Основные геоэкологические проблемы зоны воздействия Астраханского газового комплекса

УДК 504.55:665.6

Н. Н. Гольчикова Астраханский государственный технический университет

ОСНОВНЫЕ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ЗОНЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ АСТРАХАНСКОГО ГАЗОВОГО КОМПЛЕКСА

Предметом наших исследований является изучение состояния геосистем под воздействием геодинамических процессов в зоне возрастающей техногенной нагрузки на окружающую среду. Под геодинамическими процессами мы понимаем не только колебания земной коры в результате перемещения блоков фундамента, но и изменение гипсометрического уровня земной поверхности под действием экзогенных процессов, как естественных, так и спровоцированных деятельностью человека. Это значит, что исследуются процессы, происходящие в литосфере.

В условиях аридного климата геоморфологическое строение является базисным компонентом природы, который определяет особенности формирования почв и растительных сообществ, взаимосвязи компонентов природы и в конечном итоге в совокупности - специфику формирования ландшафтов. В условиях техногенной нагрузки возрастает роль антропогенного фактора, который изменяет естественный ход рельефообразования и способствует возникновению новых динамических процессов, нехарактерных для этого участка до начала хозяйственной деятельности человека.

Создаются естественно-искусственные геосистемы, которые развиваются в результате проявления геотехноморфогенеза, порожденного динамическим взаимодействием природных и техногенных факторов.

Наибольшая техногенная нагрузка в исследуемом регионе отмечается в зоне Астраханского серогазоконденсатного месторождения (АСГКМ), и особенно на территории Астраханского газоперерабатывающего завода (АГПЗ). Территория АСГКМ располагается по обе стороны от поймы и включает в себя саму пойму. К западу и востоку от поймы геосистемы представлены преимущественно эоловой равниной с полузакрепленными и закрепленными бугристо-грядовыми песками с частыми массивами барханных развеваемых песков и с полупустынными растительными сообществами на бурых супесчаных почвах, реже - соровыми солончаками с га-лофитными растительными комплексами. До начала геолого-разведочных работ барханные развеваемые пески возникали около кошар, особенно в районе колодцев - месте водопоя овец, реже - в местах проявления новейших тектонических движений. За 30 лет геолого-разведочных и эксплуатационных работ барханные массивы возникли около скважин, вдоль многочисленных грунтовых дорог, проложенных к буровым. Расчлененность рельефа на эоловой равнине достигает нескольких метров, реже 1012 м. На участке АГПЗ рельеф искусственно снивелирован. Снесенные грунты использовались для строительства дамб, насыпки под строящиеся

здания. На месте песков построены завод, административные и жилые здания, созданы полигоны по размещению отходов, хранению серы, подземные хранилища сырья, токсичных отходов, проведены продуктопрово-ды, транспортные магистрали. В промысловой зоне АСГКМ размещено более 200 геологоразведочных и эксплуатационных скважин [1].

Для хранения газа, конденсата и продуктов переработки в 1980-84 гг. создано 15 подземных ёмкостей методом подземного ядерного взрыва. Однако за годы эксплуатации ёмкости претерпели существенные морфометрические изменения, что привело в 1991 г. к самоизливу на дневную поверхность радиоактивных рассолов из трех ёмкостей. В результате произошло засоление поверхностных грунтов, радиоактивное загрязнение поверхности земли, подземных вод. Морфометрические изменения ёмкостей могут привести к образованию над ними просадок на земной поверхности, т. е. изменению гипсометрии земной поверхности, что влечет за собой нарушение естественного хода геодинамических процессов. Чтобы избежать негативных последствий, в 2000 г. введен в эксплуатацию пункт временного хранения и подготовки к захоронению радиоактивных отходов.

Методом выщелачивания на глубине 2 000 м строятся подземные хранилища для утилизации загрязненных сточных вод АГПЗ. Рассол, образующийся после выщелачивания с минерализацией 290 г/л, сбрасывается на земную поверхность в межгрядовые замкнутые солончаки и соленые озера. Это привело к увеличению минерализации грунтов в радиусе 200 м и повышению содержания фтора до 3 ПДК в радиусе более 2 км. По мере увеличения сброса площадь, подверженная негативным последствиям, и концентрация соли и фтора будут увеличиваться. Засоление грунтов будет способствовать образованию суффозионных просадок, на дне которых со временем возникнут солончаки, соленые озера.

На их склонах появятся промоины, по которым под действием дождевых и талых вод с окружающей местности будут сноситься поверхностные отложения, уничтожаться растительный покров. В условиях повсеместного распространения супесчаных и песчаных почв активизируются процессы дефляции. Огромная территория пастбищных угодий будет выведена из эксплуатации и превратится в соленую мертвую пустыню с очагами развития барханных песков. Необходимы специальные поверхностные покрытия отрицательных форм рельефа, в которые сбрасываются рассолы, или же перед сбросом необходимо пропускать рассолы через очистные установки. Этим можно сохранить и без того скудные пастбища, уберечь территорию от сплошного засоления и не допустить развития геоди-намических процессов, которые нарушают баланс между отдельными компонентами природы, установившийся в ходе тысячелетий.

Закачка промышленных стоков в глубинные пласты сопровождается мощным геоэкологическим воздействием на литосферу, порождает своеобразные формы глубинного геотехноморфогенеза, выражающиеся не столько в физических изменениях, сколько в активизации геодинами-ческих процессов, в необратимых химических, литологических, гидродинамических и других преобразованиях геологической среды, форми-

ровании геосистем (искусственных тел и др.), находящихся в динамическом развитии [2].

Условно чистые сточные воды завода после очистки на установке КОС-2 круглый год сбрасывают в ёмкость сезонного регулирования. Это искусственный водоем объёмом 8,5 млн м3, глубиной 7,7 м, дно которого укреплено железобетонными плитами. В вегетационный период очищенные воды отводят на поля орошения, представляющие собой естественные понижения в рельефе. Большие объёмы сбрасываемых вод привели к повышению уровня грунтовых вод до 1 м. Дальнейшее повышение будет способствовать образованию суффозионных просадок вокруг полей орошения, на склонах которых возникнут промоины в результате проявления глубинной и регрессивной эрозии. Это означает, что возникнут новые геодинамические процессы, нехарактерные для этой территории, что повлечет за собой вывод из эксплуатации пастбищных угодий. Необходимо техническое оснащение неровностей рельефа, используемых под поля орошения.

В результате отбора газа и конденсата из залежи происходит уплотнение пород-коллекторов и перекрывающих их пород. Это может привести к проседанию земной поверхности над месторождениями, что, как и на других разрабатываемых месторождениях, нередко сопровождается техногенными сейсмическими процессами. Влияние этих процессов на инженерные сооружения трудно переоценить, особенно в связи с возможными авариями трубопроводов и сооружений завода. Результатом значительного оседания поверхности земли может быть подтопление территории [3].

Для ликвидации этих негативных последствий необходима организация многолетних наблюдений за гипсометрическим уровнем земной поверхности и в случае фиксации начинающейся просадки - проведение необходимых мероприятий, уже разработанных наукой для ликвидации техногенных сейсмических процессов.

Новые геодинамические процессы развиваются в околобуровом пространстве в радиусе 400-500 м. Полностью уничтожается почвеннорастительный покров, возникают новые отрицательные формы рельефа -отстойники для сточных вод. К буровой прокладываются многочисленные грунтовые дороги. Верхние грунты загрязняются нефтепродуктами, промышленным и бытовым мусором. После окончания бурения необходима реабилитация земель: санитарная уборка территории, вывоз загрязненных поверхностных грунтов, засыпка колеи грунтовых дорог, так как вдоль них часто появляются барханные пески с высотой барханов 0,5-2 м. На участках, искусственно лишенных растительного покрова, необходимо произвести посев трав-фитомелиорантов - псаммофитов (песчаный овес, мятлик луковичный и т. д.) и посадку кустарников (джузгун, тамарикс). Между эксплутационными скважинами, вдоль трубопроводов должны быть проложены дороги с твердым покрытием.

В районе отдельных заброшенных буровых через 20-30 лет происходит частичная реконструкция антропогенного рельефа естественным путем: выполаживаются колеи дорог; малоуглубленные дороги зарастают полынью; барханы, при достаточном выпадении осадков, переходят в по-лузакрепленные пески.

Территория АСГКМ включает в себя часть Волго-Ахтубинской поймы. Однако в настоящее время здесь только разворачиваются поисково-разведочные работы. Проведен небольшой объем сейсмических работ, идет бурение скважин. Это потребует особых мер предосторожности, таких как строительство дамб, обязательная селективная срезка, транспортировка и складирование плодородного и потенциально плодородного почвенного слоя. После завершения бурения необходимо ликвидировать последствия бурения, вернуть на место срезанный почвенный горизонт, провести технический и биологический этап рекультивации земель.

В первые годы эксплуатации АГПЗ происходили аварийные выбросы в атмосферу загрязняющих веществ, и в первую очередь серы и азота, содержание которых в почве в 2-3 раза превышало геохимический фон [1].

Изменение состояния воздушной среды в районе буровых скважин связано с поступлением в атмосферу большого количества загрязняющих веществ. Основными загрязнителями являются автотранспорт, строительные машины и механизмы, дизели, котельная и др.

Ингредиентный состав выбросов загрязняющих веществ в атмосферу включает в себя около двадцати компонентов. Количество групп сум-маций (веществ, обладающих однонаправленным действием) - не менее 5. Суммарный валовой выброс поллютантов составляет около 500 т за весь период строительства скважины с глубиной заложения 5 000-6 000 м.

Расчёт и анализ возможного уровня загрязнения атмосферного воздуха показали, что существенные изменения состояния воздушной среды возможны на этапе обустройства площадки при одновременной работе большого количества строительных машин и механизмов. Выбросы вредных веществ в атмосферу в этих случаях, при неблагоприятных метеорологических условиях, могут значительно увеличить уровень загрязнения атмосферы по концентрации диоксида азота.

Загрязнение воздушной среды выбросами транспортных средств и строительной техники - основным источником загрязнения на этапе строительно-монтажных работ - происходит в результате выбросов двигателями внутреннего сгорания отработавших и картерных газов, образования паров топлива из карбюраторов и топливных баков. Большая доля токсичных примесей поступает в атмосферу с отработавшими газами, содержащими несколько десятков компонентов. Основные загрязняющие вещества для карбюраторных двигателей - оксид углерода (СО), оксиды азота (КОх), углеводороды (СН), диоксид серы (8О2); дизельных - оксид углерода, оксиды азота, углеводороды, диоксид серы и сажа. Большое влияние оказывают также тип двигателя, вид топлива, техническое состояние двигателя, степень нагрузки.

На этапе испытания объектов скважины на продуктивность, при сжигании попутного нефтяного газа и газовой углеводородной смеси на факельном устройстве, значительными оказываются выбросы диоксида азота, диоксида серы и сероводорода [4].

Таким образом, деятельность человека играет большую роль в развитии геосистем исследуемого региона, нарушая природную геодинами-ческую стабильность. Но в пределах исследуемой территории процесс

разрушения естественных ландшафтов охватил ограниченные территории и не достиг стадии необратимости. Установленные негативные последствия деятельности человека могут быть ликвидированы за счет своевременного внедрения природоохранных мероприятий. Дать объективную количественно-качественную характеристику геодинамических процессов в местах проявления геотехноморфогенеза, прогнозировать пути их развития, разработать конкретные мероприятия по избежанию негативных последствий возможно только при проведении многолетних стационарных наблюдений в рамках геоэкологического мониторинга.

СПИСОК ЛИТЕРА ТУРЫ

1. Материалы к Государственному докладу о состоянии окружающей природной среды РФ по Астраханской области за 2000 г. - Астрахань: ООО «ЦНТЭП» 2002. - 161 с.

2. Постнов А. В., Серебряков А. О. Теоретические основы экологической оценки состояния геологической среды при техногенном воздействии // Разведка и освоение нефтяных и газоконденсатных месторождений / Научн. тр. Астра-ханьНИПИгаза. - Астрахань, 2001. - С. 220-224.

3. Твердохлебов И. И, Серебряков О. И. Современные техногенные воздействия на геологическую среду // Разведка и освоение нефтяных и газоконденсатных месторождений / Науч. тр. АстраханьНИПИгаза. - Астрахань, 2001. - С. 188-192.

4. Чертов В. Н., Чувилов В. Н. Методические основы определения выбросов загрязняющих веществ при строительстве сверхглубоких скважин // Разведка и освоение нефтяных и газоконденсатных месторождений / Науч. тр. АстраханьНИПИгаза. - Астрахань, 2001. - С. 199-202.

Получено 30.07.04

THE PRINCIPLE GEOECOLOGICAL PROBLEMS OF THE ZONE INFLUENSCED BY THE ASTRAKHAN GAS COMPLEX

N. N. Golchikova

Geoecological problems caused by the anthropogene action on the territory of the Astrakhan Gas Condensate field & their reasons are described: the erection of underground capacities to preserve gas, condensate & after-products by means of an underground nuclear explosion; the construction of underground storehouses for the recovery of contaminated refinery waters at the depth of 2 000 m that has led to the rise of ground mineralization; the accumulation of industrial flows in the depth seams being accompanied by the powerful geoecological impact on the lithosphere & activating geodynamic processes; damage pollutant blow-outs into the atmosphere during the first years of exploitation especially sulfur & nitrogen, their content in soil was 2-3 times higher than geochemical background. It was marked that human activity destroys the natural geodynamic stability, but within the investigated region, the process of the natural landscapes destruction covered the limited territories & hasn’t reached the stage of irreversibility.