Мониторинг територій нафтогазових промислів методом почвотестирования

Мониторинг територій нафтогазових промислів методом почвотестирования

Устинов М.Т., Казанцев В. А., Єлізарова Т.ЗВ., Магаева Л. А., Якутин М.В.

В основі моніторингу регіональних територій розвитку нафтогазових регіонів Росії - грунт, як найважливіший компонент біогеоценозу, що є «дзеркалом ландшафту », що дозволяє виконувати контроль екологічних сценаріїв антропогенезу і техногенеза на ландшафтно-геосистемном рівні. Екологічний значення грунту на ландшафтному рівні - це стосується її центральне місце у ландшафтних системах і тісний зв’язку з іншими компонентами ландшафту, водними і повітряними потоками речовини. Небезпека накопичення мікроелементів і забруднюючих речовин, у цілому у верхніх горизонтах грунтів чи його вимивання й накопичення на більш глибоких горизонтах контролюється характером і становище у почвенном профілі різних геохімічних бар'єрів, індикаторами яких є певні генетичні горизонти грунтів [1]. Слід додати, що грунт загалом як компонент ландшафту сама є інтегральним геохимическим його барьером.

Почва має тісний контакти з почвообразующими породами, які зумовлюють її воздухо-влаго і тепло обмін. І почвообразующие породи басейну широтного відрізка річки Обі не однорідні по своєму генезису і литологическому складу. На північ від широтного відрізка Обі поширені водно-льодовикові і озерно-ледниковые среднечетвертичные відкладення, мають тонкопесчаный склад з глинистыми прошарками. На більшої частини вони перекриті торфовищами потужністю до 2 м. Піски сильно зволожені і відмиті від солей. На південь від широтной частини Обі почвообразующими породами служать озерно-аллювиальные средне-верхне-четвертичные відкладення, які з шаруватих супесей і суглинков з прошарками глин і пісків. З поверхні вони перекриті торфом потужністю до2 м.

В південної тайзі і подтайге почвообразующими породами служать переважно глинисті відкладення нижне-среднечетвертичного віку, що лежать на неогеновых глинах. У південної зоні торфовища розвинені дуже широко, і потужність їх побільшає 2, часто понад 5 метрів. Як кажуть, для почвообразующих порід басейну широтного відрізка річки Обі характерна слоистость як пісків, так і супесей, суглинков. Чергування верств різного гранулометрического складу призводить до скруті дренажу цих порід, отже, сприяє формуванню стійких верховодок, глееобразованию і заболачиванию.

В основу экосистемной оцінки грунтів покладено басейновий принцип, оскільки водозбірний басейн — переважна геосистема, повсюдно що формує ландшафт, основу фундаментального поняття якого ідея про взаємозв'язок харчування та взаємозумовленості всіх природних явищ земної поверхні.

Роль опорного вузла почвенно-геохимических сполучень і ключових ділянок структури грунтового покрову виконує трансект-катена [2]. У на відміну від катены — лінійної одиниці грунтового покрову, трансект-катена — тривимірне цілісне, закономірно організоване тіло, що має таксономическую визначеність, специфічний склад парламенту й структуру, свої просторові і тимчасові властивості. Кількість й визначити місця досліджень трансект-катен визначаються з урахуванням ландшафтно-экологической оцінки басейну і особливості його грунтового покрову. При моніторингу територій нафтопромислів необхідно відокремити природні (эволюционно-генетические процеси (особливо негативні) від реальних процесів, обумовлених причинами техногенного впливу, наприклад дощову ерозію від техногенної, чи природне гноблення рослинності від техногенного.

Поэтому спрямованість, ступінь і можливість прояви негативних почвенно-экологических процесів відстежується з урахуванням почвенно-эколого-мелиоративных, эколого-гидрогеологических, эколого-геохимических оцінок і районування, і навіть оцінки ступеня стійкості ландшафтів, біогеоценозів і грунтів до антропогенним, техногенним впливам з урахуванням напрями господарського використання. Оцінка одержуваної інформації виконується за критеріями, відбиваючим регіональні, эколого-ландшафтные особливості і якісні почвообразовательные процессы.

Степень екологічної усталеності екосистем територій нафтогазовидобутку та його потенціал самоочищення насамперед визначається через ландшафтну стійкість грунтів і панівні у яких кислотно-щелочные і окислювально-відновні условия.

Ландшафтно-экологический і басейновий підходи до вивченню природних умов дозволяють встановити тип і потенціал ландшафту та її грунтового покрову, екологічну нішу і рівень техногенного навантаження в структурі басейну, будь-який локальної мережі й регіональної території; ступінь втрати генетичної цілісності ландшафту та її компонентів, зумовлену техногенезом та інші видами антропогенезу; зниження або підвищення природно-ресурсного потенціалу ландшафту — його природної стійкості, природної буферности; гноблення, деградація чи «процвітання «біогеоценозів; несприятливі процеси і явища, спрямованість розвитку та ступінь трансформації основних типів ландшафту території нефтегазопромыслов: боліт, суходолов, пойм.

Критериями эколого-мелиоративного потенціалу болотних грунтів служать висота стояння дзеркала грунтових і атмосферних вод, ступінь і тип їх засолення, ступінь мінералізації органогенных (діяльних) горизонтів, розмаїття та активність життєдіяльності мікроорганізмів, ступінь прояви в торф’яний поклади двох генетично різнорідних горизонтів: діяльного і инертного.

Исследования, проведені у районах нафтопромислів Середнього Приобья показали, що болотні біогеоценози здатні до биоаккумуляции і адсорбції багатьох хімічних сполук. Вони активно самоочищаються й самовосстанавливаются, є глобальним буфером, нейтрализующим вплив кущових майданчиків, шламових комор і «викиди «нафти на навколишню середу.

Пойменным почвам Середнього Приобья (тип ландшафту заплава) характерна строкатість гранулометрического складу як у профілю, і у територіальному поширенні. З огляду на піщаних і супіщаних легко водопроницаемых грунтів зустрічаються грунту із елементами лугового почвообразования (процеси олуговения), зазвичай, мають утяжеленный гранулометрический склад. На таких грунтах знижена водопроникність. До того ж наявність суглинистого чи глинистого механічного складу зробила їх прекрасними поглиначами забруднюючих речовин. При моніторингу заплав околицях нефтегазопромыслов поруч із строкатістю гранулометрического складу мірою заростности, визначальних їх екологічну стійкість, слід дотримуватися водоохоронних зон, де встановлюються прибережні захисні смуги [3], територій яких вводяться додаткових обмежень природокористування, отже, виконуються докладніші дослідження з метою контролю екологічного стану поймы.

На суходольных типах ландшафту при екологічному моніторингу території особливу увагу приділяють высокорельефным суходолам, де встановлюється ступінь водної ерозії і розробити системи протиерозійних заходів. Зазвичай, на высокорельефных територіях зростає полі забруднення на відміну боліт, де вона більш локалізовано.

При організації моніторингу територій нефтегазопромыслов як обов’язкових об'єктів моніторингу необхідно виділяти фонові території, до яких, крім біосферних заповідників, потрібно включити й використовувані сільському господарстві землі чи землі, які перебувають під антропогенним пресом, які у перспективі планується вивести їх із-під техногенного впливу, чи її буде мінімальним. Дослідження аналогів грунтів і ландшафтів, які мають у собі антропогенний прес, дозволить визначити спрямованість ґрунтових процесів, рівень впливу техногенеза і дозволить оцінити екологічний стан экосистем.

Все технологічні об'єкти нафтової та газової промисловості є потужними джерелами на різні компоненти екосистеми. У цьому забруднення нафтою та нафтопродуктами є найбільш поширеним чинником на довкілля. У практиці екологічного моніторингу забруднених нафтою територій використовуються різні показники з метою оцінки ступеня впливу і швидкості самоочищення екосистем і грунтів зі зміни: стану рослинності, чисельності, біомаси і видового складу різних груп почвообитающих безхребетних тварин, загальної біомаси, групового складу і підвищення рівня метаболической активності грунтового микробоценоза. Найбільш точними індикаторами нафтового забруднення в грунті є микроорганизмы.

Установлено, що биодеградация нафти на грунтах відбувається у три етапу. Перший триває 1−1,5 року. У перші ж дні після нафтового забруднення ґрунтова биота значно пригнічена. Потім чисельність певних груп мікроорганізмів, зокрема углеводородокисляющих бактерій, підвищується. Максимальне їхній вміст посідає півроку після забруднення і залишається вище фонових значень майже 2 року. До складу пионерного нефтеокисляющего біоценозу поруч із углеводородокисляющими бактеріями входять деякі групи грибів і ціанобактерії. Другий етап триває 3−4 року. Домінуюче становище у комплексі ґрунтових мікроорганізмів цьому етапі займають актиномицеты і мікроскопічні гриби. Відбувається збільшення загальної чисельності різних груп мікроорганізмів, особливо грибів, актиноміцетів, спорових і неспоровых бактерий.

Начало третього етапу визначається по зникнення в залишкової нафти вихідних і вторинних парафінових вуглеводнів. Саме тоді в грунті усе ще поліциклічні ароматні вуглеводні (ПАУ), які характеризуються стійкістю до микробиологическому розщеплення. Необхідно відзначити, що тривалість процесу руйнації та нейтралізації нафти і нафтопродуктів залежить від кліматичних умов і кількість розлитої нафти [4, 5].

Наши засвідчили, що гранично припустимі концентрації для забруднюючих речовин який завжди відповідають природного змісту у ґрунтах, і за екологічної про оцінку їхньої концентрації додатково виробляється корекція по фитотоксичности [6]. Досліджувати фитотоксичность необхідно з урахуванням регіональних особливостей.

Разработка теоретичних і практичних основ екологічного моніторингу територій нефтегазопромыслов дає змоги виявити екологічні функції грунтів і ландшафтів й немислимо організувати моніторинг техногенних земель, і навіть розробити меліоративні прийоми по оптимізації природопользования.

Список литературы

1. Глазовская М. А. Почвенно-геохимическое картографування з оцінки екологічної усталеності середовища.// Ґрунтознавство.- 1992, N6. с.5−14.

2. Устинов М. Т. Басейновий принцип меліоративної оцінки грунтового покрову (з прикладу р. Карасук): Автореф. Дисс. … канд. Биол. наук.- Новосибірськ, 1990. 23 с.

3. Положення про водоохоронних зонах водних об'єктів та його прибережних захисних шпальтах. Затверджене постановою Уряди РФ від 23 листопада 1996 року, N1404.

4. Екологія Ханты-Мансийского Автономного округу./ Під ред. В. В. Плотникова — Тюмень: Софт Дизайн, — 1997, — 228 с.

5. Чижов Б. Е. Ліс і Ханты-Мансийского Автономного Округу. — Тюмень: вид-во Ю. Мандрики, — 1998, — 144 с.

6. А. Кабата-Пендиас, Х. Пендиас Мікроелементи в грунтах і рослинах М.: Світ, 1989.