Воздействие нефтедобычи на природные комплексы западной части Ваховского Полесья (на примере Тром-Элмторского ландшафтного района)
Лихачев Александр Николаевич
Ханты-Мансийское региональное отделение межотраслевых эколого-экономических исследований Российской Академии естественных наук
Ваховская провинция болотных и озерно-болотных низин (Ваховское полесье) расположена в долине реки Вах и бассейнах его правых притоков. Поверхность слабо наклонена в сторону долины Ваха, сильно заозерена, с линейными гривами. По площади преобладают озерно-болотные, грядово-мочажинные и плоскобугристые болотные ландшафты.
На дренированных гривах преобладают сосняки долгомошно-сфагновые и кустарничково-сфагновые. Менее распространены кедровые и лиственничные лишайниковые, кустарничково-зеленомошные и кустарничково-сфагновые леса, долинные кедрачи. Провинция представлена 24 ландшафтными районами [1].
В рассматриваемой работе проведен анализ техногенной нагрузки на природные комплексы, самого освоенного ландшафтного района провинции – Тром-Элмторского.
Тром-Элмторский озерно-болотный ландшафтный район находится в западной части Ваховского Полесья и занимает одну из низких частей провинции, абсолютные высоты не превышают 70-75 мБС. Рельеф района осложнен озерными котловинами, заозеренность составляет 13% и эоловыми формами в пределах древних прирусловых валов. Заболоченность поверхности достигает 25 %.
Рассматриваемая территория находится на озерной террасе и имеет полого-котловинный и плоский рельеф, слабый наклон к долине р. Вах, на юг, и, еще более слабый продольный наклон на запад. Общий уклон террасы, таким образом, имеет юго-западное направление[2].
Обширные плоские котловины междуречий заторфованы и объединены в крупные водораздельные болотные массивы. Среди болот обычны вторичные мелкие озерки с торфяным дном. Болотные массивы постепенно переходят к приречным частям террасы. Здесь за счет дренирующего действия русел рек поверхность заболочена меньше, торфяники выражены слабо. В переходной к болотам части поверхность между буграми заторфована. Наиболее глубокие котловины минерального дна болот заняты крупными и средней величины озерами. В районе исследования находится Тормэмторская группа озер. Крупные озера чередуются с небольшими. Средняя площадь зеркала 17,6 км2. Озера мелководны. Форма водного зеркала у всех озер близка к округлой.
Берега всех озер низкие, заторфованные, местами сплавинные, поросшие мелколесьем из сосны, кедра, березы, осины. К озерам вплотную прилегают сфагновые болота. Дно почти всех озер относительно ровное, глинистое, местами песчаное. Прибрежная зона, особенно крупных, сильно закоряжена.
Озера являются неотъемлемым элементом местных болотных микроландшафтов, имеют различную форму и размеры.
Озеро Тормэмтор наибольшее по площади в данном районе, площадь – 139 км2, площадь водосбора составляет 188 км2 . Прилегающий ландшафт озера кустарничково-сфагновый, чередующийся с участками, поросшими сосной.
Основные нагрузки на природные комплексы на территории района связаны с эксплуатацией месторождений нефти. Всего на рассматриваемой территории находится 10 лицензионных участков которые занимают площадь 3086 км2, или 55 % от территории Тром-Элмторский ландшафтного района.
Основные воздействия можно отнести к следующим видам:
а) физическое воздействие в результате отсыпки скважин и беспорядочного движения тяжелой техники;
б) химическое воздействие, связанное с бурением и испытанием скважин;
в) пирогенное воздействие (пожары).
В процессе разведки, обустройства и эксплуатации нефтяных месторождений растительный покров испытывает различные антропогенные воздействия. К наиболее широкомасштабным следует отнести механические нарушения, неизбежные на всех этапах добычи нефти – от разведки до транспортировки добытого сырья. В эту группу нарушений растительного покрова входят:
- полное уничтожение и частичное нарушение растительности при площадных и линейных (ЛЭП, газо-, водо- и нефтепроводы) сооружениях;
- все транспортные нарушения, от единичных проездов до строительства дорог с твердым покрытием;
- карьеры и свалки.
На территории сооружено большое число различных площадных сооружений как технологического (ЦПС, УПСВ, многочисленные кусты скважин и пр.), так и социального значения (вахтовый поселок, кирпичный завод и др.). Значительную площадь занимает густая сеть дорог и трубопроводов, объединяющая многочисленные кусты скважин в единую сеть.
Вокруг каждой площадки кустов скважин площади нарушений приравниваются к рабочей площади куста в условиях поймы, а на водоразделе часто превышают ее. По экспертным оценкам площадка куста в условиях водораздела имеет среднюю площадь 1,9-2,1 га, столько же (или больше) занимает нарушенная вокруг нее территория. Типичны разливы нефти, подтопление, бытовой мусор.
Песчаные карьеры на территории месторождений чаще представляют собой незначительные поверхностные углубления, так как песок имеет поверхностное залегание. Такие карьеры после отработки, при условии выравнивания поверхности и отсутствия захламленности мусором, быстро зарастают травяной растительностью. Глубокие карьеры обводняются в самой углубленной части, остальная часть их медленно зарастает, часто используются для складирования различного мусора. Таким образом, глубокие карьеры изменяют ландшафт, при этом изменяется не только сам рельеф, но гидрологический и температурные режимы, уничтожается и нарушается растительный покров.
Дороги с трассами коммуникаций занимают 1-1,5% общей площади территории месторождений. Воздействие этих магистральных сооружений на обводненных участках привело к изменению режима поверхностного и грунтового стоков на значительных пространствах. Перехват вод привел к усиленной обводненности прилегающих к дорогам участков и вымочке лесов. Об этом свидетельствуют широко распространенные мелкие участки высохшего леса, приуроченные к искусственно обводненным территориям. Этот отрицательный эффект вызван только пренебрежением знаниями о тонкостях гидрологических процессов, допущенным при проектировании и строительстве магистральных сооружений, использованием нормативов и требований, применяемых в иных районах.
Очаговый ущерб природной среде наносят отходы бурения, содержащиеся в шламовых амбарах кустовых оснований. Амбары, заполненные шламовыми водами, нефтью, буровыми растворами, глиной, цементом, горной породой, являются опасными для природной среды. Содержащиеся в шламовых амбарах растворы относятся к II-IV классу токсичности. Воздействие буровых растворов на природную среду осуществляется в результате фильтрации и их распространения с грунтовыми водами или в результате разрушения обвалования и утечки содержимого амбаров с поверхностным стоком. Воздействие на природную среду шламовых растворов сходно с воздействием разливов нефти и минерализованных вод. Для снижения опасности шламового амбара для окружающей среды и устранения его как источника загрязнения шламовые амбары рекультивируются путем засыпки их грунтом.
Следует отметить, что площадь, занимаемая кустовыми площадками вместе с прилегающими к ним различного вида нарушениями составляет до 1% от общей площади каждого из месторождений. В целом, отмирание растительности в местах аварийных разливов из амбаров связывают с отрицательным воздействием отходов бурения на агрофизические свойства почв: увеличение плотности, водоудерживающей способности, потерю структуры и водопроницаемости. Наиболее неблагоприятный эффект влияния буровых растворов на растительность наблюдается при суммарном действии химического загрязнения и физических нарушений и проявляется в уменьшении проективного покрытия и видового разнообразия.
Известно, что миграция химических элементов в болотах осуществляется с поверхностными водами и никакими защитными сооружениями в амбарах их не удержать. Тем не менее, до сих пор кустовые площадки размещаются в болотах. Они, находятся даже в 100-200 м от суходольных лесов, могли бы быть сооружены в лесах без последующего усложнения технологического процесса отбора нефти. Во всех случаях, независимо от состава грунтов под лесами, миграция химических веществ из шламовых отходов осуществлялась бы с грунтовыми водами через фильтры геологических отложений. Во всех случаях грунтовые воды выносили бы в гидросеть на 2-3 порядка меньше токсичных веществ, чем они выносятся сейчас из шламовых амбаров с поверхностными водами болот. Следует учесть, что кустовые основания со шламовыми амбарами во всех случаях предпочтительней размещать в лесу, каким бы лес не был ценным, чем в болотах. При таком подходе, наряду со значительным снижением ущерба для природной среды, также значительно снижались бы затраты на строительство кустовых оснований, дорог и нефтепроводов.
При строительстве трубопроводов на заболоченных участках в результате разрушения и перемещения торфяной залежи и образования валов насыпного и перевернутого торфа возникают благоприятные условия для появления древесных растений на болотах. Древесно-кустарниковые растения, поселившиеся на этих новообразованных формах рельефа, в дальнейшем хорошо развиваются по мере минерализации торфа.
Нефтепроводы для природных комплексов потенциально опасны всегда, как источники возможного нефтяного загрязнения в случае их порывов. Статистика свидетельствует, что наиболее часто порывы нефтепроводов происходят на границах участков, контрастно отличающихся по гидрологическому режиму, и, главным образом, в болотных системах и в зонах перехода от болота к лесу. В таких урочищах, несмотря на стоимость, нефтепроводы целесообразно было бы строить на опорах, что исключило бы появление непрогнозируемых аварийных ситуаций.
Учитывая специфику ландшафтов на данной территории, основную опасность нефтяные загрязнения представляют в незамкнутых низинных болотах и озерах. В этих местах нефтяное загрязнение будет вынесено в водные объекты (водотоки) и станет опасным для существования биогеоценозов, далеко расположенных от места разлива нефти. В связи с этим размещение нефтепроводов на этих поверхностях необходимо допускать только в исключительных ситуациях. Во всех случаях предпочтительнее прокладывать нефтепроводы на суходолах или в районах замкнутых котловин, в которых распространение нефтяного разлива будет сведено к минимуму.
В случае порыва нефтепроводов нефтяное загрязнение будет активно распространяться в урочищах, характеризующихся сточным и проточным увлажнением, скапливаясь в мочажинах болот, нижних частях склонов, на террасах, о чем свидетельствует повсеместное загрязнение заболоченных сосняков и березняков на первой надпойменной террасе. Нефтяное загрязнение, возникшее в урочищах с активным стоком, благодаря проточному увлажнению, может быть вынесено и выносится за границу террасы и дополнительно загрязняет пойму р. Вах, что доказывается по актам анализа проб отобранных в пойменных частях.
Геохимическая трансформация природных систем связана в первую очередь с углеводородным загрязнением вблизи кустовых площадок и нефтепроводов (в местах аварийных разливов нефти), загрязнением в результате испытания скважин, а также с фильтрацией содержимого шламовых амбаров (буровых растворов и шламов выбуренных пород) на прилегающих к кустовым площадкам территориях.
Отмечается, что при возникновении аварий в результате эксплуатации кустов скважин (авария на выкидной линии), нефтяное загрязнение обычно локализовано площадкой куста и не выходит за его границы. Растительность территорий изменяется в зависимости от степени загрязненности нефтью и нефтепродуктами. Наиболее устойчивыми являются осоки острая и водяная, пушицы многоколосковая и влагалищная. Характерным является появление рогоза длиннолистного на загрязненных нефтью и нефтепродуктами участках.
В южной части Тром-Элмторского озерно-болотного района, на территории Вахского и Кошильского месторождений в 2002 г. проведены исследовательские работы по изучению состояния компонентов окружающей природной среды. Было выявлено, что в процессе длительной разработки территории лицензионных участков на природные объекты оказывается техногенная нагрузка, которая проявляется в изменениях химического состава атмосферного воздуха и снежного покрова, а также водных объектов, почв и грунтовых вод. Проведенные исследования не зафиксировали превышения показателей ПДК значениями концентраций определяемых загрязняющих веществ в атмосферном воздухе.
Содержание загрязняющих веществ в поверхностной воде на территории месторождений имеет сезонную динамику и зависит от гидрологического режима водных объектов. Концентрация нефтепродуктов, фенолов, аммония, сульфатов, хлоридов, фосфатов, цинка и никеля в водотоках не превышает или на уровне значений ПДКр.х. в течение всего периода исследований. Содержание железа, марганца превышает установленные нормативы независимо от фазы гидрологического режима, что обусловлено природно-климатическими условиями Западной Сибири.
Проведенные исследования в донных отложениях показали, что высокое содержание нефтепродуктов, хлоридов и тяжелых металлов значительно изменяется в зависимости от категории водных объектов. В водотоках средней величины накапливается большое количество нефтепродуктов, хлоридов, а также железа общего и тяжелых металлов. В крупном водотоке, имеющем рыбохозяйственное значение (р. Вах), концентрация загрязняющих веществ варьирует незначительно. Согласно данных биотестирования донных отложений, пробы, оказывающие токсическое действие на гидробионтов не обнаружены или оно проявляется при изменении рН среды.
Следует отметить, что содержание тяжелых металлов, хлоридов, нитратов, фосфатов и нефтепродуктов с глубиной снижается незначительно. В почвах месторождений содержание нитратов ниже пределов обнаружения (<0,1 мг/кг). Превышение квазифоновых концентраций в почве и большие концентрации нефтепродуктов, фенолов, АПАВ, хлоридов в грунтовой воде, вероятно, обусловлены аварийными разливами нефти, высокоминерализованных вод и других источников загрязнения (недостаточно гидроизолированных шламовых амбаров и др.) в районах размещения площадок отбора проб. Второстепенную роль играет количество промышленных объектов на исследуемой территории, а также влияние фильтрационной способности почв и ее физико-химических показателей на физико-химический состав грунтовых вод. По данным биотестирования были обнаружены пробы почв и грунтовых вод, которые оказывают острое токсическое действие на гидробионтов.
Тем не менее, природные компоненты окружающей среды в процессе эксплуатации месторождений изменили свой естественный физико-химический состав, и как следствие этого, изменились условия существования живых организмов.
Отмеченное, в процессе физико-химического анализа, содержание загрязняющих веществ в компонентах окружающей среды обусловили необходимость разработки специфического комплекса технических мероприятий, обеспечивающих минимальное поступление в природную среду загрязняющих веществ и минимизацию действия факторов способствующих их повышенному накоплению.
Литература:
1. Проблемы географии и экологии Западной Сибири: Сборник. Выпуск 3. Тюмень: Изд-во ТГУ, 1998. стр. 3-39.
2. Вдовин В.В., Проводников Л.Я. История формирования мезозойско-кайнозойских отложений и современного рельефа в бассейне р. Вах. – Новосибирск: Наука, 1965. – 95 с. |