Қоршаған ортаның мониторинг әдістері

 

1.2. Мұнай өндіруші кешенді кәсіпорынның экологиялық қауіпсіздігін сақтау

Қоршаған ортаны ластайтын ең бір қауіпті заттардың бірі- мұнай. Мұнай қасиеті әртүрлі және кең көлемді қолданыстағы күрделі зат, оның құрамы 3000-дай қоспадан тұрады және олардың көпшілігі оңай тотығады. Сондықтан мұнай және мұнай өнімдері өсімдіктермен тірі организмге зиянды уландырғыш заттармен кең көлемде әсер етеді.

Мұнай және газ құбырларын салу кезіндегі қоршаған ортаның ластану мәселесінің жағдайын зерттеу барысында, өнім өндіру кезінде мұнаймен, мұнай өнімдерімен және мұнай газдарымен, олардың жанғаннан кейінгі өнімдерімен, күкіртсутегі, күкірттотығы, ағынды судың минералдануы салдарынан ластанудың жиі-жиі болып тұратыны анықталды. Бұрғылау ерітінділері және бұрғылау кезінде түзілген қалдықтар, түрлі беттік әрекетті заттар (БӘЗ), фенолдар, альдегиттер және бұрғылауды интенсификациялау үшін қолданылатын басқа реагенттер ластануға әсер етеді. Сол себепті қоршаған ортаны ластанудан қорғауға бағытталған іс-шараларды одан әрі жетілдіру керек [10].

Аймақтық-өндірістік мұнайгаз кешендері мен магистралды мұнай –газ тасымалдаушы құбырларын қоршаған ортаны ластайтын ірі кәсіпорындарға жатқызамыз. Топырақ қабатының мұнай және олардың қоспаларымен ластануы және ағын сулары мен жер асты суларының жоғары минералдануы мұнай-газ шикізатын қайта өңдеуге дайындау кезінде түзіледі. Осыған байланысты мұнай қоспалары, ілеспе мұнай газы және оның жанғаннан кейінгі өнімдері атмосфераға кең көлемде тарайды.

Мұнай және мұнай өнімдерінің табиғи ортаға таралуы салдарынан жалпы экологиялық жағдай қалыптасады:

а) топырақтың құрамы және оның беткі қабатының қасиеттері өзгереді;

б) жер бетіндегі және жер асты сулары ластанады, түбінде тұнбалар түзіледі;

в) өсімдіктердің химиялық құрамы және сыртқы түрі өзгереді;

г) ландшафтар жалпы деградацияға ұшырайды.

Топырақ концентрациясы төмендегі деңгейге жеткенде, бұл топырақ мұнай және мұнай өнімдерімен ластанған деп есептелінеді:

• өсімдіктер солып, өзгерістерге ұшырайды;
• экологиялық тепе-теңдік бұзылады, альгофлора және мезафауна түрлері жоғалады;
• судың физико-химиялық қасиеттері және топырақ құрылысы өзгереді;
• карбонатты емес (органикалық) сутекті топырақтарда мұнай өнімдеріндегі сутегі мөлшері көбейеді;
• ауылшаруашылық жерлернің өнімділігі төмендейді;
• мұнай өнімдері топырақ арқылы сіңіп жер үсті және жер асты суларына таралады.

Жер қыртысының мұнай өнімдерімен ластанған кездегі қауіпсіз деңгейі деп жоғарыда айтылған негативті жағдайлар туындамаған кезеңді айтады.

Топырақтың «қалыпты» деңгейдегі көрсеткіштері деп, топырақтың өзіне сай негізгі функцияларын орындау жағдайының сай болуы және қоршаған ортаға (ауа, су), өсімдіктерге және адамға негативті әсерінің болмайтын жағдайын айтады.

Әлемнің түрлі елдеріндегі, сонымен бірге түрлі табиғи аймақтардағы тәжірибелік зерттеулер көрсеткіштерін қорытындылай отырып мұнай өнімдері концентрациясының төмендегідей алғашқы деңгейі ұсынылған. Жер қыртысының мұнай өнімдерімен ластану сатысының классификациясы           1-кестеде келтірілген.

 

Кесте 1. Жер қыртысын мұнай өнімдерімен ластану сатысының классификациясы

 

Ластану сатысы	Жер қыртысындағы мұнай өнімдерінің жалпы мөлшері
	мг/кг	%
Фондық	100-500 дейін	0,01-0,05 дейін
Төмен	500-1000	0,05-0,1
Біркелкі	1000-5000	0,1-0,5
Орташа	5000-10000	0,5-1,0
Жоғары	10000-50000	1,0-5,0
Өте жоғары	50000-нан жоғары	5,0-ден жоғары

 

Түрлі табиғи аумақтардағы топырақтардың ластануының биогеоценоздік реакциясы тәжірибе жүргізу арқылы анықталады. Бұл жағдайда реакцияның топырақты ластаушы заттардың алғашқы салмағына байланысты екені ескеріледі. Экологиялық жүйенің ластану шамасына қарай қайта қалпына келуі немесе келмеуі ластанудың кенеттен, жаппай жүруіне немесе оның біртіндеп жинала келе ластануына байланысты болуы мүмкін.

Топырақ қыртыстарындағы мұнай өнімдері мөлшерінің ең төменгі шамасы деп, оның концентрациясының жоғарғы қауіпсіз шегін айтады.

Егер концентрация мұнан көп болған жағдайда табиғи ортаның сапасы нашарлай бастайды.

Топырақтардағы мұнай өнімдерінің мүмкін болу шегі көп елдерде бекітілмеген, себебі бұл көптеген факторларға байланысты (түріне, құрамына, қасиетіне, климаттық жағдайға, мұнай өнімдерінің құрамына, өсімдік түрлеріне, жерді пайдалану түріне және т.б.).  Бұл нормалар белгілі бір ауданға және белгілі бір топырақ түріне қарай белгіленуі керек.

Көп жағдайда қайта қалпына келу мерзімі белгілі болса, осы жағдайға негізделіп шаралар белгіленеді. Егер топырақтың жоғарғы қабаты ғана ластанса қолдан тазартылады, себебі кейде био-геоценоздардың өзінен-өзі тазарып, қалпына келетін табиғи мүмкіндіктерін осы процестерді жылдамдататын әдістермен  бірге пайдалану аса тиімді болады.

Анықтап зерттеу барысында жойылған, жарамсыз деп табылған аумақтың гумусты аккумуляторлық қабатының қалпына келуіне ондаған, болмаса жүздеген жылдар кетуі мүмкін. Бұл жағдайда топырақ өзінің сүзгіштік қасиетін жоғалтады, яғни жер асты суларына және олардың тереңдегі қабаттар жүйесіне ластанған қоспалар өте бастайды.

Құрамында жоғары мұнай өнімдері бар топырақ санациялану және рекультивациялану керек. Себебі осы шаралар жүргізілмейінше ол аумақтар тозу жағдайында болады және қоршаған ортаға тұрақты негативті әсер етеді.

Мак Джил зерттеулерінде топырақтағы мұнай және мұнай өнімдері құрамының қауіпсіз шегін анықтау бойынша әртүрлі елдерде жүргізілген зерттеулердің көрсеткіштері келтірілген [10]. Бұл көрсеткіштердің әр елдердегі климат және топырақ ерекшеліктеріне қарай көп айырмашылықтары бар. Топырақтағы мұнай құрамының орташа жоғарғы қауіпсіз шамасы 1000 мг/кг. 1 кг топыраққа 3500 мг мұнайды құйғанда өсімдіктердің өсуі тоқтайтыны байқалған. Әлемдік тәжірибелерді қорытындылай отырып, рекультивациялауды қажет ететін топырақтағы мұнай өнімдері құрамының нормативті кестелері жасалды. Әртүрлі шамада құрамында мұнайы бар, ластанған топырақтың салыстырмалы жағдайы 2-кестеде келтірілген.

Голландияда және Германияда химиялық заттармен ластанған топырақты бағалау үшін, оның ішінде минералды майлармен, қоршаған ортаны қорғау үшін жүргізілетін қажетті шараларға байланысты үш шама қабылданған. Бастапқы шама ретінде, ластанған топырақты бағалау үшін «фондық шама»жүйесі қабылданған.

Елдердің аймақтарына тән улы элементтермен заттардың құрамына байланысты аймақтық фон болады, және сан жағынан 1-шама деп алынған.

2-шама, ластану динамикасын бақылауды  және ластану себептерін жоюды  талап ететін, ластану шамасы  жоғары деген белгі. Бұл шамадан  жоғары ластанушы топырақты «өте лас» деп есептейді.

3-шамада топырақ пен жер қыртысын  тазалауға тура келеді. Топырақтағы  мұнай өнімдерінің шамасы 3-кестеде  келтірілген. WCA- классификациясына  сәйкес мұнай өнімдерінің концентрациясы 5 г/кг-нан жоғары болса топырақ  қабатын одан тазалау шаралары жүргізіледі.

Голландияның нормативті актілерінде топырақтар мұнай өнімдерінің концентрациясы 5000 мг/кг (құрғақ зат салмағына қарай 0,5% жоғары) болғанда тазалау шараларын жүргізу қаралған.

 

Кесте 2. Әртүрлі шамада құрамында мұнайы бар, ластанған топырақтың

салыстырмалы жағдайы

 

Ластану дәрежесі	Топырақтағы мұнай құрамы (құрғақ топырақ), мг/кг
	Топырақтың минералды бөлігі	Топырақтың органикалық бөлігі
Жеңіл-бір қалыпты: егер ешқандай шара қолданбаған болса өсімдіктердің өсуі бәсеңдейді; топырақ қасиеті уақытша нашарлайды.	5000-20000	40000-150000
Бірқалыпты - орташа: тек кейбір өсімдіктер ғана бір қалыпты дамиды, оларды байқап реттеп отырса жасыл қалпын сақтайды; топырақты үш жылда қалпына келтіруге болады; рекультивациялау-сыз қалпына келуі 2-3 есе ұзақ уақытқа созылады.	20000-50000	150000-750000
Жоғары- өте жоғары: мұнай топыраққа 10 см тереңдікке дейін сіңеді; бір-екілі өсімдік-тер ғана сақталады; дұрыс рекультивацияланса топырақ 3-5 жылда қайта қалпына келеді; онсыз қалпына келу 20 одан да көп уақытқа созылады.	50000-нан  жоғары	750000-нан  жоғары

 

 

 

Кесте 3. Топырақтағы мұнай өнімдерінің шамасы

 

Фондық шамасы	Мұнай өнімдерінің құрамы, мг/кг
1	50
2	1000
3	5000

 

Әртүрлі елдердегі ластанған топырақ шамасы 5000-нан 10000 мг/кг деп алынған осы көрсеткіштер аралығындағы топырақты санациялау және рекультивациялау үшін интенсивті шаралар талап етіледі, 1000-нан 10000 мг/кг аралығында топыраққа өздігінен тазалау процесстерін аздап күшейту шаралары (ластану көзін жою, топырақты қопсыту, суландыру, аэрациялау және т.б.) жүргізіледі. Осындай шаралардан кейін бір жылда топырақтағы мұнай өнімдері қауіпсіз шамаға дейін төмендейді екен. Ластану шамасы 10000 мг/кг-нан жоғары болса рекультивациялау әдісінің тиімді түрі таңдап алынады [10, 11].

«Деградацияланған және ластанған жерлерді анықтаудың әдістемелік ұсыныстарында» мұнай өнімдерімен ластанған топырақты бес деңгейде бағалау тағайындалған. «Деградацияланған және ластанған жерлерді анықтаудың әдістемелік ұсыныстарына» сай топырақтағы мұнай өнімдері құрамының деңгейі 4-кестеде келтірілген.

Топырақ түрлі микроорганизмдермен қаныққан (бактерия және саңырауқұлақ) биологиялық орта болып саналады.  Топырақтың органикалық қалдықтарын шіріте отырып, бұл микроорганизмдер органикалық қышқылдардың түзілуіне қолайлы жағдай жасайды, олар минеральды бөлшектермен химиялық реакцияға түседі.

Топырақтың маңызды бөлігінің бірі – гумус, оның құрамында жоғары молекулалы органикалық қышқылдар, тұздар және басқа заттар болады. Майда органикалық және минеральды бөлшектерден тұратын топырақтық коллоидтер топырақтың алмасу қабілетінің қышқылдануын арттырады.

 

Кесте 4. Топырақтағы мұнай өнімдері құрамының деңгейі

 

Элемент қоспалары	Ластанған деңгейге сәйкес құрамы (мг/кг)
	1	2	3	4	5
	Мүмкіндігі	Төмен	Орташа	Жоғары	өте жоғары
Мұнай және мұнай өнімдері	<ПДК	1000-нан бастап	2000-нан бастап	3000-нан бастап	5000<

Мұнаймен ластанған топырақ қасиеті көптеген физико-химиялық өзгерістерге ұшырайды. Әлсіз топырақ құрамының бұзылуы және топырақ бөлшектерінің суды сіңіру қасиеті төмендейді.

Мұнаймен ластанған топырақта көміртегі мен азоттың арасындағы салыстырмалы көрсеткіші жылдам өсіп кетеді, ол топырақтың азот режимін нашарлатады және өсімдіктің тамырымен қоректенуін бұзады. Бұдан басқа, мұнай жерге төгілгенде және топырақ қыртысына сіңе отырып оттегіні ығыстырады, ал оттегі өсімдік және микроорганизмдердің өмірсүруі үшін өте қажет.

ВНИИСПТ мұнай деректері бойынша, соңғы 10-15 жылда мұнай және газ өндірудің өсуіне байланысты атмосфераға тарайтын зиянды заттар және қатты қалдықтар көлемі көп өсті және бүлінген жер көлемі де артты.

 Төменде, 5-кестеде 1 тонна дайындалған мұнайға есептегендегі қоршаған ортаның түрлі агенттермен орташа ластану көлемі келтірілген:

 

Кесте 5. 1тонна дайындалған мұнайға есептегендегі қоршаған

ортаның түрлі агенттермен орташа ластану көлемі