 |
Воздействие топливно-энергетического комплекса на геоэкологическую обстановку краснодарского края
|
|
|
|
Ширяева И.В., научн.рук. Попков В.И., проф., д.г.-м.н.
(КубГУ, Краснодар)
В основу работы были положены результаты исследований, проведенные автором по анализу геоэкологических проблем топливно-энергетического комплекса (ТЭК) Краснодарского края. Актуальность рассматриваемых вопросов заключается в изменении текущего состояния ТЭК в результате сложившихся геополитических, технологических и экономических обстановок. Задачей выступает анализ влияния составляющих ТЭК на природную среду и выявление ее компонентов, наиболее подверженных антропогенному воздействию.
ТЭК Краснодарского края представлен нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей промышленностью, а также предприятиями транспортировки углеводородного (УВ) сырья. При оценке воздействия ТЭК на природную среду региона основное негативное влияние оказывают выбросы загрязняющих веществ, представленные нефтяными УВ и продуктами их переработки. Загрязнение различных компонентов природной среды происходит на этапах добычи, переработки и транспортировки нефти и газа.
В результате исследований экологических проблем нефтедобывающей отрасли установлено, что в процессе разработки месторождений происходят изменения в продуктивных пластах и вмещающих породах, приводящие к образования нефтесодержащих отходов и, как следствие, к загрязнению геологической среды. Установлено, что в процессе добычи основным компонентом природной среды, испытывающим наибольшее воздействие, является литосфера, где главное антропогенное влияние оказывают отходы нефтедобычи.
Геоэкологические проблемы, создаваемые предприятиями транспортировки УВ сырья, возникают в основном по причинам нерешенных технических вопросов, отсутствия экспертного диагностирования, недостаточности промышленного мониторинга. В результате проведенной работы установлено, что основная нагрузка загрязнения антропогенными углеводородам приходится на литосферу, включая верхние ее слои и подземные воды (43%), и гидросферу (42%).
|
|
|
Процесс получения продуктов нефтеперерабатывающей отрасли определяет необходимость использования большого количества технологических процессов и методов. Основную массу загрязняющих веществ при этом составляют газообразные и жидкие вещества (в частности оксид углерода и летучие органические соединения). Степени загрязнения почвенного и водного покровов определяют отходы переработки нефте- и газопродуктов. Показано, что нефтеперерабатывающий комплекс оказывает наибольшее влияние на атмосферную и гидросферную оболочки, где нефтепродукты являются основными загрязнителями.
Для стабилизации и улучшения экологической обстановки в Краснодарском крае намечены и претворяются в жизнь ряд мероприятий федерального и краевого значения.
Эколого-геологическое состояние
Донных осадков северо-западной части украинского побережья Черного моря
Шумлянская А.В., Тищенко М.С. (Одесский национальный университет имени И.И. Мечникова, Одесса)
Район северо-западного Причерноморьяявляется типичным примером функционирования системы река-лиман-море. Он охватывает область разгрузки рек Черноморского бассейна (Дунай, Днестр) и наибольший открытый лиман (Днестровский). Эколого-геологическая ситуация в этом районе за последние три десятилетия претерпела значительные изменения. Эти изменения обусловлены поступлением загрязняющих веществ с речными стоками рек Дунай и Днестр, отходами предприятий, освоением подводных месторождений и прокладкой магистральных газопроводов. По данным Института биологии южных морей (ИнБЮМ НАНУ), 80% загрязнения Черного моря идет из устья р. Дунай, подводное течение которого достигает берегов Турции. На третьем месте как источник загрязнения, после р. Днепр, находится р. Днестр.
|
|
|
|benВ работе представлены результаты исследования эколого-геологического состояния донных осадков северо-западной части украинского побережья Черного моря. Фактический материал для исследования был получен во время 25 экспедиции НИС «Владимир Паршин» в декабре 2004 – январе 2005 гг. Работы выполнялись по заказу Минприроды Украины. Проведен отбор проб донных отложений на 13 станциях на глубинах 10-44 м. Лабораторные исследования выполнялись как в стационарных условиях, так и на борту судна по стандартным методикам. Определялись содержания Cu, Pb, Cd, Cr, Zn, Ni, Hg.
Для выяснения поведения элементов-токсикантов в процессе диагенеза и вариаций их концентраций в современных осадках была выполнена статистическая обработка лабораторных данных.
Установлено, что загрязнение донных отложений тяжелыми металлами увеличивается в ряду: Hg – Cd – Pb – Cu – Ni – Cr – Zn, и находится в пределах их содержания в эстуарных зонах других районов Мирового океана.
В целом загрязнение донных отложений токсичными тяжелыми металлами в 2005 году находится в пределах их концентраций 1998-2000 гг.
Для выяснения геохимических связей элементов в осадках был проведен корреляционный анализ.
В северо-западной части украинского побережья Черного моря в донных осадках положительные значимые коэффициенты корреляции связывают все металлы (Cd, Hg, Pb, Zn, Cu, Cr, Ni). Значимые коэффициенты корреляции связывают Pb с такими элементами токсикантами, как Cd (Rk=0,78), Cr (Rk=0,69), Zn (Rk=0,70) и в свою очередь тесно связывается с Cu (Rk=0,83), Hg (Rk=0,81), Ni (Rk=0,93). Ni имеет значимую связь с Cd (Rk=0,71), Cr (Rk=0,64), Cu (Rk=0,73) и тесную с Hg (Rk=0,89). Отмечается значимая связь Hg с Cr (Rk=0,60) и более тесная с Cd (Rk=0,80) и Cu (Rk=0,80). Cu связан менее значимым коэффициентом корреляции с Zn (Rk=0,58) и более тесной связью с Cd (Rk=0,85) и Cr (Rk=0,85). В свою очередь Cd менее тесно связан с Cr (Rk=0,76), Zn (Rk=0,63). По этому принципу все элементы делятся на две группы. В первую группу входят элементы с Rk>0,8 – Cd-Cu, Hg-Pb, Hg-Ni, Pb-Cu, Pb-Ni, Cu-Cr. Во вторую с Rk от 0,6 до 0,8 – Cd-Hg, Cd-Pb, Cd-Zn, Cd-Cr, Cd-Ni, Hg-Cu, Hg-Cr, Pb-Zn, Pb-Cr, Cu-Ni, Cr-Ni. Однако, малый объем выборки не позволяет сделать окончательных выводов и требует наращивать базу данных.
|
|
|
В декабре 2004 – январе 2005 гг. наибольшие концентрации металлов (Cd, Hg, Pb, Ni) приурочены к району р. Дунай, а Zn, Cu, Cr – к району Днестровского лимана.
Концентрации токсичных металлов выше фоновых в донных отложениях северо-западной части украинского побережья Черного моря в процессе проведенных работ не отмечены.
На основании полученных данных установлено, что исследуемый район можно считать зоной транзита и слабой аккумуляции вещества, несмотря на то, что сюда впадают основные речные потоки.
ПОВЕДЕНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ (Cu, Pb, Zn, Fe, Cd)
В ОРЕОЛЕ РАССЕЯНИЯ ВЫСОКОСУЛЬФИДНЫХ ОТХОДОВ УРСКОГО ХВОСТОХРАНИЛИЩА
Щербакова И.Н. (НГУ, Новосибирск),
Научн. рук. Лазарева Е.В., к.г.-м.н. (ИГиМ СО РАН,
Новосибирск)
Изучение распределения тяжелых металлов (ТМ) в ореолах рассеяния хвостохранилищ позволяет прогнозировать состояние окружающей среды вокруг гонообогатительных предприятий. Урское хвостохранилище было сформировано более 50 лет назад и содержит высокосульфидные отходы цианирования колчеданных руд Урского месторождения. Миграция элементов в хвостохранилищах контролируется устойчивостью первичных минеральных фаз, влиянием атмосферных осадков, сезонными колебаниями температуры и влажности, повышенным содержанием кислорода и наличием эолового воздействия. Преобразование отходов начинается с влияния атмосферного кислорода и осадков, приводящих к окислению сульфидов и формированию кислого раствора, который способствует переносу ТМ в растворенном виде. Естественный источник, дренируя через вещество Урского отвала, превращается в кислый (pH = 2.2-2.7) дренажный ручей, имеющий Al–Fe–SO4 состав (минерализация 6 г/л, Fe 120 – 650, Cu 0.5 – 3, Zn 3 – 11, Cd 0.01 – 0.02 и Pb 0.02 –0.03 мг/л). Из кислых вод на дне ручья формируется ярозит, это приводит к снижению концентраций ТМ по мере удаления от отвалов. Под влиянием кислых растворов заболоченная территория ниже хранилища была выжжена. При отстаивании вод ручья в техногенном болоте в нижней части лога формируется швертманит, и резко снижаются концентраций ТМ в растворе.
|
|
|
При впадении дренажного ручья в р. Ур происходит смешение кислых и пресных растворов, с последующей нейтрализацией и обильным образованием аморфных гидроксидов Fe. Концентрации ТМ в воде реки увеличиваются на порядок (Fe 0.3 – 2, Cu 0.01 – 0.04, Zn 0.002 – 0.03, Cd 0.00004 – 0.0001, Pb 0.004 – 0.01 мг/л). По мере удаления от впадения, идет восстановление состава вод р. Ур, и фоновые значения концентраций наблюдаются уже на расстоянии 5 км от впадения (Fe 0.1 – 0.4, Cu 0.004 – 0.02, Zn 0.01 – 0.02, Cd 0.00002 и Pb 0.006 мг/л). Однако большое количество металлов оседает в донный осадок, что оказывает пагубное влияние на фауну водоема (рыба, раки). Не исключена также повторная мобилизация металлов во взвешенном состоянии во время паводков.
Ореол рассеяния сформирован в результате: 1) разноса вещества в растворённом состоянии дренажным потоком и 2) сносом твёрдого вещества отходов. При этом вещество, переносимое под действием обильных дождевых потоков. Вещество вблизи отвала обогащено более крупной и тяжелой фракциями, чем на удалении. Таким образом, в области сноса хранилища проявляется гравитационная дифференциация, и выделяются 3 зоны: ближняя – до 70 м от отвалов, где преобладает мелкий песок (Fe 0.3 – 14 %, Pb 300 – 600, Zn 45 – 310, Cu 300 – 410 г/т); средняя – в 70-130 м (песчано-илистый материал (Fe 0.3 – 0.6 %, Pb 1970 – 4500, Zn 140 – 260, Cu 63 – 145 г/т)); дальняя – в >500 м, в ней преобладает илистый материал (Fe 0.5 – 10 %, Pb 155 – 1830, Zn 180 – 410, Cu 95 – 190 г/т). Мощность вещества в ореоле рассеяния не превышает 0.5 м. В разрезе наблюдаются участки, обогащенные детритовым материалом из-за неравномерного сноса вещества отходов и почвенного и растительного материала. Содержания ТМ в захороненном торфе незначительно отличаются от содержаний в перекрывающем его материале отходов (Fe – 1%, Pb – 250, Zn – 350, Cu – 100 г/т). Максимальные концентрации Fe (14 %) и Cu (350 г/т) приурочены к песчаному сульфидному материалу. Илистое вещество имеет повышенные концентрации Pb (до 4500 г/т) и Zn (410 г/т).
Наиболее концентрированные поровые растворы установлены в приповерхностных слоях (Fe 2700 – 7500, Pb 0.36 – 5.2, Zn 9 – 57, Cu 7 – 12, Cd 0.07 – 0.08 мг/л), вне зависимости от типа вещества. Они на порядок выше, чем в поровых растворах нижележащих горизонтов (Fe 0.4 – 1080, Pb 0.3 – 2, Zn 7 – 25, Cu 0.8 – 4, Cd 0.02 – 0.05 мг/л). Это обусловлено процессами испарения и, как следствие, сгущением растворов, с последующим формированием сульфатных выцветов. В поровых растворах песчаного материала концентрации (Fe 2700, Pb 1.6, Zn 9, Cu 0.8 – 7, Cd 0.001 мг/л) меньше, чем в илистом (Fe 1600 – 7500, Pb 1.8 – 3.1, Zn 25 – 57, Cu 0.25 – 12, Cd 0.001 – 0.08 мг/л), что связано с хорошей проницаемостью первого. В поровых растворах захороненного торфа концентрации самые низкие (Fe – 50, Pb – 0.25, Zn – 4.5, Cu – 0.1, Cd 0.001 мг/л), что связано с сорбцией органическим веществом.
Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № 06 – 0565007.
|
|
|
