Специфической особенностью нефтегазодобывающего комплекса Западной Сибири является негативная трансформация всех компонентов природной среды. Впроцессе разведки, бурения и добычи углеводородов образуются отходы, которые необходимо утилизировать, захоранивать и др. Внастоящее время одной из наиболее инновационных и экологически чистых мировых практик по утилизации отходов бурения при добыче нефти и газа является обратная закачка пульпы в пласт, который расположен на большой глубине. Вотличие от традиционных методов переработки шламов, закачка в пласт исключает размещение на поверхности буровых отходов, их контакт с окружающей средой. Соприкосновение с подземными водоносными горизонтами при таком способе захоронения отходов должно быть полностью исключено.
В этой связи возникает необходимость детального исследования экологически опасных объектов сырьевого комплекса для принятия мер по регулированию хозяйственной деятельности [1–3].
Поверхностные воды являются наиболее уязвимыми компонентами природной среды при эксплуатации объектов нефте- и газодобычи, и поэтому в результате работ подробно были исследованы показатели загрязнения водных объектов [4].
Результаты, представленные в статье, получены в рамках общей целевой установки экологического мониторинга и направлены на информационное обеспечение управления природоохранной деятельностью и экологической безопасностью на Усть-Тегусском месторождении в целом и комплексе по закачке отходов в пласт в частности [5; 6].
Цель исследования: оценить состояние природных вод на территории Усть-Тегусского месторождения в процессе природопользования. Провести сравнительный анализ общего состояния природных вод в динамике пяти лет эксплуатации месторождения в целом и комплекса по закачке в частности.
Материалы и методы исследования
Объектом исследования стало Усть-Тегусское месторождение (комплекс по закачке отходов, шламовые амбары), расположенное на Усть-Тегусском лицензионном участке. Месторождение расположено на территории Уватского муниципального района Тюменской области.
Осенью 1991г. было начато пробное бурение в районе Усть-Тегусской площади. Врезультате испытания скважины №100 оказалось найденным новое нефтяное месторождение. Активное освоение месторождения началось с 2004г. Сегодня это одно из наиболее развитых месторождений Уватского района.
Работы по экоаналитическому контролю природных вод Усть-Тегусского месторождения проводились в три этапа:
–подготовительный – сбор и анализ имеющейся информации по объектам исследований;
–полевой – аэровизуальное обследование участков, наземное обследование, оценка уровня загрязнения территории месторождения (в т.ч. отбор проб природных вод);
–камеральный – проведение лабораторных анализов отобранных проб, подготовка отчетов.
Выбор нормативных документов на методики выполнения измерений определен областью аккредитации ФГБУ «ЦЛАТИ по УФО», ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Тюменской области», ГСАС «Тюменская».
В целях оценки годовых и многолетних изменений качества элементов окружающей среды в результате хозяйственной деятельности на территории месторождения проведен сравнительный анализ данных 2013–2018 гг. по направлениям: поверхностные и грунтовые воды. Географическое положение местности и места отбора проб представлены на схеме (рисунок).
Схема расположения точек отбора проб
Поверхностные воды: в районе комплекса по закачке отходов в пласт в 5 точках (в мае, августе, октябре): точка В-1К – ручей без названия; точка В-2К – ручей без названия; точка В-3К – р.Демьянка выше по течению; точка В-4К – р.Демьянка ниже по течению; точка В-5К – болото без названия.
Грунтовые воды: комплекс по закачке отходов 5 точек 2 раза в год (начало половодья, летне-осенняя межень, перед ледоставом); шламовые амбары 5 точек 1 раз в год (июль); шламовые амбары 1 точка 2 раза в год (август, октябрь).
Отбор и хранение проб отобранных вод были выполнены в соответствии с требованиями ГОСТ Р 31861-2012, НД на методики измерений.
В ходе аналитического контроля лабораториями использовались методики, отвечающие требованиям, предъявляемым на сегодняшний день в Российской Федерации.
Выбор методик измерений для проведения аналитических работ осуществлялся с учетом их назначения, области распространения, диапазонов определяемых компонентов, а также информации о наличии влияющих факторов и установленных показателей качества.
Анализ результатов экоаналитических исследований и оценка состояния природных вод осуществлялся по следующим направлениям:
–анализ текущего состояния относительно установленных нормативов качества – ПДК, ОДК, ОБУВ и др. (проводился при наличии установленных федеральных и региональных экологических нормативов качества);
–анализ годового изменения состояния компонента окружающей среды;
–анализ изменения состояния контролируемого компонента окружающей среды относительно уровня загрязнения 2014г.;
–анализ изменения состояния природных вод в контрольных точках относительно фоновых точек;
–оценка уровня загрязненности природных вод.
Результаты исследования и их обсуждение
Поверхностные воды. За период наблюдения за качеством поверхностных вод, начиная с 2013 г., изменялись контролируемые показатели. В2018г. в поверхностных водах контролировались следующие показатели: рН, аммоний-ион, нитраты, гидрокарбонаты, хлориды, сульфаты, БПКполн., фосфаты, нефть и нефтепродукты, фенолы, АПАВ, железо общее, никель, марганец, медь, цинк, ртуть, свинец, кобальт, хром.
При этом общими показателями за весь период наблюдения были: нефть и нефтепродукты, медь, цинк, ртуть, свинец, кобальт, токсичность хроническая. Всвязи с этим сравнение в динамике проводилось по семи вышеуказанным показателям.
Действующим законодательством в области охраны поверхностных вод четко определено, что фоновый створ назначается выше места водопользования, контрольный – ниже места водопользования. Всвязи с этим были назначены следующие точки:
–фоновая – точка В-5К, расположенная выше места водопользования;
–контрольные – точки В-1К, В-2К, В-3К, В-4К, расположенные ниже места водопользования.
В 2018г. в контрольных точках по сравнению с фоном зафиксировано увеличение значений следующих показателей:
–в точке В-1К – незначительное превышение по показателям БПКполн., аммоний-ион, нитрат-ион, фосфат-ион, фенол, нефтепродукты, никель, по показателям кобальт и марганец выявленные концентрации соответствуют фоновым значениям. Значения остальных показателей ниже фоновых;
–в точке В-2К незначительные превышения значений рН, хлоридов, нефтепродуктов, железа общего, превышения нитрат-иона. Значения остальных показателей ниже фоновых;
–в точке В-3К выявлен незначительный рост рН, при этом значения кислотности приблизились к нейтральным. Содержание железа общего, кобальта и никеля несколько выше фоновых; выявлен значительный рост концентраций нитрат-ионов и фосфат-ионов. Значения остальных показателей ниже фоновых;
–в точке В-4К незначительный рост рН, хлорид-иона, железо общее; повышенное содержание нитрат-ионов.
Для дальнейшей оценки состояния контролируемых поверхностных вод были проведены вычисления значений коэффициента комплексной загрязненности воды (ККЗВ) и удельного комбинаторного индекса загрязненности воды (УКИЗВ).
Значения коэффициента комплексности загрязненности воды в разных точках в разные периоды года варьировались от 0 до 33,33. Значения индекса УКИЗВ в 2018 г. варьировались от 1,39 до 1,8. Сучетом коэффициента запаса (коэффициент запаса равен 1) и числа критических показателей загрязненности (количество КПЗ 0) поверхностная вода соответствует 2 классу загрязненности (слабо загрязненная) во всех контролируемых точках.
Грунтовые воды. Одним из распространённых источников химического загрязнения территории нефтяного месторождения традиционно являются шламовые амбары-накопители, заполняемые отходами бурения[6]. Для оценки их негативного воздействия были проведены лабораторные исследования качества грунтовых вод в 2018г. Вцелях оценки годовых и многолетних изменений качества грунтовых вод был проведен сравнительный анализ данных 2018 г. с данными наблюдений за 2017 и 2013 гг.
Сравнительный анализ результатов исследований выявил незначительный рост значений следующих показателей:
1)в 2018 г. по сравнению с уровнем 2013 г.:
в точке Г-1К – рН, сухой остаток, БПК5, нефтепродукты, магний, медь; в точке Г-2К – нефтепродукты, барий, магний, мышьяк, цианиды; в точке Г-3К – превышений не обнаружено; в точке Г-4К – БПК5, нефтепродукты, свинец, хром, цианиды; в точке Г-5К – БПК5, нефтепродукты, медь, свинец, цианиды;
2)в 2018 г. по сравнению с уровнем 2017 г.:
в точке Г-1К – рН, сухой остаток, БПК5, нефтепродукты, магний; в точке Г-2К – барий, магний; в точке Г-3К – кадмий; в точке Г-4К – БПК5, нефтепродукты, медь, хром; в точке Г-5К – нефтепродукты, медь, свинец, цианиды;
2.1)в точке Г-6К по сравнению с уровнем 2017 г.:
в августе – рН, сухой остаток, БПК5, нефтепродукты, барий, кадмий, магний, медь, хром, радон-222; в октябре – рН, сухой остаток, БПК5, хлориды, нефтепродукты, барий, кадмий, магний, кислотность, содержание сухого остатка, гидрокарбонатов, хлоридов, нефтепродуктов, хрома.
По результатам исследований в 2017–2018 гг. в воде контролируемых проб превышений по бактериологическим показателям и гельминтам не выявлено.
Среднегодовые значения остальных контролируемых показателей во всех точках не изменились либо их значения снизились. При этом некоторый рост значений контролируемых параметров, очевидно, обусловлен природными факторами (инфильтрация поллютантов с осадками, привнос их с заболоченных территорий с поверхностным и грунтовым стоком, размывом горных пород) и связан с сезонными колебаниями уровня грунтовых вод, температуры воды, активацией или затуханием процессов разложения органических веществ и т.д. Неудовлетворительное качество грунтовой воды также могло быть обусловлено недостаточным уровнем воды в наблюдательных скважинах и изношенностью материала скважин.
В связи с тем что санитарно-гигиенические нормативы качества грунтовых вод для территорий, расположенных вне населенных мест, не установлены, расчет коэффициента комплексности загрязненности воды и оценка их качества по индексу УКИЗВ не производился.
Сведения о качестве грунтовых вод в районе комплекса по закачке отходов в 2013–2018 гг. Вцелях оценки годовых и многолетних изменений качества грунтовых вод на территории комплекса по закачке отходов в результате хозяйственной деятельности проведен сравнительный анализ данных 2018 г. с данными 2017 и 2013 гг. Вкачестве фоновых значений приняты результаты исследований качества грунтовых вод в точках за 2013 г.
Сравнительный анализ результатов исследований выявил рост значений следующих показателей:
1)в 2018 г. по сравнению с уровнем 2013 г.:
в точках Г-7К, Г-8К, Г-9К, Г-10К, Г-11К – хлориды, фенол, железо общее, марганец;
2)в 2018 г. по сравнению с уровнем 2017 г.:
в точке Г-7К, Г-8К, Г-11К – хлориды, фенол, железо общее, марганец; нефтепродукты; в точке Г-9К – хлориды, нефтепродукты; в точке Г-10К – фенол, нефтепродукты.
В качестве фоновой точки была принята точка Г-8К. Сравнивая полученные значения контролируемых показателей со значениями в фоновой точке, расположенной в районе комплекса по закачке отходов, зафиксировали следующее:
в точке Г-7К – отклонения по показателям мутность, запах, перманганатная окисляемость, фенол, нефтепродукты, железо общее, азот аммония; в точке Г-9К – отклонения по показателям запах, перманганатная окисляемость, хлориды, железо общее, азот аммония; в точках Г-10К, Г-11К – отклонения по всем контролируемым показателям.
Учитывая, что степень загрязненности водных объектов зависит не только от природных, но и от антропогенных факторов, дополнительно было проведено исследование состояние природных вод в целом по Усть-Тегусскому лицензионному участку (ЛУ).
В соответствии с Планом-графиком контроля отбор проб поверхностных вод в 6 точках (2 раза в год – в мае, сентябре):
точка В1 – р.Демьянка, на выходе с ЛУ; точка В2ф – р.Демьянка, на входе в ЛУ; точка В3 – р.Мал. Ершовая, 100 м выше по течению от кустовой площадки №4; точка В4 – р.Мал. Ершовая, в 100 м ниже по течению от кустовой площадки №4; точка В5ф – р.Тегус, на входе в контур ЛУ; точка В6 – р.Тегус, в месте впадения в р.Демьянку.
По результатам анализа отобранных проб в 2018г. установлено, что речная вода не соответствовала установленным нормативам качества по следующим показателям:
–в мае: в точках В1, В3, В4, В5, В6 – по фенолу; в точке В2 – по фосфатам, меди; в точках В4, В5 – по фенолу, нефтепродуктам;
–в сентябре: в точках В1, В3, В4 – по меди; в точке В5 – по фенолу; в точке В6 – по фосфатам, фенолу;
–в среднем за год: в точках В5, В6 – по фенолу. Значения остальных контролируемых показателей во все периоды в обеих точках не превышают соответствующих нормативов.
Для оценки уровня воздействия хозяйственной деятельности на водные объекты проведен анализ состояния поверхностных вод в контрольных точках относительно фоновой точки. Вкачестве фоновой точки на р.Демьянка определена точка В2ф, на р.Тегус – точка В5ф; точки В1 и В6 соответственно являются контрольными. Фоновая и контрольная точка на р.Мал. Ершовой назначены следующим образом:
–фоновая – точка В3 в 100 м выше по течению от кустовой площадки №4;
–контрольная – точка В4 в 100 м ниже по течению от кустовой площадки №4.
В р.Демьянке в 2018 г. в контрольной точке В1 по сравнению с фоном (точка В2ф) зафиксировано увеличение значений в среднем за год по следующим показателям: рН, сульфаты, нефтепродукты, медь.
В р.Мал. Ершовая в 2018 г. в контрольной точке В4 по сравнению с фоном (точка В3) зафиксировано увеличение значений в среднем за год по следующим показателям: хлориды, нефтепродукты, никель.
В р.Тегус в 2018 г. в контрольной точке В6 по сравнению с фоном (точка В5ф) зафиксировано увеличение значений в среднем за год по следующим показателям: рН, фенол.
Уровень загрязненности воды оценивался посредством использования следующих коэффициентов.
Коэффициент комплексности загрязненности воды (ККЗВ) был рассчитан для 12 показателей. Полученные значения ККВЗ варьировались в пределах от 0 до 16,67 и составили:
–в точках В1, В3, В4, В5ф: в мае и в сентябре – 8,33 (вода относится к I категории загрязненности);
–в точке В2ф: в мае и в сентябре – 0,00 (загрязненность отсутствует);
–в точке В6: в мае – 8,33, в сентябре – 16,67 (вода относится ко II классу загрязненности).
Индексы КИЗВ и УКИЗВ рассчитаны по 12 показателям. Согласно расчетам, в 2018 г. УКИЗВ варьировался от 0,00 до 1,26. Сучетом коэффициента запаса (К варьировался в диапазоне от 0,9 до 1) и числа критических показателей загрязненности (КПЗ варьировался от 0 до 1) речная вода соответствует:
–в точках В1, В2ф, В3, В4, В5ф – 1 классу загрязненности (условно чистая);
–в точке В6 – 2 классу загрязненности (слабо загрязненная).
В целях оценки качества воды также проведены токсикологические исследования. Все исследованные пробы не оказывали острого токсического действия.
В целях оценки годовых изменений качества поверхностных вод в результате хозяйственной деятельности был проведен сравнительный анализ данных 2018 и 2017 гг.
Анализ многолетнего изменения состояния рек проведен в сравнении с данными о фоновом загрязнении речной воды, полученными в 2014 г. Вкачестве фоновых значений для рек Демьянки и Мал. Ершовой применены результаты наблюдений в точках В1, В2ф, В6, В7 сети наблюдений 2014 г.
Анализ многолетнего изменения состояния р.Тегус в точках В5ф и В6 не проводится в связи с отсутствием результатов наблюдений за пятилетний период.
Сравнительный анализ результатов исследований выявил незначительный рост значений по следующим показателям:
1)в 2018 г. по сравнению с уровнем 2014 г.:
–в мае: в точке В1 – БПКполн., сульфаты, хлориды, фенол, хром; в точке В2ф – БПКполн., сульфаты, хлориды, фенол, нефтепродукты, марганец, хром; в точке В3 – рН, БПКполн., сульфаты, хлориды, фенол, нефтепродукты, хром; в точке В4 – БПКполн., хлориды, фенол, нефтепродукты, хром;
–в сентябре: в точке В1 – аммоний, сульфаты, хлориды, фенол, нефтепродукты, медь, никель; в точке В2ф – БПКполн., аммоний, нитраты, сульфаты, хлориды, фенол, нефтепродукты, железо, марганец; в точке В3 – рН, БПКполн., аммоний, сульфаты, фенол, нефтепродукты, медь, никель; в точке В4 – рН, БПКполн., аммоний, сульфаты, фенол, нефтепродукты, медь, никель;
2)в 2018 г. по сравнению с уровнем 2017 г.:
–в мае: в точке В1 – БПКполн., хлориды, фенол, нефтепродукты, хром; в точке В2ф – хлориды, фенол, нефтепродукты, железо, марганец, свинец, хром; в точке В3 – рН, БПКполн., сульфаты, хлориды, нефтепродукты, железо, марганец, никель, хром; в точке В4 – БПКполн., сульфаты, хлориды, нефтепродукты, железо, марганец, никель, хром; в точке В5ф – БПКполн., сульфаты, фенол, никель, хром; в точке В6 – рН, БПКполн., сульфаты, хлориды, фенол, никель, хром;
–в сентябре: в точке В1 – сульфаты, хлориды, фосфаты, нефтепродукты; в точке В2ф – БПКполн., аммоний, нитраты, сульфаты, хлориды, фосфаты, фенол, железо; в точке В3 –сульфаты, хлориды; в точке В4 – БПКполн., сульфаты, хлориды, нефтепродукты; в точке В5ф – аммоний, нитраты, сульфаты, хлориды, фосфаты, железо; в точке В6 – рН, аммоний, нитраты, хлориды, фосфаты, нефтепродукты, железо.
Значения остальных контролируемых показателей во всех точках во все периоды наблюдений не изменились или снизились.
Повышенное содержание примесей может быть связано как с загрязнением речной воды отводимыми сточными водами (в т.ч. сторонних организаций, осуществляющих водопользование на участках рек, расположенных выше по течению), так и с привносом примесей из других природных сред при взаимодействии в системах «атмосферный воздух – поверхностная вода», «снежный покров – поверхностная вода», «грунтовая вода – поверхностная вода», «донные отложения – поверхностная вода», «почвы – поверхностная вода», т.е. с природным фактором. При этом повышенное содержание поллютантов может отмечаться даже на тех территориях, которые не подвержены какому-либо антропогенному воздействию, что в целом характерно для водных объектов Западной Сибири.
Выводы
Экологический мониторинг и сравнительный анализ общего состояния природных вод на Усть-Тегусском месторождении в рассматриваемый период (2013–2018 гг.) показали прогрессирующее загрязнение водной среды при волнообразном характере содержания загрязняющих компонентов, обусловленный влиянием климатических факторов в годовом режиме.
Применительно к поверхностным водам значения коэффициента комплексности загрязненности воды в разных точках в разные периоды года варьировались от 0 до 33,33, при этом результаты испытаний соответствуют слабому загрязнению водной среды во всех контролируемых точках.
Для грунтовых вод характерен рост значений контролируемых поллютантов, обусловленный инфильтрацией с осадками, поверхностным и грунтовым стоком с заболоченных территорий.
Сравнительный анализ результатов исследований выявил незначительный рост содержания примесей в пробах грунтовых вод в районе комплекса по закачке отходов и водных объектов.
Наряду с этим в воде контролируемых проб превышений по бактериологическим показателям и гельминтам не выявлено.
В качестве рекомендаций и основных мероприятий по охране природных вод, с целью
уменьшения концентраций загрязняющих веществ, рекомендуется:
–усилить контроль за соблюдением нормативов сброса сточных вод;
–усилить контроль за работой очистных сооружений сточных вод, за соблюдением технологического регламента их работы;
–реализовать комплекс мер по расчистке русла реки от завалов, образованных естественным путем (обвалы берегов, завалы сухих деревьев и др.), с целью предотвращения застоя поверхностной воды и зарастания русла;
–ежегодно обследовать шламовые амбары на предмет нарушения целостности обвалования, гидроизоляции дна и стенок для исключения розлива и фильтрации загрязняющих веществ.
Библиографическая ссылка
Марьинских С.Г., Агейкина О.В. ВЛИЯНИЕ ПРОЦЕССА ДОБЫЧИ УГЛЕВОДОРОДОВ НА СОСТОЯНИЕ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД ВПЯТИЛЕТНЕЙ ДИНАМИКЕ // Успехи современного естествознания. – 2020. – № 8. – С. 56-62;URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=37458 (дата обращения: 19.04.2024).