Несвоевременная ликвидация шламовых амбаров является вторым по значимости фактором загрязнения и нарушения земель. Только на территории Нижневартовского района этих сооружений построено более V тыс., из которых 1,9 тыс. оставлены без рекультивации, а 5 тыс. - без необходимой гидроизоляции. По данным независимых экспертов компании IWACO, в настоящее время в Западной Сибири нефтью и нефтепродуктами загрязнено от 700 до 840 тыс. га земель, а для Самотлорского месторождения эта цифра составляет 6500 га.
Печальный перечень последствий нефтедобычи можно продолжить, однако, перечисленные выше проблемы складываются из локальных воздействий добывающих предприятий, экологические проблемы которых можно сгруппировать по следующим направлениям.
Нефтедобывающий комплекс оказывает негативное воздействие на все компоненты окружающей среды: атмосферу, гидросферу, почвенный покров, растительный и животный миры.
К возможным воздействиям на гидросферу относятся следующие:[5]
- изменение стока из-за нарушения рельефа;
- прямое или косвенное воздействие на источники воды в результате удаления растительного покрова;
- загрязнение грунтовых и поверхностных вод в результате сбросов, утечек, дренажа и случайных разливов, связанных с эксплуатацией промысловых объектов;
- загрязнение грунтовых и поверхностных вод буровыми растворами и нефтью в период проведения буровых работ.
К возможным воздействиям разработки нефтяного месторождения на почву относятся:
- эрозия в результате изменения наклона поверхности и запруживания воды;
- изменения условий стекания воды;
- изменения полигональных структур;
- загрязнение в результате сбросов, утечек, дренажа и случайных разливов, связанных с эксплуатацией промысловых объектов.
Изменение почвенных условий может повлечь за собой дальнейшие вторичные воздействия в результате того, что места обитания не могут в прежней мере обеспечить жизнеспособность фауны и флоры. Интенсивная разведка и многолетняя эксплуатация нефтяных месторождений вызывает также деформации земной коры, сопровождающихся вертикальными и горизонтальными смещениями горных пород, под влиянием просадочных явлений происходит искривление стволов скважин, деформация обсадных колонн и разрушение объектов промыслового обустройства.
Локальное понижение поверхности вызывает изменение водного и теплового режима, происходит заболачивание территории за счет подтока грунтовых вод. Как следствие изменяются микроклиматические условия и выводятся из с/х оборота ценные земли.
Просадочные явления наблюдаются далеко не повсеместно и, чтобы они имели место, требуется сочетание многочисленных геолого-структурных, гидродинамических и литологических факторов. Отдельные деформации земной поверхности приводили к разрушению промысловых объектов, выводу из строя бурового оборудования и изъятию из оборота пахотных земель. Однако отрицательное воздействие на земельные угодья оказывают не только опускание земной поверхности, но и весь комплекс поисково-разведочных и эксплуатационных работ на нефть.
Земельные отводы под скважины разведочного бурения на нефть и газ установлены в пределах 3-4 га на одну скважину. Однако фактические размеры нарушенных земель значительно больше - от 10-12 до 20 га. Значительные площади приходятся на подъездные пути и т.д.[6]
Почва - важнейший природный ресурс и одной из главных задач является сохранение почвенного покрова как основного компонента биосферы и носителя плодородия. В процессе инженерной подготовки территории, строительства и бурения скважины происходит нарушение земель, а именно:
- нарушение почвенно-растительного слоя;
- рытье котлованов и выемок под фундаменты сооружений, основания опор, амбаров, траншей;
- сооружение отвалов и насыпей плодородного слоя почвы и минерального грунта;
- накопление строительных и бытовых отходов;
- загрязнение территории нефтепродуктами, отработанными буровыми растворами и другими веществами, применяемыми при бурении.
В результате этого нарушенные земли характеризуются:
- слабовыраженной активностью химико-биологических процессов;
- изменением физических, механических, микробиологических свойств и соответственно растительного покрова;
- слабой противоэрозийной устойчивостью почв;
- нарушением стока атмосферных осадков.
Химические загрязнения почв нефтепродуктами, буровыми растворами имеет место при плохой обваловке и слабой гидроизоляции амбаров или при их переполнении. Загрязняющая способность буровых растворов определяется содержанием в них нефтепродуктов, ПАВ, тяжелых металлов и др. При прорывах высокоминерализованных пластовых вод происходит засоление почв с образованием выцветов соли.
Наиболее устойчиво и опасно нефтяное загрязнение. Степень загрязнения почв нефтью определяется глубиной ее проникновения и зависит от физико-химических свойств нефти, механического характера грунтов и количества нефти. Экспериментальными данными установлено, что при достижении остаточного уровня насыщения 10-12%, нефть перестает мигрировать. Сильная загрязненность характеризуется проникновением нефти на глубину более 25 см, средняя - до 10-25 см и слабая - до глубины 10 см. Естественное микробиологическое разложение нефти происходит в почвах очень медленно, поэтому необходимо при возникающих разливах применение специальных сорбентов.[7]
При слабой степени загрязнения нефтью - эффективна вспышка, позволяющая разрыхлить и перемешивать загрязненный слой с нижележащими чистыми слоями.
Для освоения почв со средней загрязненностью необходимо частичное снятие с поверхности загрязненного слоя, проведение плантажной вспашки в течение 2-3 лет и внесение минеральных и органических удобрений.
Сильное загрязнение почв требует специальных методов рекультивации и делает их непригодными для ведения сельского хозяйства, лесного и водохозяйственного использования.
Интенсивно применяющееся в настоящее время выжигание нефти или покрытие нефтяных разливов минеральным грунтом увеличивает задержание ароматических углеводородов и бенз(а)пирена. Экспериментально доказано, что период восстановления почвенно-растительного покрова после загрязнения нефтью в количестве 12 л/м составляет от 10 до 25 лет, в зависимости от климатических особенностей региона.
Трансформация нефти в почвах происходит в 3 этапа:
- физико-химическое и частично микробиологическое разрушение углеводородов (преимущественно легких фракций);
- микробиологическое разрушение низкомолекулярных фракций;
- трансформация высокомолекулярных смол.
Нормальные алканы деградируют в первые месяцы после загрязнения, более устойчивые циклоакальны и тетроароматические углеводороды являются высокоустойчивыми к деградации.
Для характеристики состава нефти были выбраны следующие признаки, по которым можно судить о токсичности, геохимической устойчивости и других вредных свойствах нефти: содержание легких бензиновых фракций (кипящих при температуре до 200 °С), парафина, серы.
Легкие фракции нефти обладают повышенной токсичностью для живых организмов. В то же время действия этих фракций достаточно кратковременно, а их высокая испаряемость способствует быстрому самоочищению компонентов природной среды. Парафин содержится в разных количествах почвы в любой нефти. Само по себе это вещество не оказывает сильного токсического действия на организм. Но присутствие парафина в нефти в больших количествах благодаря высокой температуре его застывания существенно сказывается на свойствах нефти: увеличивается вязкость, выше становится устойчивость нефти в ландшафте. Попадание парафиновой нефти в почву влечет за собой на долгий срок нарушения влагообмена и т.д. По соотношению тяжелых и легких фракций и содержанию парафинов можно судить о скорости испарения, вымывания, опасности цементации почв, накопления тяжелых фракций нефти на дне водоемов в поймах рек и т.д.
Содержание серы также существенный признак при оценке влияния нефти на природную среду. Сера находится в нефти в разных формах: в виде элементарной серы, сероводорода, сульфидов, меркаптанов. Любая из этих форм вносит изменения в природные ландшафтно-геохимические процессы, оказывает то или иное токсическое действие на живые организмы. Особенно это относится к сероводороду и меркаптанам.
С увеличением сернистости нефти увеличивается опасность сероводородного заражения загрязненных водоемов и почв с избыточным увлажнением (глинных, болотных, луговых).
Разливы нефти и пластовых вод по поверхности почв приводят к трансформации морфологических, физико-химических и химических свойств почв, подавляя нитрифицирующую способность почв, уменьшают видовое разнообразие микроорганизмов, нарушают баланс веществ и т.д., т.е. в целом нарушают нормальный ход естественного почвообразования.
С поступлением сырой нефти и нефтепродуктов в почвы начинается процесс их естественного фракционирования и разложения. При этом легкие фракции постепенно испаряются в атмосферу, а их водорастворимые фракции выщелачиваются из профиля почв нисходящими и боковыми потоками влаги. Тяжелые фракции нефти, как правило, долго остаются в почвах и очень медленно разлагаются под воздействием микроорганизмов и химических реакций, протекающих в почвах. Свойства почв (щелочно-кислотные, сорбционные, окислительно-восстановительные и т.д.) определяют скорость разложения и особенности миграции различных загрязняющих веществ.[8]
Наиболее подвижные водорастворимые соединения нефтепродуктов в кислой обстановке могут и не задерживаться в почвах, а выщелачиваться из их профиля и накапливаться на седиментационных и восстановительных барьерах в данных отложениях местных водоемов и в поймах рек, т.е. на достаточно удаленных от источника загрязнения геохимически подчиненных территориях, при этом резко расширяется сфера загрязнения.