Название: Экологическая геология - Абалаков А. Д.

Жанр: География

Рейтинг:

Просмотров: 1149

Страница: | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 |




6.7. Химическое воздействие, геохимическая мера качества окружающей среды нефтегазовых территорий. Обеспечение экологической безопасности

Организация геологоразведочных работ в таежных ландшафтах территории Ковыктинского газоконденсатного месторождения, включая прокладку геофизических профилей и других линейных сооружений, обустройство вахтовых поселков, буровых и вертолетных площадок сопряжена с вырубкой лесной растительности,  механическим  нарушением  напочвенного покрова и верхнего органо-минерального слоя почв. Нa участках, лишенных растительного покрова, зимой усиливается криогенез, термоэрозия почв, а летом их прогревание. При этом дополнительное количество мерзлотно-талой влаги способствует гидроморфизации почв. Скрытый под мохово-подстилочным слоем и растянутый во времени внутрипочвенный сток на безлесных поверхностях переходит в поверхностный сток, провоцирующий развитие надмерзлотных водоносных таликов, сезонных наледных процессов. Водная эрозия вдоль линейных

сооружений за короткое время разрушает их грунтовую основу,

глубокие промоины затрудняют прохождение техники.

В   переносимом   и   переотлагаемом   водно-эрозионными потоками твердом веществе (наилках) содержание преобладающего числа химических элементов вследствие их вымывания существенно ниже, чем в почвах (табл. 6.7.1). Исключение представляет марганец, количество которого в наилках  (около  2  г/кг)  в  два  раза  выше  такового  в  почвах.

Вероятно, поверхностные воды обогащаются марганцем за счет

разлагающихся растительных остатков – лесной подстилки. Аналогично положение и с другим биогенным элементом – фосфором. Таким образом, водно-эрозионные процессы, кроме нарушения физического состояния почв, ухудшает также их минеральный  режим,  снижают  и  к  тому  низкий  ресурс плодородия (Экологические …, 2001).

Таблица 6.7.1

Показатели динамики веществ в верхнем слое почв бассейна рек Тюкахты и Сулакини на территории Ковыктинского газоконденсатного месторождения

 

Показатели

Естественные

почвы (n = 65)

*

Нарушенные

почвы (n = 16)

Водно-

эрозионные наилки (n = 6)

Гумус, %

рН вод.

рН сол.

Обменные            основания,

мг-экв

1,3–23,1

(8,4)**

3,8–7,2 (5,5)

2,5–6,3 (3,7)

1–80

1,2–5,0 (3,2)

4,7–8,7 (6,5)

3,0–7,1 (5,1)

8–99 (29)

0,4–2,4 (1,8)

4,8–7,1 (6,2)

3,2–5,7 (4,6)

9–24 (16)

Железо

Кальций

5–54 (33)

2–34 (8)

28–58 (40)

3–43 (11)

19–36 (27)

2–5 (4)

Титан

Марганец

2,1–9,0 (5,2)

0,2–3,4 (0,9)

3,5–8,4 (5,2)

0,3–1,3 (0,7)

1,8–3,8 (2,9)

0,5–3,4 (1,7)

Барий

Хром

Медь

0,2–0,8 (0,4)

45–255 (140)

11–123 (35)

0,3–0,6 (0,5)

101–202 (130)

25–46 (30)

0,3–0,5 (0,4)

76–124 (99)

19–26 (22)

Никель

Кобальт

Ванадий

Свинец

18–96 (45)

2–26 (10)

38-168 (102)

6–34 (12)

35–80 (58)

8–25 (13)

84–193 (129)

8–40 (16)

26–46 (37)

11–27 (19)

46–109 (76)

12–23 (16)

Примечание. *Количество проб (n). Содержание железа и бария дано в г/кг, хрома и свинца – мг/кг; **в скобках – среднее значение.

Высокая степень потенциально-эрозионной опасности почв района Ковыктинского ГКМ обусловлена их маломощностью, каменистостью, склоновым рельефом. Эрозия почв усиливается в результате ветровалов. Нарушение почвенно-растительного покрова активизирует смыв мелкозема и почвы оказываются в очень неустойчивом состоянии. Такое явление наблюдается в нижней части склона от буровой площадки № 15 (куст 102) к долине руч. Сулакини.

Здесь на одной из пластовых ступеней (высота около 800 м) с выгоревшим древостоем, обилием ветровального валежа и сухостоя  под  задернованным  осоково-кипреевым  покровом  в

6–8 см залегают обломки серовато-ржавого песчаника с серовато- желтовато-бурым среднесуглинистым заполнителем. Он имеет кислую реакцию среды (рН вод. 5,1, рН сол. 3,3), содержание гумуса всего 1,4 %, обменных оснований 11 мг-экв/100 г. Глубже

20 см каменистость усиливается, сочится вода, установившаяся в разрезе на уровне 35 см.

Буровые площадки обычно закладываются на водораздельных поверхностях с минимальным уклоном. Вырубка на них древостоя, с которым связана одна из расходных частей водного  баланса,  незамедлительно  ведет  к  заболачиванию плоских поверхностей. Наличие водоупора, кислая среда и низкая трофность почвы способствуют ее заболачиванию по верховому

типу.   Учитывая   необратимость   агрессивного   олиготрофно-

болотного процесса, очевидна тенденция заболачивания плакорных водораздельных поверхностей с нарушенной лесной растительностью.

Оценивая последствия механических воздействий на почвы, следует отметить их критическое водно-физическое состояние и высокую степень изменчивости окислительно-восстановитель- ного режима при снижении стабилизирующей функции растительного покрова. Его ландшафтно-геохимическая роль весьма значительна в биологическом круговороте вещества – главном функциональном механизме геосистем. С уничтожением

их растительного компонента резко изменяется динамика вещества и его баланс в ландшафте.

Нарушение верхней органогенной части почв, где сосредоточена микробиологическая деятельность и биохимическая трансформация вещества, ведет к резкому снижению потенциала самоочищения ландшафта.

Продукты жизнедеятельности растительности оказывают на почвы подкисляющее действие. Это особенно важно в данном

районе, где почвообразующие породы имеют преимущественно

щелочную среду, а почвам в целом свойственны контрастные кислотно-щелочные условия. При эволюционно сложившемся взаимодействии биотического и литогенного факторов почвообразования в каждом местоположении создается своя кислотно-щелочная обстановка и соответственно свои условия миграции и аккумуляции химических элементов в почвах, то есть те или иные их самоочищающие возможности.

Реакция среды верхнего слоя ненарушенных почв в бассейне рек Тюкахты и Сулакини варьирует от сильнокислой до близкой к нейтральной, имея среднюю величину рН вод около 5, рН сол. около 4. Это оптимальная реакция среды среднетаежных экосистем. Поверхностный слой нарушенных почв, главным образом буровых площадок, имеет pН на 1–2 единицы выше.

Анализ нарушенных почв, главным образом грунта буровых площадок, показал повышенное содержание в них не только кальция, но и железа, кобальта, никеля, ванадия. Заметно накопление свинца, концентрация которого в корке техногенного грунта (18 мг/кг) превышает таковую во всей его толще (8–12 мг/кг). Дело в том, что свинец мигрирует в бикарбонатной форме в слабокислой среде, а в нейтральной и щелочной окислительной среде, тем более с испарительной концентрацией, что характерно для рассматриваемого случая, он теряет свою подвижность и активно накапливается (Глазовская, I988; Перельман, I989).

В нарушенных почвах несколько снижается количество активных биогенных мигрантов – марганца и меди.

В   ходе   разведки   и   освоения   подземных   недр   весьма очевидно поступление в биологически активную ландшафтную сферу ряда элементов в повышенных для нее концентрациях. В их    локализации,    или    наоборот    миграции,    влияющей    на

экологическую ситуацию, кислотно-щелочные и окислительно- восстановительные условия среды играют решающую роль. Изменение реакции среды от кислой к нейтральной и слабощелочной по М. А. Глазовской (1988) ведет к снижению мобильности не только свинца, но и кадмия, цинка, меди, кобальта, молибдена. При этом в окислительных условиях накапливаются также никель и ртуть, а мышьяк и селен выносятся. В восстановительных условиях, наоборот, накапливаются мышьяк и селен, а никель и ртуть выносятся.

С разведкой и разработкой нефтегазовых месторождений, использованием  горюче-смазочных  материалов  в обслуживающей буровые работы техники, связано загрязнение почв углеводородными соединениям. Часть их локализуется в котлованах-отстойниках,  часть  поступает  на  сопредельную  с ними поверхность буровых площадок. При их рекультивации загрязненные нефтепродуктами участки засыпаются песчано- грунтовой массой. В процессе его биохимического окисления образуются ароматические алифатические эфиры, кетоны, альдегиды, кислоты (Шилова и др., I986).

Длительный холодный период в регионе лимитирует эти процессы. Установлено, что в северных условиях восстановление растительного покрова после загрязнения нефтью составляет 10–

15  лет,  а  все  виды  мха  и  лишайника практически полностью

погибают при контакте с нефтью (Телегин и др., I988). Поэтому рассчитывать на естественный процесс трансформации в ландшафте углеводородного сырья неэффективно. Его следует вывозить с отработанных буровых площадок на изолированные полигоны отходов и там обезвреживать.

Наблюдаемые явления деградации почвенного покрова в результате геологоразведочных работ служат основанием для предъявления к их нормированию более жестких требований (Нечаева, 1998; 1999).

Экологический риск рассматривается как вероятность дестабилизации геохимического ландшафта под влиянием техногенного воздействия. Степень риска, с одной стороны, зависит   от   состояния   и   устойчивости   ландшафта,   вида   и

интенсивности  воздействия  на  него,  а  с  другой  –  от  уровня знаний по данным вопросам.

К зоне сильного экологического риска на территории Ковыктинского газоконденсатного месторождения отнесены супераквальные ландшафты днищ речных долин, где существует опасность загрязнения водотоков, а также трансэлювиальные ландшафты структурных уступов и склонов речных долин, преимущественно крутых (более 15°). Уступы представляют линейные геохимические барьеры (окислительные, часто карбонатные) на пути миграции вещества, поэтому имеют важное природоохранное значение. Склоны долин – открытые и полуоткрытые катены, так как они часто сопряжены с водотоками.

Зона среднего экологического риска включает трансэлювиальные, элювиально-трансэлювиальные и трансэлювиально-аккумулятивные ландшафты. Это преимущественно пологие (до 6°) и средней крутизны (7–15°) горные  склоны,  достаточно удаленные от  речных  долин  и  не

имеющие     с     водотоками     непосредственной     связи.     Это

квазизакрытые катены. При интенсивном техногенном воздействии, например сбросе на буровых площадках больших объемов жидких загрязняющих веществ на дневную поверхность, не исключена вероятность прорыва катены и ее смыкания с трансаквальными  системами.  В  то  же  время  эти  ландшафты имеют достаточно высокий потенциал самоочищения, поскольку в них хорошо развит почвенно-растительный покров, формирующий площадной сорбционный барьер.

Зона пониженного экологического риска соответствует элювиальным  ландшафтам  уплощенных  вершинных поверхностей плато и трансэлювиальным структурных склонов останцов. Они удалены от речных долин, катены здесь закрытые. Несмотря на невысокий потенциал самоочищения ландшафтов (бедные почвы, преобладание кислого и глеевого классов), на них допустимо размещение промышленных объектов, поскольку потенциальные загрязнители легко локализуются. Скорость радиальной миграции в таких ландшафтах также невысокая. Высокое гипсометрическое положение и слоистое строение пластов    обеспечивают    защиту    подземных    вод    главного

водоносного горизонта, который располагается в геологических разрезах нижних частей склонов долин.

Три степени устойчивости элементарных ландшафтов и емкости их геохимических барьеров определены на количественной основе. При этом учитываются показатели биологической интенсивности кругооборота (БИК), кислотно- щелочного и окислительно-восстановительного состояния почв, их   плодородия   (количество   гумуса,   обменных   оснований,

мобильных  фосфора  и  калия).  Каждый  объект  по  отдельным

признакам получает баллы, сумма которых позволяет установить интегральную характеристику элементарных ландшафтов – экологический риск (ЭР). На исследованной территории его относительные величины (сумма частных баллов) изменяются от

10 до 30. Ландшафты с показателями 10–15 имеют наименьшую устойчивость (1 балл) и наиболее высокий ЭР (1), с суммарным показателем 20–25 – среднюю устойчивость (2 балла) и средний ЭР (III), при более 30 – высокую устойчивость (3 балла) и очень низкий ЭР (V). Изложенные методические подходы и опыт составления       детальной       почвенно-геохимической      карты

территории    Ковыктинского    ГКМ    будут    полезными    при

разработке проектов охраны окружающей природной среды.

Литература

1.    Алексеенко  В.  А.  Геохимия  ландшафта  и  окружающая  среда  /

В. А. Алексеенко . – М. : Недра, 1990. – 142 с.

2.    Алексеенко   В.   А.   Экологическая   геохимия   :   учебник   /   В.   А.

Алексеенко. – М. : Логос, 2000.– 627с.

3.         Буренков Э. К. Экология крупных городов: проблемы и решения / Э.  К.  Буренков,  Л.  Н.  Гинзбург,  Т.  Д.  Зангиева  //  Прикладная геохимия. Вып. 2. Экологическая геохимия : сб. статей / гл. ред. Э. К. Буренков. – М., ИМГРЭ, 2001. – С. 339–353.

4.         Буренков   Э.   К.   Проблемы   ноосферы   и   эколого-геохимические исследования / Э. К. Буренков, Ю. Е. Сает // Советская геология. –

1988. – № 4. – С. 24–32.

5.    Буренков  Э.  К.  Эколого-геохимические исследования  в  ИМГРЭ  –

прошлое, настоящее, будущее / Э. К. Буренков, Е. П. Янин // Прикладная геохимия. Вып. 2. Экологическая геохимия : сб. статей / гл. ред. Э. К. Буренков. – М. : ИМГРЭ, 2001. – С. 5–24.

6.    Вернадский  В.  И.  Научная  мысль  как  планетарное  явление  /

В. И. Вернадский. – М. : Наука, 1981. – 271 с.

7.         Гавриленко  В.   В.   Экологическая  минералогия  и   экологическая геохимия как направления в исследовании биосферы Земли / В. В. Гавриленко          //      Экологическая     геология     и      рациональное недропользование : сб. статей / под ред. В. В. Куриленко, В. Т. Трофимова. – СПб. : Изд-во С.-Петербург. ун-та, 1999. – С. 77–93.

8.         Глазковская М. А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов /

М. А. Глазковская. – М. : Высш. школа. – 1988. – 328 с.

9.         Иванов В. В. Экологическая геохимия элементов : в 6 кн. : Кн. 1. /

В. В. Иванов. – М. : Недра, 1994. – 304 с.

10.  Иванов   В.   В.   Научные   основы   и   направления   экологической геохимии в XXI веке / В. В. Иванов, М. В. Кочетков, В. И. Морозов и

др. // Прикладная геохимия. Вып. 2. Экологическая геохимия / гл.

ред.

Э. К. Буренков : сб. статей. – М., ИМГРЭ, 2001. – С. 25–50.

11.  Ковальский В. В. Геохимическая экология / В. В. Ковальский. – М. :

Наука, 1974.– 299 с.

12.  Нечаева Е. Г. Деградация почв на буровых площадках / Е. Г. Нечаева

//   Антропогенная   деградация   почвенного   покрова   и   меры   ее предупреждения : Тезисы и доклады Всерос. конф. – М., 1998. – С. 173–

174.

13.  Нечаева Е. Г. Нарушение природного состояния мерзлотно-таежных ландшафтов   под   воздействием   геолого-разведочных   работ   / Е. Г. Нечаева // Современное природопользование и техногенные процессы, Modern nature use and anthropogenic processes. – Irkutsk – Sosnowiec. – 1999. – C. 140–145.

14.  Перельман А. И. Геохимия ландшафтов / А. И. Перельман. – М. :

Высш. школа, 1975. – 342 с.

15.  Перельман А. И. Геохимия / А. И. Перельман. – М. : Высш. школа. –

1989. – 527 с

16.  Рябухин А. Г. Экологическая геохимия: из прошлого – в будущее; от практики – к теории / А. Г. Рябухин. – М. : МГУ, 2001. – 23 с.

17.  Сает Ю. Е. Эколого-геохимические подходы к разработке критериев нормативной  оценки  состояния  городской  среды  /  Ю.  Е.  Сает,

Б. А. Ревич // Изв. АН СССР. Серия географ. – 1988. – № 4. – С. 37–46.

18.  Сает Ю. Е. Геохимия окружающей среды / Ю. Е. Сает, Б. А. Ревич,

Е. П. Янин. – М. : Недра, 1990. – 335 с.

19.  Сутурин  А.  Н.  Геохимические  черты  антропогенных  процессов  /

А.  Н.  Сутурин  //  Геохимия техногенных процессов. –  М.  :  Наука,

1990.– С. 60–74.

20.  Таусон  Л.  В.  Современные  проблемы  геохимиии  техногенеза  / Л. В. Таусон // Геохимия техногенных процессов.– М. : Наука, 1990.– С. 3–12.

21. Телегин Л. Г. Охрана окружающей среды при сооружении и эксплуатации газонефтепроводов / Л. Г. Телегин, Б. И. Ким, В. И.

Зоненко. – М. : Недра, 1988. – 187 с.

22.  Теория и методология экологической геологии / В. Т. Трофимов и др. ;

под ред. В. Т. Трофимова. – М. : Изд-во МГУ, 1997. –368 с.

23.  Трофимов В. Т. Теоретико-методологические основы экологической геологии : учеб. пособие / В. Т. Трофимов, Д. Г. Зилинг. – СПб. : Изд- во С.-Петербург. гос. ун-та, 2000. – 68 с.

24.  Трофимов  В.  Т.  Экологическая  геология  :  учебник  для  вузов  /

В. Т. Трофимов, Д. Г. Зилинг. – М. : Геоинформмарк, 2002. – 416 с.

25. Шилова И. И. Самоочищение и рекультивация нефтезагрязненных земель Севера / И. И. Шилова, А. А. Оборин, И. Г. Калачникова и др. //

Биологические проблемы Севера. – Якутск, 1986. – Вып. 1. – С. 109–110.

26. Экологические аспекты освоения Ковыктинсокго газоконденсатного месторождения /А. Д. Абалаков, Э. С. Зиганшин, Ю. О. Медведев и др. – Иркутск : Изд-во Ин-та географии РАН, 2001 – 194 с.

27.  Экологические функции литосферы / В. Т. Трофимов, Д. Г. Зилинг,

Т. А. Барабошкина и др. / под ред. В. Т. Трофимова.– М. : Изд-во

МГУ, 2000.– 432 с.

28.  Янин Е. П. Введение в экологическую геохимию / Е. П. Янин. – М. :

ИМГРЭ, 1999.– 68 с.




Страница: | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 |

Оцените книгу: 1 2 3 4 5

Добавление комментария: