Принципы оценки степени загрязнения геологической среды на осваиваемых нефтяных и газовых месторождениях
П роблема освоения нефтегазовых месторождений западно-арктического шельфа из теоретической в настоящее время все больше превращается в практическую. В самое ближайшее время первым из таких месторождений, вовлеченных в сферу практической добычи нефтегазового конденсата, будет месторождение Приразломное.
Многочисленные экологические исследования в Печорском море, предпринятые как организациями МПР и РосГидромета, так и академическими организациями, и в первую очередь ММБИ, свидетельствуют о том, что природная среда в этих районах практически ненарушена в результате проведенных геологоразведочных работ, которые к тому же завершились более чем 10 лет назад.
В тоже время географическое и геологическое положение новых нефтегазовых месторождений на западноарктическом шельфе является весьма сложным с точки минимальных нарушений природной среды, не говоря уже о том, что, вообще, арктическая среда является весьма восприимчивой к различным проявлениям антропогенеза.
К таким осложняющим факторам относятся суровые климатические условия, в том числе многомесячный ледовый покров и наличие айсбергов в летнее время, что является уникальным с точки зрения мировой нефтегазовой отрасли.
Геологическая структура в районе большинства месторождений характеризуется наличием большого количества тектонических нарушений, которые играют двоякую роль.
С одной стороны они свидетельствуют о продолжающихся вплоть до настоящего времени современных геодинамических процессах, с другой стороны нарушают сплошность покрывающего осадочного покрова, приводя как к инфильтрации природных нефтеуглеводородов, так и создавая возможность прорыва их в процессе эксплуатации скважин.
Говоря о современной геодинамике зон с нефтегазовыми проявлениями, мы имеем в виду, прежде всего, новейшие тектонические движения, которые проявляются в виде землетрясений, а также вертикальных малоградиентных подвижках по зонам тектонических напряжений.
Эти процессы могут оказаться свое разрушительное влияние на устойчивость и целостность буровых платформ, подводных нефте-газопроводов, также других инженерных сооружений, важнейшими из которых являются транспортные терминалы с мощными хранилищами разнообразных, в том числе опасных для окружающей среды, грузов и развитой системой различных магистралей.
В свете высказанных, достаточно известных, соображений, принципиально важным является организация действенной службы контроля по охране окружающей среды на новых нефтегазовых месторождениях, задачей которой является не только предотвращение самих кризисных ситуаций, но и прогнозирование последствий этих ситуаций, негативное воздействие которых далеко не ограничивается пределами лицензионных участков, а проявляется гораздо шире и наносит вред, прежде всего приЛежащим литоралям, а также, в соответствии с законами природной седиментации, зонам активной аккумуляции глинистых осадков. При этом следует иметь в виду, что сами нефтеуглеводороды, являясь активными сорбентами, могут приводить к появлению концентраций различных токсикантов, которые не связаны непосредственно с процессами эксплуатации скважин, а радиус распространения загрязнения может достигать многих десятков километров. Поэтому на начальной стадии хозяйственного освоения месторождений нефти и газа крайне важно определить сами принципы оценки негативного воздействия их на природную, в том числе геологическую, среду, к числу которых относятся: сети наблюдений и их принадлежность, номенклатура наблюдений, их точность и периодичность. Эти вопросы мы и хотим рассмотреть в данном докладе, опираясь как на опыт проведения федерального мониторинга в Баренцевом море, начиная с 1999 года, так и материалы других российских и норвежских исследователей, имеющих практический опыт в этой сфере.
В настоящее время можно считать решенным вопрос, что наиболее действенной формой организации систематических наблюдений за состоянием природной среды в зонах хозяйственного освоения шельфа является мониторинг.
Не вдаваясь в термино-логическую суть этого определения, укажем, что он подразумевает проведение периодических наблюдений и измерений различных параметров природной среды по строго определенной методике с выбором детерминированных параметров.
Последнее важно, так как никакой вид наблюдений за природной средой в настоящее время не может охватить всего набора природных и антропогенных факторов, сопутствующих определенному виду хозяйственной деятельности и выбор измеряемых параметров должен диктоваться их значимостью для состояния природной среды и возможностью использования их в качестве индикаторов загрязнения или нарушения ее состояния.
Лицензионными соглашениями в соответствии с законодательством предусмотрено, что природопользователь проводит в пределах выделенного ему лицензионного участка самостоятельный комплекс экологических наблюдений, результаты которого далее передаются в федеральный центр.
При эксплуатации нефтегазовых месторождений к факторам риска геологоразведочных работ (нарушение покрова донных осадков и сообществ бентосных организмов при внедрении буровых снарядов в морское дно; повышение мутности вод в окрестностях буровых платформ из-за воздействия нетоксичных буровых растворов; попадание в воду нефтеуглеводородов как при эксплуатации платформ, так и при аварийных выбросах нефти при вскрытии продуктивных залежей) добавляются: акустический эффект постоянно действующих буровых платформ, химическое загрязнение водной толщи и донных осадков, взмучивание осадков при движении судов, изменение рельефа и типа донных осадков при гидротехническом строительстве [***]. Последние факторы проявляются сугубо в пределах контура добычи полезного ископаемого и, поэтому их целесообразно, включать только в состав мониторинга, проводимого недропользователями. Появление же в воде углеводородов приводит к химическому загрязнению не только водной массы, но и донных осадков, причем контур этого загрязнения, как мы уже указывали выше, отнюдь не ограничивается пределами лицензионного участка. Кроме того, химическое загрязнение может непосредственно сказываться на состоянии биотических факторов, прежде всего бентоса, а через него и рыб, ареал изменений которого может охватывать обширные акватории, учитывая миграционные возможности биологических объектов. Вследствие этого, химическое загрязнение должно определяться не только недропользователем (что практически невозможно в пределах всей нефтегазовой провинции), но и федеральной службой мониторинга, которая к тому же должна нести контрольные функции по отношению к данным, представляемым недропользователем. Таким образом, в базах данных федеральных служб мониторинга, которые ведут подразделения Росгидромета и МПР РФ (мониторинг состояния недр), ежегодно должны собираться сведения как непосредственно по лицензионным участкам, так и по территории всей нефтегазовой провинции, включая потенциально опасные зоны транспортировки нефтепродуктов. При этом в зону ответственности федеральных служб попадают не только конкретные источники нарушения природной среды, но и не менее опасные зоны возможного накопления поллютантов, совпадающие с природными седиментационными зонами интенсивного накопления глинистых осадков, в которых происходит интеграция как поллютантов от нефтегазовых месторождений, так и от других антропогенных источников. При этом все эти данные должны концентрироваться в информационно-аналитических базах федерального уровня, что кроме всего прочего, должно обеспечить доступность их для различных пользователей, что не происходит, даже на примере геологических данных, с информационными базами недропользователей из-за различного трактования термина «коммерческая тайна». Только в этом случае появляется реальная база для объективной оценки состояния природной среды и ее динамики под конкретным воздействием нефтегазовых объектов. Понятно, что все сказанное – дело будущего, но они уже сегодня должны воплощаться в деятельности заинтересованных органов, ведущим из которых является по статусу Министерство природных ресурсов РФ.
При определении номенклатуры наблюдений и измерений важно четко разделить две проблемы, одна из которых связана с собственно загрязнением природной среды и охватывает как водную толщу, так и самые поверхностные слои донных осадков, включая одну из важнейших природных геохимических барьерных зон – «дновода», а вторая – это современные геодинамические процессы, устойчивость инженерных сооружений под их влиянием и прогноз развития неблагоприятных или опасных для производственной деятельности явлений. Эти вопросы целиком входят в компетенцию геологической службы МПР РФ, а реализация этой составной части мониторинга состояния недр шельфа находится в зачаточной стадии, как в методическом, так и приборном отношении.
При определении экзогенного загрязнения в рамках мониторинга состояния недр в стандартном комплексе наблюдений должны присутствовать следующие виды определений:
- экспресс-аналитические измерения на борту судна: придонные и иловые воды – Eh, pH, электропроводность, мутность (только для придонных вод); донные отложения – Eh;
- определение в придонных водах тяжелых металлов (Cd, Zn, Cu, Pb, Hg, As), нефтепродуктов (валовых), фенолов.
- определение в иловых водах тяжелых металлов (Cd, Zn, Cu, Pb),
- определение в донных осадках тяжелых металлов (Cd, Pb, Cu, Zn, Hg ), нефтепродуктов (валовых), ПАУ (валовых).
В отдельных случаях (в момент аварийных разливов нефтепродуктов и т.д.) или в специально оговоренных случаях целесообразно определять фракционный состав нефтепродуктов или ПАУ для определения источников нефтеуглеводородов (НУ).
Как показали данные мониторинга состояния недр Баренцева моря в пределах предполагаемых месторождений часто фиксировались аномальные концентрации тяжелых металлов в придонных водах. В последующие годы аномалии также фиксировались, но обычно они меняли место.
Это было связано нами с проявлением под относительно маломощным осадочным чехлом выходов ювенильных НУ (рис.1). По данным аэрофотосъемочных работ в Печорском море устанавливались следы излияния нефтепродуктов, которые имели глубинное происхождение.
Поэтому проблема различия природных и добытых НУ стоит и достаточно остра для правильной интерпретации валовых содержаний нефтепродуктов и оценки на этом основании техногенной составляющей.
Проблема мониторинга эндогенных процессов при добыче связана с тем, что в настоящее время все большей ревизии подвергаются взгляды о пассивной сейсмичности платформ, в частности севера Архангельской области, где сосредоточены крупные запасы нефтеуглеводородов, непосредственно прослеживающиеся в пределы шельфа.
Большинство выявленных структур, перспективных на нефть и газ, как уже отмечалось, связано с разломными структурами. Северо-западная часть Баренцева моря расположена в зоне сочленения Баренцевоморской плиты и Балтийского щита, которая сейсмична практически на всем ее протяжении. Землетрясения имеют магнитуды 3-4, а отдельные достигают 4,4 – 4,6.
4 сейсмических события силой 3,5-3,8 баллов зарегистрированы в районе разлома Карпинского только в нашем веке. По современным представлениям здесь можно ожидать толчков интенсивностью до 7 баллов. В восточной части Баренцева моря инструментально установлены три эпицентра землетрясений с магнитудами 4.3, 4.4 и 4.
6, а согласно прогнозным сейсмическим картам здесь также можно ожидать толчков до 6-7 баллов [2]. Косвенные данные также свидетельствуют в пользу развития современных геодинамических процессов на Западно-Арктическом шельфе.
Проблема, связанная с рассматриваемыми современными движениями, заключается в том, что малоамплиатудные движения, в целом практически безопасные для существования современных экосистем, могут иметь весьма существенные последствия при строительстве гидротехнических сооружений, к которым относятся как сами буровые платформы со скважинами, так и трубопроводы. Даже относительно слабое воздействие антропогенной нагрузки совместно со слабыми же проявлениями геодинамики могут вызвать в геологической среде неадекватный облик, рассматриваемого в теории катастроф как нарушение неустойчивого равновесия слабым сигналом. При этом возможно развитие техногенных катастроф, связанное с разрушением действующей инфраструктуры нефтегазового комплекса. Поэтому прогнозирование таких движений является важной проблемой при планировании и осуществлении мероприятий, связанных с экологической безопасностью инженерных сооружений.
Источник: https://gennady-ivanov.ru/publikacii/sborniki-statej/principy-ocenki-stepeni-zagryazneniya-geologicheskoj-sredy-na-osvaivaemyx-neftyanyx-i-gazovyx-mestorozhdeniyax.html
Физическое загрязнение геологической среды города
Физическое воздействие крупного города с развитой транспортной сетью, большим промышленным и энергетическим потенциалом проявляется в местном изменении температурного, электрического и магнитного полей. Возникают вибрационные поля. Создается так называемое физическое загрязнение геологической среды города.
Проявляясь на локальной территории, эти техногенные физические поля по интенсивности значительно превосходят естественные аналоги, создавая на территории города высокие градиенты характеристик. Сравнительная характеристика естественных и техногенных физических полей дана в табл. 2.5.
Таблица 2.5. Сравнительная характеристика физических полей городской территории (по Коффу, 1990)
| Вид поля | Интенсивность | ||
| единицы измерения | естественное | техногенное | |
| Вибрационное(динамическое)ТепловоеЭлектрическое(плотность блуждающихтоков) | Вт/м2 Вт/м2А/м2 | отсутст. 10-2 _ 10-1менее 10~3 | Ю-5 _ Ю-4 более 1до 10 |
Как видно из представленных данных, техногенное воздействие сообщает геологической среде дополнительное количество энергии через статические (вес сооружений), динамические (вибрация), температурные и электрические поля. Накопление избыточной энергии в среде, которая служит основанием фундаментов или вмещает инженерные сооружения и коммуникации, несет в себе опасность ухудшения качества этой среды.
Воздействие вибрационного поля на литогенную основу городской среды различно в зависимости от типа пород, на которые воздействует вибрация
Скальные и полускальные грунты, обладающие упругими свойствами, передают вибрацию от источника к объекту воздействия без значительного поглощения энергии колебаний.
При вибрационном воздействии на дисперсные породы зачастую происходят необратимые изменения их структуры, следствием чего является уменьшение прочности, неравномерное уплотнение и т.п.
При предрасположении массива пород к проявлению таких геологических процессов, как оползни, обвалы, карст, плывунные явления, воздействие вибрации может вызвать подвижки пород и тем самым значительно усилить интенсивность и отрицательные последствия этих явлений.
Основным источником вибрации по отношению к литогенной осно территории и инженерным объектам, находящимся в ней, являются тран портные магистрали.
В качестве верхнего предела допустимого вибрацио] ного воздействия на геологическую среду принимается 73 дБ, что соотве ствует скорости перемещения частиц породы примерно 225 • Ю-6 м/с.
Эт условия создаются, когда наряду с автомобильным транспортом или незав! симо от него функционирует рельсовый транспорт с регулярным движение]
Стимулирует проявление обвально-оползневых процессов в сочетании вибрацией подрезка склонов при прокладке транспортных магистралей, вь емка большого количества породы при строительстве и другие изменен* равновесия в пределах массивов пород и фунтов.
Тепловое загрязнение геологической среды в городах представляет собс повышение ее температуры относительно естественных значений.
На те| ритории большого города нарушение температурного режима может наблк даться до глубины 100—150 м и более.
При этом на горизонтах 10—30 наблюдается тенденция к расширению по площади геотермических аном; лий с повышением на 2—6° С фоновых значений температуры горных поре и подземных вод.
Под влиянием избыточного тепла может происходить локальное прос; шивание пород с изменением их прочности
С повышением температур грунтовых вод возрастает скорость химических реакций в зоне их контакта материалами подземных сооружений. Установлено, что скорость коррози строительных марок стали линейно возрастает при изменении температур от 0 до 80° С.
Увеличение температуры пород и подземных вод активизируй деятельность микроорганизмов, являющихся агентами биокоррозии.
Наибе лее распространенными источниками теплового загрязнения геологическо среды городских территорий являются магистральные теплопроводы и сет горячего водоснабжения.
На участках промораживания грунтов при строительстве котлованов обводненных условиях и прокладке трасс метрополитена в сложных инже нерно-геологических условиях под воздействием хладоносителя с температ} рой от —10 до —26° С существенно меняются свойства водонасыщенных по род, нарушаются сложившиеся режимы водо-, массо- и теплообмена, микро биоценозов.
Электрическое поле блуждающих токов в земле связано с рельсовым элек тротранспортом. Воздействие его выражается в повышении коррозионно; активности среды.
Опасность коррозии возникает при плотности блуждаю щих токов 5—10-2 А/м2, тогда как реально наблюдаемая их плотность в горо дах в 200 раз выше.
При высоком уровне электрического воздействия ско рость коррозии стали составляет до 2 мм в год, а сроки безаварийной служб! трубопроводов сокращаются вдвое. Утечки из трубопроводов в свою очеред служат новыми источниками загрязнения геологической среды городов.
Для избежания критических ситуаций, представляющих угрозу для жиз ни людей и приводящих к деформации и разрушению зданий и сооружений важна достоверная оценка современного состояния геологических объекта и процессов, прогноз их изменения во времени при взаимодействии с объектами техносферы.
Горные породы являются одним из естественных источников облучения жителей городов
От содержания в породах радионуклидов радия, тория и калия зависит как внешнее, так и внутреннее облучение людей.
Внутреннее облучение в наибольшей степени связано с поступлением через органы дыхания газа радона, который является продуктом радиоактивного превращения элементов урановой цепи.
Этот газ обладает способностью эманировать из пород, проникать через отверстия в полу и стенах, через стыки элементов конструкций в помещения и накапливаться на первых этажах зданий.
Непосредственным источником выделения радона является радий-226. По содержанию этого изотопа горные породы сильно различаются.
Особенно высокие содержания радия могут быть в некоторых разновидностях гранитов, а из осадочных пород — в глинистых сланцах, обогащенных органическим веществом.
Уровень радоновыделения зависит не только от концентрации в них радиоизотопов, но и от структурно-тектонических особенностей территории. В зонах тектонических разломов и повышенной трещиноватости пород выделение радона происходит более интенсивно.
В Украине районы с повышенным радоновыделением приурочены в основном к территории Украинского кристаллического щита и северо-западной части Донецкого бассейна.
В Соединенных Штатах Америки повышенный уровень радоновыделения связан с участками распространения темных сланцев, а также трещиноватых гранитов и наблюдается в штатах Вирджиния, Калифорния, Нью-Джерси, Нью-Йорк, Пенсильвания, Флорида.
Повышенная радиоактивность пород основания и техногенных отложений, на которых построены города и другие населенные пункты, установлена в Австралии, Германии, Финляндии, Швеции и других странах.
Источник: http://PortalEco.ru/ekologija-goroda/fizicheskoe-zagrjaznenie-geologicheskoj-sredy-goroda.html
Изучение загрязнения геологической среды геофизическими методами
В результате изучения геологической среды (ГС) с помощью геофизических методов выявляются статические и динамические (изменяющиеся во времени) геофизические аномалии над источниками загрязнения. С точки зрения геофизики основными видами загрязнения ГС являются радиоактивное и геохимическое.
1. Экорадиометрия предназначена для выявления и изучения радиоактивных аномалий природного и техногенного происхождения. Наибольшую опасность представляют радиоактивные заражения разными радионуклидами после аварий и катастроф. Например, после аварии на Чернобыльской АЭС в 1986 г.
площадь зараженных территорий составила 10 тыс. кв. км. Для изучения распределения естественных и искусственных радионуклидов используются радиометрические методы, с помощью которых решаются различные радиоэкологические задачи, а главное — осуществляется проведение радиационного мониторинга.
Основными методами экорадиометрии являются аэро- и автогамма-спектрометрические съемки, предназначенные для измерения не только суммарного гамма-излучения ( ) и его составляющих по урану-радию, торию и калию-40, как при геологических поисках, но и по цезию-137, кобальту-60 (см. 4.2). Это повышает надежность выявления и мониторинга техногенных радиоактивных аномалий.
Важным экорадиометрическим методом является эманационная съемка, которая сводится к оценке концентрации радона как в почвенном воздухе, так и в воздухе горных выработок и помещений ( ). Как известно, в воздухе, накачанном в датчик эманометра, определяется концентрация радона по его альфа-излучению (см. 4.2).
Аэрогамма-спектрометрические съемки выполняются в масштабе 1:25000 с расстояниями между профилями порядка 200-300 м при высоте полета 100-300 м и скорости около 100 км/ч со спутниковой привязкой профилей и периодическим (до 2-4 раз в год) повторением.
Автогамма-спектрометрические съемки проводятся в масштабах крупнее 1:25000 с неравномерно распределенными по площади маршрутами, проходящими вдоль магистралей, улиц, со скоростью движения до 15 км/ч. Для детализации выявленных аномалий выполняются пешеходные гамма-спектрометрические и эманационная съемки.
Этими же методами обследуются подвалы предприятий, домов в жилых массивах, зонах отдыха, а также строительные материалы, изделия и т.п. Нормальными считаются поля с 20 мкР/ч и 0,1 Ек/ч.
2. Загрязнение почв, грунтов, подземных вод нефтепродуктами становится особенно частым. При проникновении нефтепродуктов в горные породы в результате непрерывных или залповых утечек они скапливаются в коллекторах (пески, трещиноватые известняки), не проникая в водоупоры (глины, скальные породы).
Удельное электрическое сопротивление ( ) нефтепродуктов высокое, но, проникая в породы, они иногда повышают, а чаще понижают у тех же пород, но водонасыщенных (см. 5.2.8). Заполняя сухие породы или вытесняя из них застойные воды, нефтепродукты повышают и уменьшают диэлектрическую проницаемость (величина у воды в 40 раз больше, чем у нефти).
В водоносных породах с активным движением подземных вод нефтепродукты вымываются, но в ходе химического и биологического окисления разрушаются, оставляя продукты окисления (сульфиды, в частности, пирит и др.).
Последние образуют электролит, для которого характерны пониженные значения , повышенные значения естественной ( ) и вызванной ( ) поляризуемости при неизменной величине горных пород.
В соответствии с отмеченными изменениями электрических свойств основными экоэлектроразведочными методами изучения загрязнений нефтепродуктами являются следующие:
· методы естественного поля (ЕП) и вызванной поляризации (ВП), основанные на изменении и ;
· методы сопротивлений, включая электропрофилирование (ЭП), вертикальное электрическое зондирование (ВЭЗ) и радиоволновое профилирование (РВП), зондирование (георадар или радиолокационные зондирования — РЛЗ), базирующиеся соответственно на изменении и ;
· термометрия и инфракрасные съемки, предназначенные для расчленения пород по отличию их температур.
Выбор одного-двух из названных методов зависит от геолого-геофизических условий объектов исследований. Периодически повторяя профильные или площадные съемки этими методами, можно судить об изменении загрязненности и осуществлять прогноз (мониторинг).
Проведение электроразведки на нефтепромыслах, нефтегазохранилищах и заводах сопряжено с большими трудностями из-за невозможности проводить равномерную площадную съемку, приспосабливая профили к дорогам, участкам, где можно вести измерения. Большие помехи особенно на низких частотах создают металлические конструкции, линии электропередач, трубопроводы, которые, кстати, сами часто являются объектами исследования.
В пределах шельфа морей, на озерах и реках загрязнение нефтепродуктами изучается с помощью сейсмоакустических, электромагнитных и термических методов.
3.
Геохимическое загрязнение почв, грунтов, коренных пород и подземных вод может быть природным, например, за счет естественных электрических полей окислительно-восстановительной природы на рудных месторождениях, и искусственным, например, твердыми отходами при разведке и эксплуатации шахт и рудников, отходами промышленного сельскохозяйственного производства, бытовыми свалками и т.п., жидкими загрязнителями при разливах нефти, нефтепродуктов, стоками от горнопромышленных предприятий, сохраняемых в отстойниках, шлакохранилищах и др., газовыми выбросами при эксплуатации газовых месторождений на химических производствах и др. Такого рода загрязнение приводит к изменению физических свойств пород.
Эколого-геохимическое картирование предполагаемых площадей загрязнения геологической среды различными химическими элементами и детальные исследования выявленных техногенных аномалий проводятся прежде всего в ходе геохимических съемок — литогеохимических, атомохимических (газовых), гидрогеохимических (снегохимических, биогеохимических).
При их выполнении берутся пробы почв, грунтов и горных пород с поверхностных обнажений или из горных выработок, проба воздуха и воды. В лабораториях проводятся химические анализы с определением качественного и количественного состава элементов-загрязнителей. Среди них наиболее опасные: бериллий, фтор, хром, мышьяк, кадмий, ртуть, таллий, свинец и др.
Густоту точек отбора проб можно резко сократить, ограничившись лишь точечными отборами проб для химических анализов, если провести съемки методами разведочной геофизики (см. 4.2). Для этого надо знать теоретические или эмпирические связи между физико-химическими свойствами изучаемой среды и геофизическими параметрами.
К геофизическим методам эколого-геохимических исследований относятся: радиометрия и различные ядерно-геофизические методы (гамма-спектрометрические, нейтронно-активационные, радиоизотопные и др.), лазерная (лидарная) спектрометрия, ядерно-магнитно-резонансная спектрометрия и др. (см. 3.4, 4.2).
Они обеспечивают картирование по параметру концентраций химических элементов, осуществляемое дистанционными (бесконтактными) способами, достаточно точно и экономически эффективно.
Источник: https://cyberpedia.su/2x62b0.html
Геологическая энциклопедия — загрязнение природной среды
загрязнение природной среды
(a. contamination of the environment, environmental pollution; н. Verschmutzung der naturlichen Umwelt; ф. pollution du milieu ambiant; и. contaminacion del medio ambiente (natural) ) процесс изменения состава и свойств одной или нескольких сфер Земли в результате деятельности человека в разл. целях природопользования, приводящей к ухудшению качества атмосферы, гидросферы, литосферы и биосферы. Допустимая степень загрязнения каждой из сфер природной среды в CCCP и социалистич. странах регламентируется соответствующими ГОСТами и нормативами, в капиталистич. странах спец. законодательством. З. п. c. возможно твёрдыми, жидкими и газообразными веществами, к-рые рассеиваются, растворяются, поглощаются или удерживаются в виде взвесей, плёнок, эмульсий, комплексов, отложений и т.д. Pазличают загрязнения ядовитые, болезнетворные, химические, механические и тепловые. З. п. c. производится природными (космич. пыль, микроорганизмы, извержения вулканов, лесные и степные пожары, просачивание нефти, дренаж природных газов) и антропогенными (автомоб., ж.-д. и воздушный транспорт, тепловые и энергетич. установки, космонавтика, пром. предприятия, c. x-во) источниками. Допустимый объём сброса загрязняющих веществ в гидроили атмосферу регламентируется нормативами предельно допустимых выбросов (ПДВ) c учётом предельно допустимых концентраций (ПДК), утверждённых Mин-вом здравоохранения CCCP.
B процессе добычи п. и. происходит существенное З. п. c. Из каждой тонны добытого п. и. только 2% превращаются в полезную продукцию, a 98% идут в отходы. Пo объёму выброса загрязняющих веществ и по степени влияния их на природную среду горнодоб. пром-сть стоит на 4-м месте после химической, металлургической и c. x-ва.
При подземной добыче п. и. происходит загрязнение пылью (угольной, породной, рудной), ядовитыми газами, углекислым газом, метаном, полициклич. ароматич. углеводородами, сернистыми газами, сероуглеродом, теплом, подземными водами, породами и др. веществами; при открытой добыче окисью углерода, двуокисью азота, пылью, карьерными водами, породами.
Загрязнение атмосферы сернистыми газами, окисью углерода, двуокисью азота, пылью и др. специфич. веществами, свойственными пром. выбросам, ведёт к нарушению норм качества воздуха. B мире ежегодно отбивается 10 млрд. м3 горн. массы c применением BB.
При массовых взрывах образуется пылегазовое облако объёмом 15-20 млн. м3, поднимающееся на выс. до 1500-1700 м, где воздушное течение рассеивает и уносит 93-99% пыли, при бурении скважин 91-93%, при погрузке разрушенной горн.
массы до 88%, внутрикарьерные дороги дают 80-90% общего пылевого баланса. Oсобую опасность представляет пыль тяжёлых металлов, выбрасываемая в атмосферу или в водоёмы, т.к. она включается в природный кругооборот; ещё опаснее металлич. яды.
Горящие породные отвалы выделяют на каждую тонну породы до 135 мг пыли и от 86,3 до 363 кг газов (CO, CO2, SO2, H2S, NO + NO2).
Загрязнение гидросферы приводит к ухудшению качества воды для водопользования. При добыче п. и. производят сброс шахтных и карьерных вод, содержащих механич., хим. и биол. примеси. Eжегодно в CCCP при произ-ве горн. работ откачивается ок.
4 км3 подземных вод, из них объём вод c минерализацией более 1000 мг/л составляет 48%, a c содержанием сульфатов более 3000 мг/л 27% общего объёма сбрасываемых вод. Caрасываемые воды содержат 0,9 млрд. т твёрдых механич. примесей.
Загрязнение гидросферы происходит за счёт вымывания оксидов редкоземельных элементов из породных отвалов, a также смыва осевшей на земную поверхность пыли, образующейся в процессе добычи, при выветривании породных отвалов, при транспортировке, перегрузке и пересыпке руды.
Загрязнение литосферы происходит за счёт внесения в геол. структуры ядовитых и радиоактивных веществ, a также не свойственных им хим. соединений и бактерий. Hарушение геол.
структур создаёт условия проникновения поверхностных вод, несущих биол., хим. и механич. примеси. Горн. предприятия нарушают зоны питания подземных вод и являются источниками их загрязнения. Захоронение в горн.
выработках радиоактивных, ядовитых и хим. отходов также ведёт к загрязнению литосферы.
Загрязнение биосферы вызывает нарушение норм содержания бактерий и ядовитых хим. соединений, приводящих к повышению опасности в эпидемиологии, и гигиенич. отношениях, к гибели или значит. изменению состава фауны и флоры. Загрязнение биосферы при добыче п. и. происходит косвенно посредством взаимодействия ряда подсистем.
Bыброс пыли в атмосферу изменяет её прозрачность, снижает приток солнечного тепла. Oсевшая на земную поверхность пыль зачерняет снежный покров, изменяет альбедо, возрастает поглощение солнечной радиации, происходит интенсивное таяние снега. Tалые воды активно сносят пыль в водоёмы, загрязняя их, что, в свою очередь, приводит к нарушению нерестилищ рыб и гнездовий водоплавающих птиц.
Oдновременно быстрый сход снега ведёт к изменению теплового баланса почвы, способствуя замещению одних видов растений другими и изменению биомассы, a это влияет на миграцию животных и птиц. Oсобенно неблагоприятные последствия в биосфере возникают при разработке п. и. в зонах многолетней мерзлоты, занимающей 22% суши (в т.ч. ок. 50% терр. CCCP).
B этих условиях загрязнение атмои биосферы изменяет растит. состав, что сказывается на миграции диких животных и птиц. Bоздействие горн. произ-ва на окружающую среду проявляется на значит. расстояниях от места проведения работ (до неск. сотен км). Породные отвалы загрязняют биосферу, занимая десятки тыс.
га пахотных земель, способствуют переносу в почвы вредных оксидов редкоземельных элементов, уничтожая и видоизменяя растительность. Caрасываемые воды также засоряют биосферу содержащимися в них механич. примесями.
Oхрана окружающей среды одна из гл. задач горнодоб. пром-сти. C целью защиты атмосферы на рудных предприятиях применяют инерционные сухие (70,3%), мокрые (27,7%) и электрич. (2,0%) пылеуловители, на угольных шахтах гидрообеспыливание на всех осн. производств. процессах; для снижения запылённости дорог в карьерах проводится обработка их синтетич.
составами, снижающая запылённость на 80-89%. Для предотвращения сорбции ядовитых газов и снижения запылённости при взрывных работах применяют внутр. водяную забойку. Утилизируют попутный метан и угольную пыль c последующим сжиганием в котельных. Pазработана технология, предусматривающая оставление сопутствующих пород в подземных выработках.
Oчистку выхлопных газов дизельных двигателей на 60-70% производят в нейтрализаторах, увеличивают расход воздуха в 3-4 раза по сравнению c электроприводами. B горн. произ-ве для предотвращения загрязнения водных бассейнов сбрасываемые шахтные воды подвергаются осветлению в отстойниках и прудах-накопителях, используется электрохим. метод очистки искусств.
суспензий и рудничных вод в широком диапазоне исходного содержания твёрдых взвесей (от 50 до 15 000 мг/л). Для снижения объёма сбрасываемых шахтных вод применяют предварит. дренаж, исключающий загрязнение, сбор и передачу их для питьевого и техн. водоснабжения, для обессоливания дистилляцию. Перспективны станции производительностью св. 10 тыс.
м3/сут для воды c минерализацией более 10 г/л.
Ha водоохранные мероприятия и стр-во очистных сооружений горн. предприятия выделяют средства, составляющие не менее 20% общих затрат, a на газои пылеочистку от 10 до 30% стоимости осн. фондов предприятий.
Литература: Правовая охрана природы в CCCP, M., 1976; Oбщество и природная среда, M., 1980; Mеркулов B. A., Oхрана природы на угольных шахтах, M., 1981.E. A. Eльчанинов, Г. П. Дмитриев.
Источник: http://www.terminy.info/mathematics/geological-encyclopedia/zagryaznenie-prirodnoy-sredy
Методика оценки нефтепродуктового загрязнения геологической среды на отдельных объектах Поволжья
ПодробностиАвтор: Шатковская Р.М., Устинова Г.В.
Рассмотрена методика проведения работ по выявлению и оценке загрязнения геологической среды нефтепродуктами, отработанная ГИДЭК за двадцатилетний период исследований на объектах хранения и переработки нефти Поволжского региона.
Результаты исследований, полученные в ходе проведения работ по предложенной методике, позволили разработать ряд технических проектов по строительству дренажных защитных сооружений р. Волги с последующей их реализацией.
Ключевые слова: нефтепродукты, мониторинг, загрязнение подземных вод, нефтенасыщенность, водонефтяной контакт.
Нефтяное загрязнение геологической среды формируется на фоне хозяйственной деятельности, связанной с добычей, сбором, хранением, очисткой, переработкой и транспортировкой нефти и нефтепродуктов, т.е. на всех этапах работы с углеводородным сырьём.
В Поволжье широко распространены предприятия и объекты, занимающиеся добычей углеводородного сырья на НГК месторождениях, протянута «паутина» тысяч километров магистральных нефтепроводов, а вместе с ними организованы нефтеперекачивающие станции, нефтеперерабатывающие заводы, нефтебазы, аэропорты.
Исторически сложилось, что большая часть нефтеперерабатывающих заводов и нефтебаз организована в прибрежной зоне р. Волги и её притоков.
В период их строительства (в конце XIX, начале XX века) транспортировка грузов по воде была наиболее доступным и дешёвым видом транспорта, с чем и связано расположение нефтеемких предприятий в прибрежной зоне.
В свою очередь, это положение было и остается угрозой для поверхностных вод р. Волги, которые служат источником водоснабжения для многих крупных городов и населенных пунктов Поволжья.
По опыту работ ЗАО «ГИДЭК», можно утверждать, что наличие утечек из хранилищ жидкого топлива скорее правило, чем исключение.
Очень часто утечки происходят из подземных емкостей и трубопроводов, что затрудняет их своевременное обнаружение, приводит к значительным потерям нефтепродуктов и загрязнению подземного пространства.
В ряде случаев количество попавшего в подземную гидросферу нефтепродукта измеряется сотнями и тысячами кубических метров. По многим показателям такое загрязнение может оказаться даже опаснее, чем поверхностные разливы нефтепродуктов, которым уделяется значительно больше внимания:
во-первых, разливы нефтепродуктов на поверхность квалифицируются как «явная опасность» и оперативно устраняются;
во-вторых, в случае поверхностных разливов значительная часть нефтепродуктов обычно задерживается в верхней части зоны аэрации и не достигает уровня подземных вод; при подземных утечках загрязнение попадает непосредственно на поверхность грунтового водоносного горизонта;
в-третьих, скорость естественной деградации этого вида загрязнения существенно ниже скорости его поступления в подземную гидросферу. Сформировавшиеся на поверхности грунтового водоносного горизонта зона свободных нефтепродуктов может загрязнять подземные воды в течение десятков и сотен лет.
Как известно, в недрах нефтепродукты находятся в следующих формах: самостоятельная несмешивающаяся с водой жидкая фаза, находящаяся в подвижном состоянии или в остаточном насыщении (неподвижном состоянии) как в зоне аэрации, так и в зоне насыщения; в газовой фазе; в сорбированном состоянии; в растворенном состоянии в грунтовых водах.
При утечках значительных количеств нефтепродуктов, на начальной стадии, происходит преимущественно вертикальная фильтрация до тех пор, пока нефтепродукты не достигнут уровня грунтовых вод, где и формируется зона «свободных нефтепродуктов». Дальнейшее движение гравитационно-подвижных углеводородов происходит вниз по уклону зеркала грунтовых вод к области разгрузки, в нашем случае к р. Волге.
В ЗАО «ГИДЭК» наработан большой опыт работ по объектам нефтяного загрязнения, отработана методика их проведения. Значительный объём исследований проводится в Поволжье. Для решения поставленных задач выполняется определенный комплекс работ, включая традиционные методы оценки загрязнения геологической среды и нетрадиционные.
Последние имеют достаточно высокую эффективность и быстроту исполнения и, что особенно важно при проливах (утечках), дают возможность своевременно оценить масштабы и площади распространения потерянных нефтепродуктов, а также оценить объёмы их подпочвенных скоплений, что очень важно для рекомендаций способов очистки загрязнённой нефтепродуктами территории.
К основным традиционным методам оценки загрязнения геологической среды нефтепродуктами, которые играют немаловажную роль в оценке ущерба, относятся: сбор, систематизация и анализ имеющихся материалов ранее выполненных исследований; рекогносцировочное эколого-гидрогеологическое обследование территории, в том числе потенциальных источников загрязнения; наземные геофизические исследования; ревизия скважин и других выработок, буровые работы; мониторинг подземных вод; химико-аналитические работы, в основном, на определение растворенных нефтепродуктов.
Однако, к наиболее результативным исследованиям, следует отнести следующие виды работ: атмогеохимическая съемка; бурение параметрических скважин с целью поинтервального опробования пород на нефте-водонасыщенность; оконтуривание площади плавающих на поверхности подземных вод «линз» нефтепродуктов с целью оценки запасов техногенных залежей.
Атмогеохимическая (газохимическая) съемка территории проводится с целью предварительного оконтуривания ореолов загрязнения нефтепродуктами геологической среды, выявления возможных источников загрязнения, уточнения местоположения проектируемых скважин. По результатам съёмки выделяются зоны подпочвенного скопления летучих углеводородов.
Для контроля используется переносной фотоионизационный газоанализатор «Колион – 1А», предназначенный для количественного определения концентрации токсичных и особо вредных веществ (паров углеводородов нефти и нефтепродуктов и пр.) в воздухе. Газоанализатор «Колион – 1А» определяет до 70 компонентов 2 – 4 класса опасности, в т.ч. углеводороды нефти.
Диапазон измерения – 5 – 2000 мг/м3.
Для проведения исследований концентрации подпочвенного скопления газа проводится площадное бурение скважин малого диаметра на глубину до 0,5 м, в которых газоанализатором через 5 секунд фиксируется концентрация вещества.
Значения сравниваются с фоновыми показателями, полученными в точках, расположенных выше по потоку грунтовых вод от места расположения источника загрязнения, с помощью навигатора проводится географическая привязка точек измерений.
Так, например, в зоне влияния одной из старых (эксплуатируется более 110 лет) нефтебаз, расположенной на берегу р. Волги, атмогеохимические исследования проводились как на территории, с шагом 30 – 100 м между точками опробования, так и за пределами предприятия по направлению потока грунтовых вод к реке (рисунок 1).
В результате выявлены приповерхностные газовые аномалии, связанные с присутствием в зоне аэрации и зоне полного водонасыщения источников паров нефтепродуктов, идентифицируемых как подземные скопления техногенных углеводородов.
Газогеохимические аномалии, генетически и пространственно связанные с газогенерирующими грунтами, загрязненными нефтепродуктами, выделяются при содержании в грунтах паров бензина >0,01% и CO2 >0,2-0,3% об. (по объему).
По результатам геоэкологического обследования и атмогеохимической съемки, с учётом местоположения потенциальных источников загрязнения и направления потока грунтовых вод, намечаются профили по бурению параметрических скважин.
Проходка скважин осуществляется «всухую» ударно-механическим способом, с полным отбором керна, без обустройства их фильтровой колонной.
Производится визуальное обследование керна и поинтервальный отбор проб грунта грунтоносом на определение в лаборатории пористости, водо-, нефтенасыщенности, содержания нефтепродуктов в грунтах зоны аэрации и нефте-водонасыщенной толщи и гранулометрического состава.
Измеряемая мощность нефтепродуктов в пласте является важным, но не определяющим фактором, необходимым для оценки запасов техногенных залежей.
Объем нефтепродуктов в грунтах будет соответствовать объему нефтепродуктов в скважине лишь в однородных хорошо проницаемых грунтах, тогда как для территории распространений нефтепродуктовых линз Поволжья характерны суглинистые, а также мелко-тонкозернистые пески с высокой степенью неоднородности.
Интервал отбора образцов определяется глубиной залегания уровня грунтовых вод и нефтепродуктов, а также результатами визуального обследования керна, поднятого при бурении скважин, в среднем интервал отбора керна составляет 1,0 м.
Во избежание испарения нефтепродуктов, образцы помещаются во влажные стеклянные банки, закатываются металлическими крышками.
По данным лабораторных исследований строятся профили загрязнения грунтов зоны аэрации и профили нефтенасыщенности (рисунок 2).
По результатам параметрического бурения уточняется оптимальная сеть наблюдательных скважин для ведения мониторинга состояния недр на выявленном очаге нефтепродуктового загрязнения геологической среды.
При определении глубины и конструкции наблюдательных пунктов учитывается: положение и величина годовой амплитуды колебания уровней грунтовых вод; необходимость песчано-гравийной обсыпки фильтров до 5 см на сторону на 1 м выше его рабочей части; мощность слоя нефтепродуктов. В конструкции наблюдательной скважины при нефтепродуктовом загрязнении есть своя особенность. Они оборудуются незатопленными фильтрами на глубину 4-5 м под уровень грунтовых вод.
Наблюдательная сеть скважин должна охватывать всю площадь загрязнения нефтепродуктами, а также ту часть геологического пространства, которая может быть подвергнута загрязнению в дальнейшем.
В состав наблюдательной сети включаются также колодцы, родники и водозаборные скважины, связанные с загрязнёнными горизонтами, пункты наблюдений за поверхностными водами, площадки для изучения загрязнения почв и грунтов зоны аэрации.
Уровни грунтовых вод и нефтепродуктов, положение водонефтяного контакта определяются путём непосредственных измерений в скважинах наблюдательной сети. Замеры мощности слоя нефтепродуктов, плавающего на поверхности грунтовых вод, производятся одновременно с замерами их уровней прибором ИУН, изготовленным фирмой «ГИДЭК-ТЕНЗОР».
Регулярно промеряется глубина скважины для слежения за состоянием чистоты фильтровой водоприемной части. Перед отбором проб воды на загрязнения подземных вод растворенными нефтепродуктами, проводится прокачка скважин с целью привлечения пластовой воды.
Одновременно с пробами воды из наблюдательных скважин, в зоне разгрузки грунтовых вод с территории нефтебазы производится контрольный отбор проб из поверхностных вод.
По результатам режимных наблюдений корректируется местоположение линзы нефтепродуктов, а также площади распространения загрязнённых грунтовых вод (рисунок 3).
Оценка запасов техногенных залежей нефтепродуктовых линз осуществляется на основе данных, полученных при определение пористости, нефте- и водонасыщенности, данных о гранулометрическом составе пород, режимных наблюдений. Общий объем нефтепродуктов на единицу площади может быть определен как:
, где:
v0 — объем нефтепродуктов в единице площади;
h— пористость пород;
S – насыщенность пород нефтепродуктами;
Zl, Zu – нижний и верхний предел интегрируемости соответствующий нижней и верхней отметкам нахождения нефтепродуктов в пласте.
Для подсчета запасов, общая площадь линзы разбивается на участки распространения нефтепродуктов с градацией по мощности, используются построенные профили нефтенасыщенности, проходящие через эти участки и результаты замеров по скважинам.
Предложенная методика оценки нефтепродуктового загрязнения, наработанная десятилетиями, позволяет предоставлять все необходимые материалы для реализации технического проекта по строительству дренажных защитных сооружений р. Волги и других реабилитационных работ, которые нашли своё применение на многих нефтяных объектах Поволжья и имеют определённый положительный эффект.
Источник: http://www.hydrogeoecology.ru/index.php/biblioteka-gidek/zhurnaly/razvedka-i-okhrana-nedr-10-2010-g/43-metodika-otsenki-nefteproduktovogo-zagryazneniya-geologicheskoj-sredy-na-otdelnykh-ob-ektakh-povolzhya
Организация службы контроля по охране окружающей среды на новых нефтегазовых месторождениях
РЫБАЛКО А.Е., КОРНЕЕВ О.Ю., ФЕДОРОВА Н.К., ИВАНОВ Г.И.
СЕВМОРГЕО
Проблема освоения нефтегазовых месторождений западно-арктического шельфа из теоретической в настоящее время все больше превращается в практическую. В самое ближайшее время добыча нефтегазового конденсата начнет впервые производиться на месторождении Приразломное
Многочисленные экологические исследования в Печорском море, предпринятые как организациями МПР и РосГидромета, так и академическими организациями, и в первую очередь ММБИ, свидетельствуют о том, что природная среда в этих районах в результате проведенных геологоразведочных работ, которые завершились около 10 лет назад, практически сохранилась в неизмененном состоянии.
В тоже время географическое и геологическое положение новых нефтегазовых месторождений на западно-арктическом шельфе является весьма сложным с точки зрения их экологической безопасности. Арктическая среда является весьма восприимчивой к различным проявлениям антропогенеза.
К таким осложняющим эксплуатацию месторождений факторам относятся суровые климатические условия, в том числе многомесячный ледовый покров и наличие айсбергов в летнее время.
Геологическая структура в районе большинства месторождений характеризуется наличием большого количества тектонических нарушений, которые играют двоякую роль.
С одной стороны они свидетельствуют о продолжающихся вплоть до настоящего времени современных геодинамических процессах, с другой стороны нарушают сплошность покрывающего осадочного покрова, приводя как к инфильтрации природных нефтеуглеводородов, так и создавая возможность прорыва их в процессе эксплуатации скважин.
Говоря о современной геодинамике зон с нефтегазовыми проявлениями, мы имеем в виду, прежде всего, новейшие тектонические движения, которые могут проявляться в виде землетрясений, а также в вертикальных малоградиентных подвижках по зонам тектонических напряжений.
Эти процессы могут оказать свое разрушительное влияние на устойчивость и целостность буровых платформ, подводных нефтегазопроводов, также других инженерных сооружений, важнейшими из которых являются транспортные терминалы с мощными хранилищами разнообразных, в том числе опасных для окружающей среды, грузов и развитой системой различных магистралей.
В свете высказанных, достаточно известных, соображений принципиально важным является организация службы контроля по охране окружающей среды на новых нефтегазовых месторождениях, задачей которой является не только предотвращение самих кризисных ситуаций, но и прогнозирование последствий этих ситуаций, негативное воздействие которых далеко не ограничивается пределами лицензионных участков, а проявляется гораздо шире и наносит вред, прежде всего прилежащим литоралям и зонам активной аккумуляции глинистых осадков. При этом следует иметь в виду, что сами нефтеуглеводороды, являясь активными сорбентами, могут приводить к появлению концентраций различных токсикантов, которые не связаны непосредственно с процессами эксплуатации скважин, а радиус распространения загрязнения может достигать многих десятков километров.
Поэтому на начальной стадии хозяйственного освоения месторождений нефти и газа крайне важно определить принципы оценки негативного воздействия нефтегазовых месторождений на природную, в том числе геологическую, среду.
К ним относятся: сети наблюдений и их принадлежность, номенклатура наблюдений, их точность и периодичность.
Эти вопросы мы и хотим рассмотреть в данном докладе, опираясь как на опыт проведения федерального мониторинга в Баренцевом море, начиная с 1999 года, так и материалы других российских и норвежских исследователей, имеющих практический опыт в этой сфере.
В настоящее время можно считать решенным вопрос, что наиболее действенной формой организации систематических наблюдений за состоянием природной среды в зонах хозяйственного освоения шельфа является мониторинг природной среды.
Не вдаваясь в терминологическую суть этого определения, укажем, что он подразумевает проведение периодических наблюдений и измерений различных параметров природной среды по строго определенной методике с выбором детерминированных параметров.
Последнее важно, так как не возможно охватить наблюдениями весь набор природных и антропогенных факторов, сопутствующих определенному виду хозяйственной деятельности.
Выбор измеряемых параметров должен диктоваться их значимостью для состояния природной среды и возможностью использования в качестве индикаторов загрязнения или нарушения ее состояния.
Лицензионными соглашениями в соответствии с законодательством предусмотрено, что природопользователь проводит в пределах выделенного ему лицензионного участка самостоятельный комплекс экологических наблюдений, результаты которого далее передаются в федеральный центр.
При эксплуатации нефтегазовых месторождений к факторам риска геологоразведочных работ (нарушение покрова донных осадков и сообществ бентосных организмов при внедрении буровых снарядов в морское дно, повышение мутности вод в окрестностях буровых платформ из-за воздействия нетоксичных буровых растворов, попадание в воду нефтеуглеводородов как при эксплуатации платформ, так и при аварийных выбросах нефти при вскрытии продуктивных залежей) добавляются: акустический эффект постоянно действующих буровых платформ, химическое загрязнение водной толщи и донных осадков, взмучивание осадков при движении судов, изменение рельефа и типа донных осадков при гидротехническом строительстве. Последние факторы проявляются сугубо в пределах контура добычи полезного ископаемого и, поэтому их целесообразно включать только в состав мониторинга, проводимого недропользователями.
Появление же в воде углеводородов приводит к химическому загрязнению не только водной массы, но и донных осадков, причем контур этого загрязнения, как мы уже указывали выше, отнюдь не ограничивается пределами лицензионного участка.
Кроме того, химическое загрязнение может непосредственно сказываться на состоянии биотических факторов, прежде всего бентоса, а через него и рыб, ареал изменений которого может охватывать обширные акватории, учитывая миграционные возможности биологических объектов.
Вследствие этого, химическое загрязнение должно определяться не только недропользователем (что практически невозможно в пределах всей нефтегазовой провинции), но и федеральной службой мониторинга, которая к тому же должна нести контрольные функции по отношению к данным, представляемым недропользователем.
Таким образом, в базах данных федеральных служб мониторинга, которые ведут подразделения Росгидромета и МПР РФ (мониторинг состояния недр), ежегодно должны собираться сведения как непосредственно по лицензионным участкам, так и по территории всей нефтегазовой провинции, включая потенциально опасные зоны транспортировки нефтепродуктов. При этом в зону ответственности федеральных служб попадают не только конкретные источники нарушения природной среды, но и не менее опасные зоны возможного накопления поллютантов, где может происходить интеграция продуктов загрязнения от нефтегазовых месторождений и других антропогенных источников.
При определении номенклатуры наблюдений и измерений важно четко разделить две проблемы, одна из которых связана с собственно загрязнением природной среды и охватывает как водную толщу, так и самые поверхностные слои донных осадков, включая одну из важнейших природных геохимических барьерных зон — «дно-вода», а вторая — это современные геодинамические процессы, устойчивость инженерных сооружений под их влиянием и прогноз развития неблагоприятных или опасных для производственной деятельности явлений. Эта часть наблюдений входит в компетенцию геологической службы МПР РФ, хотя ее реализация находится в зачаточной стадии, как в методическом, так и приборном отношении.
При определении экзогенного загрязнения в рамках мониторинга состояния недр в стандартном комплексе наблюдений должны присутствовать следующие виды определений:
1. экспресс-аналитические измерения на борту судна: придонные и иловые воды — Eh, pH, электропроводность, мутность (только для придонных вод); донные отложения — Eh;
2. определение в придонных водах тяжелых металлов (Сd, Zn, Cu, Pb, Hg, As), нефтепродуктов (валовых), фенолов:
3. определение в иловых водах тяжелых металлов (Cd, Zn. Cu, Pb);
4. определение в донных осадках тяжелых металлов (Cd, Pb, Cu, Zn, Hg, As ), нефтепродуктов (валовых), ПАУ (валовых)
В отдельных случаях (в момент аварийных разливов нефтепродуктов и т.д.) или в специально оговоренных случаях целесообразно определять фракционный состав нефтепродуктов или ПАУ для определения источников нефтеуглеводородов (НУ).
Как показали данные мониторинга состояния недр Баренцева моря в пределах предполагаемых месторождений часто фиксировались аномальные концентрации тяжелых металлов в придонных водах. В последующие годы аномалии также фиксировались, но обычно они меняли место.
Это было связано нами с проявлением под относительно маломощным осадочным чехлом выходов ювенильных НУ. По данным аэрофотосъемочных работ в Печорском море устанавливались следы излияния нефтепродуктов, которые имели глубинное происхождение.
Поэтому проблема различия природных и добытых НУ стоит и достаточно остра для правильной интерпретации валовых содержаний нефтепродуктов и оценки на этом основании техногенной составляющей.
Дискуссионным вопросом является точность определений и методика самого пробоотбора. В настоящее время не существует стандарта таких видов работ, а существующие ГОСТы гидрометеослужбы устарели в части появившихся в последнее время пробоотборников.
В настоящее время большинство исследователей, как в России, так и за рубежом придерживаются мнения, что отбирать пробы донных осадков надо как из самого поверхностного слоя, так и из приповерхностного разреза мощностью 5-10 см с шагом не менее 1 см.
Последнее делается для характеристики большего возрастного интервала.
Для целей мониторинга очень важно получение массива данных непосредственно в полевых условиях, что позволяет правильно скоординировать ход работ и уже в экспедиционных условиях дать предварительную оценку состояния природной среды и ее изменения по сравнению с предыдущими годами. Для этой цели следует использовать различного рода анализаторы, основанные на применении потенциометрических электродов. Точность их измерения хоть и уступает классическим сертифицированным лабораторным методам, но измерение быстроменяющихся показателей непосредственно после подъема проб позволяет получать более репрезентативные данные, чем после длительной транспортировки образцов в стационарные лаборатории. При этом в даже герметически упакованных пробах меняются их физико-химические показатели под воздействием биохимических и других процессов.
Частота наблюдений должна обеспечивать их непрерывность.
Так как федеральный мониторинг выполняет контрольные функции, то, по нашему, мнению, на современном этапе хозяйственного освоения шельфа достаточно проводить мониторинг с годовым циклом наблюдений.
Однако, по мере начала добычных работ, возможно, частота циклов должна быть доведена до 3-4 в год, особенно вблизи самих месторождений. Впрочем, это вопрос дискуссионный, требует дальнейшего обсуждения, в том числе и с западными партнерами.
Проблема мониторинга эндогенных процессов при добыче связана с тем, что в настоящее время все большей ревизии подвергаются взгляды о пассивной сейсмичности платформ, в частности севера Архангельской области, где сосредоточены крупные запасы нефтеуглеводородов, непосредственно прослеживающиеся в пределы шельфа. Большинство выявленных структур, перспективных на нефть и газ, как уже отмечалось, связано с разломившимися структурами. Северо-западная часть Баренцева моря расположена в зоне сочленения Баренцевоморской плиты и Балтийского щита, которая сейсмична практически на всем ее протяжении. Землетрясения имеют магнитуды 3-4. а отдельные достигают 4.4 — 4.6. 4 сейсмических события силой 3.5-3.8 баллов зарегистрированы в районе разлома Карпинского только в нашем веке. По современным представлениям здесь можно ожидать толчков интенсивностью до 7 баллов.
В восточной части Баренцева моря инструментально установлены три эпицентра землетрясений с магнитудами 4.3, 4.4 и 4.6, а согласно прогнозным сейсмическим картам здесь также можно ожидать толчков до 6-7 баллов. Косвенные данные также свидетельствуют в пользу развития современных геодинамических процессов на Западно-Арктическом шельфе.
Проблема, связанная с рассматриваемыми современными движениями, заключается в том, что малоамплиатудные движения, в целом практически безопасные для существования современных экосистем, могут иметь весьма существенные последствия при строительстве гидротехнических сооружений, к которым относятся как сами буровые платформы со скважинами, так и трубопроводы.
Даже относительно слабое воздействие антропогенной нагрузки совместно со слабыми же проявлениями геодинамики могут вызвать в геологической среде неадекватный облик, рассматриваемый в теории катастроф как нарушение неустойчивого равновесия слабым сигналом.
При этом возможно развитие техногенных катастроф, связанное с разрушением действующей инфраструктуры нефтегазового комплекса.
Поэтому прогнозирование таких движений является важной проблемой при планировании и осуществлении мероприятий, связанных с экологической безопасностью инженерных сооружений.
Материалы международной конференции «Нефть и газ арктического шельфа — 2004»
Еще статьи на тему «месторождений»:
Предварительные результаты и уроки переоценки запасов месторождений нераспределенного фонда недр западно-арктического шельфа России
Практика и перспективы оценки воздействия на авифауну эксплуатации морских месторождений
Перспективы применения волоконно-оптической технологии для исследования нефтегазовых месторождений
Концепция обеспечения геодинамической безопасности освоения шельфовых нефтегазовых месторождений
Шаги к освоению нефтегазовых месторождений
Разработка нефтегазовых месторождений на крайнем севере
Опыт международного экологического права и освоение арктических месторождений
Источник: https://helion-ltd.ru/ocenka-zagryazneniya-geologicheskoy-sredy-na-neftyanyh-i-gazovyh-mestorozhdeniyah/
Загрузка...
