Взаимодействие биосферы и техносферы на территории Ямало-Ненецкого автономного округа. Часть 1

Мы опирались на актуальность данного вопроса:

1. Современные глобальные экологические проблемы состояния природной среды Ямало-Ненецкого автономного округа возникли на почве столкновения между техносферой и биосферой, столкновения, в котором техносфера играет активную, агрессивную роль.

2. Сотни миллионов лет существовала устойчивая биосфера, и наши предки совсем недавно вошли в её сообщество. Два миллиона лет они жили в согласии с природой, потребляя только то, что им было выделено по естественному закону. Но затем они создали, быстро растущую, техносферу. И всего два столетия, миг по масштабам эволюции, она наращивает конкуренцию с породившей её природной системой, угнетая другие виды, захватывая чужие ресурсы, осуществляя глобальный экоцид т. е. уничтожение экологических систем. Человечество находится в точке выбора дальнейшей стратегии. Этот выбор, может быть, самым драматическим в истории становления главной проблемы выживания человечества.

3. Перечисленные выше проблемы сохраняют своё значение и в ЯНАО. Исключение составляет разве что отсутствие перенаселения. Как крупный округ ЯНАО вносит существенный вклад в планетарную экологическую ситуацию. В то же время существуют многие особенности взаимоотношения составляющих биосферы и техносферы на территорию ЯНАО.

4. Загрязнение окружающей среды, истощение природной среды Ямало-Ненецкого автономного округа и нарушение экологических связей в экосистемах стали глобальными проблемами на территории ЯНАО.

Общая характеристика техносферы

В результате многовекового хозяйствования общества в окружающей среде сформировалась оболочка - техносфера. Основной причиной образования техносферы считается нерациональное природопользование в период первой технической и второй научно-технической революции. Если пользоваться экологической терминологией, речь идет о конкурентном вытеснении биосферы техносферой, о количественной экспансии человеческой цивилизации. Совсем недавно, по масштабам эволюции, в биосфере появился человек. Человеческая цивилизация привела к появлению на планете новой глобальной материальной системы. Научно-технический прогресс принес много положительного в жизнь людей: освоены новые виды энергии, улучшились условия труда и увеличилась его производительность в тяжелых и трудоемких отраслях, возросли темпы строительства, повысилась продуктивность сельского хозяйства, изобретены высокоэффективные технологии, появились новые материалы, медицинские препараты, уменьшилась детская смертность и выросла продолжительность жизни, возросла скорость получения и переработки информации и многое другое.

Техносфере, как неотъемлемому компоненту географической оболочки, свойственны основные закономерности последней: целостность, ритмичность и зональность.

Целостность техносферы - взаимосвязанное и взаимозависимое развитие всех других компонентов природы, с которыми она соприкасается - контактирует и взаимопроникает на элементном уровне (атмосферный воздух, воды поверхностной и подземной гидросферы и живых организмов, почв, верхней части литосферы).

Ритмичность техносферы - повторяемость одних и тех же процессов и явлений во времени. По аналогии с географической оболочкой, техносфера испытывает те же процессы и явления: суточные ритмы хода температуры, влажности, развития растений и животных, сами технические революции, обусловливающие эволюцию техногенеза, На природные процессы и явления накладывается антропогенный фактор.

Зональность техносферы определяется законом географической зональности. Антропогенная деятельность общества осуществляется во всех без исключения природных зонах. Отсюда, техносфере свойственна зональность крупных природных комплексов - географических или природных поясов.

Изучить воздействие техносферы, прогнозировать состояние ОС и управлять процессами экологического равновесия между природой и техносферой. без наук было бы бесполезно. Объединительную функцию всего многообразия наук и научных направлений в исследовании компонентов природы, подвергнутых воздействию техногенеза, несут на себе в первую очередь география, геология и экология.

Интенсивная хозяйственная деятельность человека со временем охватила все природные зоны суши, водные и подводные ландшафты Мирового океана.

Вывод: современные глобальные экологические проблемы возникли на почве столкновения между техносферой и биосферой, столкновения, в котором техносфера играет активную, агрессивную роль.

Экологическую ситуацию в ЯНАО

Перечисленные выше проблемы сохраняют своё значение и в ЯНАО. Исключение составляет разве что отсутствие перенаселения. Как крупный округ ЯНАО вносит существенный вклад в планетарную экологическую ситуацию. В то же время существуют многие особенности взаимоотношения составляющих биосферы и техносферы на территорию ЯНАО.

Современная экологическая ситуация в округе оценивается как кризисная. В ряде случаев она уже преодолела кризисную черту и имеет признаки экологической катастрофы. Наибольшее воздействие на окружающую среду оказывает человек в своей хозяйственной деятельности с помощью созданных им технических систем (антропогенно-технические комплексы) воздействует на окружающую среду. В состав антропогенно-технических комплексов входят следующие системы: населенные пункты с инфраструктурой и промышленными предприятиями; предприятия горнодобывающей промышленности, строительных материалов; топливно-энергетическая промышленность; транспорт, коммуникации; сельское хозяйство; лесное хозяйство; деревообрабатывающая промышленность; рыболовство, охота и др. Технические системы и комплексы (объект воздействия) определяют главную антропогенную составляющую воздействия человека на окружающую среду. По степени воздействия на окружающую среду в округе выделяется топливно-энергетический комплекс. В нефтедобывающей промышленности наиболее экологически опасны аварии, сопровождающиеся выбросами большого количества нефти в результате бурения скважин или повреждения нефтепроводов. Доля трубопроводного транспорта в суммарных выбросах в округе составляет 31% (в целом по Тюменской области — 50%). Автотранспорт - основной загрязнитель атмосферного воздуха в городах. Например, в Надыме на его долю приходится 80% всех выбросов в атмосферу. Добыча строительных материалов (песка, глин, камня) ведет к изменению окружающего ландшафта, изъятию земель, нарушению почвенно-растительного покрова, рельефа, вскрытию грунтовых вод. Загрязнение все то, что выводит системы природы из состояния равновесия и в ЯНАО в связи с освоением территории человеком характерно загрязнение атмосферы углекислым и угарным газом, сернистым ангидридом; почвы и вода загрязняются нефтепродуктами, тяжелыми металлами, фенолами и другие. Примером физического загрязнения служит замусоривание территорий бытовыми и промышленными отходами (например, металлоконструкциями на берегу Карского моря в пос. Харасавэй), тепловое загрязнение атмосферы и вод вблизи мощных источников тепла (теплоэлектростанции, гидроэлектростанции), электромагнитное загрязнение и другое биологическое загрязнение в ЯНАО связано с вывозом в эти широты целого ряда патогенных микроорганизмов.

Большую опасность для рыбного хозяйства представляет загрязнение вод Обской и Тазовской губы. В настоящее время на отдельных участках Обской губы содержание нефтепродуктов в сотни раз превышает ПДК (предельно допустимую концентрацию). Это ведет к накоплению нефтепродуктов в органах и тканях рыб, их массовой гибели. Значительный ущерб лесному хозяйству и оленеводству наносят пожары, вызванные хозяйственной деятельностью человека. Основной негативный фактор, влияющий на лесные ресурсы, нефтегазовый комплекс. На участках, выделенных под промышленные объекты, вырубается лес, разрушаются растительный покров и почвы. Площадь оленьих пастбищ за последние годы сократилась на миллионы гектаров. Изменилась и численность промысловых животных. В пределах округа был произведен ряд подземных ядерных взрывов. Гамма-фон (радиационная нагрузка) на всей территории округа находится на уровне естественного радиационного фона (10-20 мк Р/ч).

Генофонд природы сохраняют заповедные территории и ряд заказников республиканского и областного значения.

В настоящее время на человека стали оказывать влияние две силы: природные (стихии и процессы - вулканы, землетрясения, цунами, оползни, обвалы, сели, наводнения и др. ) и техногенные (аварии на транспорте, на нефте-, газопроводах, предприятиях, зараженность почв, воды, воздуха металлом, мусором, ядохимикатами и др. ).

Антропогенные факторы загрязнения и разрушения природных ландшафтов на территории ЯНАО можно объединить в следующие группы: атмосферные - загрязнение атмосферы химическое, механическое, тепловое; водные: а) воды суши - истощение, загрязнение поверхностных и подземных вод; б) воды Мирового океана - загрязнение прибрежных вод и поверхностных вод открытого океана; почвенные - эрозия, дефляция, загрязнение, засоление, заболачивание, иссушение; геолого-геоморфологические - интенсификация неблагоприятных экзогенных процессов оврагообразования, селевых, оползневых, мерзлотных, абразии и аккумуляции в береговой зоне и т. п. ; биотические - деградация растительного покрова, сведение лесов, дигрессия пастбищ, обеднение генофонда, снижение биоразнообразия, биогенная аккумуляция вредных веществ;

- комплексные (ландшафтные) - нарушение целостности и естественной структуры ландшафтов, эстетической привлекательности памятников природы, потеря продуктивных земель и т. п.

На территории ЯНАО различают прямое (ПВ) и косвенное (КВ) техногенное воздействие на биосферу.

Прямое техногенное воздействие связано с функционированием добывающей отрасли, технологией добычи и переработки минерального сырья. ПВ осуществляется хозяйственными объектами и системами непосредственно в процессе контакта с окружающей средой или путем сбрасывания в нее отходов производства. Зона ПВ ограничивается рамками непосредственного контакта объекта с окружающей территорией. Прямое воздействие антропогенного объекта чаще всего приводит к изменению сложившихся форм рельефа, снятию растительности и почвенного покрова, а также изменению форм речной сети и нарушению водного режима поверхностного и подземного стока воды.

Косвенное техногенное воздействие на природную среду проявляется изменениями в установившихся природных связях окружающей среды, ландшафтах.

О масштабах косвенного воздействия свидетельствуют вторичные ореолы рассеивания полезных ископаемых и вмещающих горных пород. Например, при добыче угля ореолы рассеивания только угольной пыли достигают 1 км от карьера. Ореолы углеводородного загрязнения от нефтяных скважин соизмеримы с площадью месторождений и даже выше.

На рубеже 20-21 веков жизненно важной задачей развития производительных сил Ямало-Ненецкого автономного округа всё чаще стали называть освоение месторождений полезных ископаемых Полярного Урала – хромитов, молибдена, вольфрама, баритов, золота, драгоценных, полудрагоценных и поделочных камней, базальтового сырья для выработки минерального волокна, фосфоритов, строительных материалов. Руководство округа неоднократно подчёркивало перспективное значение природных богатств Урала для будущей территории была начата разработка части месторождений.

Сложилась парадоксальная ситуация – человеку стало необходимо защищаться от выращенного им «монстра» -техносферы. Очевидно, здесь уместно будет восклицание авторов в книге «Экологические проблемы» - «Что происходит? Кто виноват и что делать?» (Арский и др. , 1997).

Проблема техногенного загрязнения окружающей среды в ЯНАО существует, решается она на разных уровнях: локальном, региональном и глобальном; источники загрязнения делятся на природные и антропогенные. Техногенному воздействию на территории ЯНАО подвергаются атмосфера, гидросфера, литосфера и биосфера.

Изложенный материал позволяет сделать вывод о том, что загрязнение окружающей среды, истощение природной среды Ямало-Ненецкого автономного округа и нарушение экологических связей в экосистемах стали глобальными проблемами на территории ЯНАО.

Загрязнение атмосферы

Хозяйственная деятельность общества затронула все приграничные сферы географической оболочки: атмосферу, гидросферу, литосферу (верхнюю часть) и биосферу. Практически все компоненты оказались подвержены техногенному воздействию. Результатом этих воздействий явились отрицательные экологические последствия, выраженные в деградации природных ландшафтов, рельефа, биогеоценозов, а также в гибели людей и ухудшении здоровья населения.

Выделяют три основные группы источников загрязнений атмосферы на территории ЯНАО:

1)транспорт, 2) промышленные предприятия (выбросы в атмосферу) и 3) источники, связанные с процессами утилизации промышленных отходов.

Транспорт — современный источник загрязняющих веществ. Транспорт по техногенному воздействию на окружающую среду (атмосферу) в последнее десятилетие стал доминировать над остальными источниками. Транспорт подразделяется на сухопутный (железнодорожный и автомобильный), водный (морской и речной), воздушный, трубопроводный и электронный (ЛЭП). Каждый из перечисленных транспортов характеризуется большой протяженностью. Транспортная сеть является связующим звеном между источниками (объектами) техногенных веществ (промышленные предприятия, города, агломерации

Таким образом, транспортная сеть выступает в качестве источника загрязнения окружающей среды от локального до регионального уровней и масса загрязнений в окружающей среде определяется плотностью транспортных сетей и интенсивностью грузопотоков. При значительной загруженности дорог (международные перевозки) транспортные сети включаются в глобальный поток антропогенного вещества. В таблице приведены данные, показывающие значительные расстояния переноса загрязняющих веществ в воздухе.

Масштабы переноса и рассеивания веществ в атмосфере

Вредные вещества Расстояние переноса, км Время рассеивания или трансформации, ч

N0 10 1

N02, ЗО2 100 48

НШ3, ПАН 100 72

Н2ЗО4 1000 96

СН4 масштаб Земли до 90 000

Мы, садясь на мягкое сиденье автомобиля, вряд ли задумываемся о том, какой вред наносит автомобильный транспорт окружающей среде. Автомобильный транспорт сегодня - это одна из ведущих отраслей научно-технической революции, развивающаяся гигантскими темпами. Еще в начале столетия почти не было автомобильных дорог. Что же мы видим сегодня? Земля, словно опутана сетями оживленных автомобильных трасс.

Отрицательное воздействие транспортно-дорожного комплекса ЯНАО проявляется выбросами большого количества токсичных газов транспортных двигателей: углекислый газ, свинец, сажа, углеводороды, оксиды углерода, серы и азота. Наряду с автомобильным транспортом атмосферу загрязняют отработанные газы воздушных судов. На железнодорожных путях основным загрязнителем атмосферы выступают тепловозы, в сельском хозяйстве — тракторы, комбайны, сенокосилки и дрругие виды сельскохозяйственной техники с двигателями внутреннего сгорания; на морском флоте - грузовые, пассажирские суда, танкеры, перевозящие нефть, солярку; сухогрузы, перевозящие уголь и руды, пшеницу и т. д.

Автомобильный транспорт выбрасывает отработанные газы и загрязняет воздух и почву по обочине до 75 м. Загрязнение воздуха от автомобилей приобретает неуправляемый характер. О глобальном характере загрязнения ОС от транспорта свидетельствуют объемы сжигаемого органического топлива. Например, только автомобили расходуют четверть сжигаемого человечеством топлива. Загрязнения атмосферы токсичными выхлопами автомобиль поднимает клубы пыли, содержащие кремний, окись железа, барий. Одной только резины каждый автомобиль рассеивает в атмосферу около 10 кг в год. И это еще не все, так как работающий двигатель — это тепловое и шумовое загрязнение.

Так, известно, что дорожная сеть представляет собой инженерное сооружение, которое вызывает деградацию окружающей среды в глобальном масштабе. Ширина изымаемой дорогой площади из естественного массообмена составляет 95-214 м (при отсутствии лесополос). При наличии лесополосной зоны ширина загрязнений сокращается до 154 м. Дорога — это инженерное сооружение, от которого исходят значительные выбросы загрязняющих веществ в компоненты природы. До 2 тыс. тонн асбеста, 50 тыс. тонн резиновой пыли, 2 тыс. тонн соединений свинца и других тяжелых металлов ежегодно оседают в придорожной полосе на расстоянии до 30 метров, выносятся поверхностными стоками в водоемы. Дорогу надо поддерживать в рабочем состоянии. По данным автодорожной службы, выбросы газов от автотранспорта в местах ремонта дорог увеличиваются в 4 раза по отношению к обычной рабочей ситуации из-за пробок и скопления большого количества транспорта. Дорога является поставщиком загрязнений дождевого и талого стока. Так, концентрация взвесей в дождевом стоке варьирует от 400 до 1200 мг/л, содержание нефтепродуктов — от 10 до 20 мг/л, а при таком стоке содержание взвесей увеличивается от 1300 до 3000 мг/л и нефтепродуктов — от 10 до 30 мг/л.

Транспорт в городах и населенных пунктах является основным источником шума, сила которого превышает нормативные уровни (сила городского шума выше 75 дБ, при норме до 70 дБ). Источниками техногенного загрязнения атмосферы отработанными газами выступают воздушные суда. Они же в районах аэрофлотов являются источниками шума, влияющего на здоровье людей. Главный загрязнитель атмосферы городов — автомобильный транспорт. На его долю приходиться до 70% выбросов, причем распространяются они по всей территории, в отличие от промышленных предприятий, выбросы которых, как правило, локальны. Причины «дымления» автомобилей разнообразны: неисправность двигателя, неотлаженность системы питания и зажигания. Если автомобильные двигатели будут отрегулированы, то выброс вредных веществ в атмосферу уменьшится в 3—5 раз. Окись и двуокись углерода, сернистый ангидрид, углеводороды, окислы азота» соединения свинца, пыль и сажа поступают в атмосферу из-за работы неотрегулированного карбюратора. Неправильная его регулировка увеличивает и расход топлива. Современные инженеры совершенствуют двигатели внутреннего сгорания: устанавливают нейтрализаторы, контролируют поступление и сгорание топлива с помощью датчиков и ЭВМ. Второй путь - это изменение самого топлива. Сегодня на смену нефтепродуктам приходят водород и азот, обычная вода, сжиженный газ, спирт.

Нефтегазопроводный транспорт по степени загрязнения ОС находится на втором месте после автомобилей. На промыслах при подаче газа в газопроводы теряется до 30%, в резьбовых соединениях и на компрессорных станциях — до 1% (данные Газпрома, 1999). На месторождениях угля и нефти попутный газ выбрасывают в атмосферу или сжигают и только 1% попутного газа рецикливают. Значительные потери газа (10 — 40%) отмечаются в подземных газохранилищах (например, Шелковское и Касимовское — ПХГ).

Трубопроводный транспорт занимает очень важное место в единой транспортной системе ЯНАО.

На долю коммерческих судов (речных и морских) приходится более 50% хозяйственно-бытовых сточных вод. Транспортные сети загрязняют окружающую среду предприятиями по эксплуатации дорог (сетей), сами транспортные средства — за счет выбросов отработанного углеводородного сырья.

В последние 25 лет XX века значительная часть органического минерального сырья помимо тепла стала использоваться в двигателях внутреннего сгорания в разных видах транспорта. Предположительно в 2150 — 2200 гг. основным потребителем энергии (углеводородное сырье) станет транспорт, который в настоящее время уже является основным источником техногенных веществ в атмосферу. Роль речного транспорта для региона велика (мало железных дорог). В качестве источника техногенеза выступают речные суда и инфраструктура речного хозяйства.

Создавая и развивая мощный транспорт, человек все реальнее встает перед проблемой ликвидации последствий его работы. Современные транспортные средства загрязняют воду и воздух вызывают шум; строительство транспортной инфраструктуры (дороги) отнимает все большие площади земли.

Вполне понятно, что, как бы ни были совершенны двигатель и топливо, они отнюдь не идеальны для окружающей среды. Поэтому встает проблема совершенствования системы планирования и организации управления транспортом. Расширяются улицы между проезжей частью и жилыми домами. Строятся магистрали в обход городов.

Вывод. Из изложенного следует, что транспортные системы, в определенной мере, выступают в качестве фактора развития техногенеза, оказывающего отрицательное воздействие на ОС, образуют линейные источники техногенного и антропогенного воздействия на ОС. Особо нужно отметить транспортные коммуникации, которые для ЯНАО определяют структуру и функционирование движущихся техногенных источников в географическом пространстве округа (автомобильный и железнодорожный транспорт).

Утилизация промышленных отходов

Каждый из нас выбирает огромное количество мусора. Так, среднестатистический житель выбрасывает за год 360 кг твёрдых бытовых отходов. И это только отходы, так сказать, индивидуального потребления. Сюда не входят ни строительные, ни промышленные отходы. Причём мы выбрасываем мусор как организованно (в помойные вёдра, урны и т. д. ), так и не организованно (куда попало). Если весь мусор, выброшенный за год жителями Москвы, распределить ровным слоем по городу, толщина этого слоя была бы около 10 см. Чтобы не утонуть в грудах мусора и не отравиться продуктами его разложения, его надо как-то утилизировать, или, проще говоря, куда-то девать.

Утилизация мусора – одна из важнейших проблем современной цивилизации. Особенно тяжело утилизировать неорганизованно выброшенный мусор, так как помимо проблем, характерных для утилизации мусора вообще, возникает проблема сбора неорганизованно выброшенного мусора.

Пока что человечество придумало три принципиально разных пути утилизации мусора: организация свалок, вторичное использование отходов и сжигание их. Однако ни один из них нельзя признать абсолютно приемлемым.

Вторичное использование отходов – наиболее ресурсосберегающий путь, но он не всегда рентабелен как в экономическом, так и в экологическом плане. Здесь существует ряд проблем.

Первая проблема заключается в том, что прежде чем мусор использовать, его необходимо рассортировать. Бумага, железяки, битое стекло – всё должно находиться отдельно. Очевидно, что рассортировать мусор, уже поступивший на свалку, практически невозможно – автоматов таких нет, а люди работают очень медленно, да и вредно это для их здоровья. Поэтому сортировать мусор надо в тот момент, когда его выбрасывают. Значит, каждый человек должен завести отдельные вёдра для пищевых отходов, бумаги, пластмассы и т. д. Такой подход приживается в деревнях, но в городах подобные идеи внутри трудно.

Вторая проблема – доставка мусора к месту переработки. Если мусора и потребителей продуктов его переработки много, то и заводов, способных перерабатывать отходы такого типа, можно понастроить много. Тогда, например, битое стекло, собранное с окрестных свалок, будут перерабатывать на многочисленных стеклозаводах. В каждой лампочке содержатся несколько десятков миллиграммов молибдена и вольфрама – редких и ценных металлов. Вторичная переработка этих металлов требует высоких температур (температура плавления молибдена – 2620°С, вольфрама – 3387°С).

Третья проблема заключается в том, что мусор – сырьё принципиально нестандартизируемое, т. е. каждая новая партия мусора, поступившая на переработку, будет заметно отличаться от предыдущей по целому ряду параметров. Поэтому мусор невозможно использовать как сырьё для производства высококачественной продукции.

Таким образом, столь привлекательная, на первый взгляд, идея вторичного использования бытового мусора до сих пор почти не находит воплощения.

Итак, мусор сваливают на поверхность земли или подвергают захоронению, т. е. закапывают в землю. Что хуже – неизвестно, поскольку, с одной стороны, захоронённый мусор не даёт пыли, разлетающейся вокруг свалки, и не так портит ландшафт, а с другой – он находится ближе к грунтовым водам. К тому же захоронение мусора – процесс достаточно дорогостоящий.

Характерен следующий пример опасного для окружающей среды продукта нефтехимии — трансформаторные масла. Так, старые (отработанные) трансформаторные масла обычно в своем составе содержат полихлорби-фенилы. В процессе эксплуатации трансформаторов в окружающую среду поступают диоксины и фураны. Процесс утилизации отработанного трансформаторного масла полностью не решен.

Наиболее значительные ядовитые вещества формируются при производстве полиэтилена (30%), карбоксидных смол, капролактама, сополимеров винилхлорида, полистирола и стирола.

Почти во всех группах источников присутствуют газы и газообразные вещества, не сгоревшие углеводы или окисленные вещества (альдегиды и кислоты), которые в соединении с капельками воды образуют кислотные растворы (кислотные дожди); сажи, представляющие собой не сгоревшие частицы топлива; дымы (аэродисперсные системы — отрицательно заряженные частицы) и пыль (химические элементы в минеральной форме). Важное место в промышленных выбросах в атмосферу занимают запахи, и особенно в нефтяной промышленности, проявляющиеся при попадании углеводородных соединений в воздушную среду. При сжигании углей вынос золы в воздух достигает 80 - 90% от общего количества. В составе золы — 51, Са, Мд, А1 и другие элементы.

Антропогенные источники оказывают значительное техногенное влияние на ОС. Беспрецедентное накопление газов и металлов в конце 2-го тысячелетия стало настолько мощным, что заговорили о глобальных последствиях химизации Земли Наиболее распространенные загрязнители атмосферы — это различные твердые частицы (пыль, сажа, дым), окись углерода (СО), диоксид серы (5О2), окислы азота (N0 и ЫО2), различные летучие углеводороды (СНХ), создают природные и антропогенные, от которых формируются разнообразные техногенные потоки от бытовых и коммунальных стоков до пороховых газов, продуктов горения, пыли, получаемой при взрывах в военных и гражданских целях.

В виде продуктов и изделий, после эксплуатации последних, пополняет промышленные и бытовые свалки. На этих отвалах и свалках, как вторичных источниках загрязнений, они становятся подвластными воздействию других природных явлений. Прежде всего, они распыляются ветром, транспортируются поверхностными и подземными водами, вовлекаются в природный массообмен на элементном уровне растительностью и животными.

Промышленное загрязнение

В ЯНАО в ходе геологоразведочных работ на нефть и газ ландшафты приобретают техногенный облик, нарушаются растительный слой и ландшафты буровых площадок, подъездные пути не восстановятся в первозданном виде по прошествии многих лет, хотя развиваться они будут после ухода нефтяников в естественных условиях тундры.

Более тысячи факелов горят над ЯМАЛОМ. Вокруг факела на расстоянии километра капли нефти и сажа покрывают деревья и траву. Выжженная земля, дымящийся торф и обугленные деревья напоминают подножье вулкана. На территории ЯНАО в процессе добычи и подготовки нефти к внешнему транспорту выделяется большое количество растворимого в ней нефтяного попутного газа.

Техногенные выбросы загрязняющих веществ, испарение углеводородов при хранении и транспортировке нефти и нефтепродуктов, а также организованные выбросы, выделяющиеся при сжигании различных видов топлива на факельных установках, скважинах и установках каталитического крекинга. О характере типичных выбросов вредных веществ в атмосферу факельными установками нефтеперерабатывающих заводов свидетельствуют данные, полученные А. А. Абросимовым для ряда НПЗ:

Газ Выбросы на перерабатываемую нефть, кг/т Содержание к данному компоненту в целом по НПЗ, %

Углеводороды 0,6 11,6

Оксид углерода 0,086 7

Оксид серы 0,165 17,8

Оксид азота 0,006 6

Объемы выбросов (сбросов) газов на факельных установках составляют в среднем 0,14% (реже до 1%) от объема перерабатываемой нефти. При этом 90% масс, суммарных выбросов на один факел составляют углеводороды, 1,6% масс - водород, 2,6% масс - сероводород, остальные - водяной пар и азот.

Приведенные данные довольно показательны, т. к. они отражают также состав вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу непосредственно на нефтепромыслах (т. к. на нефтяных скважинах попутный газ на 90% сжигается в факелах).

Велика роль нашего округа в запасах и добыче природного газа. Здесь известны уникальные по запасам газа месторождения — Уренгойское, Медвежье, Ленинградское и Русановское — на шельфе Карского моря. Государственным балансом учитывается 194 месторождения природного газа, в т. ч. два на шельфе. Без учёта попутного газа нефтяных месторождений, на долю запасов собственно газовых месторождений (132 месторождения) приходится 75,3% от всех запасов свободного газа России; из них разрабатывается всего 27 месторождений, которые дают 90% всей добычи газа России.

Основные запасы (78,8%) и добыча свободного газа (93,7%) заключены на 18 уникальных месторождениях.

К перспективным на свободный газ отнесены 256 площадей, подготовленных к глубокому бурению. На территории ЯНАО в процессе добычи и подготовки нефти к внешнему транспорту выделяется большое количество растворимого в ней нефтяного попутного газа. Часть газа по-прежнему сгорает, при этом продукты сгорания загрязняют атмосферу. В составе загрязнителей атмосферного воздуха преобладают диоксид серы (31% от суммарного выброса), оксид углерода (29,4%), твердые вещества (21,8%) и оксиды азота (8,9%). Остальные 8,9% составляют бензин, бензол, этилацетат, бутилацелат, аммиак, ацетон, толуол, сероводород и др. вещества.

По запасам и добыче нефти округ занимает второе место в России.

Государственным балансом учитывается 136 месторождений (62 нефтяных, 6 нефтегазовых, 9 газонефтяных, 59 нефтегазоконденсатных), разведанные извлекаемые запасы по которым составляют 14,49% от всех запасов нефти России. Разрабатываются 37 месторождений, годовая добыча составляла 8,5%.

Из 136 месторождений в округе одно уникальное — Русское, с запасами нефти — 16,15% округа и 30 крупных, на которых сосредоточено 67,25% запасов и 69,1% добычи нефти округа. Накопленная добыча нефти составляет по округу 375,2 млн. т.

При порывах нефтепровода на грунт или водоём попадает нефть. Бывает несколько тонн, сотни тонн. Утилизировать её не легко, для этого требуются больше затрат. Эту нефть зачастую нефтяники выжигают, хотя и поступают не правильно. В атмосферу округа ежегодно выбрасывается около 1млн. тонн загрязняющих веществ, на одного жителя (1077кг/чел) округ занимает первое место в России. Несовершенство технологии добычи нефти и газа, их транспортировки обусловливает постоянное сжигание колоссального объема газа на теплоагрегатах компрессорных станций и в факелах, при сжигании природного и попутного газа на факельных установках в атмосферу поступает более 6О тыс. т. загрязняющих веществ углерода, углеводорода, оксида азота. В пробах снега обнаруживаются загрязняющие вещества, как медь, никель, ниобий германий, марганец, хром, молибден, титан, стронций, кадмий, кобальт, вольфрам. Наряду с приоритетными загрязнителями в окружающую среду поступают микроэлементы, содержащиеся в нефти в разных количествах, отражающие состав, возраст и геологические условия формирования залежей углеводородов

При сжигании продуктов переработки нефти со значительным содержанием микроэлементов в золе и шлаке остаются их повышенные концентрации, формирующие техногенные отходы, в ряде случаев являющиеся предметом переработки уже выделенных микроэлементов.

Пределы содержания приоритетных элементов в ванадийсодержащих высокосернистых нефти

Химический элемент Предельное количество, масс. % Химический элемент Предельное количество, масс. %

V 14,0-27,5 Р 0,001-0,005

Мп 0,204-0,005 81 0,09-0,11

Ре 1,31-1,68 А1 0,006-0,008

Со 0,005-0,006 N3 0,054-0,27

№ 0,83-5,50 Са 0,75-0,88

Мо 0,072-0,088 8 18,7-20,5

Т\ 0,19-0,23 8г 0,063-0,077

2,31-8,05 С 1,10-3,29

Ъх 0,004-0,005 С1 0,003-0,005

Месторождения углеводородного сырья приурочены к северной части Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции, включающей в себя Гыданскую, Надым-Пурскую, Высоко оцениваются и прогнозные ресурсы нефти как на суше, так и особенно на шельфе Карского моря. Подготовлено для глубокого разведочного бурения 277 перспективных структур.

В районах, прилегающих к Полярному Уралу и геологически слабо изученных, известны многочисленные перспективные проявления и месторождения марганцевых и хромовых руд, руд цветных и редких металлов (свинец, цинк, медь, молибден, сурьма, тантал, ниобий и др. ), коренного и россыпного золота, баритов, фосфоритов, камнесамоцветного сырья.

По результатам воздействия подразделяется на положительные и отрицательные части (табл по А. Н. Ласточкину с добавлениями).

Антропогенные объекты воздействия Результаты воздействия

Положительные Отрицательные

Города (геотехно-комплексы) Архитектурно-ландшафтное обеспечение, защита Прямые замещения всех компонентов ландшафта, литогенной

Горнодобывающая промышленность, населения, сооружений, рекультивация земель основы и рельефа земной поверхности строительные заводы и комбинаты Обеспечение общества минеральными ресурсами. Замещение почв и биотической составляющей ландшафтов

Нефтеперерабатывающая промышленность, Производство товаров, очистка воздуха, воды и земнойПрямые изменения климатических условий целюллозно-бумажные комбинаты поверхности Косвенные химические загрязнения

Топливно-энергетический комплекс Мелиорация, почвозащитные работы Радиоактивное загрязнение, механическое загрязнение

Сельское хозяйство, рыболовство, охота Лесопосадки, борьба с огнём, рекреация Загрязнение поверхностных и подземных вод, снижение уровня

Транспорт, коммуникации Воспроизводство рыб, расширение ареалов обитания вод охотничьих животных

Представленные в таблице антропогенные объекты оказывают положительные и отрицательные воздействия на человека в результате своего «существования» и функционирования. Промышленное производство является основой экономического развития, а следовательно, и подъема социально-экономического уровня жизни общества.

Загрязнение водных ресурсов

Загрязнение водных ресурсов можно определить как поступление любого вещества или материала в неположенное место. Будучи полезными в одном месте, они вызывают загрязнение, когда выбрасываются или поступают туда, где они чужды и могут нанести ущерб местным экосистемам или здоровью человека.

Гидрологический фактор развития техногенеза определяется режимом годового речного стока, климатической зональностью водосборного бассейна, загрязненностью вод техногенными веществами и аккумуляцией загрязнений и донных осадках руслового и паводкового стока и в устьях рек. Известно, что все реки вне зависимости от размеров характеризуются наличием водосборного бассейна, сами бассейны отделяются друг от друга водоразделами. В речную сеть бассейна техногенные вещества поступают чаще всего с атмосферными осадками в виде дождя и снега, сухих и терригенных выпадений из воздуха, фильтрацией из почвенного слоя, смывом с поверхности и с подземным стоком. Среди антропогенных источников техногенных веществ основными считаются сточные воды отраслей промышленности и коммунального хозяйства, а также отходы производства промышленных предприятий, отходы от разработки рудных и нерудных ископаемых, сточные воды шахт, рудников, нефтепромыслов, сбросы водного и железнодорожного транспорта и пр. Практика свидетельствует, что любые искусственные изменения в окружающей среде приводят к форсированному поступлению химических элементов (загрязнителей) в окружающую среду. К примеру, при строительстве гидросооружений изменяется режим поверхностных и подземных вод - техногенные грунты размываются и в значительных количествах попадают в речные воды и транспортируются ими на большие расстояния. Следовательно, здесь наблюдается взаимосвязанное развитие береговой зоны вследствие подъема уровня воды. Наступает обводнение склонов, подтопление территории.

Загрязнителями речных вод являются нефть, фенол, пестициды, сложные органические соединения, моющие синтетические вещества и тяжелые металлы и др. По номенклатуре загрязнители делятся на химические, биологические и физические Все перечисленные загрязнители и механизмы их поступления в речную сеть характеризуют первичное загрязнение вод. Считается, что при определенных условиях экологического равновесия в водосборном бассейне водоемы сами могут справиться с загрязнителями в процессе самоочищения. Концентрация загрязнений снижается от источника техногенеза.

Главные загрязнители воды

Химические Биологические загрязнители Физические загрязнители загрязнители

Кислоты Вирусы Радиоактивные вещества

Щелочи Бактерии

Соли Другие болезнетворные организмы Взвешенные твердые частицы

Нефть и нефтепродукты

Водоросли Шлам

Пестициды Лигнины Песок

Токсичные элементы Дрожжевые и плесневые грибы Ил

Диоксины Глина

Фенолы Тепло

Аммонийный и нитритный азот

В последнюю четверть XX века устьевые части рек подверглись влиянию естественных и особенно антропогенных изменений стока рек, режима морей, качества вод (осыхание прибрежных земель, осолонение, загрязнение и др. ). Реки (особенно их устьевые части) занимают промежуточное положение между речным бассейном и приемным водоемом. Здесь проявляются основные особенности природных условий — гидрологических, морфологических, ландшафтных, экологических и других географических компонентов.

Среди факторов, определяющих состояние речных систем, различают природные и антропогенные. Природные факторы делятся, в свою очередь, на три вида:

1. Речные факторы: сток воды, уровень воды в реках, физические и химические свойства речной воды (температура, минерализация, плотность, химический состав, концентрация), тепловой сток, ледовый режим, физико-механические свойства речных наносов (крупность, плотность, концентрация материала и тяжелых металлов), сток взвешенных частиц и растворенных химических соединений, русловые процессы в реке.

Морские факторы: уровень воды в море, физико-химические свойства морской воды (соленость, плотность, химический состав и др. ), физико-механические свойства прибрежных наносов (крупность, плотность, концентрация).

Местные физико-географические (ландшафтные) факторы: климатические и метеорологические (атмосферные осадки, выпадение сухих аэрозолей, испаряемость и испарение, температура, ветер и др. ), а также факторы, зависящие от современных речных процессов: речные наносы (илы), размыв береговой зоны, процесс донной и боковой эрозии, перенос и аккумуляция терригенного материала в устьях рек.

Антропогенные факторы подразделяются на процессы, оказывающие непосредственное влияние на перенос и накопление техногенного и природного материала в речном бассейне. К ним относятся водохозяйственные и гидротехнические мероприятия (осуществляемые в речных системах): сооружение плотин, водохранилищ, каналов и пр. , а также регулирование и изъятие стока воды. Следует отметить, что с половодьями приносится большое количество воды, значительные объемы солей, особенно в устьевых частях рек.

В связи с промышленным освоением Севера в его водоёмы сбрасывается большое количество сточных вод, содержащих вредные компоненты. Известно, что один литр нефти способен испортить миллион литров воды настолько сильно, что она становится непригодной для жизни организмов и для сельскохозяйственного употребления.

По сравнению с реками европейской части России, воды рек Крайнего Севера обладают меньшей способностью к самоочищению. Если в районах средней полосы страны, вода в реке может самоочищаться, пройдя 200 – 300 км от места загрязнения, то в Сибири ей потребуется для этого не менее 2000 км.

Вследствие не рационального использования водных объектов нередки случаи их загрязнения. Основными источниками загрязнения водоемов являются стоки от буровых скважин, транспортных средств, бытовые сточные воды населенных пунктов и т. д. Химические реагенты, различные присадки, применяемые для бурения, нефть, нефтепродукты и фенолы, тяжелые металлы являются основными загрязнителями, попадающими в поверхностные водоемы. Сточные воды, выносимые предприятиями отрасли в открытые водоемы, на 87% не очищенные.

Высокое содержание токсичных химических элементов в пробах отмечены в водоемах. Которые расположены на площадках месторождений углеводородного сырья (участки Харасавэй, Бованенко, Новый Порт, Ростовский), и обусловлены широким применением различных реагентов (соль, сода, графит, барит и т. д. ), используемых при бурении скважин, не оборудованных элементарными отстойниками и шламоуловителями.

Тяжелые фракции нефти, оседая на дно рек, способствуют хроническому загрязнению и вызывают гибель донной фауны. В водах р. Оби отмечено превышение ПДК для рыбохозяйственных водоемов по семи элементам:- меди, железу, цинку, алюминию, марганцу, никелю, кадмию.

При разложении бытовых отходов в воды попадает большое количество сульфатов и хлора, при этом увеличивается содержание азотных и сернистых соединений. Меняется рН воды (от 8,2 до 4,2), увеличивается минерализация, изменяется ионный состав, Со временем такие воды могут стать опасными для здоровья человека, поскольку потребление воды часто происходит из водоемов, расположенных вблизи или на территории поселков.

Знания гидрохимии (наука о химическом составе природных вод, закономерностях его формировании и изменения под влиянием химических, физических и биологических процессов, протекающих в окружающей среде) необходимы при решении вопросов водоснабжения, орошения, рыбного хозяйства, строительства и др. Особо важное значение гидрохимия имеет в борьбе с загрязнением водоемов и водостоков сточными водами (промышленными, коммунальными, сельскохозяйственных комплексов). По данным гидрохимическим наблюдений речная вода ЯНАО характеризуется низкой минерализацией: от 16 до 43 мг/л в период половодья, 150 – 200мг/л в зимний период. В химическом составе преобладает гидрокарбонат-ионы. Сульфат- хлорид-ионы имеют подчиненное содержание. Среди катионов преобладает кальций. Реки западного побережья Ямала подвергаются влиянию соленых морских вод. При ветровых нагонах и приливах они проникают на расстояние от 30 до 80 км от устья. Происходит смешение морских и речных вод, в результате минерализации возрастает до 6000 мг/л. Речные воды ЯНАО в ряде районов округа в значительной степени загрязнены нефтепродуктами, биогенными веществами, фенолами, тяжелыми металлами и др. веществами (реки бас. Пура, устье Полуя, реки восточного склона Урала (Собь, Сыня), Обь в пределах округа на всем протяжении). Предельное содержание нефтепродуктов отмечается в реках Обь и Полуй у Салехарда – 218-224 ПДК (1998), река Пур – 519 ПДК. Нефтяному загрязнению сопутствует фенольное. В Оби концентрация фенолов составляет 1-7 ПДК, Полуе – 9-14 ПДК, в реке Собь 27 ПДК. Относительно чистыми считаются большинство рек Ямало – Гыданской области, верховье рек Таз, Полуй (кроме устья). Наблюдения за загрязнением водяных объектов кроме гидрометеорологической службы ведут ведомственные экологические службы, нефтегазодобывательных предприятий.

К водопользователям на территории ЯНАО (использование водных ресурсов без изъятия их из водяных объектов) относятся: гидроэнергетика, водный транспорт, рыбное хозяйство, лесосплав, рекриация и водяной туризм. Для таких отраслей, как водный транспорт, рыболоство, организация отдыха и туризма, характерна прерывистость водопользование. Водный транспорт и лесосплав нуждаются в поддержании больших глубин на протяжении всей навигации, рыбное хозяйство испытывает потребность в подаче определенного количества и качества вода, особенно в период нереста рыбы и т. д. В ЯНАО водопользование связано в основном с рыбным хозяйством и судоходством.

Сюда же относится использование воды на полив улиц, зелёных насаждений, пожаротушение и др. Н современных городах примерно 60% воды хозяйственно-питьевого водоснабжения идёт на удовлетворение личных нужд людей, 10% расходуется на коммунальных предприятиях (бани, столовые, прачечные, детские сады и др. ) и 10% — на поддержание чистоты в городе и борьбу с пожарами.

В ЯНАО составляет в среднем в год 153 млн м3. При этом на производственные нужды израсходовано 16,8%, поддержание пластового давления — 39,6%, хозяйственно - питьевое водоснабжение — 38,4%, сельхозяйственное водоснабжение — 0,7%, прочие нужды — 4,5%.

Известно, что загрязнение морей и океанов нефтью и нефтепродуктами приобрело глобальный характер. Обычно очаги загрязнений совпадают с трассами морских перевозок, устьями крупнейших рек, шельфовыми частями морей и океанов. Органическую пленку составили техногенные потоки (вещества) антропогенного генезиса. Антропогенные загрязнения представлены нефтью и нефтепродуктами (синтетические поверхностно-активные вещества (ПАВ)).

По подсчетам В. А. Успенского, около 12% эксплуатируемых нефтяных месторождений имели природные выходы на поверхность нефти и пластовых вод. Но эти нефти и воды значительно отличались по физическим свойствам от нефтей и пластовых вод, выброшенных при авариях. Известно, что все воды нефтяных месторождений высокоминерализованные и особенно из глубоких горизонтов. Среди них выделяют рассолы (свыше 100 г/л) и соленые воды (20 — 50 г/л) Причем повышенная минерализация характерна не только для отдельных глубокозалегающих нефтяных пластов, но и в целом для нефтегазоносных и артезианских бассейнов, а по некоторым металлам содержание их на порядок выше, чем в водах Мирового океана

Содержание тяжелых металлов в подземных водах Западно-Сибирского бассейна:

Металлы Содержание, мг/л

Поисково-разведочное бурение Интенсификация притока нефти и Сбор и подготовка нефти и конденсата на конденсата промыслах

Источники техногенных потоковСкважины, шламона копители и амбары, Отстойники, насосные станции, Нефтяные резервуары, трубопроводы, водоводы, системы циркуляции промывочнойнагнетательные скважины факельные системы жидкости

Виды техногенных потоков Промывочные жидкости, буровой шлам, Механические примеси, ПАВ, полимеры, Кристаллизация гидратов и парафинов, утяжелители, химические реагенты, сульфаты, редуцирующие бактерии, локальное тепловое воздействие, продукты сточные воды, нефтепродукты кислоты, щелочи, нефтепродукты неполного сгорания попутных газов, нефтепродукты

Причины образования Аварийные выбросы, некачественный Коррозия промыслового оборудования, Потери легких фракций нефти при хранении техногенных потоков цементаж, сброс не очищенных сточных аварии водоводов и нефтепроводов, в резервуарах, некачественная сепарация вод, поглощение помывочной жидкости, нарушение герметичности в газа от нефти, применение ПАВ, коррозия затрубные межпластовые перетоки технологическом оборудовании трубопроводов

Максимальные дебиты нефти при фонтанировании скважин составляли 500 тыс. м3/сут. — 1 млн. м3/сут. г а площади поражения превышали 500 м2 при порывах нефтепроводов, при которых в среднем выбрасывается до 2 т нефти и площадь загрязнения от одного порыва достигала свыше 1000 м2.

Геохимические изменения в почвах начинаются уже на стадии бурения скважины. Загрязняющие вещества (нитраты, свинец, цинк) обнаружены в почве в радиусе 2 км от буровой. В процессе бурения основными загрязнителями почв выступают шламы и отстойные ямы (амбары) для промывочной жидкости. В состав промывочных жидкостей входят следующие химические компоненты: разжижители, термостабилизаторы, эмульгаторы, утяжелители и т. д. , а также реагенты, используемые в процессе бурения и обработки призабойной зоны, которые после проведения производственного цикла попадают в отстойники: кислоты НС1, Н25О, Н1\Ю3 и др. ; ПАВ (неионогенные и анионогенные); углеводородные растворители (дизельное топливо, керосин, гидроконденсат); водорастворимые полимеры, ингибиторы отложения солей (фосфорорганические соединения, карбоновые и сульфокислоты, растворы натрия хлора, гидрооксида калия и др. ).

Сильно загрязняют почвы нефть и нефтепродукты, которые могут поступать на поверхность не только с буровым раствором, но и при использовании горюче-смазочных материалов в процессе бурения, испытания скважин, а также в результате аварий.

В процессе бурения скважин на почвы оказывают влияние буровые растворы (техногенные потоки), расход которых достигает 30 м3/сут. на один объект. Состав техногенных потоков промывочных жидкостей определяется целым рядом химических ингредиентов, которые характеризуются токсичными свойствами (аммоний, фенолы, цианогруппы, свинец, барий, полиакриламиды и пр. ). Потери углеводородов при добыче, транспортировке и использовании нефти и конденсата составляют 8—12% в год от его добычи. Техногенные потоки углеводородов, образуемые при добыче, часто сопровождаются выносом из скважин высоко минерализованных пластовых флюидов, которые попадают в почвы.

Технологические мероприятия

При мойке автомобиля в почву попадают загрязнения. Так, легковой автомобиль моют до 40 раз в год (косметическая мойка) и углубленная мойка — 15 раз в год, при этом в почву попадают загрязнения до 2,2 кг/1 мойку,' грузовые автомобили — 35 моек в год (3,4 кг/1 мойку) и автобусы — 95 моек в год (4,5 кг/1 мойку). Нетрудно представить количество загрязнений, попадающее в окружающую среду при мойке всех видов транспорта по стране в течение года. Отработанные растворы моющих средств содержат нефтепродукты и взвеси до 5 г/л, поверхностно-активные вещества (ПАВ) — до 0,1 г/л, щелочных электролитов — до 20 г/л, то есть концентрация вредных веществ в этих растворах превышает санитарные нормы в 40-90 раз).

Каждое промышленное предприятие характеризуется как источник локального техногенного воздействия, но в сумме эти источники оказывают региональное техногенное воздействие на ОС. Так, к региональным источникам техногенного воздействия на ОС относят транспорт (автомобильный, авиационный, речной, нефтегазовый). К примеру, автомобильный транспорт влияет на ОС на больших площадях и по разным направлениям. Первое — территориальное направление — для транспорта строят дороги с асфальтовым и гравийным покрытием шириной от 50 до 100 м, в результате происходит прямое изымание земель из сельскохозяйственного оборота. Помимо потери газа в магистральных газопроводах они способствуют изъятию земель общего и сельскохозяйственного назначения. Так, на каждые 100 км трассы разрушается в среднем 500 га земельных угодий.

Изъятие земель. Известно, что под поселками и городами находится до 4% земельных угодий. Под промышленными отходами и бытовыми свалками занято в отдельных субъектах федерации до 15% территории. Значительное количество земли изымает из оборота железнодорожный транспорт. При прокладке железных дорог на каждый километр изымается до 250 га земельных угодий.

Крупными линейными источниками антропогенного воздействия на ОС являются электрические системы в городах, вдоль железнодорожных трасс (ЛЭП, электрические и магнитные бытовые и медицинские приборы, приборы сотовой связи), которые создают электрические и магнитные поля, т. е. потенциально являются опасными для биоты, и в первую очередь для людей. К линейным источникам техногенеза следует отнести железные дороги, по которым перевозится больше всего сыпучих ископаемых: уголь, торф, соль, руды, песок, гравий, известняк, минеральные удобрения и т. д. Весь материал, теряемый при перевозке, загрязняет почвы вдоль железнодорожного полотна на ширину до 200 метров.

По размеру выделяются точечные и площадные источники антропогенного воздействия. К точечным источникам антропогенного воздействия на окружающую среду относятся инструменты, машины и инженерные сооружения: взрывной заряд (единичный), трактор, машина, экскаватор, самолет, скважина, грейдер, драга и т. д. Площадное воздействие образуют группы машин, зарядов, скважин, карьеров, рудников, месторождений, ГОК, завод, фабрики и т. д.

Отрицательное воздействие источников газовой промышленности заключается в изымание из землепользования большое количество земель, значительная часть которых (например, тундра) не поддается рекультивации. Изъятие земель осуществляется под системы газоснабжения (разрабатываемые месторождения, сеть газопроводов и компрессорных установок, подземных газохранилищ и др. сооружений).

Для нефтепромыслов основными компонентами почти всех типов техногенных потоков являются нефть и нефтепродукты, которые в сыром виде выступают в качестве самостоятельных техногенных потоков.

Критерием отнесения нефти к разным техногенным потокам служит минеральный состав нефтей. Нефти различаются по вязкости, газосодержанию, количеству смолы, парафину и содержанию серы. Внутри провинций по месторождениям эти различия еще более существенны. Во многих нефтях присутствуют разнообразные микроэлементы, а в некоторых — повышенные концентрации металлов.

Таким образом, в процессе разведки, добычи и транспортировки углеводородов в почву попадают разнообразные техногенные потоки металлов, микроэлементов и токсичных элементов. Масштабы загрязнения почв соизмеримы с площадью месторождений, строительных площадок, компрессорных установок и промыслов (Техногенные потоки в почвах оказывают отрицательное влияние на растения Сравнение состояния посевов овса на фоновых и загрязненных нефтью почвах показывает вредное влияние на растения разной концентрации битуминозных веществ в плодородном горизонте

Состояние посевов овса на фоновых и нефтезагрязненных почвах

Почвы Концентрация битуминозных Количество растений Высота растений, см веществ в гор.

На 1м2 % от фона

Загрязненные 6,0 посев - -

4,5 128 49,0 14-20

2,0 144 55,7 15-17

1,9 228 87,7 23-25

1,6 232 90,0 50-52

Фоновые 0,02 260 100,0 72-75

Многие исследователи отмечают пагубность для биоты выжигания нефти. Даже через 7 лет после выжигания зарастаемость территории после пиролиза разлитой нефти не превышает 20%. При прочих равных условиях наиболее высокой нефтеемкостью обладают тундровые и болотные почвы, главным образом их торфяные горизонты.

Диапазоны содержаний БВ в загрязненных нефтью почвах в разных регионах

Природные Почва, время после Субстрат Глубина, см БВ (гексановая фрак-

условия загрязнения ция), г/кг

Типичная Тундровые дерново-глеевые, 1 месяц после Суглинки 0-7 70,0

тундра загрязнения Тундровые торфяно-

(ЕТР) перегнойно-глеевые, полгода после загрязнения

13-30 0,3

Торф 0-5 100

Суглинки 47-57 4,3

Южная тун- Тундровые торфяно- Суглинки 0-23 245

дра глеевые, 3 года после загрязнения 39 1,2

Лесотундра Подзолы иллювиально железисто-гумусовые, Пески 0-3 45,5

Зап. Сибири год после загрязнения

Тундровые торфяно-глеевые, полгода после загрязнения

11-32 31,2

Торф, илловатые 0-5 462,0

36-50 0,5

Северная Торфяно- Торф, суглинки 0-15 504

тайга Зап. подзолистые, год после загрязнения

60-85 0,2

Из таблицы также следует, что суглинки, встречающиеся в почвах, в значительной степени сдерживают миграцию нефтяного загрязнения вглубь разреза. Можно сделать вывод о аккумулирующих свойствах верхних органических горизонтов (на ор-ганогенно-сорбционных барьерах) и последующей миграции нефтей, фильтратов в радиальном и вертикальном (вглубь разреза) направлениях, в зависимости от гранулометрического состава почвенного горизонта и разреза.

Особую опасность для окружающей среды представляют промышленные свалки, содержащие тяжелые металлы и токсические химические элементы Несанкционированные свалки. Попав в естественные природные условия (ложбины, овраги, ямы, плоские места ландшафтов), свалки размываются атмосферными осадками и включаются в массообмен на элементном уровне. Площадь разлива ливневых стоков с несанкционированных свалок составляет более 500 м2), и при этом значительно возрастает опасность отравления природы токсичной жидкостью в процессе ее миграции и массообмена.

По химическому составу в твердых промышленных и бытовых отходах присутствуют почти все элементы, но в виде не природных соединений, а техногенных и синтетических смесей, не способных сразу вступать в естественный природный массообмен на элементном миграционном уровне. В основном, это сплавы металлов, доменные шлаки, шлаки ТЭЦ, илы канализаций, ядовитые химические вещества, тяжелые металлы и радиоактивные элементы.

При отборе углеводородов из коллекторов на месторождениях загрязняются большие площади земли на поверхности, к тому же отбор флюидов приводит к нарушению установившегося равновесия в системе — флюид-порода. Происходят явления сейсмических событий, аномальных деформаций (просадок) земной поверхности, горизонтальных сдвигов массивов горных пород и поверхностного разломообразования, связанных с работами по добыче углеводородов.

В ЯНАО опусканию подвержены почти все территории, в которых происходит отбор воды, нефти, газа и твердых полезных ископаемых. В настоящее время эти опускания только набирают темп, и нет сомнения, что они произойдут. В этом процессе преобладает механизм косвенного воздействия на геологическую среду, проявиться он может быстро (катастрофический) и медленно (не заметно для человека). Но даже незаметное опускание приведет к значительным амплитудам.

Учитывая, что 97% добытого из литосферы минерального вещества в первые годы (2 — 4 года) поступит в окружающую среду в виде техногенных веществ, то остальные 3% пополнят техносферу на элементном уровне через 5—12 лет в процессе эксплуатации изделия.

Одна из главных закономерностей функционирования техносферы: добытое минеральное сырье (полезное ископаемое) вступит в естественный массобмен химических элементов в виде техногенных веществ.

Выбросы вредных веществ в процессах нефтепереработки, г/т нефти-сырца

Процесс СО CxHy

Дистилляция нефти-сырца 9,16 9,24

Риформинг сырой нефти 4,92 5,0

Каталитический крекинг 1,82 3,13

Сжигание СО 4,39 2,79

Гидрокрекинг 1,89 8,67

Риформинг 4,90 4,96

Получение Н2 5,91 5,84

Хранение — 219,9

Другие источники 39,0 1330

Наряду с перечисленными показателями выбросов техногенные вещества в окружающую среду поступают при использовании промышленностью в качестве повторного топлива сжиженные нефтяной и сжатый газ, в составе которых присутствуют примеси азота, серы, кислорода и др. , но их абсолютные величины незначительны (от 0,003 до 6,8 г/кг продукции). Значительными количествами загрязнителей характеризуются бензин, солярка и масло.

Вызывает тревогу и нарушение состояния многолетнемерзлых пород. Изменение температурного режима грунтов происходит за счет прямого воздействия тепловыделяющих эксплутационных объектов и косвенного влияния антропогенных факторов. Широкое распространение на территории округа льдистых и сильнольдистых мерзлотных пород предопределяет возникновение тепловых осадков грунтов при увеличении глубины сезонного простаивания в результате разрушения терморегулирующего почвенного мохово-растительного покрова. Тепловое воздействие сопровождается активизацией многих мерзлотных процессов: термопросадок, криогенного пучения, термоэрозии, солифлюкции, криогенного растрескивания, термокарства - и изменением глубин сезонного промерзания-протаивания.

Неорганизованные проезды транспорта воздействуют на среду кратковременно, но уничтожение почвенно-растительного покрова приводит к изменению мощного слоя сезонного оттаивания пород. Грунты теряют естественную теплоизоляцию, сильнее поглощают тепло. Это приводит к изменению мерзлотных условий верхнего почвенно-грунтового слоя. В образующихся колеях возникает эффект тепловой мелиорации, что может вызвать развитие термокарстового процесса или привести к заболачиванию местности. На склонах колеи могут стать водотоками и способствовать образованию оврагов. В сообщающихся колеях происходит замещение основных жизненных форм тундровой растительности (мхов, лишайников, кустарников) травянистыми растениями.

Немало сложностей возникает при бурении и эксплуатации нефтяных и газовых скважин главным образом из-за того, что мерзлота вокруг них оттаивает, образуется чаши и воронки талого грунта, скважины деформируются. При проходке глубоких скважин происходит нарушение структуры и устойчивости многолетнемерзлотных и подмерзлотных пород. Локальное оттаивание приповерхностных слоев мерзлотных толщ приводит к деформации нефте- и газопроводов и авариям на них. Кренятся опоры линий высоковольтных электропередач, выпучиваются столбы, сваи.

Продолжение следует...