Накопление нефтепродуктов в природной среде является одной из важных экологических проблем северных территорий. Это связано с их низкой устойчивостью к техногенному воздействию и особенностями климатических условий: деградация нефти протекает очень медленно, создаётся риск загрязнения на долгие годы.
Интенсивность поступления нефтяных углеводородов определяется их источником: они подразделяются по масштабам воздействия на локальные и площадные. Локальные загрязнения происходят при повреждении трубопроводов, буровых установок, а также при эксплуатации и обслуживании транспорта. Более масштабное загрязнение возникает в результате аварийных выбросов, при возникновении нефтяных и газовых фонтанов, разливе буровых растворов. Они попадают в почву и поверхностные воды не только вследствие разрушения обваловки шламовых амбаров, но и из-за нарушения технологии буровых работ, в первую очередь - в отсутствии гидроизоляции котлованов-отстойников. Так же часто отмечается несанкционированное размещение (временное размещение) готовых буровых растворов на необорудованных площадках (Опекунов и др., 2015; Кукушкин, 2016).
Почвы способны к естественному самоочищению от нефтяных углеводородов благодаря микроорганизмам, однако этот процесс занимает длительный период времени - 10 - 25 лет. В процессе деградации нефтепродуктов возможна трансформация их компонентов в токсичные соединения, устойчивые к расщеплению (Арестова, 2003). Кроме того, некоторые компоненты НУ оказывают негативное влияние на почвы, способствуя деградации почвенного биогеоценоза и препятствуя их самоочищению. Таким образом, под влиянием внешних условий, формирующим особенности экосистем полуострова Ямал, нефтепродукты способны закрепиться в почвенном покрове на длительное время, препятствуя восстановлению растительного покрова и проникая в другие компоненты природной среды.
Наличие НУ характерно для всех типов почв, где ведётся интенсивная нефте- и газодобыча. Основная причина их накопления - видоизменение природной среды человеком при освоении месторождения. Арестова И.Ю. (2003) отмечает, что содержание нефтепродуктов в почвах можно использовать в качестве геохимического показателя при оценке уровня техногенной нагрузки. Но не стоит забывать о естественной эманации углеводородов из нефтяных горизонтов. На территориях, где ещё не ведётся газодобыча, отмечается значительная концентрация нефтепродуктов в почвах. Для каждого района нефтедобычи характерен свой природный фон содержания НУ (Пиковский, 1981; Пиковский и др., 2003). Ещё одна причина, по которой концентрация НУ может увеличиваться - влияние полуразложившихся остатков растений, содержащих высокомолекулярные соединения (Опекунова и др., 2005, 2007; Опекунов и др., 2012).
Поверхностные водные объекты, как нижний (аквальный) уровень в элементарном геохимическом ландшафте, представляют собой область сноса и наиболее уязвимы к химическому загрязнению. Основными путями поступления поллютантов в водоёмы являются: поверхностный и внутрипочвенный стоки, атмосферный перенос, прямой сброс сточных вод и захоронение отходов. Качество поверхностных вод позволяет судить об общем уровне воздействия на компоненты окружающей среды (Опекунов и др., 2012).
Загрязнение НУ воды и донных отложений вследствие разливов нефти и газоконденсата при авариях, а также при обустройстве месторождения, относится к одному из наиболее распространенных видов химического воздействия. Содержание НУ в воде озер вблизи скважин, подвергшихся загрязнению нефтепродуктами, по прошествии 1-3 лет составляет, как правило, 0,020-0,050 мг/л, т. е. в большинстве случаев - ниже ПДК. Существенно, что в загрязненных водных объектах донные осадки становятся источником вторичного загрязнения воды. Это проявляется во всплытии фрагментов НУ и образовании пленки на поверхности воды. При этом концентрации НУ в осадках достигают очень высоких значений (до 0,1-0,5%) (Опекунов и др., 2012).
Углеводороды могут накапливаться в донных отложениях. Бактериальная микрофлора не всегда способна воздействовать на них, что усугубляет риск непосредственного попадания НУ в природные водные объекты. Сохраняясь в донных отложениях, они могут стать источником вторичного загрязнения и при любых механических воздействиях на грунт дают увеличение концентраций в воде.
2.2.2 Загрязнение тяжелыми металлами
К тяжёлым металлам условно относят химические элементы с атомной массой свыше 50, обладающие свойствами металлов или металлоидов. Среди ТМ приоритетными загрязнителями считаются Hg, Pb, Cd, As, Zn, Ni, Cr, Co, Cu (Арестова, 2003). Они схожи с физиологически важными органическими соединениями и при избыточном поступлении в организмы способны нарушить процессы метаболизма.
По мере увеличения интенсивности нефте- и газодобычи на полуострове, усиливается антропогенное влияние на ландшафты Ямала. Ещё не затронутые освоением они находятся под косвенным влиянием деятельности человека (Томашунас, Абакумов, 2014). Один из компонентов природной среды, подвергающийся негативному воздействию при загрязнении ТМ, - почвенный покров. В почве происходит аккумуляция, трансформация и миграция химических элементов - все эти процессы могут быть нарушены при увеличении концентраций ТМ. Их накопление нарушает физико-химическое равновесие природной системы: изменяется величина рН, разрушается почвенный поглощающий комплекс, нарушаются микробиологические процессы, в результате разрушения структуры ухудшается водно-воздушный режим, деградирует почвенный гумус, и в конечном итоге почва теряет плодородие (Овчинникова, 2016).
ТМ, поступающие на поверхность почвы в результате антропогенного загрязнения, накапливаются в почвенном профиле, особенно в верхних горизонтах, и медленно удаляются при выщелачивании, потреблении растениями, эрозии и дефляции. Период полуудаления ТМ сильно варьирует для различных элементов и составляет, например, для Zn - от 70 до 510 лет, Cd - от 13 до 110 лет, Cu - от 310 до 1500 лет и для Pb - от 740 до 5900 (Арестова, 2003)
Основными источниками поступления ТМ в окружающую среду при нефтегазодобыче являются: буровые растворы, химические реагенты, промывочные жидкости, автотранспорт и минерализованные пластовые воды. Нефть и газоконденсат (в первую очередь содержащиеся в них смолы и асфальтены) хотя и в меньшей степени, могут также являться источниками эмиссии ТМ. Факельные установки для дожигания некондиционных газоконденсатных смесей могут быть причиной увеличения степени подвижности ТМ вследствие подкисления поверхностных вод и атмосферных осадков (Кукушкин, 2016).
Включаясь в трофические цепи, тяжелые металлы в наземных экосистемах способны оказать воздействие на мезофауну и микрофлору. Пока ТМ остаются прочно связанными с компонентами почвы, они труднодоступны и оказывают незначительное влияние на неё. Но если почвенные условия позволяют перейти тяжелым металлам в почвенный раствор, возникает опасность их проникновения в растения. Нарушается процесс поглощения других элементов, при поглощении корнями растений мембраны не способны удерживать большое количество поступающих ТМ.
Распределение тяжелых металлов по поверхности почвы определяется следующими факторами:
- Источники загрязнения;
- Климатические особенности региона;
- Химический и вещественный состав почвенного раствора;
- Степень нарушенности почвенного покрова;
- Количество веществ, противодействующих влиянию ТМ и способных образовывать с ними комплексные соединения;
- Степень подвижности ТМ.
Химический состав почв, в первую очередь, зависит от природных факторов -почвообразующих пород и механического состава. Большую роль играет ландшафтная структура территории: закономерности миграции и аккумуляции металлов меняются при переходе от полигональных к типичным тундрам и лесотундрам (Опекунов и др., 2018). Поскольку почвы полуострова Ямал характеризуются малогумусностью и переувлажненностью, тяжелые металлы могут переходить в подвижные формы и мигрировать по экосистеме.
Глава 3. Методика исследований
3.1 Производственный экологический контроль и экологический мониторинг в системе природоохранных мероприятий
Согласно стандарту отрасли ПАО «Газпром», производственный экологический контроль (далее - ПЭК) - это составная часть природоохранной деятельности ПАО «Газпром», представляющая собой систему мероприятий, осуществляемых уполномоченными органами СУПОД ПАО «Газпром» в целях обеспечения выполнения в процессе хозяйственной и иной деятельности мероприятий по охране окружающей среды, рациональному использованию и восстановлению природных ресурсов, а также в целях соблюдения требований в области охраны окружающей среды, установленных законодательством в области охраны окружающей среды (СТО, 2008).
На территории Российской Федерации экологический контроль осуществляется в соответствии с ФЗ «Об охране окружающей среды», ФЗ «Об охране атмосферного воздуха», ФЗ «Об отходах производства и потребления» и ФЗ «О животном мире»
ПЭК является обязательным элементом деятельности ПАО «Газпром» и его дочерних сообществ. В его рамках реализуются мероприятия, направленные на:
- Обеспечение выполнения мероприятий по охране ОС, рациональному использованию и восстановлению природных ресурсов;
- Соблюдение требований в области охраны окружающей среды, установленных природоохранным законодательством;
- Оценку и учёт негативных воздействий на природную среду и их источники;
- Проведение экологического мониторинга и других форм экологического контроля.
- Целью ПЭК в ПАО «Газпром» является обеспечение:
- соблюдения требований природоохранного законодательства Российской Федерации, включая водное, земельное и лесное законодательство, законодательство в области охраны атмосферного воздуха и в области обращения с отходами, иных законодательных и нормативных правовых актов, а также документов ПАО «Газпром», регламентирующих вопросы охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов;
- выполнения обязательств Экологической политики ПАО «Газпром» и корпоративных программ в области охраны окружающей среды.
Для достижения целей соблюдаются природоохранные, санитарно-гигиенические и технические нормативы, а также принципы рационального использования природных ресурсов в ходе реализуемой производственной или иной деятельности Компании. Соблюдаются требования к охране компонентов природной среды (атмосферный воздух, водные объекты, почвы, растительность и леса, животный мир). Своевременно устраняются возможные причины аварийных ситуаций, повлекших за собой сверхнормативное воздействие на окружающую среду.
В ходе реализации поставленной цели важно соблюдать требования к полноте и достоверности сведений в области охраны окружающей среды, используемых при расчетах платы за негативное воздействие на окружающую среду, представляемых в органы исполнительной власти, осуществляющие ГЭК, и органы государственного статистического наблюдения (СТО, 2008).
Для получения достоверной информации о состоянии природной среды необходимо провести комплекс мер по её детальному изучению. При планировании любого рода деятельности, сопряженного с видоизменением ландшафтов, нарушением растительного покрова, вырубкой лесов и другими видами антропогенных воздействий, необходимо понять, как эти изменения способны повлиять в будущем на окружающую среду. Освоение и эксплуатация месторождения - не только сложнейший, но и сопровождающийся выбросами различных поллютантов процесс, занимающий продолжительное время. Он выполняется поэтапно, требуя наличие системы наблюдений за происходящими в природной среде изменениями, во избежание нанесения непоправимого ущерба территориям с низкой устойчивостью к техногенному воздействию. С целью предотвращения негативных последствий был разработан и внедрён экологический мониторинг.
Согласно стандарту отрасли ПАО «Газпром», мониторинг окружающей среды (экологический мониторинг, мониторинг окружающей среды, ее загрязнения) - это комплексная система наблюдений за состоянием окружающей среды, оценки и прогноза изменений состояния окружающей среды под воздействием природных и антропогенных факторов (СТО, 2010).
На территории Российской Федерации экологический мониторинг осуществляется в соответствии с ФЗ «Об охране окружающей среды», в котором прописано следующее: государственный мониторинг окружающей среды (государственный экологический мониторинг) осуществляется в целях регулярного наблюдения за состоянием окружающей среды, в том числе компонентов природной среды, естественных экологических систем, за происходящими в них процессами, явлениями, изменениями состояния окружающей среды, а также в целях обеспечения потребностей государства, юридических и физических лиц в достоверной информации, необходимой для предотвращения и/или уменьшения неблагоприятных последствий изменения состояния окружающей среды (32).
На территории месторождений неизбежно скапливаются отходы бурения, производственной деятельности и другие. Их захоранивают на специальных площадках, создающих изолирующие для негативного воздействия условия. Данные захоронения необходимо контролировать в ходе экологического мониторинга. Правовым основанием для осуществления мониторинга окружающей среды на территориях объектов размещения отходов является требование пункта 3 статьи 12 ФЗ «Об отходах производства и потребления».