Охрана почвы и недр от загрязнений

ОХРАНА ПОЧВЫ И НЕДР ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЙ

ГЛАВА 1. БОРЬБА С ЗАГРЯЗНЕНИЕМ НЕДР И РАЗРУШЕНИЕМ ПРИРОДНЫХ ЛАНДШАФТОВ

Извлечение из недр огромных количеств углево­дородов, откачка подземных вод, сооружение подземных храни­лищ и коммуникаций, закачка в недра промышленных отходов, большое количество искусственных отложений на поверхности земли — всё это вызывает необратимые процессы в недрах и на поверхности территорий.

              Одним из источников загрязнения недр являются предприя­тия НГК. Газо- и нефтепромысловое бурение скважин, измене­ние естественного газо-, гидро- и термодинамического режимов месторождений в процессе их эксплуатации, а также их преждевременное истощение могут быть причиной нарушения инже­нерно-геологического баланса.

              Существенные изменения, вносимые в природные ландшаф­ты промышленностью, часто не могут быть восстановлены самой природой в обозримо короткие сроки, особенно на территориях с экстремальными условиями (районы вечной мерзлоты и др.).

              При этом негативные геоэкологические последствия имеют место как при аварийных, так и при штатных ситуациях. Обла­сти с постоянно нарушенным почвенно-растительным покро­вом составляют 7% площадей функционирования предприятий НГК, а области с импульсным (одноразовым) нарушением покровов — 75%. Зона сплошного уничтожения растительного покрова на трассах трубопроводов и на кустах скважин составляет 15% всей площади освоения. Зона частичного уничтожения рас­тительного покрова за счёт одноразового проезда транспорта в районах Крайнего Севера на трассах и окружающих промплощадки территориях составляет значительную долю площадей ос­воения. Около половины этих территорий — гари.

              В процессе подготовительных работ и строительства скважин используются две схемы: сухая отсыпка с перевозкой грунта на большие расстояния и намыв средствами гидромеханизации. При этом технология гидронамыва характеризуется высоким водопотреблением и большими откосами, а отсыпка часто приво­дит к ухудшению дренажа грунтов на этой территории и гибели на ней экосистемы. Большой ущерб окружающей среде нано­сит организация карьерного хозяйства, бездорожные проезды в период пионерного освоения строительных площадок, исполь­зование тяжёлой техники на гусеничном ходу, производство зем­ляных работ с нарушением специально разработанных техноло­гий для районов вечной мерзлоты и заболоченных территорий.

              Инвентаризация техногенных нарушений, выполненная по материалам космофотосъёмки через 7—10 лет после освоения на площадях газовых месторождений Медвежье и Уренгойское, по­казала, что до 25% всей площади — гари; нарушенные земли вдоль трасс линейных сооружений — около 3%, вокруг скважин и пунктов переработки газа — 1%.

              Восстановление разрушенных природных комплексов в се­верных районах в большинстве случаев происходит медленно. Так, на севере Западной Сибири на 30% площади осваиваемого района нарушенные ландшафты восстанавливаются в течение 5—10 лет, на 40% — в течение 50—100 лет, а на 30% площади, в связи с развитием криогенных процессов, ландшафты разру­шаются необратимо. Первоначально нарушенные площади могут значительно возрасти в результате развития или активизации неблагоприятных процессов. Так, на трассах газопроводов Тю­менского Севера, по данным повторных крупномасштабных лан­дшафтных и инженерно-геологических съёмок, нарушенная зона вокруг линейных сооружений шириной 40—50 м за 5—7 лет увели­чилась до 150—300 м.

              Большой ущерб растительному покрову и поверхностному слою почвы наносится при перетаскивании тракторами буровых вышек на новые точки. Так, в районах вечной мерзлоты при про­изводстве этих работ на всем пути передвижения тракторов оста­ётся широкая полоса земли, на которой отсутствует какая-либо растительность. Протаивание мёрзлых грунтов на полосе приво­дит к образованию болот, а вымывание оттаявшей почвы — к образованию провалов и оврагов. Считается, что 60—80% разру­шений растительного покрова почвы на Севере связаны с проез­дом мобильных машин и строительством дорог и проездов с использованием традиционных строительно-дорожных машин.

              Серьёзным источником загрязнения недр являются буровые растворы, зона проникновения которых в пласт бывает весьма значительной, а также буровой шлам, содержащий различные химические реагенты, применяемые в бурении, в том числе и весьма токсичные.

              На многих НПЗ и нефтебазах поверхностный горизонт пропи­тан нефтепродуктами на значительную глубину, а в подпочвен­ных горизонтах образовались линзы нефтепродуктов.

              Мероприятия научно-технического прогресса в области охра­ны недр должны быть направлены на полное устранение такого негативного фактора, как ухудшение горно-геологических усло­вий сооружения объектов добычи и транспортировки нефти и газа, а также на усиление ресурсосбережения.

              Современная система природоохранных мер по защите недр должна включать: рациональное использование нефти и природ­ного газа и сопутствующих им полезных компонентов органи­ческого и неорганического происхождения, использование гео­логической среды как пространства для строительства подзем­ных коммуникаций, хранилищ для газа и его компонентов, пре­дотвращение загрязнения геологических объектов и содержащихся в них подземных вод.

              Охрана земельных ресурсов должна начинаться ещё на стадии экологической экспертизы проекта строительства НГК. При этом следует руководствоваться ведомственными строительными нор­мативами и СНиП 11-01—95 «Инструкция о порядке разработки, согласования и утверждения и составе проектной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений, по раци­ональному использованию земель при размещении, проектиро­вании и строительстве предприятий нефтяной и газовой про­мышленности».

              Проектно-сметная документация, кроме нормативных изда­ний, должна быть основным руководящим документом, обеспе­чивающим охрану земельных ресурсов и их восстановление.

              Важное значение при строительстве объектов НГК на Край­нем Севере приобретает, например, разработка методов борьбы с эрозией грунта в полосе трубопроводов. В условиях Севера, ввиду нарушения естественных условий залегания почв и грунтов в ходе земляных работ, развиваются поверхностные эрозионные про­цессы. Например, для глинистых грунтов эрозионная прочность снижается примерно в 100 раз. Восстановление исходной структуры грунта длится десятки лет, поэтому на протяжении всего срока службы трубопровода засыпанная траншея остаётся потенциальным очагом эрозии. В результате смывается плодород­ный слой почвы, растущие овраги разрушают землю.

              Общей рекомендацией по предотвращению эрозии является сокращение размеров полосы строительства, максимальное со­хранение дернового покрова и других компонентов ландшафта, качественная рекультивация и неукоснительное соблюдение про­екта.

              При строительстве газопроводов на Европейском Севере, осо­бенно в местах перехода через реки и на склонных участках, в результате развития эрозионных процессов снижается надёжность эксплуатации трубопроводов в связи с их возможным обнажени­ем. Простое заравнивание промоин и оврагов бульдозерами с использованием грунтов прилегающих массивов значительно уве­личивает эрозионную площадь, создаёт новые техногенные уча­стки. Наиболее рациональным методом в таких случаях является биологическая рекультивация нарушенных земель на труднопро­ходимых трассах трубопроводов.

              Для обеспечения противоэрозионной защиты трасс на Евро­пейском Севере необходимо решение следующих задач.

—   Оценка состояния природных экосистем по трассам трубо­проводов.

—   Биологическая рекультивация нарушенных и загрязнённых нефтью земель с применением биодеградантов.

—   Разработка экологически оптимальных приёмов регулиро­вания зарастания трасс в таёжной зоне.

              Из применяемых противоэрозионных мероприятий во всех слу­чаях наиболее экологически приемлемыми являются биологичес­кие (агротехнические и лесомелиоративные). Однако на участках с большой эрозионной опасностью они эффективны лишь в соче­тании с различными инженерными методами противоэрозион­ной защиты. Инженерные сооружения выполняют две основные функции: отвод и задержание стока, а также повышение сопро­тивляемости грунта размыву и устройство различных укрепитель­ных конструкций.

              Для отвода поверхностных вод СНиП 2.05.06—85 предписы­вает устройство нагорных канав. Вода при этом может отводить­ся как на безопасные в эрозионном отношении участки, так и на специальные водосборные сооружения. Защите траншей от размыва способствует формирование валика обратной засыпки. Как поверхностные, так и подземные воды могут отводиться кон­струкциями типа закрытого дренажа. Достаточно эффективным средством против вымывания грунта засыпки являются пере­мычки и экраны из водоупорного грунта и других материалов. Из стокозадерживающих сооружений применимы запруды, водопоглощающие каналы с различными наполнителями, водозадерживающие валы.

              Простейшим способом увеличения эрозионной прочности грунта является его послойное уплотнение. Значительного уве­личения эрозионной прочности можно достичь путём укрепле­ния грунта химическими и физическими методами — добавками различных вяжущих (например, ВМТ-Л), термоупрочнением. Для защиты и укрепления склоновых участков трубопроводов можно использовать конструкции, применяемые для защиты от эрозии дорожных откосов и берегов рек, — плитные, решётчатые и яче­истые покрытия из сеток и геотекстильных материалов, конст­рукции из утилизированных автопокрышек. Основным типом нарушения почвенно-растительного покрова в зоне обустрой­ства газоконденсатных месторождений является разработка грун­товых (песчаных) карьеров в районах вечной мерзлоты.

              Заслуживает внимания и проблема техногенного воздействия на участках, нарушенных в результате буровых работ, прокладки временных дорог, а также примыкающих к строящимся посёл­кам, компрессорным станциям и другим локальным сооруже­ниям.

1.1. Источники загрязнения почвы твёрдыми

и жидкими отходами деятельности нефтегазового

комплекса

              На объектах НГК образуется большое количество твёрдых и жидких отходов. Отходы — структурный элемент мате­риального и энергетического баланса технологического процес­са, не являющийся сырьём, а также побочным или целевым про­дуктом. Обычно под этим термином понимают разнообразные по составу и физико-химическим свойствам остатки, характеризу­ющиеся потенциальной потребительской ценностью (пригодно­стью для полезного использования). Значительная часть отходов не используется и вывозится в отвалы и накопители, что при водит к загрязнению почвы и грунтовых вод. Твёрдые отходы предприятий нефтегазового комплекса состоят из различных орга­нических и неорганических веществ. Накопление значительных масс твёрдых отходов объективно обусловлено существующим уровнем технологии переработки сырья и недостаточностью его комплексного использования.

              Источниками загрязнения почвы в результате деятельности НГК могут быть: нефть, отработанные нефтепродукты и ра­створители, поверхностно-активные вещества, нефтяные шламы, кислые гудроны, кубовые остатки, отработанные твёрдые сорбенты и катализаторы, различные некондиционные жидкие продукты, смолы, тяжёлые металлы, их соли и оксиды, сульфи­ды, сульфаты, хлориды, алюминийсодержащие продукты, ак­тивный ил биологических очистных сооружений, осадки сточ­ных вод и др.

              В процессе буровых работ почва загрязняется буровым раствором, химическими веществами сточных и промывочных жидкостей, а также шламом.

              В системе ОАО «Газпром» в год собирается около 200 тыс. т твёрдых и токсичных отходов, в том числе ртутные лампы, свин­цовые пластины аккумуляторов, оксиды хрома и ванадия, от­ходы гальванических производств и хлорорганические соедине­ния — все относящиеся к первому классу опасности. Ко второму классу относятся кубовые остатки, мышьяк, серная кислота и нефтепродукты.

              Часть твёрдых отходов газовой отрасли представлена нефтешламами, мазутами, отработанными маслами, почвой и бы­товым мусором со значительными примесями нефтепродуктов. Эти отходы относят к третьему и четвертому классам опасности. Часть из них перерабатывается, часть вывозится в места органи­зованного захоронения и на санкционированные свалки.

              На долю предприятий НГК приходится свыше 30% твёрдых отходов (около 10 млн т), загрязняющих почву России.

              В процессе разработки нефтегазовых месторождений почва загрязняется нефтью, нефтепродуктами, различными химичес­кими веществами и высокоминерализованными сточными во­дами. Микроорганизмы, развивающиеся в почве, разлагают орга­нические остатки, включая нефтепродукты, и способствуют образованию органических кислот, которые вступают в хими­ческие реакции с частицами минеральных пород.

              Обычно загрязнения нефтью и нефтепродуктами приводят к значительным изменениям физико-химических свойств почв. Так, разрушение слабых почвенных структур и диспергирование по­чвенных частиц сопровождается снижением водопроницаемости почв. За счёт загрязнения нефтью в почве резко возрастает соот­ношение между углеродом и азотом, что ухудшает азотный ре­жим и нарушает корневое питание растений. Кроме того, нефть, попадая на поверхность земли и впиваясь в грунт, сильно загряз­няет почву и подземные воды, в результате чего плодородный слой земли в течение длительного времени не восстанавливается. Почва самоочищается очень медленно, путём биологического разложения нефти.