Проведено аналіз забруднення грунтового покриву території заплавних серогазоконденсатного родовища (Волго-Ахтубінськ заплава) основними нормованими токсичними речовинами на двох етапах геологорозвідки нафтогазового родовища: на етапі облаштування пошуково-розвідувальної свердловини і на етапі буріння і випробування пошуково-розвідувальної свердловини. Не виявлено перевищення концентрацій нормованих токсикантів щодо значень гранично допустимих концентрацій в грунтовому покрові ні на одному з етапів. Однак сталося досить значне збільшення концентрацій хімічних речовин на етапі буріння і випробування пошуково-розвідувальної свердловини, про що переконливо свідчать розраховані коефіцієнти концентрацій і сумарні показники забруднення. Бібліогр. 5. Іл. 1.

Анотація наукової статті з екологічних біотехнологій, автор наукової роботи - Кудінов Володимир Владиславович


ANALYSIS OF SOILS POLLUTION IN THE VOLGA-AKHTUBA FLOODLAND DURING OIL AND GAS FIELD PROSPECTING

Analysis of the Poimenny gas condensate field pollution (in the Volga-Akhtuba floodlands) by the main critical toxicants was carried on two stages of oil and gas field prospecting: constructing of pioneer well; drilling and testing of pioneer well. Exceeding concentration of the critical toxic substances in soils in regard to the maximum concentration limit was not found at any stage. However, while drilling and testing pioneer well (the II stage) the concentration of polluting chemical substances grew significantly. This fact was demonstrated by calculated concentration ratio and cumulative rate of pollution.


Область наук:
  • екологічні біотехнології
  • Рік видавництва: 2005
    Журнал: Вісник Астраханського державного технічного університету
    Наукова стаття на тему 'Аналіз забруднення грунтового покриву Волго-Ахтубінськ заплави при розвідці нафтогазових родовищ'

    Текст наукової роботи на тему «Аналіз забруднення грунтового покриву Волго-Ахтубінськ заплави при розвідці нафтогазових родовищ»

    ?УДК 504.53.054: 550.822 (282.247.41)

    В. В. Кудінов Астраханський державний технічний університет

    АНАЛІЗ ЗАБРУДНЕННЯ ґрунтового покриву ВОЛГО-Ахтубінськ заплаві ПРИ РОЗВІДЦІ НЕФТЕГ АЗОВИ1Х РОДОВИЩ

    Астраханська область на сучасному етапі розвитку активно залучена в сферу пошуків, розвідки і розробки нафтових і газових родовищ. Дана обставина тягне за собою зростання техногенного навантаження на геосистеми та їх складові. Особливо важливо те, що останнім часом пошуково-розвідувальні роботи стали проводитися в межах території Волго-Ахтубінськ заплави, яка по багатьох параметрах природного середовища є унікальним і дуже вразливим об'єктом.

    В таких умовах великого значення набуває геоекологічний моніторинг стану як геосистем в цілому, так і окремих їх компонентів. Геекологіческій моніторинг дозволяє відстежувати в часі і просторі техногенну трансформацію геосистем при проведенні геологорозвідувальних робіт, що є необхідною умовою безпечного функціонування будь-яких літотехніческіх систем.

    Дана робота являє собою дослідження стану ґрунтового покриву Волго-Ахтубінськ заплави на прикладі аналізу його зміни на різних етапах розвідки заплавних серогазоконденсатного родовища (СГКМ), розташованого в південній частині Волго-Ахтубінськ заплави.

    Адміністративно досліджувана територія розташовується в Енотаев-ському, Харабалінском, Наримановському і Красноярському районах Астраханській області.

    Під час проведення геологорозвідувальних робіт відбувається багаторазове збільшення техногенного преса на геологічне середовище, що виражається в таких діях, як зміна гідрохімічних режимів підземних і ґрунтових вод, трансформації ландшафтів, деформації поверхні, забруднення технологічними відходами, викиди токсичних газів в атмосферу, скиди токсикантів в поверхневі водойми і т. д. [1]. Такі зміни геологічного середовища можуть бути настільки масштабними, що можливо порівнювати техногенний літогенез з його природним аналогом - гіпергенеза і говорити про технолітоморфной трансформації геологічного середовища [2].

    Основними джерелами впливу безпосередньо на грунтовий покрив при проведенні геологорозвідувальних робіт на нафту і газ є розвідувальні свердловини, бурові установки, шламові комори, транспортна інфраструктура.

    Ступінь впливу зазначених об'єктів на ґрунт буде залежати від декількох основних чинників: природно-кліматичних умов, геоло-

    гического будови території, характеру грунтового покриву, ландшафтів, складу видобутих вуглеводнів [3].

    Зупиняючись безпосередньо на грунтовому покрові Волго-Ахтубінськ заплави як об'єкті впливу при проведенні геологорозвідувальних робіт, необхідно відзначити такі особливості будови.

    Тут сформувалися найродючіші в межах Астраханської області грунту - алювіальні дернові і лугові насичені. Формування відбувалося в умовах додаткового паводкового зволоження під луговий рослинністю. За гранулометричним складом це переважно важко-і середньосуглинисті грунту. Вміст гумусу в верхньому перегнійно горизонту становить 2-3%. За забезпеченості елементами живлення (рухомим фосфором і обмінним калієм) грунту відносяться до середньозабезпеченим. Завдяки високому вмісту тонкодисперсних мулистих частинок алювіальні грунти володіють значною поглинанням.

    Грунтовий покрив території заплавних СГКМ представлений ін-тразональнимі алювіальними дерновими насиченими шаруватими малопотужними солончаковими слабо і середньозасолені грунтами середньо-і тяжелосуглинистого механічного складу, а також алювіальними лучно-болотними глинистими грунтами.

    Таким чином, в зв'язку з умовами свого формування грунтовий покрив заплави є найбільш родючим серед грунтів Астраханської області, отже, будь-який надмірний хімічний і механічний вплив на нього призведе до його деградації і колапсу унікальних екосистем, що базуються на його основі. Крім того, внаслідок складного гідрологічного режиму заплави (повне затоплення в паводковий період), особливостей підземних і ґрунтових (розташовані в безпосередній близькості від поверхні) вод, існує велика небезпека міграції токсичних речовин, що потрапляють в грунт при бурінні розвідувальної свердловини в водоймах. У зв'язку з цим при проведенні геоекологічного моніторингу підвищену увагу слід приділяти саме змісту основних токсичних речовин в грунтовому покрові. При цьому необхідно відстежувати концентрацію токсикантів в грунті на різних етапах геологорозвідувальних робіт для виявлення тимчасових і просторових залежностей розподілу, на основі яких можна буде будувати рекомендації по найбільш безпечній роботі пошуково-розвідувальних свердловин, а в подальшому - і при розробці родовищ.

    Визначення концентрації токсичних речовин в грунтовому покрові заплавних СГКМ відбувалося наступним чином: зразки ґрунтів відбиралися по румбам на кордоні промислового майданчика (в 100 м від гирла свердловини), в 1 000 м - межа санітарно-захисної зони (СЗЗ) і в 5 000 м - фонові проби. Відбір зразків грунтів проводився на глибині 0-10 см. Проби ґрунту і води на всіх етапах відбиралися в склянки з темного скла з притертими пробками. До початку попередньої підготовки (16 годин) проби зберігались в холодильнику при температурі від 0

    до 5 ° С. Термін зберігання ґрунтових зразків не перевищував 7 днів. Кількісний аналіз валового вмісту токсикантів в ґрунтових зразках проводився фотометрическими, атомно-абсорбційні і іншими методами (Федеральна державна установа «Астраханський територіальний фонд геологічної інформації», Спеціалізована інспекція аналітичного контролю).

    При визначенні рівня забруднення грунтового покриву токсичні-ниміі речовинами використовувалася методика визначення коефіцієнтів небезпеки (Г0), коефіцієнтів концентрацій (Кс) і сумарного показника забруднення Zc.

    Коефіцієнт небезпеки визначався як відношення фактичної концентрації речовини до значення його ГДК: Ко = С / ГДК, отже, чим більше цей коефіцієнт перевищує значення 1, тим більше рівень забруднення.

    Коефіцієнт концентрації визначався як відношення фактичної концентрації речовини до його фонової концентрації: КС = С / Сфон.

    Сумарний показник забруднення відображає вплив групи токсикантів і визначається за такою формулою:

    П

    2 з = I Кс- (п -1),

    ?= 1

    де П - число речовин [4].

    При визначенні рівня вмісту токсичних речовин в грунтовому покрові території заплавних СГКМ були отримані наступні концентрації токсикантів.

    Валове вміст важких металів на території промплощадям-ки на етапі облаштування бурової площадки (2002 г.): міді - від 6,00 до 16,00 мг / кг, середнє значення - 11,3 мг / кг (ГДК для валового вмісту - 55 , 00 мг / кг) [5]; цинку - від 18,70 до 50,00 мг / кг, середнє значення -35,33 мг / кг (ГДК для валового вмісту - 100,00 мг / кг); свинцю -від 2,10 до 5,70 мг / кг, середнє значення 3,50 мг / кг (ГДК для валового вмісту - 30,00 мг / кг); кобальту - від 4,00 до 6,7 мг / кг, середнє значення -5,56 мг / кг (загальна допустима концентрація (ОДК) для валового вмісту -

    20,00 мг / кг); ртуті - від 0,00 до 0,025 мг / кг, середнє значення - 0,005 мг / кг (ГДК для валового вмісту 2,10 мг / кг); марганцю - від 183,00 до 1 525,00 мг / кг, середнє значення - 483,33 мг / кг (ГДК для валового вмісту - 1 500,00 мг / кг); хрому - від 20,00 до 50,00 мг / кг, середнє значення -31,50 мг / кг (ГДК для валового вмісту - 90,00 мг / кг); кадмію - від 0,15 до 0,23 мг / кг, середнє значення - 0,177 мг / кг (ГДК для валового вмісту - 2,00); нікелю - від 2,50 до 5,00 мг / кг, середнє значення - 3,66 мг / кг (ГДК для валового вмісту - 80,00 мг / кг).

    Вміст фенолів в досліджуваному ґрунтовому покрові знаходилося в діапазоні від 1,40 до 4,54 мг / кг, середнє - 3,18 мг / кг (ОДК - 50,00 мг / кг).

    Синтетичні поверхнево-активні речовини (СПАР) були визначені в межах наступних концентрацій: від 0,00 до 5,10 мг / кг, середнє значення - 2,36 мг / кг.

    Нафтопродукти - від 8,00 до 144,00 мг / кг, середнє значення -30,04 мг / кг (ОДК - 50,00 мг / кг).

    Вищенаведені дані свідчать про те, що на етапі облаштування грунтовий покрив території проммайданчика заплавних СГКМ не містив концентрацій токсикантів, що перевищують ГДК або ОДК. Виняток - марганець, максимальна концентрація якого склала 1,01 ГДК, проте в середньому по території проммайданчика його концентрація також перебувала в межах нормативів ГДК.

    Валове вміст важких металів на межі СЗЗ на етапі облаштування бурової площадки пошуково-розвідувальної свердловини (2002 г.): міді - від 10,00 до 11,30 мг / кг, середнє значення - 10,75 мг / кг (ГДК для валового вмісту - 55,00 мг / кг); цинку - від 25,00 до 39,70 мг / кг, середнє значення - 32,00 мг / кг (ГДК для валового вмісту - 100,00 мг / кг); свинцю -від 3,70 до 4,60 мг / кг, середнє значення - 4,10 мг / кг (ГДК для валового вмісту - 30,00 мг / кг); кобальту - від 3,30 до 6,00 мг / кг, середнє значення -4,72 мг / кг (ОДК для валового вмісту - 20,00 мг / кг); ртуті - нижче межі чутливості методів визначення (ГДК для валового вмісту - 2,10 мг / кг); марганцю - від 163,00 до 297,00 мг / кг, середнє значення -

    261.00 мг / кг (ГДК для валового вмісту - 1 500,00 мг / кг); хрому - від 20,70 до 31,00 мг / кг, середнє значення - 25,60 мг / кг (ГДК для валового вмісту - 90,00 мг / кг); кадмію - від 0,12 до 0,25 мг / кг, середнє значення -0,16 мг / кг (ГДК для валового вмісту - 2,00); нікелю - від 1,80 до 4,20 мг / кг, середнє значення - 2,80 мг / кг (ГДК для валового вмісту -

    80.00 мг / кг).

    Вміст фенолів в досліджуваному ґрунтовому покрові знаходилося в діапазоні від 2,32 до 5,57 мг / кг, середнє - 3,56 мг / кг (ОДК - 50,00 мг / кг).

    СПАР були визначені в межах наступних концентрацій: від 0,00 до 8,90 мг / кг, середнє значення - 5,07 мг / кг.

    Нафтопродукти - від 0,00 до 8,00 мг / кг, середнє значення - 4,50 мг / кг (ОДК - 50,00 мг / кг).

    На межі СЗЗ (1 000 м) жоден з контрольованих показників не перевищував значень ГДК або ОДК.

    Валове вміст важких металів на території проммайданчика на етапі випробування пошукової свердловини (2003 рік): міді - від 5,40 до 19,60 мг / кг, середнє значення - 16,34 мг / кг (ГДК для валового вмісту -

    55.00 мг / кг); цинку - від 23,0 до 41,60 мг / кг, середнє значення - 37,10 мг / кг (ГДК для валового вмісту - 100,00 мг / кг); свинцю - від 5,90 до 9,30 мг / кг, середнє значення - 8,18 мг / кг (ГДК для валового вмісту - 30,00 мг / кг); кобальту - від 8,40 до 10,00 мг / кг, середнє значення - 9,47 мг / кг (ОДК для валового вмісту - 20,00 мг / кг); ртуті - від 0,00 до 0,073 мг / кг, середнє значення - 0,042 мг / кг (ГДК для валового вмісту - 2,10 мг / кг); марган-

    ца - від 193,00 до 430,00 мг / кг, середнє значення - 288,66 мг / кг (ГДК для валового вмісту - 1 500,00 мг / кг); хрому - від 18,8 до 46,40 мг / кг, середнє значення - 30,22 мг / кг (ГДК для валового вмісту - 90,00 мг / кг); кадмію - від 0,45 до 0,70 мг / кг, середнє значення - 0,53 мг / кг (ГДК для валового вмісту - 2,00); нікелю - від 5,26 до 7,4 мг / кг, середнє значення -6,32 мг / кг (ГДК для валового вмісту - 80,00 мг / кг).

    Вміст фенолів в досліджуваному ґрунтовому покрові знаходилося в діапазоні від 0,04 до 3,18 мг / кг, середнє - 1,9 мг / кг (ОДК - 50,00 мг / кг).

    СПАР були визначені в межах наступних концентрацій: від

    0,70 до 4,10 мг / кг, середнє значення - 2,21 мг / кг.

    Нафтопродукти - від 12,00 до 76,00 мг / кг, середнє значення -

    36.44 мг / кг (ОДК - 50,00 мг / кг).

    Таким чином, при випробуванні розвідувальної свердловини також не відбулося збільшення вмісту основних забруднювачів вище значень ГДК або ОДК.

    Валове вміст важких металів на межі СЗЗ на етапі буріння і випробування пошуково-розвідувальної свердловини (2003 рік): міді - від 12,30 до 21,30 мг / кг, середнє значення - 16,05 мг / кг (ГДК для валового вмісту - 55,00 мг / кг); цинку - від 21,60 до 45,60 мг / кг, середнє значення - 34,60 мг / кг (ГДК для валового вмісту - 100,00 мг / кг); свинцю -від 6,40 до 11,70 мг / кг, середнє значення - 8,70 мг / кг (ГДК для валового вмісту - 30,00 мг / кг); кобальту - від 6,00 до 10,60 мг / кг, середнє значення - 8,70 мг / кг (ОДК для валового вмісту - 20,00 мг / кг); ртуті -від 0,00 до 0,069 мг / кг, середнє значення - 0,029 мг / кг (ГДК для валового вмісту - 2,10 мг / кг); марганцю - від 131,00 до 686,00 мг / кг, середнє значення - 372,25 мг / кг (ГДК для валового вмісту - 1 500,00 мг / кг); хрому - від 17,00 до 47,00 мг / кг, середнє значення - 35,17 мг / кг (ГДК для валового вмісту - 90,00 мг / кг); кадмію - від 0,34 до 0,85 мг / кг, середнє значення - 0,49 мг / кг (ГДК для валового вмісту - 2,00); нікелю -від 5,00 до 7,6 мг / кг, середнє значення - 6,7 мг / кг (ГДК для валового вмісту - 80,00 мг / кг).

    Вміст фенолів в досліджуваному ґрунтовому покрові знаходилося в діапазоні від 0,96 до 6,95 мг / кг, середнє - 2,63 мг / кг (ОДК - 50,00 мг / кг).

    СПАР були визначені в межах наступних концентрацій: від 0,70 до 17,70 мг / кг, середнє значення - 6,00 мг / кг.

    Нафтопродукти - від 10,00 до 59,00 мг / кг, середнє значення

    34.44 мг / кг (ОДК - 50 мг / кг).

    На межі СЗЗ на етапі випробування розвідувальної свердловини все нормовані показники залишалися в межах значень ГДК або ОДК.

    Коефіцієнти забруднення грунтового покриву заплавних СГКМ наведені в табл. 1, 2.

    Таблиця 1

    Ступінь забруднення грунтового покриву заплавних СГКМ на етапі облаштування бурової площадки пошуково-розвідувальної свердловини відповідно до коефіцієнтів і сумарним показником забруднення

    ЗВ 100 м зона СЗЗ (1 000 м) Фон (5 000 м) ГДК, мг / кг

    До Кс СЗ до Кс СЗ до

    Мідь 0,18 2,31 Слабка 0,19 2,4 Слабка 0,08 55

    Цинк 0,35 1,36 Допустима 0,32 1,23 Допустима 0,26 100

    Свинець 0,11 0,88 Допустима 0,14 1,03 Допустима 0,13 30

    Кобальт 0,33 1,19 Допустима 0,24 1,02 Допустима 0,23 20

    Ртуть 0,002 1 Допустима 0 0 Допустима 0,002 2,1

    Марганець 0,32 1,73 Допустима 0,174 0,94 Допустима 0,19 1500

    Хром 0,35 1,02 Допустима 0,28 0,83 Допустима 0,34 90

    Кадмій 0,09 1,06 Допустима 0,084 1,002 Допустима 0,08 2

    Нікель 0,05 1,45 Допустима 0,035 1,11 Допустима 0,03 80

    СПАР - 1,89 Допустима - 3,8 Допустима - -

    Фенол 0,06 1,43 Допустима 0,07 1,59 Допустима 0,04 50

    НП 0,6 0,69 Допустима 0,09 0,11 Допустима 0,86 50

    Ред 5,01 Допустима 4,06 Допустима

    Примітка. ЗВ - забруднюючі речовини, Ко - коефіцієнт небезпеки, Кс - коефіцієнт концентрації, - сумарний показник забруднення, СЗ - ступінь забруднення.

    Таблиця 2

    Ступінь забруднення грунтового покриву заплавних СГКМ на етапі буріння і випробування пошуково-розвідувальної свердловини відповідно до коефіцієнтів і сумарним показником забруднення

    ЗВ Бурова майданчик СЗЗ (1 000 м) Фон (5 000 м) ГДК, мг / кг

    До Кс СЗ до Кс СЗ до

    Мідь 0,29 1,25 Допустима 0,29 1,22 Допустима 0,24 55

    Цинк 0,37 1,15 Допустима 0,34 1,07 Допустима 0,32 100

    Свинець 0,27 1,08 Допустима 0,29 1,16 Допустима 0,25 30

    Кобальт 0,47 1,37 Допустима 0,43 1,25 Допустима 0,34 20

    Ртуть 0,02 2,4 Слабка 0,01 1,71 Допустима 0,008 2,1

    Марганець 0,19 1,43 Допустима 0,25 1,85 Допустима 0,13 1500

    Хром 0,34 1,94 Допустима 0,39 2,26 Слабка 0,17 90

    Кадмій 0,27 1,32 Допустима 0,24 1,23 Допустима 0,2 2

    Нікель 0,08 1,02 Допустима 0,08 1,09 Допустима 0,08 80

    СПАР - 2,53 Слабка - 6,86 Слабка - -

    Фенол 0,04 1,25 Допустима 0,05 2,78 Слабка 0,02 50

    НП 0,73 1,37 Допустима 0,68 1,28 Допустима 0,53 50

    7,11 Допустима 12,76 Допустима

    Примітка. ЗВ - забруднюючі речовини, Ко - коефіцієнт небезпеки, КС - коефіцієнт концентрації, - сумарний показник забруднення, СЗ - ступінь забруднення.

    Підраховані коефіцієнти небезпеки (Ко), концентрацій (КС) і сумарні показники забруднення (рис.) Виявили збільшення ступеня техногенного забруднення на етапі випробування свердловини в порівнянні з етапом проектування і будівництва.

    Гістограма порівняння сумарних показників забруднення на досліджуваних етапах проведення геологорозвідувальних робіт в межах бурової площадки і СЗЗ заплавних СГКМ:

    1 - територія бурової площадки; 2 - територія СЗЗ

    Аналіз хімічного забруднення території заплавних СГКМ на різних стадіях розвідувальних робіт виявив явне збільшення вмісту токсикантів на етапі випробування розвідувальної свердловини в порівнянні з етапом проектування і будівництва. На дану обставину вказує підвищення середніх концентрацій токсикантів на території промплощадям-ки і на межі СЗЗ на етапі випробування свердловини. Однак навіть максимальні концентрації всіх токсикантів (виняток - марганець на I етапі -1,01 ГДК) не перевищують нормативів ГДК або ОДК. На збільшення ступеня забруднення грунтового покриву території заплавних СГКМ вказують також коефіцієнти забруднення і сумарний показник забруднення.

    СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

    1. Гірнича справа і навколишнє середовище: Учеб. / С. В. Сластунов і ін. - М .: Логос, 2001..

    2. Розанов Л. Л. Технолітоморфная трансформація навколишнього середовища. - М .: Изд-во НЦ ЕНАС, 2001..

    3. Шакіров А. В. Географія-екологічні аспекти охорони природного середовища в умовах нафтогазового комплексу на території Республіки Башкортостан / Башкортостан. ун-т. - М., 1998.

    4. Інструкція з охорони навколишнього середовища при будівництві свердловин на суші на родовищах вуглеводнів полікомпонентні складу, в тому числі сероводородсодержащих РД 51-1-96 / (затв. Мінпаливенерго РФ і Мінприроди РФ 25 січня 10 серпня 1996 г.). - М., 1997..

    5. Інженерно-екологічні вишукування для будівництва СП 11-102-97 / Державний комітет РФ по житлової та будівельної політиці (Держбуд Росії). - М., 1997..

    отримано 27.09.05

    ANALYSIS OF SOILS POLLUTION IN THE VOLGA-AKHTUBA FLOODLAND DURING OIL AND GAS FIELD PROSPECTING

    V. V. Kudinov

    Analysis of the Poimenny gas condensate field pollution (in the Volga-Akhtuba floodlands) by the main critical toxicants was carried on two stages of oil and gas field prospecting: constructing of pioneer well; drilling and testing of pioneer well. Exceeding concentration of the critical toxic substances in soils in regard to the maximum concentration limit was not found at any stage. However, while drilling and testing pioneer well (the II stage) the concentration of polluting chemical substances grew significantly. This fact was demonstrated by calculated concentration ratio and cumulative rate of pollution.


    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити