Мұнай өндіру көлемінің жылдан-жылға артуы, қоршаған табиғи ортаның компоненттеріне техногендік әсірін тигізуде. Мұнай-газ өнеркәсібнің барлық өндірістік обектілері қоршаған ортаны зиянды заттектермен ластайды. Мұнай құрамындағы заттектерден басқа, ластаушы заттектердің құрамында көптеген химиялық реагенттер, катализаторлар, БАЗ, реагенттер, сілтілер, қышқылдар, т.б. көптеген улы заттектер кездеседі.
Мұнай кеніштерін игеру барысында литосфера – түрлі химиялық улы заттектермен ластанады. Топырақ жамылғысының механикалық тұрғыда бұзылуы – мұнай кеніштерін барлау, бұрғылау, игеру және технологиялық обьектілердің құрлысын салу кезінде орын алады. Сондай- ақ, өсімдіктер жойылып, топырақтың жоғарғы горизонттары бұзылып, нығыздалу процесі жүреді. Яғни, бұл жағыдай эрозионды прцестердің дамуына септігін тигізіп екінші реттік тұздану көздері болып табылады [1].
Топырақ жамылғысы өзінің физикалық-механикалық қасиетіне байланысты, ауадағы зиянды заттектерді өзіне сіңіріп, өзінің құрамында екіншілік ластану көздерін қалыптастыруға бейім геологиялық ортаның, ұзақ мерзімдік зиянды заттектерді тасымалдайтын орта болып табылады. Мұнайдан, сонымен қатар оның өнімдерінен басқа топырақты ластайтындар, жоғарыға ілеспе түрде шығатын минералды және тұзды қабат сулары, мұнай ұңғымаларын бұрғылау кезінде пайдаланатын ертінділер, реагенттер мен бұрғылау процесі кезінде түзілетін бұрғылау шламдары, т.б.
Ластанған топырақтың табиғи ортада қалпына келуі жүздеген жылдарға созылады, ал жасанды жолмен қалпына келтіру – күрделі жұмыстарды жүргізуді қажет етеді. Топырақтың мұнай өнімдері және бұрғылау ерітінділерімен ластануы, локальды дәрежеде байқалады. Бірақ, жоғары дәрежеде ластанса топырақ құнарсыз, асфальт тәрізді массаға айналуына байланысты өте қауіпті. Ең күрделі экологиялық проблеммалардың біріне – литосфераның мұнай өнімдері және ауыр металдармен ластануы жатады.
Мұнаймен ластану кезінде топырақтың құнарлығын және экологиялық қызыметін анықтайтын, оның барлық морфологиялық, физикалық, физика-химиялық, биологиялық қасиетіне ықпалын тигізеді. Мұнаймен ластану кезіндегі топырақ қасиетінің өзгеруі, сондай-ақ оның миграциялану процестері, аккумуляциялануы, метоболизмі төгілген мөлшеріне, физика-химиялық құрамына, топырақтың климаттық және ландшафтық жағдайына, биохимиялық кедергілерге, топырақ профиліндегі миграция каналдарына байланысты [2].
Мұнайдың топырақ қабатына сіңу тереңдігі, мұнай құрамы мен топырақтың механикалық құрылымына байланысты. Топырақтың морфологиялық белгілерінің өзгеруі өзімен бірге, физикалық қасиеттерінің өзгеруіне әкеліп соқтырады. Топырақтың мұнаймен ластануы, мұнай өнімдері сіңген горизонттарда органикалық заттектердің жалпы құрамын күрт арттырады. Ластану кезіндегі топырақтың физикалық қасиеттерінің өзгеріске ұшырауының нәтижесінде, мұнай топырақтағы ауаны ығыстырып, судың, қоректік заттектердің түсуі бұзылады. Бұл – өсімдіктердің өсуін баяулатып, олардың жойылуының бірден-бір себебі болып саналады. Мұнаймен қаныққан топырақтың ылғалды сіңіру және ұстап тұру қабілетері бәсеңдеп, ластанбаған топырақпен салыстырғанда – ылғалдылықтың, су өткізгіштіктің, ылғал сыйымдылығының төменгі мәндері байқалады. Топырақ қышқылдылығының өзгеруі, бәрінен бұрын мұнайдың сапасы мен оның құрамындағы минералдылығы жоғары қабат суларына байланысты [3].
Мұнай-газ өнеркәсібінің топыраққа тигізетін техногендік жүктемесін анықтау барысында
«Жаңажол мұнай-газ өңдеу кешендері» (ЖМГӨК) орналасқан аумақттың, сондай-ақ «Жаңажол» кеніштерінің топырағына зерттеу жұмыстары жүргізілді.
ЖМГӨК орналасқан аумақ. Өнеркәсіп обьектілері орналасқан аумақтан алынған топырақ сынамалары ГОСТ 17.4.3.01-83 стандарттарына сәйкес алынды. Зерттеу нәтижелері, топырақтың қоңыр-каштанды екенін анықтады. «ЖМГӨК» орналасқан аудан топырағының көрсеткіштері 1-кестеде келтірілген. Морфологиялық ерекшеліктері келесі қабаттармен сипатталады. Гумусты горизонттың қалыңдығы 35 см аспайды, олардың құрылымдары берік емес, түйіршікті. Горизонттарда нығыздалу байқалады, бұл тұздылық мөлшерінің аз екендігін көрсетеді. Механикалық құрамы бойынша топырақ – сазды, тез еритін тұздар 80–100 см тереңдікте кездеседі,
сіңіру сыйымдылығы 15–25 мг.экв/100 г. топырақты құрайды. Шабындық жерлердің топырағы – гумусты горизонттардың қуаттылығымен сипатталады. Жоғары горизонтта 1,5-3,5% гумусты құрайды. Гуматты-фульваттардың құрамы 4,2%, азот 0,07- 0,0061 %, фосфор-1,3-0,9%, қозғалмалы элементтер: азот -1,4-0,8, фосфор -3,0-4,7 және калий 29-52 мг/100 г.топырақта, топырақ ерітіндісінің рН 7,5-8,5. Зерттеу нәтижелері ластанған топырақ буферлігінің төмен екенін көрсетті. Сіңірілген негіздердің құрамында кальций мен магнийдің мөлшері басым. Жауын-шашынның аз түсуіне байланысты, құрылым түзуі – әлсіз және осы топырақ горизонттарының тығыздығының жоғары болуына байланысты топырақ аз ылғалданады. Жауын-шашын көп жауатын кезде ылғалдану тереңдігі 50 см-ден аспайды.
1-кесте. «ЖМГӨК» орналасқан аудан топырағының сипаттамалары
|
Топырақ |
Гумусты горизонттардың қалыңдығы |
Гумустың мөлшері, % |
||||
|
А |
В1 |
В2 |
А |
В1 |
В2 |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
|
Қоңыр-каштанды сазды |
10 |
10 |
10 |
2,1 |
1,8 |
1,6 |
|
Қоңыр-каштанды |
15 |
10 |
10 |
1,4 |
1,2 |
1,0 |
|
Ауыр сазды |
8 |
15 |
15 |
2,0 |
1,6 |
11,2 |
|
Сазды |
8 |
15 |
12 |
2,3 |
1,7 |
1,6 |
|
Сорлы |
7 |
12 |
14 |
3,2 |
2,9 |
2,5 |
|
Қоңыр сазды |
10 |
14 |
9 |
2,9 |
2,4 |
2,4 |
|
Карбонатты |
10 |
12 |
14 |
2,1 |
1,7 |
1,1 |
|
Сазды |
8 |
11 |
10 |
2,0 |
1,5 |
1,1 |
ЖМГӨК өнеркәсіптік-шаруашылық іс-әрекетінің нәтижесінде мұнай өнімдері мен ауыр металл қосылыстары қоршаған ортаға бөлініп, топырақты ластайды. ЖМГӨК өндірістік іс- әрекетінің нәтижесінде бөлінетін техногенді полютанттардың, топырақ қабатына тигізетін антропогендік әсерінің нәтижесінде топырақ тұзданып, биотасының жойылуына әкеліп соқтырады.
Санитарлық сақтау белдемі териториясының топырағындағы мұнай өнімдерінің және ауыр металдардың концентрациялары, спектрофотометрлік зерттеулердің көмегімен анықталды. ЖМГӨК ССБ аумағында мұнай өнімдері мен оның элементтерінің таралуы, тең жағдайда емес. Спектрофотометрлік зерттеу нәтижелері 1-суретте келтірілген.
С-Солтүстік; Ш-Шығыс; О – Оңтүстік; Б – Батыс; Орт - Орталық
1-сурет. ССБ аумағы топырағындағы мұнай өнімдері концентрацияларының өзгеруі
С-Солтүстік; Ш-Шығыс; О – Оңтүстік; Б – Батыс; Орт – Орталық
2-сурет. ССБ аумағының топырағындағы ауыр металдар концентрацияларының өзгеруі
ЖМГӨК өндірістік іс-әрекетінің ықпалындағы аймақтың топырағына жүргізілген экологиялық зерттеу нәтижелері келесі көрсеткіштерді анықтады: кәсіпорынның орталығы ауыр металдармен Cu, Ni және Cr ал, ССБ зонасының оңтүстігі мұнай өнімдерімен және Cd, Pb ластанған. ССБ шығыс және батыс бөлігі мұнай өнімдерімен аз ластанған және онда элементтердің концентрациялары да аз мөлшерде.
Топырақта концентрациялары жоғары Pb (max 14мг/кг), Mn (25мг/кг), Ni (3мг/кг). Топырақта Cr (0,4мг/кг), Cd (0,5мг/кг) және Cu (1,3мг/кг) концентрацияларының аз мөлшерде екендігі байқалады.
Кәсіпорын орналасқан аумақтың орталығының топырағында мұнай өнімдерінің концентрациялары 160мг/кг ШРК мөлшерінен асады (ШРК – 100 мг/кг), ССБ солтүстік аумағында- 0,15мг/кг; шығысында -8мг/кг; батыс бөлігінде -33мг/кг; орталық бөлігінде -43мг/кг концентрация аралығында ауытқитыны анықталды.
«Жаңажол» кенішінің литосфераға тигізетін техногендік әсерін анықтау. Қоңыр топырақтардың қималарына мына генетикалық горизонттар тән:
- Гумусты;
- карбонатты;
- тұзды.
«Жаңажол» кеніші орналасқан ауданның топырағы – қоңыр топырақты, ал кей жерлерде сазды және сорлы топырақтар кездеседі. Атмосфералық жауын-шашынның жаууынан, топырақ ылғалданады. Топырақтың азғана тереңдікте ылғалдануынан топырақ қимасының беткі қабатында тұздардың қозғалуы жеделдеп, нәтижесінде топырақ тұзданады. Қоңыр топырақтардың беткі қабаттарында тез еритін тұздар пайда болады. Топырақ ерітіндісінің реакциясы – сілтілі (рН-7,50). Топырақтың жоғарғы қабаттарында тез еритін кальций сульфаты шоғырланады. Сынама алынған топырақтағы тұздардың қосындысы – 0,9 %-ды құрады. Топырақ құрамын зерттеу үшін сынамалар, бұрғылау ұңғымалары орналасқан аймақтың топырағынан алынды. «Жаңажол» кеніші орналасқан аумақтың топырағының құрамындағы ауыр металдардың мөлшері 2-кестеде келтірілген.
Топырақтың барлық үлгілерінде топырақ құрамындағы сілтілі-жер металдарының (Са, Mg), сілтілі металдардың (Na, K), сонымен қатар хлор мен сульфаттардың (SO 2-) және рН деңгейінің мөлшері анықталды. Ұңғымалардың жоғарғы интервалдарындағы элементтердің орташа концентрациялары, топырақтың беткі қабаты сынамаларынан айтарлықтай айырмашылықтары болған жоқ. Тез еритін тұздардың мөлшерінің ұлғаюы, топырақтың сулануына байланысты. Бұрғылау ұңғымалары орналасқан аумақ топырағындағы тұздардың мөлшері 3-суретте келтірілген. Кестеде келтірілген мәліметтерден, топырақтың хлоридтермен, кальций иондары және сульфаттармен біршама мөлшерде тұздануын байқауға болады. Ұңғымалардан үздіксіз түрде көмірсутектерді өндіруге байланысты топырақтағы тұздардың мөлшері 2007–2010 ж. аралығындағы өзгеру заңдылығы, суретте көрсетілген. Осы кезеңде топырақтың тұздануы 2,5%-ға ұлғайды. Сульфаттардың, кальций ионының, хлоридінің мөлшерінің артуы, мұнай-газ кенішін үздіксіз игеруге байланысты екені анық байқалады.
4
2-кесте. Бұрғылау ұңғымалары орналасқан аумақтың қоңыр топырағындағы тұздардың мөлшері
|
Атауы |
Мөлшері, мг/100 г |
|
|
2007 ж. |
2010 ж. |
|
|
Калий (K+) |
10,14 |
11,54 |
|
Магний (Mg2+) |
19,34 |
23,70 |
|
Натрий (Na+) |
61,93 |
64,17 |
|
Хлор-ион [Cl-] |
118,57 |
123,60 |
|
Кальций (Ca2+) |
217,43 |
224,35 |
|
Сульфаттар [SO4 2-] |
596,74 |
603.40 |
|
Тұздардың қосындысы |
901,00 |
907,02 |
3-кесте. Жаңажол кеніші орналасқан аумақ топырағы құрамындағы ауыр металдардың мөлшері
|
Горизонт |
Сынама алу тереңдігі |
Топырақ құрамы |
Тұздылығы |
Ингидриенттер мг/кг |
|||
|
Zn |
Cr |
Cd |
Pb |
||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
1 |
5-10 |
саз |
Тұзды |
25,71 |
19,46 |
0,31 |
5,46 |
|
2 |
5-10 |
саз |
тұздылығы аз |
32,46 |
17,41 |
0,26 |
5,12 |
|
3 |
5-10 |
сазды құм |
Тұзды |
27,14 |
15,14 |
0,25 |
4,48 |
|
4 |
5-10 |
саз |
Тұзды |
25,06 |
10,56 |
0,15 |
4,40 |
|
5 |
5-10 |
саз |
Тұзды |
24,03 |
17,01 |
0,21 |
3,65 |
|
6 |
5-10 |
сазды-құмайт |
тұздылығы аз |
35,65 |
18,46 |
0,18 |
2,11 |
|
7 |
5-10 |
сазды |
Тұзды |
31,5 |
12,07 |
0,28 |
5,03 |
|
8 |
5-10 |
тастақ құмды |
тұздылығы жоқ |
17,45 |
9,11 |
0,17 |
4,86 |
|
9 |
5-10 |
тастақ құмды |
тұздылығы жоқ |
27,11 |
8,65 |
0,14 |
5,11 |
|
10 |
5-10 |
сазды |
тұздылығы аз |
40,05 |
9,13 |
0,21 |
2,56 |
|
11 |
5-10 |
саз |
тұздылығы аз |
32,49 |
7,11 |
0,19 |
3,94 |
|
12 |
5-10 |
құмды тастақ |
Тұзды |
25,45 |
11,08 |
0,22 |
3,08 |
|
13 |
5-10 |
құмды тастақ |
тұздылығы аз |
23,11 |
12,14 |
0,16 |
3,45 |
|
14 |
5-10 |
құмды тастақ |
тұздылығы аз |
15,06 |
11,56 |
0,15 |
4,12 |
|
15 |
5-10 |
сазды |
тұздылығы жоқ |
27,18 |
13,11 |
0,11 |
4,48 |
|
Металдардың топырақтағы ШРК-сы мг/кг |
150,0 |
40,0 |
5,0 |
20,0 |
|||
3-сурет. Мұнай-газ кенішін игеру салдарынан топырақтағы тұздардың мөлшерінің өзгеруі
Көмірсутек шикізаттарын өндіру барысында литосфера зиянды заттектермен ластанады. Өнеркәсіптегі түрлі обьектілер (ұңғымалар, құбырлар, оттық алау, т.б.), қоршаған ортаға шығарылатын көлемі мен концентрациясы, құрамдары бойынша ерекшеленетін техногенді ағындардың потенциялды көздері болып саналады.
Литосферада геохимиялық белсенді қосылыстардың жинақталуы, олардың топырақ қабатында трансформацияланып, табиғи жүйелерді бұзып, деградацияға ұшыратады. Көмірсутек жүйелерін өңдеу және магистральды құбырлармен тасымалдау кеззінде, әсіресе апаттық жағдайлар орын алғанда, төгілген мұнай топырақтың физикалық қасиеттерін нашарлатып, микроорганизмдедің биологиялық белсенділігін төмендетеді де топырақта улы заттектердің, соның ішінде концрогендік қосылыстардың жинақталуына септігін тигізеді[4].
ӘДЕБИЕТТЕР
- Пиковский Ю.И., Солнцева Н.П. Геохимическая трансформация дерново-подзолистых почв под влиянием потока нефти// Техногенный поток веществ в ландшафтах и состояние экосистем. М., 1981.-224с
- Sarsembin U.K., Kazova R.A. The solid phases interaction in the multicomponents systems.// “Colloids and Nanotechnologies in industry”. International conference. Almaty. 2010. P.74.
- Садовникова Л.К., Орлов Д.С., Лозановская И.Н. Экология и охрана окружающей среды при химическом загрязнении // М.:высш.шк.,2008.-334с.
- Кесельман Г. С. Защита окружающей среды при добыче, транспорте и хра-нении нефти и газа / Г. С. Кесельман, Э. А. Махмудбеков. – М. : Недра, 1981. – 256 С.