответствует степени загрязненности донных отложений нефтепродуктами от «чистых» до «загрязненных» [2].

Также авторами проведены расчеты кратности превышения ПДК по основным загрязнителям на основе данных ведомственного мониторинга ОАО АНК «Башнефть» [3] за состоянием водной среды за 1994—2011 гг. по зоне деятельности Арланского нефтяного месторождения на территории Республики Башкортостан.

Хлориды. По хлоридам (ПДК = 350 мг/л) [4] выделен общий тренд повышения уровня загрязнения по следующим точкам наблюдения:

- р. Гнилой Танып: ок. д. Старый Буртюк — с 2.02 до 2.05 ПДК; ниже с. Новый Каинлык — с 1.04 до 1.33 ПДК;

- р.Исток (ок. с. Ангасяк) - с 0.48 до 0.80 ПДК;

- оз. Грязное (ок. с. Юсупово) - с 0.53 до 0.88 ПДК; оз. Буляк (ок. д. Старый Буртюк) - с 1.75 до 3.30 ПДК;

- водоем КНС-18 (между д. Киреметово и д. Н. Бура) - с 8.8 до 18.8 ПДК;

- р. Кунь (ниже моста на д. Уртаул) - с 0.69 до 0.91 ПДК;

- скв.-колодец №1501 Патраковского водозабора (левый берег р. Кама) - с 12.0 до 18.5 ПДК (наиболее опасный тренд для питьевого водоснабжения г. Нефтекамск и прилегающей территории);

- скв.-колодец №1503 д.Ташкиново (ок. р. Березовка) - с 3.4 до 9.0 ПДК; скв.-колодец №66 НСП «Шушнур» (ок. р. Березовка) - с 3.4 до 9.0 ПДК.

Высокие единичные значения превышения зарегистрированы по следующим точкам: скважина 1519 (до 33.66 ПДК), колодец 3556 (до 76.58 ПДК), скважина-колодец 1510 НСП «Шушнур» (до 99.79 ПДК), скважина-колодец 1512 в районе КНС-16 ЦДНиГ-5 (до 41.11 ПДК) [3].

Сульфаты. По сульфатам (ПДК = 500 мг/л) [4] выделен общий тренд повышения уровня загрязнения по следующим точкам наблюдения:

- р. Быстрый Танып: между д. Маняк и с. Чер-лак - с 0.46 до 0.75 ПДК; ок. д. Старый Буртюк - с 0.43 до 0.73 ПДК;

- скв.-колодец №1501 Патраковского водозабора (левый берег р. Кама) - с 7.4 до 9.7 ПДК (наиболее опасный тренд для питьевого водоснабжения

г. Нефтекамск и прилегающей территории).

Высокие единичные значения превышения зафиксированы по следующим точкам: колодец 1519 (до 13.90 ПДК), скважина-колодец №1503

д. Ташкиново (до 9.81 ПДК), скважина-колодец 1510 НСП «Шушнур» (до 7.23 ПДК) [3].

Магний. По магнию (ПДК = 50 мг/л) [4] выделен общий тренд повышения уровня загрязнения по следующим точкам наблюдения:

- р. М. Кельтей (ок. д. Графское) - с 0.52 до 0.92 ПДК; р. Кельтей (ок. д. Б. Кельтей) - с 0.54 до 0.80 ПДК;

- р. Тыхтем (ок. д. Новохазино) - с 0.69 до 0.72 ПДК;

- р. Гнилой Танып (ниже с. Новый Каинлык) -с 0.70 до 1.85 ПДК;

- р. Быстрый Танып (ок. д. Старый Буртюк) - с 0.75 до 1.30 ПДК;

- р. Белая (ок. с. Юсупово) - с 0.55 до 0.95 ПДК;

1090

ГЕОГРАФИЯ, ЭКОЛОГИЯ и ЭКОНОМИКА

- руч. Юраза (ок. д.Новая Бура) - с 0.50 до 1.20 ПДК;

- оз. Елань, КНС 33 (ок. с. Ангасяк) - с 0.38 до 0.92 ПДК; оз.Грязное (ок. с. Юсупово) - с 0.60 до 1.30 ПДК; оз. Буляк (ок. д. Старый Буртюк) - с 0.90 до 2.65 ПДК;

- р.Исток (ок. с. Ангасяк) - с 0.45 до 0.95 ПДК;

- водоем КНС-18 (между д. Киреметово и д. Новая Бура) - с 5.1 до 8.8 ПДК;

- родник в д. Редькино - с 0.78 до 1.80 ПДК;

- р.Кельтейка (ок. д. Янгузнарат) - с 0.44 до 0.87 ПДК;

- р.Кунь (ниже моста на д. Уртаул) - с 0.80 до 1.20 ПДК;

- колодец 3065 (ок. с. Юсупово) - с 0.30 до 2.35 ПДК;

- скв.-колодец №1501 Патраковского водозабора (левый берег р. Кама) - с 2.45 до 2.75 ПДК (наиболее опасный тренд для питьевого водоснабжения г.Нефтекамск и прилегающей территории).

Высокие единичные превышения зарегистрированы по следующим точкам: колодец 1519 (до 13.91 ПДК), скважина-колодец №1503 д. Ташкино-во (до 70.53 ПДК), скважина-колодец 1510 НСП «Шушнур» (до 60.80 ПДК), скважина-колодец 1512 в районе КНС-16 ЦДНиГ-5 (до 13.28 ПДК) [3].

Железо. По железу (ПДК = 0.3 мг/л) [4] выделен общий тренд повышения уровня загрязнения по следующим точкам:

• р. М. Кельтей (ок. д. Купербаш) - с 2.8 до 5.8 ПДК; р. Кельтей: ок. д. Графское - с 8.0 до 8.8 ПДК; ок. д. Купербаш - с 3.9 до 5.5 ПДК;

• р. Тыхтем (ок. д. Новохазино) - с 9.0 до 9.1 ПДК;

• р. Гнилой Танып (ок. д. Старый Буртюк) - с 3.4 до 4.0 ПДК; р. Быстрый Танып (между д. Маняк и с. Черлак) - с 2.0 до 8.0 ПДК;

• р.Белая (ок. с. Юсупово) - с 3.8 до 4.8 ПДК;

• руч.Юраза (ок. д. Новая Бура) - с 2.5 до 20.0 ПДК; р.Ашаеш (ок. д. Янгузнарат) - с 0.80 до 1.85 ПДК;

• оз.Елань, КНС 33 (ок. с. Ангасяк) - с 1.5 до 6.0 ПДК; оз.Сакат (ок с. Ангасяк) - с 4.2 до 5.0 ПДК; оз.Грязное (ок. с. Юсупово) - с 1.9 до 4.5 ПДК;

• р.Исток (ок. с. Ангасяк) - с 2.0 до 12.5 ПДК;

• водоем КНС-18 (ок. д. Киреметово) - с 21.0 до 65.0 ПДК;

• р. Кама: выше с.Николо-Березовка - с 6.4 до 7.2 ПДК; выше Патраковского водозабора - с 3.6 до 3.8 ПДК;

• р. Березовка: ниже с. Кариево - с 7.5 до 11.7 ПДК; ок. с.Николо-Березовка - с 3.8 до 6.6 ПДК; руч.Полуденка (ок. д. Староуразаево) - с 4.4 до 9.3 ПДК;

• р. Полойд (близ с. Саклово) - с 2.5 до 8.5 ПДК и близ моста - с 3.0 до 12.9 ПДК; р. Кунь (ниже моста на д. Уртаул) - с 4.7 до 8.7 ПДК; руч. Ку-терем (ок. с. Кутерем) - с 1.0 до 72.0 ПДК.

• р. Вакшенер (ниже моста, ок. д. Енактаево) -с 6.0 до 10.0 ПДК; руч. Камышловка (выше моста, ок. д. Енактаево) - с 3.4 до 7.3 ПДК;

• р. Амзя (выше моста, ок. д. Раздолье) - с 10.0 до 13.4 ПДК;

• руч. Оло-Асау (Кечасу, ок. д. Нижний Янзи-гит) - с 2.0 до 20.8 ПДК; руч.Черный (ок. д. Новая Татья) - с 9.8 до 17.0 ПДК.

Высокие единичные значения превышения: родник в д. Редькино (до 23.73 ПДК), оз. Елань-Грязное (до 29.0 ПДК), оз. Буляк (до 430 ПДК), 2 родника в с. Куяново (до 22.6 и 50.53 ПДК соответственно), колодец 17013 д. Барьязибаш (до 57.4 ПДК), колодцы 4532 и 4238 д. Редькино (до 28.87 и 157.77 ПДК соответственно), колодцы 43 и 17054 с.Куяново (до 77.33 и 22.10 ПДК соответственно), колодец 3029 д. Новохазино (до 110.5 ПДК) и еще целый ряд скважин и колодцев с превышением более 100 ПДК (в т.ч. по некоторым скважинам Пат-раковского водозабора). Максимальное превышение - колодец 3063 (656.6 ПДК 04.06.2010г.) [3].

Нефтепродукты. По нефтепродуктам (ПДК = 0.1 мг/л) [4] наиболее значимы тренды повышения уровня загрязнения по следующим точкам наблюдения:

• скважины-колодцы Патраковского водозабора: №1002 - с 1.8 до 7.8 ПДК; №1501 - с 1.9 до 3.0 ПДК; №1111- с 1.6 до 4.5 ПДК; №1112 - с 1.7 до

3.4 ПДК; № 1113 - с 1.5 до 5.0 ПДК.

• скважины-колодцы с. Николо-Березовка: №1А - с 2.2 до 5.3 ПДК; №1001 - с 1.9 до 2.35 ПДК.

Также тренд повышения уровня загрязнения зафиксирован по следующим точкам наблюдения за состоянием подземной воды: колодец 4532 (с 2.4 до 5.4 ПДК), колодец 1517 (с 1.6 до 3.7 ПДК), колодец 1519 (с 1.2 до 6.6 ПДК), скважина-колодец 1004 д. Марьино (с 1.0 до 4.4 ПДК), скважина-колодец 1502 с. Саклово (с 0.2 до 5.8 ПДК), скважина-колодец 1505 НСП «Ашит» (с 3.0 до 27.0 ПДК), скважина-колодец 816 с. Саклово (с 6.0 до 20.2 ПДК), скважина-колодец 1511 д. Минаевка (с 2.0 до 14.5 ПДК), скважина-колодец 1007 д. Марьино (с

2.5 до 4.4 ПДК), скважина-колодец 1508 д. Чабаев-ка (с 2.5 до 13.0 ПДК), скважина-колодец 1114 ДНС «Саузбашево» (с 11.1 до 13.0 ПДК) и др.

Единичные значения кратности превышения зарегистрированы по следующим поверхностным водным объектам: р. М. Кельтей (до 1.4 ПДК), р. Тыхтем (до 1.76 ПДК), р.Белая (до 1.39 ПДк), р. Кунь (до 60 ПДК), руч. Оло-Асау (Кечасу, ок. д. Новый Янзигит, до 1.5 ПДК). Максимальные единичные значения кратности превышения: колодец 4532 (до 7.56 ПДК), колодец 3063 (до 6.90 ПДК), колодец 1010 (до 9.33 ПДК), скважина-колодец 1504 д. Староуразаево (до 12.11 ПДК), скважина-колодец 8А Патраковского водозабора (до 2.5 ПДК), скважина-колодец 116 д. Ашит (до 25.3 ПДК), скважина-колодец 1507 с. Кариево (до 42.75 ПДК) [3].

Поверхностные водоисточники наиболее обильны, вода в них слабо минерализована. Однако эти источники загрязняются легче, чем подземные. Качество же грунтовых вод определяется санитарным состоянием вышележащего фильтрующего слоя почвы и гидрологической связью с поверхно-

стными водами. В период половодья, когда уровень воды в реках значительно поднимается, увеличивается вероятность ухудшения качества воды на водозаборах за счет попадания веществ с поверхностным стоком. Для более детального мониторинга водной среды необходимо увеличить количество постов и более равномерно распределить их, увеличить частоту отбора проб и перечень определяемых параметров. Это позволит не только констатировать изменение характеристик водных систем, но и оперативно выявлять и устранять источники поступления загрязнений [5].

По расчетам специалистов АНК «Башнефть, еще несколько десятилетий можно будет рентабельно эксплуатировать Арланское месторождение, соответственно, проблема загрязнения водной среды остается нерешенной и по-прежнему актуальной. Для более детального изучения и дальнейшего решения проблемы необходимо проведение опытов по фильтрованию воды с перечисленными загрязнителями и поиск технологической схемы по восстановлению водной среды в зоне деятельности Арланского месторождения.

Выводы

Анализ мониторинга водной среды на северо-западе Республики Башкортостан подтверждает факт негативного влияния объектов нефтедобычи Арланского месторождения на поверхностные и подземные водные объекты, а также на донные отложения данной территории. Особенно наглядно это выражается в устойчивых трендах повышения кратности превышения ПДК по указанным загрязнителям. Так, согласно СП 2.1.5.1059-01 [6] наиболее характерными и приоритетными загрязнителями подземных вод в зонах влияния нефтяных месторождений являются нефтепродукты, хлориды, фенолы, СПАВ, ртуть, марганец, железо. Из вышеприведенного перечня загрязнителей это упомянутые превышения по хлоридам, железу и нефтепродуктам. При этом по гигиенической классификации подземных вод по степени выраженности влияния техногенного фактора [6] имеет место факт ста-

бильного превышения фоновых показателей при их максимальных уровнях более ПДК, т.е. по некоторым скважинам и колодцам степень загрязнения подземных вод уже ряд лет является опасной.

Наиболее опасным представляется загрязнение водной среды в окрестностях Патраковского водозабора на левом берегу р.Кама, являющегося источником питьевого водоснабжения г. Нефтекамск и окрестных сел и деревень. Например, по хлоридам это устойчивый тренд увеличения кратности превышения ПДК вплоть до 18.5 ПДК, по железу - до 3.8 ПДК, по нефтепродуктам - до 7.8 ПДК. Также важно отметить и устойчивый тренд увеличения кратности превышения ПДК в районе скважин водозабора по магнию - до 2.75 ПДК и по сульфатам - до 9.7 ПДК. Кроме того, характерными являются как приведенные ранее тренды увеличения кратности превышения ПДК, так и единичные, но очень высокие факты загрязнения водной среды по всей зоне нефтедобычи Арланского месторождения.

ЛИТЕРАТУРА

1. Государственный доклад «О состоянии и использовании водных ресурсов Республики Башкортостан в 2012 году», с. 29-30, 38-40.

2. Информационный бюллетень о состоянии водных объектов, дна, берегов водных объектов, их морфометрических особенностей, водоохранных зон водных объектов, количественных и качественных показателей состояния водных ресурсов, состоянии водохозяйственных систем, в т.ч. ГТС по Камскому бассейновому округу, относящемуся к зоне деятельности Отдела водных ресурсов по РБ Камского БВУ за 2012 год, с. 8-9, 12-16.

3. Результаты гидрохимического анализа по зоне деятельности НГДУ «Арланнефть» и НГДУ «Южарланнефть» ООО «Башнефть-Добыча».

4. ГН 2.1.5.1315-03 Гигиенические нормативы «Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования».

5. Ахметов Т. О. Мониторинг источников водоснабжения // Межведомственный сборник материалов, посвященных Всемирному дню водных ресурсов. Уфа: Информреклама, 2012. С. 22-26.

6. СП 2.1.5.1059-01 Гигиенические требования к охране подземных вод от загрязнения.

Поступила в редакцию 28.04.2013 г. После доработки - 02.12.2013 г.