Влияние нефтедобычи Заглядинского месторождения на сопредельные биогеоценозы

Нефть продолжает оставаться ведущим энергоносителем и темпы добычи нефти и газа продолжают увеличиваться. Существующая модель нефтяной отрасли становится неадекватной задачам эффективного функционирования данного сектора экономики, в первую очередь вследствие ухудшения ресурсной базы [1]. Такая ситуация обусловлена тем, что нефтедобыча в Российской Федерации вступает в позднюю фазу своей эволюции, когда в ресурсной базе повышается доля трудно извлекаемых запасов, а в разработку вовлекаются более мелкие месторождения. Падение темпов добычи и ухудшение структуры запасов связано с нерациональной системой разработки: ухудшением использования фонда скважин, снижением коэффициента извлечения нефти [2]. Поэтому наиболее типичными антропогенными факторами загрязнения окружающей среды, в том числе и почвы, являются нефть и нефтепродукты. Сегодня проблема взаимоотношения человеческого общества с природой становится все более острее.

При транспортировке и добычи нефти происходит ее попадание в окружающую среду, разливы нефти по поверхности почвы или воды, при этом образуется пленка непроницаемых для воздуха веществ. Начинается гибель почвенной флоры и фауны. Комплексная оценка состояния данных почв и способы восстановления биологических свойств являются актуальными проблемами современной науки и технологии. Негативное воздействие добычи нефти обусловлено не только непосредственной деградацией почвы на участках загрязнения, но и воздействием компонентов на сопредельные среды, в связи с чем продукты трансформации нефти обнаруживаются в различных частях биосферы. Сохранение высокого качества жизни немыслимо без осмысления современных экологических проблем: сохранение эволюции живого, наследственных субстанций (генофонда флоры и фауны), сохранение чистоты и продуктивности природных сред (атмосферы, гидросферы, почв, лесов), экологическое нормирование антропогенного пресса на природные экосистемы в пределах их буферной емкости, сохранение озонового слоя.

При добыче и переработке нефти остается много отходов, которые могут оказывать как положительное так и отрицательное воздействие на окружающую среду [3]. Нефть — природная маслянистая горючая жидкость, которая состоит из смеси углеводородов и других органических веществ, бывает красно-коричневого, чаще всего чёрного цвета, хотя встречается и слабо окрашенная в жёлто-зелёный цвет или бесцветная нефть; имеет специфический запах, распространена в осадочных породах Земли. Это одно из важнейших для человеческого общества полезное ископаемое.

Человек издавна оказывает влияние на природу, воздействуя как на отдельные виды растений и животных, так и на все сообщество в целом. Перемещаемое в процессе деятельности вещество сегодня на порядок выше величин естественных рельефообразующих процессов. Данное воздействие становится силой, дающей направление для дальнейшей эволюции экосистем и биосферы в целом [4]. Со второй половины ХХ века резко обострились проблемы, связанные с химическим загрязнением биосферы. Это вызвало расширение исследования масштабов и темпов загрязнения окружающей среды, поиск более эффективных приемов охраны атмосферы, гидросферы, почвенного покрова, предусматривающих как снижение загрязняющих веществ, поступающих в биосферу с выбросами промышленности, транспорта, бытовыми отходами, так и снижение или полное устранение негативного воздействия веществ техногенного генезиса на растительный и животный мир, в том числе и на здоровье человека. Начав эксплуатацию месторождений нефти, изначально считалось, что она несет людям только выгоду, но постепенно выяснилось, что данное использование несет и отрицательные последствия [5].

Целью данного исследования является воздействие нефтедобычи Заглядинского месторождения на сопредельные биогеоценозы. Для достижения результатов исследования нами были поставлены следующие задачи:

-     изучить воздействие нефтедобычи на растительный мир;

-     изучить воздействие нефтедобычи на почвенный покров;

-     изучить влияние нефтедобычи на энтомофауну.

Одним из признаков загрязнения нефтью почвы является наличие в ней сероводорода. Водный раствор Н2S имеет кислую реакцию и является слабой кислотой, ПДК 0,4 мг/кг почвы. Сероводород определяли в трех образцах почв, взятых на расстоянии 500 метров друг от друга.

Таблица 1

Результат определения сероводорода в почве

Содержание сероводорода в исследуемых пробах высокое (превышает 18,5 мг/кг), что является следствием сильной загрязненности данной территории месторождения. Получается, что в 100 граммах почвы содержится 22,1 мг; 13,6 мг; 1,8 мг сероводорода. Данная зависимость содержания нефтепродуктов и сероводорода позволяет сделать выводы о самоочищении почвы при создании благоприятных для данного процесса условий, способствующих развитию микрофлоры.

В процессе исследования выяснилось, что произошли изменения физических свойств почв. Была установлена главная причина торможения развития растений или их гибели в результате загрязнения — нарушение поступления воды, питательных веществ и кислородное голодание. Причинами недостатка кислорода являются вытеснение почвенного воздуха нефтью, разрушение структуры почв в результате склеивания структурных отдельностей, ведущее к нарушению аэрации. Отмечены случаи образования в верхней части профиля плотного битуминизированного слоя. Особенно тяжелые последствия наблюдаются при полном покрытии почвенных частиц нефтяной пленкой. Это может происходить при уровне загрязнения почвы свыше 10 %. Почвы, насыщенные нефтепродуктами, теряют способность впитывать и удерживать влагу, для них характерны более низкие гигроскопическая влажность, водопроницаемость, влагоемкость и влаговместимость по сравнению с фоновыми аналогами. Установлено, что при нефтяном загрязнении увеличивается дисперсность почв и уменьшается структурность и степень агрегатности. Структурой почвы называют различные по размеру и форме агрегаты, в которые склеены почвенные частицы. Почвенные агрегаты могут состоять из первичных почвенных частиц или коагуляции коллоидов, склеивания, слипания. Исследования показали, что гранулометрический состав образцов почвы составляет, что в первых двух пробах почвы комочков и слипание было больше, это говорит о содержании нефти.

Таблица 2

Гранулометрический состав почвы

Гранулометрический (структурный) состав оказывает влияние на ряд важных свойств почвы: пористость, водопроницаемость, высоту капиллярного поднятия, величину поглотительной способности, водный, воздушный и тепловой режим почвы, усадку и набухание. В таком случае выше перечисленные свойства почвы нарушены и это влияет на биогеоцинозы сопредельных территорий. Нарушается экологическое равновесие в почвенной системе.

Исследование биомассы почвы на территории Заглядинского месторождения на трех участках, расстояние между которыми составляет 500м, установлено, что на первом участке, возле месторождения, животных организмов и растительности в почве не было обнаружено. Почва загрязнена нефтепродуктами и не позволяет развиваться животным и прорастать растениям. На втором участке: на 500м дальше месторождения, встречаются муравей луговой (Formica pratensis), мохнатая муха (Scatophaga argus), сетчатый красотел (Callisthenes reliculatus), клещ (Acarina). Растения, заселяющие этот загрязненный участок,- это травянистые растения: ковыль (Stipa), типча́к (Festúca valesiаca), пырей ползучий (Agropyron repens) и двукисточник тростниковый (Phalaroides arundinacea), мятлик луговой (Poa pratensis), тимофеевка луговая (Phleum pratense), костер безостый (Bromus inermis), звездчатка средняя (Stellaria media) или мокрица, клевер луговой (Trifolium pratense), костёр безостый (Bromus inermis) и овсяница (Festuca), чина луговая (Lanthyrus pratensis), полынь (Artemisia). При изучение учета массы корней и наземной части растений были такие показатели: корни 0,8 г, наземная часть растений 1,2 г. Эти растения прорастают на данной территории, так как они более устойчивы к нефтяным загрязнением и растут. На третьем участке: растительный и животный мир активен и интересен собой. Этот участок луга характеризовался разнообразием беспозвоночных животных таких как муравей луговой (Formica pratensis), саранча прямокрылая (Acrididae), пчела (Anthophila), клещ (Acarina), круглые черви (Nematodes). Растительный покров луга данной территории исследования характеризуется видовым разнообразием:, тимьян многолетний (Thymus vulgaris), ясменник душистый (Asperulla odorata), клевер луговой (Trifolium pratense), васелек луговой (Centauréa jаcea), лопух или репейник (Árctium), крестовник луговой (Senеcio), полевица обыкновенная (Agrostis capillaris), ковыль (Stipa), типча́к (Festúca valesiаca), пырей ползучий (Agropyron repens) и двукисточник тростниковый (Phalaroides arundinacea), мятлик луговой (Poa pratensis), тимофеевка луговая (Phleum pratense), костер безостый (Bromus inermis), звездчатка средняя (Stellaria media) или мокрица, клевер луговой (Trifolium pratense), костёр безостый (Bromus inermis) и овсяница (Festuca), полынь (Artemisia). При изучение учета массы корней и наземной части растений при взвешивании показатели: корни 1 г, наземная часть растений 1,4. В первом ярусе исследуемой территории растут светолюбивые растения, а во втором тенелюбивые.

Нами была изучена биологическая активность почвы (определение газообмена по выделению СО₂).

Таблица 3

Результаты определения газообмена по выделению СО₂

Изучая биологическую активность, было установлено, что проба 3 показала лучший результат, а в пробе 1 и 2 газообмен в почве происходит хуже. Попадание нефти и нефтепродуктов в почву приводит к изменению активности газообмена. Биологическая активность изменяет водопроницаемость, структурные отдельности не смачиваются, а вода как бы проваливается в нижние горизонты профиля почвы. Нефть и нефтепродукты вызывают практически полную депрессию функциональной активности флоры и фауны.

В ходе исследования было установлено, что Заглядинское месторождение влияет на сопредельные биогеоценозы. Это отражается в содержании концентрации сероводорода, физико-гранулометрических свойств почвы, биомассы и покровного покрытия. Чем ближе к месторождению, тем почва больше загрязнена нефтью.

Литература:

1.    Минебаев, В. Г. Охрана почвенного покрова в нефтедобывающих районах / В. Г. Минебаев. — Казань, 1986. — 440 с.

2.    Калачников, И. Г. Влияние нефтяного загрязнения на экологию почв / И. Г. Калачников. — М.: Просвещение, 1987. — 545 с.

3.    Кесельман, Г.С., Махмудбеков, Э. А. Добыча, транспорт и хранение нефти / Г. С. Кесельман., Э. А. Махмудбеков. — М.: Недра, 1981. — 256 с.

4.    Цуриков, А. Т. Почвоведение / А. Т. Цуриков. — М.: Агропром, 1986. — 427 с.

5.    Сенькова, Л. А. Почвы, загрязненные нефтепродуктами / Л. А. Сенькова. — М.: Колос, 1998. — 288 с. –ISBN 4–674–98970–2.

6.    Коротаев, Ю. П. Добыча, транспорт и хранение нефти / Ю. П. Коротаев. — М.: Пособие, 2000. — 287 с. –ISBN 5–127–00210–4.

7.    Коробкин, В. И., Передельский, Л. В. Экология / В. И. Коробкин. — Ростов Н/Д.: «Феникс», 2001. — 544 с. –ISBN 4–755–42415–0.