Московский экономический журнал 3/2021

image_pdfimage_print

DOI 10.24411/2413-046Х-2021-10136 

Геоэкологические условия воздействия на поверхностные воды, на
территории нефтяного месторождения Томской области

Geoecological conditions of impact on surface waters located on the territory of the Shinginsky oil field of the Tomsk region

Соколов Александр Николаевич, аспирант, Национальный исследовательский Томский государственный университет, Россия, г. Томск

Sokolov Alexander Nikolaevich, graduate student, National Research Tomsk State University, Russia, Tomsk

Аннотация. В статье рассмотрены основные воздействия хозяйственной деятельности на водные объекты на территории Шингинского нефтяного месторождения, находящегося в Томской области. Для исследования проведена физико-географическая характеристика исследуемой территории и рассмотрены ее особенности. Уделено внимание вопросу анализа данных о загрязнении поверхностных вод исследуемой территории, что в первую очередь касается рассмотрению фенолов, нефтепродуктов, химического потребления кислорода (ХПК), биологического потребления кислорода (БПК), железа. Такой анализ иллюстрировано представлен на примере исследования створов р. Екыльчак, что позволило оценить уровень загрязненности вод данной реки. Проанализированы причины высокого содержания железа воды средних рек бассейна реки Обь. Также представлены различные причины повышенного значения ХПК и высокого содержания БПК с акцентом на результаты исследований О.Г. Савичева. Осуществлен анализ характеристик основных маркеров, связанных с возможным влиянием на состояние водных объектов на территории Шингинского месторождения нефтепродуктов и фенолов, с опорой на работы Бачурина Б.А., Одинцовой Т.А., В.В. Докучаева, В.Р. Волобуевой, М.М. Кононовой, И.В. Тюрина. Сделан вывод о химическом составе речных вод Западной Сибири в целом.

Summary. The article discusses the main impact of economic activities on water bodies on the territory of the Shinginsky oil field, located in the Tomsk region. For the study, the physical and geographical characteristics of the study area were carried out and its features were considered. Attention is paid to the analysis of data on surface water pollution in the study area, which primarily concerns the consideration of phenols, oil products, chemical oxygen demand (COD), biological oxygen demand (BOD), iron. This analysis is illustrated by the example of the study of the sections of the river. Yekylchak, which made it possible to assess the level of water pollution in this river. The reasons for the high content of iron in the water of the middle rivers of the Ob river basin are analyzed. Various reasons for the increased COD value and high BOD content are also presented, with an emphasis on the results of studies by O.G. Savicheva. The analysis of the characteristics of the main markers associated with the possible impact of oil products and phenols on the state of water bodies on the territory of the Shinginsky field is carried out, based on the work of BA Bachurin, TA Odintsova, V.V. Dokuchaeva, V.R. Volobueva, M.M. Kononova, I.V. Tyurin. A conclusion is made about the chemical composition of river waters in Western Siberia as a whole.

Ключевые слова: месторождение, ХПК, БПК, загрязняющие вещества, поверхностные воды.

Key words: field, COD, BOD, pollutants, surface waters.

На сегодняшний день добыча углеводородного сырья – довольно актуальная проблема, связанная с рациональным использованием и охраной окружающей среды. Для этого требуется проведение непрерывного мониторинга, направленного на анализ состояния природных условий с целью снижения негативного влияния на экологию. В данном исследовании затронут анализ загрязнения водных объектов Шингинского нефтяного месторождения Томской области за период с 2011 года по 2015 год.

Для осуществления данного анализа необходимо обладать сведениями об исходных данных рассматриваемой территории, в том числе о физико-географических характеристиках. Шингинское нефтяное месторождение – это одно из самых крупных месторождений Томской области [12]. Территориально оно располагается в Каргасокском и Парабельском районах, принадлежащих Томской области. Климат на этой территории является резко континентальным, но увлажнение имеет умеренные показатели. Особенность рассматриваемого района заключается в его значительной заболоченности. Исследование средней годовой относительной влажности воздуха в данном районе показало, что она составляет 75%. Значение средней годовой суммы осадков равно 500 мм. В зимний период на территории преобладает ветер, имеющий южное и юго-западное направление. Это наблюдается в течение всего года, за исключением летнего периода, во время которого преобладает ветер с северным направлением. Территория, на которой расположено Шингинское нефтяное месторождение, относится к такой лесной зоне, как южно-таежная. В исследуемом районе почвенный покров характеризуется наличием подзолистых и болотно-подзолистых типов почв [4].

Анализируя данные о загрязнении поверхностных вод на рассматриваемой территории, в первую очередь, важно уделить внимание рассмотрению фенолов, нефтепродуктов, химического потребления кислорода (ХПК), биологического потребления кислорода (БПК) и железа.

Результаты расчета кратности превышения ПДК загрязняющих веществ и характеристика уровня загрязненности вод в исследованных створах р. Екыльчак, представлены на рисунках 1, 2, 3, 4, 5, приведенных ниже. При этом, для исследуемых компонентов высокого и экстремально высокого уровня загрязненности водных объектов выявлены значения ХПК, БПК и железа.

Воды средних рек бассейна реки Обь характеризуются высоким содержанием железа [11]. Это обусловлено, прежде всего, тем, что именно железо является самым распространенным элементом земной коры, представленным в большом содержании во всех природных водах. Кроме того, значительное количество железа поступает в воды за счет подземных стоков. В условиях заболоченной тайги Томской области железо имеет вид типоморфного химического элемента, представленного в поверхностных и подземных водах данной территории [6]. Это связано с высоким содержанием органических веществ, которые растворены в воде. К ним преимущественно относятся гуминовые кислоты и фульвокислоты, благодаря которым железо может эффективным образом осуществлять процесс миграции. Наряду с этим, на территории повсеместно наблюдаются высокие концентрации железа, превышающие ПДК в десятки раз, что связано с особыми природными ландшафтно-геохимическими условиями [11].

На исследуемых участках характерным является высокое содержание общего количества живого органического вещества растений (фитомассы) и его ежегодный прирост. В сочетании со слабой дренированностью, умеренным атмосферным увлажнением и весьма суровыми климатическими условиями данное обстоятельство создает нужные условия для интенсивного процесса заболачивания. Это, в свою очередь, приводит к поступлению значительного количества органики в поверхностные воды, а следовательно, создает предпосылки к высоким значениям ХПК и БПК в водах рек [11].

Значение химического потребления кислорода ХПК отражает количество органического вещества, содержащегося в водах [2]. Обследованные водотоки характеризуются незначительным превышением показателей ХПК над установленными нормативами качества вод. Между тем, О.Г. Савичев, доктор географических наук, в своих исследованиях установил, что даже средние значения ХПК вод некоторых из равнинных притоков Средней Оби в 5 раз и более превышают нормативные значения для водных объектов хозяйственно-питьевого назначения. Исследователь связывает это с тем, что в результате формирования стока вод на заболоченной территории, всем водам в данной местности характерно высокое содержание таких органических веществ, как трудноокисляемых. При этом большую часть из них составляют гуминовые кислоты и фульвокислоты [10].

Естественные причины повышенного значения ХПК являются и причинами высокого содержания биохимического потребления кислорода (БПК). Данный показатель частично характеризует содержание органики в воде, а также показывает количество кислорода, которое было израсходовано в конкретный промежуток времени в результате процесса, связанного с биохимическим окислением органических веществ, содержащихся в воде. Помимо этого, БПК отражает темп использования кислорода, которое осуществляется микроорганизмами для окисления азота. Данный азот выделяется в результате разрушения органических веществ, после чего можно идентифицировать легко окисляющиеся органические соединения [7].

Проведем анализ характеристик основных маркеров, связанных с возможным влиянием различных продуктов нефтяного промысла (прежде всего, нефтепродуктов и фенолов), на состояние водных объектов на территории Шингинского месторождения [1].

В соответствии с мнением таких исследователей, как В.В. Докучаев, В.Р. Волобуева, М.М. Кононова, И.В. Тюрин и других специалистов [3][9], при высоком атмосферном увлажнении и достаточно низких температурах органические вещества интенсивно вымываются из почвенного грунта и поступают в водотоки, что, в свою очередь, оказывает существенное влияние на повышение содержания углеводородных веществ, в том числе и нефтепродуктов, в водах рек. Следует отметить, что в качестве источника поступления углеводородных соединений могут выступать и болота. Исследователями замечено, что приблизительное значение одинаковых средних концентраций углеводородов находится там, где осуществляется добыча нефти и газа, а также в том месте, где хозяйственная деятельность человека практически не осуществляется [11].

Утверждение о том, что болота могут быть источником поступления углеводородных веществ, подтверждают данные составов органических веществ торфов, которые приведены во многих исследовательских работах [5], а также сведения о содержании органических веществ в водах самих болот [1]. О.Г. Савичев сделал предположение о том, что важнейшим фактором высокого содержания углеводородов в водах рек, расположенных на территории таежной зоны обского бассейна, является то, что углеводороды поступают в эти реки из-за болотных вод. Это объясняется тем, что данные вещества содержат примерно одинаковые концентрации. При этом, превышенные значения предельно-допустимых концентраций по нефтепродуктам не были обнаружены.

Образование фенолов в естественных условиях осуществляется в результате метаболических процессов водных организмов, биохимического распада и трансформации органических веществ, которые протекают как в толще воды, так и в донных отложениях и почвах. Процесс распада гумусовых веществ, которые образуются естественным путем в водоемах, имеющих болотный тип или болотное питание, представляет из себя еще один источник поступления фенолов в воды. Превышенные значения по фенолам не были обнаружены.

Таким образом, химический состав речных вод Западной Сибири формируется в таких природных условиях, что уже на уровне фоновых концентраций наблюдается практически повсеместное превышение установленных нормативов качества вод по целому ряду веществ. На этом фоне роль антропогенного воздействия в формировании уровня содержаний данных веществ в речных водах региона в целом не является определяющей [4].

Литература

  1. Бачурин Б.А., Одинцова Т.А. Проблемы диагностики и контроля нефтяных загрязнений природных геосистем [Текст] / Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений, 2005, № 9-10, с. 79-82.
  2. Гидрохимические показатели состояния окружающей среды [Текст] / М.: Эколайн, 2002, 150 с.
  3. Добровольский В.В. География почв с основами почвоведения [Текст] / М.: Центр ВЛАДОС, 1999, 384 с.
  4. Евсеева Н.С. «География Томской области». Томск: Изд-во Томского университета, 1999.
  5. Ефремова Т.Т., Бажин Н.М., Гаджиев И.М. и др. Особенности метаногенеза на олиготрофных болотах Западной Сибири и оценка факторов среды в связи с корректной экстраполяцией потоков СН4 на большие территории [Текст] / Сибирский экологический журнал, 1998, № 6, С. 563-570.
  6. Исследование природно-климатических процессов на территории Большого Васюганского болота. – Новосибирск: СО РАН, 2012.
  7. РД 52.24.420-2006 Биохимическое потребление кислорода в водах. Методика выполнения измерения скляночным методом [Текст].  СПб.: Гидрометеоиздат, 2006, 26 с. Утвержден первым заместителем Руководителя Росгидромета Ю.С.Цатуровым, 27.03.2006
  8. РД 52.24.643-2002 Метод комплексной оценки степени загрязненности поверхностных вод по гидрохимическим показателям [Текст]. СПб: Гидрометеоиздат, 2002, 21 с. Утвержден и введен в действие Росгидрометом 03.12.2002 г. Дата введения: 01-01-2004 г.
  9. Орлов Д.С., Бирюкова О.Н., Суханова Н.И. Органическое вещество почв Российской Федерации [Текст] / М.: Наука, 1996, 256 с.
  10. Савичев О.Г. Реки Томской области: состояние, использование и охрана [Текст] / Томск: Изд-во ТПУ, 2003, 202 с.
  11. Скороходова А.А., Савичев О.Г. Содержание и формы миграции меди и цинка в природных водах Васюганского болота // Вестник Томского государственного университета, 2013. №368. – с.166-172.
  12. Технический отчет по результатам инженерно-экологических изысканий. Обустройство Шингинского месторождения. ДНС с УПСВ. Расширение. ОАО «ТомскНИПИнефть». Томск – 2010.