Экологический мониторинг почв нефтегазовых месторождений Западной Сибири

УДК 504.064

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ПОЧВ НЕФТЕГАЗОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

© В.Г. Парфенов, Ю.В. Сивков, А.С. Никифоров

Ключевые слова: экологический мониторинг; почвы; загрязняющие вещества; нефтегазовые месторождения.

Для выявления степени загрязнения почв на месторождениях проводился экологический мониторинг, который заключался в выборе участков отбора проб, отборе почвенных образцов, камеральной обработке и интерпретации данных.

В Российской Федерации более половины нарушенных земель нарушены при разработке месторождений полезных ископаемых и проведении геологоразведочных работ. В связи с этим основными задачами экологического мониторинга почв нефтегазовых месторождений являются регистрация текущего (фонового) уровня загрязнения, наблюдение над изменением химического состава и его прогноз, оценка возможных последствий загрязнения почв, разработка мероприятий по предотвращению и уменьшению загрязнений [1].

Определены качественные параметры природной и техногенной среды (почвенного покрова) нефтегазовых месторождений и оценка миграции загрязняющих веществ при их освоении.

Отбор проб почв организован с учетом направления поверхностного и грунтового стока в границах потенциального техногенного влияния и за его пределами.

Камеральная обработка проб проводилась в химико-аналитической лаборатории с использованием методов флуоресценции, атомно-абсорбционной спектрометрии, ионометриии биотестирования.

В пробах почв определялись следующие показатели: рН, органическое вещество, нитраты, фосфаты, хлориды, нефтепродукты, сульфаты, фенолы, бенз(а)-пирен, ртуть, медь, свинец, железо, цинк, марганец, никель, хром, кадмий, токсичность.

Экологический мониторинг почвенного покрова проводился в три этапа: подготовительный, полевой, камеральный.

Исследуемый участок расположен на территории Уватского района Тюменской области, его площадь составляет 0,1 га.

Для проведения полевых исследований было заложено шесть реперных участков (У1, У2, У3, У4, У5, У6). На них было отобрано порядка 10 проб для каждого участка. В данных пробах при камеральной обработке определялись 19 параметров. Результаты лабораторных исследований по веществам, значения которых превышали предельно допустимые концентрации (ПДК), представлены в табл. 1.

В пробах почв обнаружено превышение предельнодопустимых концентраций следующих показателей:

- сульфат-ион (3,14 долей ПДК). Превышение норматива было обнаружено только в пробе У1, что связано с высоким содержанием торфа в составе пробы;

Таблица 1

Результаты лабораторных исследований

ПДК, ОДК, Доли ПДК

Параметры кларк, мг/кг У1 У2 У3 У4 У5 У6

Сульфат-ион 160 3,14 0,94 0,89 0,53 0,35 0,58

Хлорид-ион 100* 7,67 8,16 7,48 3,98 2,34 7,21

Свинец (подв.) 6 1,22 0,70 2,47 0,53 0,77 0,88

Цинк (подв.) 23 1,57 0,81 1,75 0,79 0,23 0,23

Марганец (подв.) 60-140 1,88 3,29 0,84 0,48 0,20 0,41

Фенол 1** 1,10 0,05 4,10 3,00 0,05 18,30

Примечание: * - кларк почв [2]; ** - порядок определения, 1993 [3].

- хлорид-ион (2,34-8,16 долей ПДК) во всех четырех точках, что связано с высоким содержанием органического вещества, т. е. по мере увеличения органического вещества увеличивается содержание многих других компонентов, в т. ч. хлоридов;

- свинец подвижный (1,22-2,47 долей ПДК) в пробах У1 и У3, цинк подвижный (1,27-1,75) в пробах У1 и У3, марганец подвижный (1,88-3,29 долей ПДК) в пробах У1 и У2; превышение концентраций металлов -характерная особенность почв таежной зоны Западной Сибири - связана с господством кислой среды, обусловливающей высокие миграционные способности металлов в почве;

- фенол (3,0-4,10 долей ПДК) в пробах У4 и У3. Повышенное количество фенолов обусловлено отор-фованностью горизонта, из которого были отобраны пробы, и связано с жизнедеятельностью болотной растительности. Высокое содержание фенолов обусловлено высокой степенью заболоченности территории исследуемого участка.

По результатам биотестирования установлено, что четыре из шести проб почвы (У1, У3, У4 и У6) оказывают токсическое действие на гидробионтов.

Для более полной характеристики экологического состояния почвенного покрова территории необходимо

1708

проследить динамику загрязнения в пробах почв. В качестве критериев, используемых для сравнения уровней загрязнения, приняты фоновые значения, полученные по результатам исследований 2008 г. Параметрами для сравнения являются доли фона, характе-

ризующие соотношение результатов 2012 и 2013 гг. с фоновыми результатами 2008 г.

На рис. 1-6 представлена миграция загрязнения почв по сравнению фактических значений 2012 и 2013 гг. к фоновому в 2008 г. на исследуемых участках.

Рис. 1. Миграция загрязнения почв на участке У1

Рис. 2. Миграция загрязнения почв на участке У2

Рис. 3. Миграция загрязнения почв на участкеУЗ

1709

Рис. 4. Миграция загрязнения почв на участке У4

Рис. 5. Миграция загрязнения почв на участке У5

Рис. 6. Миграция загрязнения почв на участке У6

По данным, представленным на рис. 1, следует, что в сравнении с прошлым периодом в 2013 г. на участке У1 увеличилось содержание сульфатов, хлоридов и фенолов. Содержание марганца и свинца в подвижной форме снизилось.

Из информации, представленной на рис. 2, следует, что в сравнении с прошлым периодом в 2013 г. на участке У2 увеличилось содержание ионов сульфатов и хлоридов. В остальном состояние почв изменилось незначительно.

По данным, представленным на рис. 4, следует, что в сравнении с прошлым периодом в 2013 г. на участке У4 увеличилось содержание хлорид-ионов, цинка подвижного и фенолов. Содержание сульфатов уменьшилось. В остальном состояние почв изменилось незначительно. Сведения, представленные на рис. 3, указывают на то, что в сравнении с прошлым периодом в 2013 г. на участке У3 увеличилось содержание хлорид-ионов.

Содержание сульфатов и фенолов заметно снизилось. В остальном состояние почв изменилось незначительно.

Из информации, представленной на рис. 5, следует, что в сравнении с прошлым периодом в 2013 г. на участке У5 увеличилось содержание хлорид-ионов и свинца. В остальном состояние почв изменилось незначительно.

Сведения, представленные на рис. 6, указывают на то, что в сравнении с прошлым периодом в 2013 г. на участке У6 увеличилось содержание хлорид-ионов и фенола. Значение сульфатов значительно уменьшилось. В остальном состояние почв изменилось незначительно. Для комплексной характеристики состояния почв был вычислен показатель суммарного загрязнения почв ^с) по формуле [4]:

^ = Ф'-1 £)-(»- «•

1710

И И  - _|_

У2 УЗ У 4 У5 У6

Рис. 7. Индексы загрязнения в пробах почв

где С,- - фактическое содержание загрязняющего вещества в почве; С,Ф - фоновое содержание вредного вещества в почве или его предельно допустимая концентрация; п - количество аномальных (концентрация превышает фоновое содержание или ПДК) веществ.

Результаты расчетов в графическом виде представлены на рис. 7.

Анализируя рис. 7 можно сделать вывод, что согласно классификации, принятой в МУ 2.1.7.730-99 «Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест», почва в пределах исследуемого участка в пяти точках из шести характеризуется как «допустимая». На шестом участке почва характеризуется как «умеренно опасная». Основной «вклад» в формирование данной характеристики почвы на участке У6 внесли высокие концентрации фенола, что является следствием повышенной биогенности таежной зоны Западно-Сибирской равнины.

В работе [5] представлены способы обезвреживания почв и грунтов при разработке нефтегазовых месторождений Западной Сибири, которые представляют комбинации физико-химических и биологических методов по снижению ПДК подвижных форм тяжелых металлов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Подавалов Ю.А. Экология нефтегазового производства. М., 2010. 416 с.

2. Алексеенко В.А. Экологическая геохимия. М., 2000. 627 с.

3. Порядок определения размеров ущерба от загрязнения земель химическими веществами. М., 1993.

4. Опекунов А.Ю. Экологическое нормирование и оценка воздействия на окружающую среду. СПб., 2006. 260 с.

5. Парфенов В.Г., Сивков Ю.В. Оценка свойств буровых отходов нефтяных месторождений ХМАО и методы их утилизации // Естественные и технические науки. М., 2014. № 2. С. 120-122.

Поступила в редакцию 11 июля 2014 г.

Parfyonov V.G., Sivkov Y.V., Nikiforov A.S. ECOLOGICAL MONITORING OF SOILS OF GAS FIELDS IN WESTERN SIBERIA

For identification of extent of pollution of soils on fields environmental monitoring which consisted in a choice of sites of sampling, selection of soil samples, cameral processing and interpretation of data is carried out.

Key words: environmental monitoring; soils polluting substances; oil and gas fields.

Парфенов Виталий Григорьевич, Тюменский государственный нефтегазовый университет, г. Тюмень, Российская Федерация, кандидат технических наук, доцент, e-mail: 205tgngu@mail.ru

Parfyonov Vitaly Grigoryevich, Tyumen State Oil and Gas University, Tyumen, Russian Federation, Candidate of Technics, Associate Professor, e-mail: 205tgngu@mail.ru

Сивков Юрий Викторович, Тюменский государственный нефтегазовый университет, г. Тюмень, Российская Федерация, кандидат биологических наук, доцент, e-mail: 205tgngu@mail.ru; tumen_sivkov@mail.ru

Sivkov Yuriy Viktorovich, Tyumen State Oil and Gas University, Tyumen, Russian Federation, Candidate of Biology, Associate Professor, e-mail:205tgngu@mail.ru; tumen_sivkov@mail.ru

Никифоров Артур Сергеевич, Тюменский государственный нефтегазовый университет, г. Тюмень, Российская Федерация, ассистент, e-mail: 205tgngu@mail.ru

Nikiforov Artur Sergeyevich, Tyumen State Oil and Gas University, Tyumen, Russian Federation, Assistant, e-mail:205tgngu@mail.ru

1711