Приложение Г (справочное). Основные виды загрязнения поверхностных вод суши в районах разработки месторождений нефти, газа и газоконденсата

Приложение Г
(справочное)

Основные виды загрязнения поверхностных вод суши в районах разработки месторождений нефти, газа и газоконденсата

Г.1 Нефть и нефтепродукты. Нефтяное загрязнение природных вод

Г.1.1 В районах НГП нефть и НП (углеводороды, смолы и асфальтены) являются основными и наиболее опасными загрязнителями ПВС. При добыче, подготовке к транспортировке и самой транспортировке значительное количество этих продуктов поступает в окружающую среду, вызывая нефтяное загрязнение атмосферы, почв, природных вод, биоты, которое является одним из наиболее опасных и характерных видов загрязнения в районах НГП.

Г.1.2 Основная часть нефти и НП поступает в водные объекты не столько со сточными водами производственных объектов, сколько с Н(Д)С; в районах газопромыслов существенную роль играет также воздушный перенос летучих углеводородов.

Г.1.3 В связи с отмеченными особенностями поступления нефти и НП в водные объекты, наиболее интенсивное загрязнение ПВС в районах НГП нередко наблюдается в период весеннего половодья (при таянии загрязненного снежного покрова), а также в период дождевых паводков; в южных районах (районах интенсивного орошения полей), кроме того, в вегетационный период.

Г.1.4 Состав нефти из разных месторождений очень различен. Основными групповыми компонентами нефти и НП являются углеводороды, смолы и асфальтены. Углеводороды обычно преобладают в массе нефти и поэтому являются важнейшей характеристикой, определяющей ее тип. К числу основных классов УВ, входящих в состав НП, относятся: парафиновые, нафтеновые моно- и полициклические, нафтено-ароматические углеводороды [6]. Среди летучих компонентов, поступающих в атмосферу при нефтегазодобыче, преобладают метановые и нафтеновые углеводороды.

Г.1.5 Содержимое газового конденсата (природной смеси легкокипящих нефтяных углеводородов) подобно нефтяному, но в отличие от последнего не содержит смолистых веществ и асфальтенов.

Г.1.6 Многие компоненты нефти и НП обладают высокой токсичностью, а также проявляют мутагенные и канцерогенные свойства. Этими свойствами НП обусловлены довольно жесткие требования к их содержанию в природных водах. К числу наиболее токсичных соединений нефти относятся 4-7-ядерные ПАУ, что послужило основанием для выделения класса ПАУ в самостоятельную группу приоритетных ЗВ, подлежащих обязательному контролю. Наиболее распространенным представителем ПАУ, обладающим канцерогенным действием, является бенз(а)пирен. Бенз(а)пирен, в связи со сложностью определения суммарного содержания ПАУ, нередко используется в качестве индикатора загрязнения воды данной группой углеводородов.

Примечание - Определение концентрации бенз(а)пирена в случае контроля нефтяного (углеводородного) загрязнения признано обязательным, однако при этом необходимо учитывать и то, что суммарное содержание ПАУ, как правило, существенно превышает концентрацию бенз(а)пирена в воде и особенно в ДО и поэтому требует также обязательного определения.

Г.1.7 Исходный состав нефти, добываемый в различных районах, может резко различаться, что вносит определенные нюансы в загрязнение природных вод и, прежде всего, в соотношение углеводородной и смолисто-асфальтеновой составляющих НП. В составе вод, подверженных загрязнению нефтью тяжелого состава, доля смолисто-асфальтеновых компонентов может значительно перекрывать углеводородную составляющую. Определение уровня загрязненности НП ПВС, подверженных загрязнению нефтью тяжелого состава, в этом случае только по углеводородной составляющей считается далеко неполным: возможно значительное занижение действительного уровня загрязненности воды НП [9]. Величины суммарного содержания нефтепродуктов (углеводородов, смол и асфальтенов) лежат в основе определения ущерба, наносимого в результате загрязнения ими водных объектов, а также в основе нормирования ПДК [6]. Поэтому необходим учет этих компонентов при исследовании любых аспектов изучения нефтяного загрязнения.

Г.2 Пластовые воды. Солевое загрязнение природной среды

Г.2.1 Пластовые воды - это воды, добываемые вместе с нефтью и газоконденсатом и отделяемые от них на УКПН. В водные объекты пластовые воды могут поступать, прежде всего, в составе недостаточно очищенных сточных вод УКПН, а также с Н(Д)С при первоначальном аварийном изливе их в составе сырья на поверхность водосбора (при аварийных выбросах из скважин, прорыве внутрипромысловых трубопроводов, водоводов соленых вод, утечках нефти из резервуаров и т.д.).

Г.2.2 Пластовые воды, как правило, отличаются высокой минерализацией (от 1 до 80 г/л и более) и различным солевым составом, содержат нефть (до 1-3 г/л), различные органические вещества, сопутствующие нефтяным месторождениям (нафтеновые кислоты, фенолы, эфиры и др.). В пластовых водах некоторых месторождений отмечаются значительные содержания железа, сероводорода, оксида углерода, фтора, йода, бора, брома, лития, стронция и др. Даже в пределах одного месторождения химический состав этих вод может существенно различаться.

Г.2.3 Солевое загрязнение водных объектов под влиянием высокоминерализованных пластовых вод сопровождается резким увеличением минерализации воды и содержания солеобразующих компонентов (хлоридов, сульфатов, ионов натрия), возможны последующие изменения класса и типа воды, общего содержания биогенных веществ, ряда металлов и др. Наиболее заметно на этот вид загрязнения реагируют водные объекты с низкой способностью к разбавлению, например, малые реки.

Г.2.4 При первоначальном изливе пластовых вод в составе сырья на поверхность водосбора влияние их на водные объекты сказывается, как правило, с Н(Д)С с водосбора и определяется условиями геохимической трансформации почвогрунтов под этим влиянием.

Г.2.5 Аварийные разливы рассольных пластовых вод зачастую вызывают засоление почв с последующим перерождением их в солонцы и солонцовые формации, соляное загрязнение почвенных растворов, что, в конечном итоге, определяет характер изменения химического состава воды водных объектов, принимающих поверхностно-склоновые воды и почвенно-грунтовые воды с засоленных территорий водосбора: увеличивается содержание хлоридов, сульфатов, поглощенных ионов кальция, магния, натрия, калия, содержание фосфора, азота; изменяется, как правило, в сторону защелачивания среды значение рН воды и др.

Г.3 Кислотное загрязнение окружающей среды в районах разработки высокосернистых нефтегазовых месторождений

Г.3.1 Высокое содержание КВ (соединений серы, в меньшей мере азота) в составе сырья некоторых нефтяных (например, Волжских и Башкирских) и особенно газоконденсатных (Астраханского, Оренбургского и других) месторождений создает особую опасность кислотного загрязнения природной среды (атмосферного воздуха, почв, природных вод).

Г.3.2 Основными КВ в составе соединений серы являются диоксиды серы, сероводород, сероуглерод, меркаптаны, тиофены и др., в составе соединений азота - оксиды азота.

Г.3.3 Поступление КВ в природную среду возможно уже на этапе бурения и эксплуатации скважин, поскольку проблема недопущения выбросов сернистых соединений при освоении скважин в мировой практике не решена. Наиболее опасны аварийные ситуации (фонтанирование скважин, разрывы трубопроводов и др.).

Г.3.4 Дальность воздушного переноса диоксида серы и оксида азота, а также наиболее характерных продуктов их реакций (серной и азотной кислот) от источника выброса может быть различной (от 0 до 1000 км и более) и определяется целым рядом факторов.

Г.3.5 Одним из основных индикаторов прямого негативного влияния КВ на природные воды является падение значений рН ниже 7,0. В районах с низкой способностью экосистемы (в т.ч. числе водной) к нейтрализации техногенных кислот (преимущественно северные районы) длительное влияние осаждений КВ на окружающую среду со временем может привести к стабильному ее закислению (необратимый процесс снижения рН до значений ниже равновесного, т.е. ниже 5,6). Это длительный и в основном плавный процесс. В периоды аварийных выбросов КВ, таяния ледяного покрова, аккумулировавшего КВ, поступления в водные объекты талых снеговых и ливневых вод с загрязненных промплощадок, почвенно-грунтовых - с оросительных систем и др., возможны резкие кратковременные (эпизодические) понижения значений рН воды, что может оказаться весьма опасным для водной биоты.

Г.3.6 В южных регионах, отличающихся высокой буферной емкостью экосистемы к закислению, стабильное закисление водных объектов маловероятно; в то же время здесь возможны кратковременные (эпизодические) скачки значений рН воды как в сторону подкисления (ниже 7,0), так и в сторону защелачивания (выше 7,5) [10].

Г.3.7 Индикатором загрязнения ПВС под влиянием кислотных выбросов, кроме изменений значений рН воды, является: увеличение минерализации воды, концентрации сульфатов; замена в ряде случаев гидрокарбонатного (естественного) класса воды на сульфатный; снижение карбонатной щелочности окружающей среды; значительная вариабельность концентраций гидрокарбонатов, кальция, магния, натрия; появление в воде сероводорода, меркаптанов, увеличение концентрации соединений азота и др. [10].

Г.3.8 В перспективе по мере геохимических изменений в почвогрунтах на водосборах водных объектов под влиянием кислотных осаждений, к перечисленным последствиям закисления водной среды может добавляться стабильное или скачкообразное увеличение содержания в воде соединений ряда металлов - алюминия, магния, железа, кадмия, свинца, меди, цинка, органических соединений ртути и др. - результата растворения пород в кислой среде и, как следствие, загрязнения металлами (в т.ч. в токсичной форме) природных вод [10].

Г.3.9 Вышеперечисленное обязывает при ведении контроля за влиянием кислотных выбросов объектов разработки высокосернистого месторождения на качество ПВС учитывать не только те последствия, которые обнаруживаются сразу (первич