Сетевое издание

Современные проблемы науки и образования

ISSN 2070-7428

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,006

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Шигапов А.М. 1 Гаврилин И.И. 1

---

1 Уральский государственный университет путей сообщения

В статье рассмотрены основные источники загрязнения почвенного покрова Уральского региона углеводородами нефти. При этом особое внимание уделено территории Ханты-Мансийского автономного округа – Югры как одному из регионов, наиболее подверженных аварийным разливам нефти. Представлены результаты статистического анализа количества аварий, связанных с разливами нефти и нефтепродуктов, основных причин аварий, площади образовавшихся и рекультивированных нефтезагрязненных земель и количества шламовых амбаров на территории автономного округа. Приведены сведения о содержании химических веществ в пробах почвы Ханты-Мансийского автономного округа – Югры. Представлены результаты зонирования территории Ханты-Мансийского автономного округа по количеству аварий. На основании ранее проведенных исследований предложен способ решения проблемы загрязнения почвенного покрова углеводородами нефти в виде технологической схемы очистки нефтезагрязненных почв, основанной на применении комплекса биологических методов и успешно апробированной на промышленной площадке одного из предприятий Ханты-Мансийского автономного округа – Югры.

Статья в формате PDF

431 KB

Уральский Федеральный округ

почва

аварийный разлив

загрязнение

нефтепродукты

окружающая среда

1. Бондаренко В.В. Оценка масштаба воздействия аварий при перевозке опасных грузов через густонаселенные районы / В.В. Бондаренко, А.М. Шигапов // Научно-практический и учебно-методический журнал «Безопасность жизнедеятельности». 2014. № 8 (164) — С. 45–49.

2. Гаврилин И.И. Некоторые особенности биологических методов очистки почвогрунтов от загрязнения нефтепродуктами/ И. И. Гаврилин, А.М. Шигапов // Международный научно-исследовательский журнал. 2014. № 3-1 (22) — С. 43–46.

3. Гаврилин И.И. Перспективы использования аборигенной микрофлоры для борьбы с нефтяным загрязнением / И.И. Гаврилин, А.М. Шигапов // IV Информационной школы молодого ученого: Сборник научных трудов, ЦНБ УрО РАН, Екатеринбург, 2014 – С. 326–332.

4. Дронов В.П. Экономическая и социальная география / В.П. Дронов, В.М. Максаковский, В.Я. Ром. — М: Просвещение, 2009 – 349 с.

5. Нефтезагрязнения и основные технологические способы урегулирования последствий [Электронный ресурс] / Наука и технологии — Режим доступа: http://neftegaz.ru/science/view/764, статья в интернете. (Дата обращения 12.12.2014);

6. Об экологической ситуации в Ханты-Мансийском автономном округе – Югре в 2012 году: Доклад службы по контролю и надзору в сфере охраны окружающей среды, объектов животного мира и лесных отношений Ханты-Мансийского автономного округа-Югры / Департамент экологии Ханты-Мансийского автономного округа – Югры, издание 2013. – 178 с.

7. Об экологической ситуации в Ханты-Мансийском автономном округе – Югре в 2013 году: Доклад Службы по контролю и надзору в сфере охраны окружающей среды, объектов животного мира и лесных отношений Ханты-Мансийского автономного округа-Югры / Департамент экологии Ханты-Мансийского автономного округа – Югры, издание 2014 – 200 с.

8. Родионова И.А. Экономическая география России / И.А. Родионова — М.: Московский лицей, 2010. – 89 с.

9. Туровский Р. Ф. Политическая регионалистика. / Р.Ф. Туровский — М.: Изд. дом ГУ–ВШЭ, Центр и регионы: проблема политических отношений, 2006 – 243 с.

10. Уральский федеральный округ [Электронный ресурс] / Окружной информационный центр аппарата полномочного представителя Президента Российской Федерации в Уральском федеральном округе — Режим доступа: http://www.uralfo.ru/, свободный. (Дата обращения: 03.03.2015 г.).

11. Фирсова В.П. Почвы высоких широт горного Урала / В.П. Фирсова, В.С. Дедков - УНЦ АН СССР, 1983 – 146 с.

Уральский федеральный округ (УФО) образован 13 мая 2000 г., в него входят 6 субъектов Российской Федерации: 4 области (Свердловская, Челябинская, Курганская, Тюменская) и 2 автономных округа, входящих в состав Тюменской области (Ханты-Мансийский — Югра, Ямало-Ненецкий). Общая площадь территории УФО составляет 1788,9 тыс. км2, что составляет почти 11 % площади Российской Федерации (РФ) [10]. УФО имеет выгодное экономико-географическое положение на стыке двух частей света – Европы и Азии, различных по своим природным и экономическим условиям [9, 11], что делает его одним из наиболее богатых минерально-сырьевых регионов РФ.

Основными задачами в рамках исследований территории УФО являлись рассмотрение общего состояния природно-экономического потенциала, природно-экономического и экологического положения, оценка современного состояния компонентов окружающей среды, выявление экологических проблем развития и определение путей их решения на современном этапе.

В рамках исследований использовались общепринятые методы, в том числе элементы системного анализа, геоинформационные системы и картографический метод, которые позволяют проанализировать особенности размещения отдельных видов полезных ископаемых на территории, показать взаимосвязь размещения отраслей специализации и минерально-сырьевой базы страны. В качестве информационной базы наряду с научными источниками использовались материалы периодической печати, фондовые материалы, статистические и отчетные материалы контрольно-надзорных органов.

Сложная геологическая структура УФО обусловила исключительные богатства и многообразие его ресурсов, а основой экономики является топливно-энергетический комплекс, основанный на богатейших в РФ запасах нефти и газа [8].

По геологическим запасам нефти Западно-Сибирская нефтегазоносная провинция занимает второе место в мире после уникального бассейна в районе Персидского залива [8]. Запасы нефти и газа таких месторождений, как Уренгой, Ямбург, Медвежье, Сургут, Нижневартовск, выводят УФО в число мировых лидеров.

Транспортное значение УФО определяется его ролью связующего и распределительного узла между западной и восточной частями РФ [4]. Разветвленная сеть нефте- и газопроводов связывает УФО с Западной Сибирью, Средней Азией, Казахстаном и Европейской частью РФ. По территории УФО проходят магистральные нефте- и газопроводы, общая протяженность которых на территории УФО, по данным эксплуатирующих предприятий, составляет более 100 тыс. км [4, 5, 7].

В процессе освоения нефтяных месторождений и транспортировке нефтепродуктов оказывается активное воздействие на окружающую среду в пределах территорий самих месторождений, трасс линейных сооружений (промысловых и магистральных трубопроводов), а также в ближайших населенных пунктах (городах, поселках) [5].

В результате несовершенства технологий, других объективных и субъективных причин на всех этапах операций с нефтью и нефтепродуктами происходят отдельные аварии, приводящие к разливам нефти и нефтепродуктов и загрязнению атмосферы, открытых водоемов, почвы и подземных вод, что, безусловно, изменяет состояние окружающей среды и, как следствие, снижает качество жизненного пространства населения и биоты. При этом в местах загрязнения происходит долговременное разрушение растительного и почвенного покровов [5].

Исторически сложилось так, что большая часть имеющейся нефтяной инфраструктуры РФ (в частности, трубопроводы) создана в середине—конце прошлого века, и к настоящему времени порядка 30% этих трубопроводов имеют 30-летний срок эксплуатации, не отвечающий современным требованиям безопасности [5]. Ежегодная официальная статистика разливов и чрезвычайных ситуаций различных контрольно-надзорных органов доказывает данные предположения (рис. 1) [7].

Рис. 1. Количество аварий, связанных с разливами нефти и нефтепродуктов, на территории субъектов УрФО

Анализ данных свидетельствует, что основная часть запасов нефти расположена в Ханты-Мансийском автономном округе – Югре (ХМАО – Югре) и количество аварий, связанных с разливами нефти и нефтепродуктов, произошедших на территории ХМАО — Югры, многократно превышает количество аварий, произошедших на территории остальных субъектов УФО [7]. В связи с этим необходимо подробнее рассмотреть и дать оценку состояния компонентов окружающей среды территории ХМАО — Югры.

Почвенный покров и почвы ХМАО – Югры отличаются интенсивным проявлением гидроморфизма и сильной заболоченностью. В 2013 г. исследования почвенного покрова проводили 57 предприятий на территории 268 лицензионных участков. В 1311 пунктах мониторинга суммарно было проведено 24 365 измерений загрязняющих веществ и параметров [7].

В таблице 1 приведены данные о содержании загрязняющих веществ в пробах почв по результатам многолетних наблюдений в период 2009–2013 гг.

Таблица 1

Содержание загрязняющих веществ в пробах почв ХМАО — Югры в период 2009–2013 гг.

В 2013 г. на территории автономного округа введено в разработку 8 новых месторождений, начата эксплуатация 4040 новых добывающих скважин [7], что свидетельствует о том, что степень техногенного преобразования окружающей среды в районах освоения нефтяных месторождений ежегодно увеличивается.

По информации АУ ХМАО – Югры «Научно-аналитический центр рационального недропользования им. Шпильмана» по итогам 2013 г. в автономном округе добыто 255,1 млн т нефти (на 2,0 % ниже уровня 2012 г.) [7]. С начала разработки нефтяных месторождений на территории автономного округа (с 1964 г.) по состоянию на январь 2014 г. накопленная добыча нефти достигла уровня 10 475,1 млн т [7].

Ситуацию усугубляют аварии и разливы, которые происходят не только на кустовых площадках, но и на трубопроводах различного назначения: водоводах, внутрипромысловых и межпромысловых нефте- и газопроводах. Причина высокой аварийности трубопроводов заключается в сверхнормативной эксплуатации трубопроводов и несовершенстве технологий антикоррозийной защиты. В связи с этим подавляющее большинство аварий изношенных трубопроводов происходит из-за внутренней и внешней коррозии [7].

По данным, представленным нефтегазодобывающими компаниями, в 2013 г. на нефтепромыслах автономного округа зарегистрировано 2794 аварийных разлива, связанных с добычей углеводородного сырья. Из них на нефтепроводах произошло 1285 аварийных отказов (инцидентов), на водоводах – 1509 аварийных отказов. Площадь загрязнения составила 95,539 га [7].

Основные причины аварий на трубопроводах [6, 7], эксплуатируемых на территории автономного округа, представлены в таблице 2.

Таблица 2

Аварийность на нефтепромысловых трубопроводах на территории округа за период с 2008 по 2013 гг.

Процессы естественного восстановления экосистем довольно длительны, поэтому компоненты окружающей среды, на которые распространяется влияние аварий и разливов, требуют восстановления и рекультивации. Работы по рекультивации трудоемки и весьма затратные. Следует принимать во внимание тот факт, что рекультивационные работы зачастую проводятся с нарушением требований, утвержденных Приказом Минприроды РФ и Роскомзема от 22 декабря 1995 г. № 525/67 «Об утверждении Основных положений о рекультивации земель, снятии, сохранении и рациональном использовании плодородного слоя почвы». Зачастую проблема аварийных разливов нефтепродуктов решается путем отсыпки песком, при этом проблема загрязнения не решается, а напротив, особенно усложнена, так как загрязнители остаются в почвах, попадают в поверхностные и подземные воды, способны к миграции [5].

Проведенный анализ количества аварий и массы загрязняющих веществ, попавших в окружающую среду, на трубопроводах и других объектах, эксплуатируемых на территории ХМАО — Югры, позволил в рамках исследований провести зонирование данных территории (рис. 2). Количество зон зависит от накопленной массы загрязнения компонентов окружающей среды нефтью и нефтепродуктами за год, выделены следующие зоны: 0–3 аварий в год – безопасный уровень; 3–5 аварий в год – умеренно безопасный уровень; 5–10 аварий в год – высокий уровень опасности; 10–20 аварий в год – умеренно опасный уровень; 20–30 аварий в год – опасный уровень; Свыше 30 аварий в год – чрезвычайно опасный уровень.

Рис. 2. Карта-схема зонирования территории ХМАО — Югры по накопленному загрязнению нефтью и нефтепродуктами в результате аварий

По сведениям нефтегазодобывающих предприятий (рис. 3) на территории ХМАО – Югры на январь 2014 г. числятся нерекультивированными 4508 га загрязненных земель, из них 3414 га нефтезагрязненных и 1094 га загрязненных подтоварными водами. Сокращение площадей загрязненных земель по сравнению с 2012 г. составило 12,3% (630 га), что связано с проведением рекультивационных работ и инвентаризацией загрязненных земель на лицензионных участках [7].

Рис. 3. Площадь образования и рекультивации нефтезагрязненных земель

Кроме того, основным видом отходов производства и потребления, образующихся на территории ХМАО — Югры, являются буровые отходы, содержащие в своем компонентном составе нефть. По данным недропользователей на январь 2014 г. в автономном округе остались нерекультивироваными 1149 шламовых амбара, в которых размещается буровой шлам (рис. 4) [7]. В 2013 г. рекультивировано 667 шламовых амбаров, что на 125% (375 амбаров) больше, чем в 2012 г.

Рис. 4. Площадь образования и рекультивации шламовых амбаров

Анализ данных из Доклада Службы по контролю и надзору в сфере охраны окружающей среды, объектов животного мира и лесных отношений ХМАО — Югры «Об экологической ситуации в Ханты-Мансийском автономном округе – Югре в 2013 году» показал, что проблема загрязнения почв нефтью и нефтепродуктами на территории ХМАО — Югры является актуальной на современном этапе и требует неотлагательного решения.

В целом площадь нефтезагрязненных земель на территории УФО, несмотря на тенденцию к снижению, остается значительной в связи с огромным количеством аварийных разливов нефти и нефтепродуктов, а также разработкой новых месторождений.

Угроза дальнейшей деградации компонентов окружающей среды, которые подвержены негативному воздействию от загрязнения нефтью и нефтепродуктов, создает необходимость организации мероприятий по предупреждению и ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов, снижению негативного воздействия на окружающую среду и жизнедеятельность населения и проведению мероприятий по решению проблем с аварийными разливами нефти и нефтепродуктов.

По результатам проведенных ранее исследований [1-3] разработана технологическая схема рекультивации нефтезагрязненных почв, основанная на комплексе экологически безопасных биологических методов очистки и позволяющая достигнуть уровня очистки почв от углеводородов нефти до ориентировочно допустимых концентраций за трехмесячный период (рис. 5). Разработанная схема восстановления нефтезагрязненных почв апробирована в условиях Уральского федерального округа и внедрена в деятельность одного из предприятий ХМАО – Югра при рекультивации нефтезагрязненных земель.

Рис. 5. Технология очистки почв от нефти и нефтепродуктов

Таким образом, применение разработанных в рамках исследований способов ликвидации негативных последствий аварийных разливов нефти и нефтепродуктов с помощью применения био- и фиторемедиации является одним из перспективных путей решения сложившейся проблемы деградации компонентов окружающей среды, которые подвержены негативному воздействию от загрязнения нефтью и нефтепродуктов.

Рецензенты:

Никифоров А.Ф., д.х.н., профессор кафедры радиохимии и прикладной экологии, Уральский федеральный университет им. Первого президента России Б.Н. Ельцина, г. Екатеринбург;

Рыбаков Ю.С., д.т.н., профессор кафедры пищевой инженерии, Уральский государственный экономический университет, г. Екатеринбург.

Библиографическая ссылка