Геоэкологический мониторинг территории лицензионного участка бованенковского НГКМ

Почвы, развитые на песчаных отложениях и слоистых песках, супесях, подстилаемых суглинками и глинами, относятся к трем типам:

- подбуры мерзлотно-глееватые оторфованные,

- подзолы альфегумусовые глееватые и глеевые,

- тундровые мерзлотно-глеевые альфегумусовые торфянистые и торфяные.

Наиболее часто эти почвы и их комбинации распространены на придолинных

гривах, сложенных песками и супесями, но могут встречаться и на грядах водоразделов, если на поверхность выходят слоистые супесчано-суглинистые пачки морских отложений.

В наиболее дренированных ландшафтах, например на выпуклых вершинах, в составе микрокомбинаций почвы преобладают подбуры и подзолы. В менее дренированных ландшафтах подбуры обычно отсутствуют, а почвенные комплексы представлены мозаиками подзолов, тундровых мерзлотных альфегумусовых глеевых почв с болотно-тундровыми и болотными торфяными маломощными почвами.

Тундровые мерзлотные альфегумусовые глеевые почвы отличаются низкими запасами гумуса и азота, а также подвижных элементов питания растений, очень низкой емкостью поглощения, что при элювиальном режиме почвообразования является причиной вымывания подвижных продуктов почвообразования из профиля почв.

Данные почвы ранимы при антропогенных нагрузках. Разрушение тонкого торфяного слоя на гривах ведет к резкой активизации процессов ветровой дефляции слабосвязанных песков. Развевающиеся пески засыпают окружающие ландшафты на десятки метров вокруг.

Обширные массивы торфяных почв приурочены к депрессиям рельефа - низинам, котловинам, полосам стока. Дренированные ландшафты депрессий рельефа

заняты плоскобугристыми торфяниками, в более увлажненных ландшафтах торфяники сменяются бугристо-мочажинными, а затем полигонально-валиковыми болотами и в центре депрессии - мочажинными болотами (Мокеев и др., 2005).

Болотные торфяные мерзлотно-глеевые почвы делятся по мощности торфяной

залежи и генезису на четыре более мелких таксономических ранга;

- маломощные (мощность торфа до 30 см);

- среднемощные (мощность торфа 30 - 50 см);

- мощные (мощность торфа более 50 см);

- деградирующие - развитые на разрушающихся бугристых торфяниках.

Болотные почвы отличаются крайне низкой устойчивостью к механическому вохдействию. Даже после однократного прохода гусеничного вездехода мочажинные болота в колеях превращаются в топь и обводняются.

Почвенный покров территории, формирующийся в многочисленных озерных

поймах, можно разделить на два подтипа почв:

- озерно-пойменные дерново-глеевые;

- озерно-пойменные мерзлотно-глеевые иловатые.

Первые - развиты на дренированных ландшафтах пойм озер под злаковыми луговинами. Вторые - развиваются в слабодренированных заболоченных участках озерных пойм под арктофилловыми и вейнико-осоковыми зарослями. Морфология и свойства этих почв близки таковым соответствующих почв речных пойм (Мокеев и др., 2005).

Следует обратить внимание на низкую устойчивость к механическому воздействию тундровых почв. В талом состоянии минеральные горизонты тиксотропны, насыщены водой и легко переходят в плывунное состояние. Особенно нестабильны тундровые глеевые почвы на покатых и крутых склонах, они подвержены солифлюкции и катастрофическим сплывам даже в естественном состоянии. Антропогенные нарушения целостности растительно-торфяного слоя резко активизируют эти процессы.

Зональный тип растительности территории полуострова - тундры, подзона типичных субарктических тундр. Растительность формируется в условиях низменной пологой холмистой равнины с сильно развитой гидрографической сетью.

Содержание элементов питания растений - азота, фосфора и калия определяет способность почв к созданию фитомассы. От запаса этих элементов в почвах зависит возможность быстрого и эффективного восстановления растительности на нарушенных участках, а это в свою очередь, непосредственно влияет на установление термического равновесия в системе многолетнемерзлые породы - сезонно-талый слой - атмосфера. Таким образом, от содержания этих веществ в значительной степени зависит устойчивость ландшафтов криолитозоны.

Согласно литературным данным, на территории основной фон растительности составляют следующие сообщества и их сочетания:

- кустарничково-травяно-моховые;

- травяно-кустарничково-моховые;

- осоково-гипновые и кустарничково-травяно-моховые;

- злаково-осоково-моховые;

- травяно-моховые сообщества с разнотравно-злаковыми группировками;

- пионерные несомкнутые разнотравно-злаковые группировки.

Пологие склоны занимают, как правило, кустарничково-травяно-моховые сообщества. Травяно-кустарничково-моховые сообщества, а также осоково-гипновые и кустарничково-осоково-моховые болота приурочены к слабодреннрованным водораздельным поверхностям первой аллювиально-морской террасы (Мокеев и др., 2005).

Лугоподобные сообщества занимают пониженные участки приозерных, старинных и пойменных низин. Они представлены, в основном, арктофилово- осоковыми и злаково-пушицево-осоковыми группировками растений.

На остальной территории распространены антропогенные сообщества, возникшие в результате значительных нарушений растительного покрова в последние десятилетия XX века:

- участки, лишенные растительного покрова, с единичными экземплярами

- злаки и разнотравье;

- пионерные разнотравно-злаковые группировки;

- травяно-моховые сообщества в сочетании с разнотравно-злаковыми группировками.

На территории большей части проектируемых объектов растительный покров находится практически в естественном состоянии. Встречающиеся нарушения не значительны по площади и протяженности и вызваны, в основном, одноразовыми проездами транспорта и точечным захламлением территории (Мокеев и др., 2005).

На плоских вершинах, иногда на пологих склонах водоразделов распространены травяно-кустариичково-лишайннково-моховые с ивой и ерником пятнисто-бугорковатые тундры. Тундра характеризуется наличием голых или находящихся на разных стадиях зарастания пятен грунта и бугорковатым рельефом. Кустарниковый ярус практически не выражен, ерник с примесью ивы сизой чаще растет куртинками между бугорками. Кустарники прижаты к напочвенному покрову.

В растительных сообществах доминируют кустарнички - ива монетолистная, ива полярная, голубика, водяника. Между пятнами фунта плотный лишайниково-моховый покров, проективное покрытие лишайников достигает 20 - 30%. Ерниково-кустарничково-лишайниково-моховые бугорковатые тундры распространены на дренированных, чаще южных, пологих склонах водоразделов. Наиболее часто встречаются в юго-восточной части территории. На вершине бугорков обильны лишайники и ива полярная. Ерник с примесью ивы сизой, приурочены к боковой поверхности бугорков и к межбугорковым понижениям, образует кустарниковый ярус сомкнутостью 0.3-0.5 м н высотой до 20 - 30 см. 13 сложении мохового покрова главную роль играют виды следующих родов: Hylocomium, Pleurozium, Dicranum. Проективное покрытие лишайников составляет 20 - 30%.

Ерниково кустарничково-моховые бугорковатые тундры наиболее часто встречаются в центральной части территории, в окружении ивняков на склонах грив с суглинистыми почвообразующими породами (Мокеев и др., 2005).

Кустарниковый ярус, в котором доминирует ерник, невысокий. В ценозах обычны брусника, морошка, осока арктосибирская. Присугствует пушица многоколосковая, что указывает на повышенную влажность местообитания. Наряду с зелеными мхами между бугорками встречаются сфагны. Лишайники малообильны.

Ерниково-кустарничково-лишайннково-моховые и ерниково-кустарничково-моховые бугорковатые тундры на территории встречаются редко. Кустарниковый ярус несколько богаче видами, чем в других тундрах, помимо брусники и простратных ив встречаются голубика, водяника, багульник. На большей части данные типы тундр замещаются кустарничково-лишайииково-моховыми и кустарничково-моховыми с ивой и ерником пятнисто-бугорковатыми.

Ивняково-ерниково-травяно-моховые бугорковатые тундры формируются в самой нижней части склонов среди ивняков. Здесь ерник с ивой приурочены к бугоркам высотой 20-40 см и диаметром 0.5-1.0 м; они образуют кустарниковый ярус сомкнутостью 0.5- 0.7 и высотой до 50 см. Данный тип тундры, встречается отдельными участками, в основном на южных частях склонов и в долинах рек (Мокеев и др., 2005).

Травяно-моховые с ивой бугорковатые тундры распространены на вогнутых поверхностях водоразделов в центральной и северо-восточной частях территории. Бугорковатость рельефа выражена нечетко - бугорки диаметром до 1 м и высотой 5-10 см.

Травяно-кустарничково-лишайниково-моховые пятнистые тундры в сочетании с ивняково-ерниково-травяно-моховыми обычно приурочены к выпуклым поверхностям водоразделов с глинистыми грунтами. Здесь выражены плоские бугры диаметром от 1 до 3 м и высотой 10 30 см, между которыми пролегают ложбинки. Первый тип тундр представлен на буграх, второй - между буграми.

Ивняки приурочены к поймам рек, к высоким поверхностям. Дренированные участки со слабовыраженным бугорковатым рельефом заняты ивняками разно- травяно-хвощово-моховыми. Кустарники высотой 0.6-0.8 м не образуют сомкнутого яруса. Флористический состав богатый и хорошо развит травяной покров.

Ивняки осоково-моховые занимают участки поймы с недостаточным дренажом.

К невысоким бугоркам диаметром до I м приурочены куртины ив высотой 40-60 см с примесью ерника. В травостое наиболее обильны осоки прямостоячая и редкоцветковая.

Осоково-гипновые болота занимают наиболее низкие и обводненные участки. Мощность торфяной залежи 26 - 30 см. Травостой высотой до 30 см довольно разреженный и состоит в основном из осок. Моховый покров сплошной. Осоково-пушицево-сфагновые болота характеризуются незначительной глубиной сезонноталого слоя и мощностью торфяной залежи. В ценозах обычны осоки, пушицы, сабельник. До 10-20% площади нередко занято буграми разных размеров и высотой 10-20 см. Здесь также доминируют сфагны, но значительно участие других мхов. На них буграх изредка встречаются куртинки ивы, осоки, нардосмия (Мокеев и др., 2005).

Валиково-полигональные болота характеризуются полигонами диаметром 15-20 м и хорошо выраженными вокруг них валиками шириной 2-5 м. Валики двух соседних полигонов разделены канавкой. Валики могут быть заняты ивняками травяно-моховыми, причем в моховом покрове обычно доминируют Sphagnum spp., а высота кустарникового яруса не превышает 50 см. Поверхность валиков обычно обильно покрыта водяникой и морошкой.

Разнотравно-пушицево-злаково-осоковые сообщества формируются на низких уровнях поймы. В травяном покрове преобладают пушица многоколосковая, осока прямостоячая, дюпонция, сабельник. Редки куртины ивы. Сообщества с явным преобладанием злаков - осоково-пушицево-злаковые, осоково-злаковые, злаковые - формируются на более высоких уровнях поймы.

На рассматриваемой территории не встречены растения, включенные в Красную книгу России. Часть растений произрастает на границе своего ареала и редко встречается на рассматриваемой территории, данные растения занесены в Красную книгу ЯНАО.

Незабудка арктическая, синюха северная и паррия голостебельная распространены широко. Незабудка и синюха входят в состав травяного яруса травяно-моховых тундр, луговин по тундровым холмам и речным террасам, зарослей кустарников. Паррия голостебельная часто встречается на дренированных участках рядом с норами песцов, по берегам рек (Мокеев и др., 2005).

Из видов, включенных в дополнительный список Красной книги ЯНАО (1997), состояние которых в природной среде требует особого внимания, на территории произрастают:

- еремогоне полярная (Ercmogone polaris (Schischk.) Ikonn.) - бассейн p. Морды-яхи;

- гвоздика ползучая (Dianthus repens Willd.) - по песчаным склонам, участвует в зарастании песчаных карьеров;

- крупка снежная (Draba nivalis Liljebi.) - на песчаных субстратах;

- лапчатка Кузнецова (Potentilla kuznelzowii (Oovor.) Juz.) - по крутым речным обрывам;

- грушанка круглоцветковая (Pyrola grandiflora Radius) - в ивняках и лугах.

К числу особо охраняемых видов лишайников на Ямале отнесены следующие виды: Lobaria pulmonaria (L.) Hoffm. и Omphalina hudsoniana. На территории Бованенковского НГКМ обнаружена Boirydina viridis, найдена на торфяных почвах в долине р. Сё-яхи.

К числу видов лишайников, состояние которых в природной среде требует особого внимания, на территории встречаются Cclraria inermis (Nyl.) Krog. - в долине р. Сё-Яхи, и возможно нахождение Sticla arctica Degel. - в разных типах тундр (Красная книга Ямало-Ненецкого автономного округа, 1997).

Таким образом, процессы детритогенеза и глеегенеза в тундрах Западной Сибири присущи подавляющему большинству наземных и водных ландшафтов. Микроэлементный состав напочвенных подстилок и торфа зональных тундровых почв определяется составом доминантов растительного покрова. Биогеохимическая функция растительного покрова проявляется в интенсивном накоплении ряда микроэлементов (марганец, цинк, фосфор, и в меньшей степени - свинец и барий), причем максимальная активность свойственна зональным жизненным формам - кустарникам в субарктических и кустарничкам - в арктических тундрах. Гидро- и гигрофиты накапливают микроэлементы значительно слабее (Мокеев и др., 2005).

1.5 Общие сведения о Бованенковском НГКМ

Объектом исследования в рамках магистерской диссертации являются компоненты ПТК в пределах Бованенковского нефтегазоконденсатного месторождения. Территория лицензионного участка располагается в климатически уязвимом районе: промышленное освоение территорий крайнего севера не только снижает устойчивость природных экосистем, но и, как следствие, усложняет осуществление производственной деятельности, влияет на изменения температурного режима многолетнемерзлых пород. Это обосновывает необходимость детального рассмотрения физико-географических условий месторождения, вовлеченного в интенсивную эксплуатацию.

В административном отношении Бованенковское НГКМ расположено в Ямальском районе Ямало-Ненецкого автономного округа Тюменской области, в западной части полуострова Ямал и приурочено к крупнейшей на Ямале структуре первого порядка - Нурминскому мегавалу (А.А. Ипполитов, А.А. Хайруллин). В орогидрографическом отношении площадь сильно изрезана оврагами и долинами рек, покрыта озерами и болотами. Гидрографическая сеть района принадлежит бассейну Карского моря и представлена множеством рек и ручьев. Наиболее крупные реки: Морды-Яха, Се-Яха и Надуй-Яха. Все реки типично равнинные с незначительной величиной уклонов и спокойным течением (0.2-0.5 м/сек), мелководны, сильно меандрируют (Программа ЛЭМ БНГКМ) (Мокеев и др., 2008).

Территория Бованенковского месторождения находится в пределах слившихся в единой долине пойм рек Надуй-Яха, Сё-Яха и Морды-Яха. Абсолютные отметки поверхности поймы колеблются в пределах 2 - 7 м, причем поверхность поймы Надуй-Яхи несколько приподнята по отношению к поймам Сё-Яхи и Морды-Яхи.

Для обширных участков поймы типичны заболоченные поверхности и широкое распространение плоских, слабо выраженных в рельефе "хасыреев" (спущенных озер). Размеры некоторых из них достигают нескольких километров, а от остальной поверхности поймы они отделены уступами высотой до 0,5 - 1 метр.

Для отдельных частей поймы характерен полигонально-валиковый мезорельеф, который представляет собой четко оконтуренные мохово-травянистыми валиками заболоченные участки поймы.

На заболоченной пойме широко развиты плосковыпуклые моховые повышения диаметром 0,5 - 3,0 м. и высотой 0,1 - 0,3 м. Их генезис, возможно, связан с пучением сезоннопротаивающих грунтов. Ядра таких повышений более льдистые, чем окружающие их отложения поймы (Мокеев и др., 2008).

Наиболее сухие дренированные участки поймы приурочены, как правило, к прирусловым валам, бортам "хасыреев" и озер. На фоне преобладающей по площади мохово-травянистой заболоченной поверхности такие приподнятые, заросшие кустарником высотой 0,3 - 1,0 м участки выделяются довольно четко.

Поверхность поймы сильно заозерена. Встречаются озера диаметром от 100 м до нескольких км. Глубины озер колеблются от 0,5 до 3,5 м, с преобладанием от 1,0 до 2,0 м.

Плоские, незатронутые термоденудационными процессами поверхности ограничены в распространении. Такие участки, как правило, имеют полигональный (трещинно-полигональиый и остаточно-полигональный) мезорельеф. Наряду с полигональными встречаются плоские или слабовыпуклые хорошо дренированные поверхности с мелкобугристым и бугристым микрорельефом.

Участки с мелкобугрисгым микрорельефом (высота бугорков 5-10 см.) и пятнами медальонами типичны для открытых, с маломощным снежным покровом поверхностей (вершины останцев, бровки склонов и т.п.). Для слегка пониженных участков равнин характерен бугристый микрорельеф (высота бугорков 0,2-0,5 м.).

Для склонов типичен комплекс образований, обусловленных развитием термоденудационных процессов. Особенно интенсивно этими процессами переработаны останцы в междуречье Надуй-Яхи и Сё-Яхи. Здесь широко развиты активные склоновые процессы. Склоны террасированы, с большим количеством солифлюкционных языков и оплывов (Мокеев и др., 2008).

Исследуемая территория характеризуется обилием озер, имеющих, в основном, термокарстовое происхождение. Обычно это небольшие по площади, мелководные (3-4 м) озера, расположенные большими группами.

Формирование гидрохимического состава поверхностных вод происходит под влиянием природно-климатических условий. Наличие многолетнемерзлых пород блокирует грунтовое и подземное питание водных объектов, что повышает роль талых и дождевых вод с крайне малым солесодержанием (Н.Б. Пыстина, А.В. Баранов, 2013).

Замедленный круговорот веществ в условиях низких температур и заболоченность водосборов способствуют накоплению в поверхностных водах широкого спектра органических веществ - продуктов неполной деструкции растительного опада. В свою очередь присутствие в природных водах промежуточных продуктов разложения растительной биомассы определяет слабокислую реакцию среды, что благоприятствует повышению подвижности ряда металлов в составе органоминеральных комплексов (Н.Б. Пыстина, А.В. Баранов, 2013).

На территории месторождения развиты болотно-арктотундровые, торфянисто-поверхностноглеевые почвы, тундровые остаточно-аллювиально-гумусовые глеевые почвы. Как следствие сурового климата, широкого распространения многолетней мерзлоты, постоянного переувлажнения почв, почвообразовательный процесс проявляется лишь в слабом накоплении торфа и грубого гумуса в поверхностных горизонтах.

В экономическом отношении территория Ямала освоена слабо. Населенные пункты крайне редкие и приурочены в основном к побережью Обской губы. На западном побережье населенные пункты практически отсутствуют. С началом освоения газовых месторождений возник поселок строителей Бованенково. Развитие транспортной сети связано также с освоением месторождений.

Бованенковское месторождение расположено в области сплошного развития вечной мерзлоты, мощностью до 200-250 м. Деятельный слой на заболоченных участках достигает 0.3-0.5 м и на песчаных - 1.0 м (Мокеев и др., 2008).

Для климатического режима рассматриваемого района характерны суровая продолжительная зима, крайне короткое прохладное лето и затяжные переходные сезоны - весна и осень, короткий безморозный период. Зима холодная и продолжительная (с ноября по март-апрель) снежный покров удерживается до 231 суток в год, сопровождается постоянными и часто сильными ветрами. Средний минимум температуры воздуха зимой 26.2 єС. В связи с близостью моря наиболее низкая температура наблюдается в феврале. Среднегодовая отрицательная температура составляет минус 10 - минус 11єС.

Период со средней суточной температурой воздуха выше 5 єС (период вегетации растений) продолжается не более двух месяцев. Средняя температура июля, самого теплого месяца в году, составляет 7.3 єС. Бывают годы, когда лето практически отсутствует и весна постепенно переходит в осень. В отдельные дни, в июле - августе, при вторжении теплых континентальных масс с юга температура может достигать 30 єС.

Годовое количество осадков составляет 300-350 мм и большая их часть выпадает

летом (200-250 мм) в виде длительных и моросящих дождей, в августе-сентябре часто со снегом. Толщина снежного покрова наибольшая в марте - мае и достигает 20-40 см.

Району характерна активная ветровая деятельность, особенно в первой половине зимы. Средняя скорость ветра на побережье зимой и в переходный период - 5.5-7.1 м/сек., а в отдельные дни скорость ветра может достигать 20-30 м/сек. Холодные ветры с большими скоростями являются серьезной помехой при освоении территории (Мокеев и др., 2008).

Плотность населения крайне низкая (не превышает одного человека на 12.5 кв. км). Коренное население (ханты, ненцы, селькупы) занимается пушным и рыбным промыслами, оленеводством.

Основные населенные пункты расположены на берегу Обской губы (Сабетта в 160 км от месторождения, Сеяха - 160 км, Мыс Каменный - 260 км, Новый Порт - 320 км, Яр-Сале - 360 км). Базовые для освоения города Салехард, Сабетта и Лабытнанги, соответственно, с аэропортами и железнодорожной станцией находятся на 400 км южнее. В 100 км северо-западнее расположен вахтовый поселок Харасавэй.



Глава 2. Влияние нефте- и газодобывающей отрасли на состояние природной среды полуострова Ямал

2.1 Геомеханическое воздействие на почвы и растительность

При строительстве техногенных объектов происходит неизбежное геомеханическое воздействие на ПТК. В результате такого воздействия возможна частичная или полная перепланировка рельефа с нарушением природного микро- и мезорельефа. По мере эксплуатации промышленных и жизнеобеспечивающих структур (вахтовые посёлки, промбазы, трубопроводы и т.д.) рельеф будет видоизменяться: вместе с образованием его антропогенных форм активизируются рельефообразующие процессы. Особое внимание следует уделить криогенному рельефообразованию, при котором возможно как оттаивание, так и промерзание пород.

Степень механического воздействия определяется характером нарушений при подготовке территории к строительству и эксплуатации. При площадных нарушениях возможны нарушения тепло- влажностного режима грунта, что приводит к изменениям глубины сезонного протаивания, активизируя процессы заболачивания, неравномерной осадки грунта, пучения и термоэрозии.

При строительстве линейных объектов (магистральные газопроводы, автодороги, ЛЭП и т.д.) создаётся барьер для путей миграции водных потоков, что может приводить к заболачиванию местности и образованию болот. Линейные сооружения большой протяженности пересекают участки с различными температурными и влажностными режимами многолетнемерзлых грунтов. Поэтому территории будут подвергаться техногенному воздействию в различной степени.

В западной части полуострова Ямал расположено значительное количество залежей пластового льда, там же расположено и Бованенковское месторождение. По данным М.А. Коняхина, площадь отдельных залежей пластового льда в пределах Бованенковского НГКМ составляет не менее 18-20 м², а его основание иногда располагается ниже уровня моря (Козлова, 2013). Для стадии освоения месторождения наличие залежей внутри грунтового пластового льда может быть опасным фактором, поскольку в условиях сплошного распространения многолетнемёрзлых пород газодобывающие скважины оказывают не точечное, а площадное воздействие на рельеф. Вокруг них образуется зона оттаивания, стимулирующая развитие термокарстовых процессов и деградацию многолетнемерзлых грунтов. Образующиеся понижения заполняются водой и при вторичном промерзании развиваются процессы пучения, деформирующие ствол буровой. Возникает риск аварийной ситуации. Вытаивание льда может привести к коренной перестройке рельефа, уничтожению ландшафта и возможному затоплению морем значительной территории (Козлова, 2013).

Геомеханическое воздействие на почвы уже привело к тому, что современный уровень теплообмена на поверхности эксплуатируемых территорий не соответствует ранее сформировавшимся естественным геотемпературным условиям. Деградация многолетнемёрзлых пород отмечается в основании конструкций и сооружений, при проектировании которых не были реализованы эффективные меры по термостабилизации грунтов с учётом динамики климатических условий. Повышение температуры мерзлых грунтов в основаниях объектов газового комплекса, наряду с локальными техногенными факторами, привело к снижению несущей способности мерзлых грунтов оснований объектов постройки 70-х - 80-х годов прошлого столетия, построенных без учета динамики мерзлотных условий в процессе их эксплуатации (Мельников, 2017). В результате оказываемого влияния на природную среду возможно осложнение условий эксплуатации оборудования на территории месторождения: преждевременное развитие деформаций фундаментов, трубопроводов, технологического оборудования, отказ в их работе и преждевременный износ, что влечёт за собой увеличение затрат на текущий и капитальный ремонт.

Механическое воздействие на почвы способно привести к частичному или полному уничтожению растительного покрова (Кукушкин, 2016). Из-за труднодоступности районов и отсутствия развитой автодорожной сети, для доставки строительных материалов или перемещения людей на дальние расстояния используют гусеничный транспорт. При передвижении он срезает гусеницами верхний теплоизолирующий слой торфа, способствуя активизации процессов оттаивания многолетнемерзлых грунтов. В результате сильной нагрузки (перемещение буровых установок, планирование дорожной сети, разработка месторождений и т.д.) возможно полное уничтожение растительного покрова. Это вызывает разрушение первичных сообществ, смену или полную деградацию растительных сообществ, увеличение обводненности территории, активизацию эрозионных и криогенных процессов (Кукушкин, 2016).

Растительность играет важную роль в поддержании термического режима многолетнемерзлых пород и обеспечении его стабильности в условиях крайнего севера. Прогноз экологических последствий промышленного освоения полуострова Ямал невозможен без изучения структурно-динамических особенностей растительного покрова (Московченко, 2013). Из сказанного выше можно сделать вывод: при нарушениях растительного покрова возможен риск развития криогенных процессов, провоцирующих непредсказуемые изменения рельефа местности, что способно нанести ущерб не только природной среде, но и техногенным сооружениям. Чтобы сохранить как экосистемы, так и инженерные сооружения на эксплуатируемых территориях, необходимо минимизировать наносимый фитобиоте вред.

По данным О.В. Ребристой, флора Ямала насчитывает 406 видов высших сосудистых растений и отличается таксономической бедностью. Однако малая видовая насыщенность компенсируется многообразием биотопов, изменяющихся под действием экзогенных геоморфологических процессов (Московченко, 2013). Многие фитоценозы полуострова Ямал, среди которых имеются редкие виды, подвержены изменениям структурно-динамических свойств вследствие низкой устойчивости к антропогенному воздействию.

В местах с нарушенным растительным покровом одни виды растительности сменяют другие, формируя нетипичные для территории местообитания. Наиболее активны на антропогенных местообитаниях злаки и осоки (например, Calamagrostis lapponica, C. Holmii, Eriophorum scheuchzeri), максимально уязвимы кустарнички и лишайники (Кукушкин, 2016). Вокруг буровых площадок наблюдается застой грунтовых вод и подтопление. В связи с этим происходит замещение ерниково-кустарничково-лишайниково-сфагновых сообществ на травяно-осоковые сообщества (Kukushkin, 2011; Опекунова, 2013; Кукушкин, 2016).

2.2 Химическое загрязнение природной среды

Освоение нефте- и газоносных провинций обусловливает специфику химического воздействия на территориях полуострова. К его самым распространённым последствиям относят загрязнение воды, донных осадков и почв НУ, вызванное разливами нефти и газоконденсата при авариях на внутри промысловых трубопроводах, при бурении скважин, складировании бурового шлама и т. д. (Опекунова и др., 2012) Главными источниками химического загрязнения на территории нефтегазоконденсатных месторождений (НГКМ) являются буровые скважины, устьевое оборудование, промплощадки, взлетно-посадочные площадки, транспортные средства и различные линейные объекты (подъездные автодороги, сборные трубопроводы, шлейфо- и ингибиторопроводы). Приоритетными поллютантами при этом выступают нефтепродукты и тяжелые металлы. Они попадают в окружающую среду при всех видах производственной деятельности, аварийных разливах и сбросах, а также при работе автотранспорта (Опекунова и др., 2018).

2.2.1 Содержание нефтепродуктов в почвах и поверхностных водах

При комплексной оценке состояния окружающей среды используются геохимические характеристики, поскольку по изменению химического состава её компонентов достаточно просто зафиксировать антропогенное воздействие. Для районов с нефте- и газодобывающей промышленностью помимо содержания тяжелых металлов важной геохимической характеристикой является количество нефтепродуктов в компонентах экосистем.

Накопление нефтепродуктов в природной среде является одной из важных экологических проблем северных территорий. Это связано с их низкой устойчивостью к техногенному воздействию и особенностями климатических условий: деградация нефти протекает очень медленно, создаётся риск загрязнения на долгие годы.

Интенсивность поступления нефтяных углеводородов определяется их источником: они подразделяются по масштабам воздействия на локальные и площадные. Локальные загрязнения происходят при повреждении трубопроводов, буровых установок, а также при эксплуатации и обслуживании транспорта. Более масштабное загрязнение возникает в результате аварийных выбросов, при возникновении нефтяных и газовых фонтанов, разливе буровых растворов. Они попадают в почву и поверхностные воды не только вследствие разрушения обваловки шламовых амбаров, но и из-за нарушения технологии буровых работ, в первую очередь - в отсутствии гидроизоляции котлованов-отстойников. Так же часто отмечается несанкционированное размещение (временное размещение) готовых буровых растворов на необорудованных площадках (Опекунов и др., 2015; Кукушкин, 2016).

Почвы способны к естественному самоочищению от нефтяных углеводородов благодаря микроорганизмам, однако этот процесс занимает длительный период времени - 10 - 25 лет. В процессе деградации нефтепродуктов возможна трансформация их компонентов в токсичные соединения, устойчивые к расщеплению (Арестова, 2003). Кроме того, некоторые компоненты НУ оказывают негативное влияние на почвы, способствуя деградации почвенного биогеоценоза и препятствуя их самоочищению. Таким образом, под влиянием внешних условий, формирующим особенности экосистем полуострова Ямал, нефтепродукты способны закрепиться в почвенном покрове на длительное время, препятствуя восстановлению растительного покрова и проникая в другие компоненты природной среды.

Наличие НУ характерно для всех типов почв, где ведётся интенсивная нефте- и газодобыча. Основная причина их накопления - видоизменение природной среды человеком при освоении месторождения. Арестова И.Ю. (2003) отмечает, что содержание нефтепродуктов в почвах можно использовать в качестве геохимического показателя при оценке уровня техногенной нагрузки. Но не стоит забывать о естественной эманации углеводородов из нефтяных горизонтов. На территориях, где ещё не ведётся газодобыча, отмечается значительная концентрация нефтепродуктов в почвах. Для каждого района нефтедобычи характерен свой природный фон содержания НУ (Пиковский, 1981; Пиковский и др., 2003). Ещё одна причина, по которой концентрация НУ может увеличиваться - влияние полуразложившихся остатков растений, содержащих высокомолекулярные соединения (Опекунова и др., 2005, 2007; Опекунов и др., 2012).

Поверхностные водные объекты, как нижний (аквальный) уровень в элементарном геохимическом ландшафте, представляют собой область сноса и наиболее уязвимы к химическому загрязнению. Основными путями поступления поллютантов в водоёмы являются: поверхностный и внутрипочвенный стоки, атмосферный перенос, прямой сброс сточных вод и захоронение отходов. Качество поверхностных вод позволяет судить об общем уровне воздействия на компоненты окружающей среды (Опекунов и др., 2012).

Загрязнение НУ воды и донных отложений вследствие разливов нефти и газоконденсата при авариях, а также при обустройстве месторождения, относится к одному из наиболее распространенных видов химического воздействия. Содержание НУ в воде озер вблизи скважин, подвергшихся загрязнению нефтепродуктами, по прошествии 1-3 лет составляет, как правило, 0,020-0,050 мг/л, т. е. в большинстве случаев - ниже ПДК. Существенно, что в загрязненных водных объектах донные осадки становятся источником вторичного загрязнения воды. Это проявляется во всплытии фрагментов НУ и образовании пленки на поверхности воды. При этом концентрации НУ в осадках достигают очень высоких значений (до 0,1-0,5%) (Опекунов и др., 2012).

Углеводороды могут накапливаться в донных отложениях. Бактериальная микрофлора не всегда способна воздействовать на них, что усугубляет риск непосредственного попадания НУ в природные водные объекты. Сохраняясь в донных отложениях, они могут стать источником вторичного загрязнения и при любых механических воздействиях на грунт дают увеличение концентраций в воде.

2.2.2 Загрязнение тяжелыми металлами

К тяжёлым металлам условно относят химические элементы с атомной массой свыше 50, обладающие свойствами металлов или металлоидов. Среди ТМ приоритетными загрязнителями считаются Hg, Pb, Cd, As, Zn, Ni, Cr, Co, Cu (Арестова, 2003). Они схожи с физиологически важными органическими соединениями и при избыточном поступлении в организмы способны нарушить процессы метаболизма.

По мере увеличения интенсивности нефте- и газодобычи на полуострове, усиливается антропогенное влияние на ландшафты Ямала. Ещё не затронутые освоением они находятся под косвенным влиянием деятельности человека (Томашунас, Абакумов, 2014). Один из компонентов природной среды, подвергающийся негативному воздействию при загрязнении ТМ, - почвенный покров. В почве происходит аккумуляция, трансформация и миграция химических элементов - все эти процессы могут быть нарушены при увеличении концентраций ТМ. Их накопление нарушает физико-химическое равновесие природной системы: изменяется величина рН, разрушается почвенный поглощающий комплекс, нарушаются микробиологические процессы, в результате разрушения структуры ухудшается водно-воздушный режим, деградирует почвенный гумус, и в конечном итоге почва теряет плодородие (Овчинникова, 2016).

ТМ, поступающие на поверхность почвы в результате антропогенного загрязнения, накапливаются в почвенном профиле, особенно в верхних горизонтах, и медленно удаляются при выщелачивании, потреблении растениями, эрозии и дефляции. Период полуудаления ТМ сильно варьирует для различных элементов и составляет, например, для Zn - от 70 до 510 лет, Cd - от 13 до 110 лет, Cu - от 310 до 1500 лет и для Pb - от 740 до 5900 (Арестова, 2003)

Основными источниками поступления ТМ в окружающую среду при нефтегазодобыче являются: буровые растворы, химические реагенты, промывочные жидкости, автотранспорт и минерализованные пластовые воды. Нефть и газоконденсат (в первую очередь содержащиеся в них смолы и асфальтены) хотя и в меньшей степени, могут также являться источниками эмиссии ТМ. Факельные установки для дожигания некондиционных газоконденсатных смесей могут быть причиной увеличения степени подвижности ТМ вследствие подкисления поверхностных вод и атмосферных осадков (Кукушкин, 2016).

Включаясь в трофические цепи, тяжелые металлы в наземных экосистемах способны оказать воздействие на мезофауну и микрофлору. Пока ТМ остаются прочно связанными с компонентами почвы, они труднодоступны и оказывают незначительное влияние на неё. Но если почвенные условия позволяют перейти тяжелым металлам в почвенный раствор, возникает опасность их проникновения в растения. Нарушается процесс поглощения других элементов, при поглощении корнями растений мембраны не способны удерживать большое количество поступающих ТМ.

Распределение тяжелых металлов по поверхности почвы определяется следующими факторами:

- Источники загрязнения;

- Климатические особенности региона;

- Химический и вещественный состав почвенного раствора;

- Степень нарушенности почвенного покрова;

- Количество веществ, противодействующих влиянию ТМ и способных образовывать с ними комплексные соединения;

- Степень подвижности ТМ.

Химический состав почв, в первую очередь, зависит от природных факторов -почвообразующих пород и механического состава. Большую роль играет ландшафтная структура территории: закономерности миграции и аккумуляции металлов меняются при переходе от полигональных к типичным тундрам и лесотундрам (Опекунов и др., 2018). Поскольку почвы полуострова Ямал характеризуются малогумусностью и переувлажненностью, тяжелые металлы могут переходить в подвижные формы и мигрировать по экосистеме.



Глава 3. Методика исследований

3.1 Производственный экологический контроль и экологический мониторинг в системе природоохранных мероприятий

Согласно стандарту отрасли ПАО «Газпром», производственный экологический контроль (далее - ПЭК) - это составная часть природоохранной деятельности ПАО «Газпром», представляющая собой систему мероприятий, осуществляемых уполномоченными органами СУПОД ПАО «Газпром» в целях обеспечения выполнения в процессе хозяйственной и иной деятельности мероприятий по охране окружающей среды, рациональному использованию и восстановлению природных ресурсов, а также в целях соблюдения требований в области охраны окружающей среды, установленных законодательством в области охраны окружающей среды (СТО, 2008).

На территории Российской Федерации экологический контроль осуществляется в соответствии с ФЗ «Об охране окружающей среды», ФЗ «Об охране атмосферного воздуха», ФЗ «Об отходах производства и потребления» и ФЗ «О животном мире»

ПЭК является обязательным элементом деятельности ПАО «Газпром» и его дочерних сообществ. В его рамках реализуются мероприятия, направленные на:

- Обеспечение выполнения мероприятий по охране ОС, рациональному использованию и восстановлению природных ресурсов;

- Соблюдение требований в области охраны окружающей среды, установленных природоохранным законодательством;

- Оценку и учёт негативных воздействий на природную среду и их источники;

- Проведение экологического мониторинга и других форм экологического контроля.

- Целью ПЭК в ПАО «Газпром» является обеспечение:

- соблюдения требований природоохранного законодательства Российской Федерации, включая водное, земельное и лесное законодательство, законодательство в области охраны атмосферного воздуха и в области обращения с отходами, иных законодательных и нормативных правовых актов, а также документов ПАО «Газпром», регламентирующих вопросы охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов;

- выполнения обязательств Экологической политики ПАО «Газпром» и корпоративных программ в области охраны окружающей среды.

Для достижения целей соблюдаются природоохранные, санитарно-гигиенические и технические нормативы, а также принципы рационального использования природных ресурсов в ходе реализуемой производственной или иной деятельности Компании. Соблюдаются требования к охране компонентов природной среды (атмосферный воздух, водные объекты, почвы, растительность и леса, животный мир). Своевременно устраняются возможные причины аварийных ситуаций, повлекших за собой сверхнормативное воздействие на окружающую среду.

В ходе реализации поставленной цели важно соблюдать требования к полноте и достоверности сведений в области охраны окружающей среды, используемых при расчетах платы за негативное воздействие на окружающую среду, представляемых в органы исполнительной власти, осуществляющие ГЭК, и органы государственного статистического наблюдения (СТО, 2008).

Для получения достоверной информации о состоянии природной среды необходимо провести комплекс мер по её детальному изучению. При планировании любого рода деятельности, сопряженного с видоизменением ландшафтов, нарушением растительного покрова, вырубкой лесов и другими видами антропогенных воздействий, необходимо понять, как эти изменения способны повлиять в будущем на окружающую среду. Освоение и эксплуатация месторождения - не только сложнейший, но и сопровождающийся выбросами различных поллютантов процесс, занимающий продолжительное время. Он выполняется поэтапно, требуя наличие системы наблюдений за происходящими в природной среде изменениями, во избежание нанесения непоправимого ущерба территориям с низкой устойчивостью к техногенному воздействию. С целью предотвращения негативных последствий был разработан и внедрён экологический мониторинг.

Согласно стандарту отрасли ПАО «Газпром», мониторинг окружающей среды (экологический мониторинг, мониторинг окружающей среды, ее загрязнения) - это комплексная система наблюдений за состоянием окружающей среды, оценки и прогноза изменений состояния окружающей среды под воздействием природных и антропогенных факторов (СТО, 2010).

На территории Российской Федерации экологический мониторинг осуществляется в соответствии с ФЗ «Об охране окружающей среды», в котором прописано следующее: государственный мониторинг окружающей среды (государственный экологический мониторинг) осуществляется в целях регулярного наблюдения за состоянием окружающей среды, в том числе компонентов природной среды, естественных экологических систем, за происходящими в них процессами, явлениями, изменениями состояния окружающей среды, а также в целях обеспечения потребностей государства, юридических и физических лиц в достоверной информации, необходимой для предотвращения и/или уменьшения неблагоприятных последствий изменения состояния окружающей среды (32).

На территории месторождений неизбежно скапливаются отходы бурения, производственной деятельности и другие. Их захоранивают на специальных площадках, создающих изолирующие для негативного воздействия условия. Данные захоронения необходимо контролировать в ходе экологического мониторинга. Правовым основанием для осуществления мониторинга окружающей среды на территориях объектов размещения отходов является требование пункта 3 статьи 12 ФЗ «Об отходах производства и потребления».

Правовым основанием для ведения производственного экологического мониторинга в Компании являются организационно-распорядительные документы и локальные нормативные акты ПАО «Газпром», его дочерних обществ и организаций (СТО, 2010).

Экологический мониторинг осуществляется в ПАО «Газпром» как часть производственного экологического контроля. Он является специфической частью большого комплекса мероприятий, цель которого - обеспечить соблюдение природоохранных требований.

Экологический мониторинг служит как:

- Инструмент информационной поддержки;

- Источник данных для планирования природоохранных мероприятий;

- Показатель состояния природной среды в пределах объектов воздействия;

- Система мер по детальному изучению компонентов экосистемы под влиянием техногенных процессов.

Основная цель экологического мониторинга состоит:

- В оценке состояния окружающей среды в зонах потенциального негативного воздействия производственных объектов Компании;

- Выявлении причины изменения состояния компонентов окружающей среды и экосистем, а также (в случае необходимости) определении необходимых мероприятий для снижения уровня деградации и восстановления экосистем;

- Оценке результативности и эффективности природоохранных мероприятий;

- Оптимизации пространственно-временных параметров ПЭК;

- Обеспечении возможности планирования и реализации мероприятий, направленных на снижение экологического риска и предотвращении возникновения негативных ситуаций до того, как будет нанесен ущерб окружающей среде.

Для достижения целей в Компании ведутся регулярные наблюдения за состояние ОС и его изменениями в результате техногенного воздействия, регистрируется и обрабатывается информация для оценки и прогноза изменений состояния природной среды, а также выполняется комплекс частных задач в рамках вышеперечисленного.

В рамках ведения регулярных наблюдений за состоянием ОС и его изменениями в результате негативного антропогенного воздействия решаются следующие текущие и оперативные задачи:

- проведение оперативных измерений состояния объекта наблюдения;

- обеспечение соблюдения планов-графиков мониторинговых наблюдений;

- метрологическое обеспечение измерений;

- поддержание готовности к осуществлению детальных наблюдений уровня загрязнения окружающей среды (в зонах аварийного воздействия).

В рамках решения комплексной задачи регистрации и обработки первичной информации для оценки и прогноза изменений состояния окружающей среды в результате негативного воздействия решаются следующие частные задачи:

- накопление и систематизация информации (данных мониторинговых наблюдений);

- создание информационных баз данных о состоянии объектов наблюдения;

- подготовка, ведение и оформление отчетной документации по результатам экологического мониторинга;

- подготовка информации для органов СУПОД ПАО «Газпром», руководства дочерних обществ и организаций;

- подготовка информации для органов государственной власти в сфере отношений, связанных с охраной окружающей среды, органов местного самоуправления, общественных организаций и граждан (по их мотивированным запросам) (СТО, 2010).

3.2 Программа ЛЭМ окружающей среды Бованенковского лицензионного участка

Неотъемлемой частью выполнения процедур международных стандартов в ООО «Газпром добыча Надым» является создание и функционирование системы экологического мониторинга. В 2013 году вступило в действие Постановление Правительства ЯНАО, требования которого обязывают недропользователей организовать территориальную систему наблюдений за состоянием окружающей среды в объеме, предписываемом данным Постановлением. Кроме того, подписан Меморандум о добровольных обязательствах в области обеспечения экологической безопасности на территории ЯНАО между Правительством ЯНАО и ПАО «Газпром», одним из основных обязательств Общества Газпром является осуществление локального экологического мониторинга (далее - ЛЭМ) в границах лицензионных участков на право пользование недрами с целью добычи нефти и газа на территории ЯНАО. Порядок, организация и проведения ЛЭМ изложены в программе ЛЭМ окружающей среды Бованенковского НГКМ.

Согласно Программе, основной целью проводимых в рамках локального экологического мониторинга работ является оценка современного состояния компонентов природной среды. Она включает комплексные геоэкологические исследования почв, поверхностных вод, донных осадков, атмосферного воздуха, снежного покрова в естественных и техногенно-нарушенных условиях. Полученные по ним данные используются с целью принятия решений по обеспечению безопасности как объектов нефте- и газодобычи, так и компонентов природной среды. Разрабатываются меры по смягчению или предотвращению негативных последствий для эксплуатируемой территории.

Программа мониторинга разработана отделом охраны окружающей среды Инженерно-технического центра ООО «Газпром добыча Надым» с учетом требований действующего природоохранного законодательства и Постановления Правительства ЯНАО от 14.02.2013 г. N 56-П «О территориальной системе наблюдения за состоянием окружающей среды в границах лицензионных участков на право пользования недрами с целью добычи нефти и газа на территории Ямало-Ненецкого автономного округа» (далее - Положение) (Программа ЛЭМ БНГКМ, 2015).

Мониторинг осуществляется путём сбора данных, их обработки и анализа, затем полученная информация распространяется между заинтересованными организациями. Информация должна быть полной, достоверной, современной и позволять:

- Оценить состояние природной среды в зоне воздействия объектов Общества;

- Выявить причины изменения состояния компонентов экосистем;

- Определить меры по предотвращению их деградации и возможные пути восстановления;

- Оценить эффективность действующих природоохранных мероприятий и обеспечить возможность планирования мероприятий, необходимых для снижения экологических рисков до нанесения серьезного ущерба окружающей среде.

Согласно Программе, основными задачами мониторинга являются:

- Организация наблюдений за основными параметрами компонентов окружающей среды (атмосферного воздуха, поверхностных вод, донных отложений, почв, снежного покрова) в зоне возможного техногенного влияния производственных объектов;

- Получение измерительной информации о состоянии контролируемых природных сред в процессе производственной деятельности на территории месторождения;

- Анализ состояния окружающей природной среды в зоне влияния производственных объектов;

- Определение соответствия санитарно-гигиеническим и экологическим нормативам компонентов природной среды в зоне влияния источников техногенного воздействия на окружающую природную среду в пределах месторождения;

- Формирование на основе полученной информации комплексной оценки экологического состояния природной среды;

- Подготовка, ведение и оформление отчетной документации по результатам экологического мониторинга. (программа ЛЭМ БНГКМ,2015)

3.3 Методика проведения производственного экологического мониторинга

Работы в рамках ЛЭМ выполняются в 4 этапа, в соответствии с утвержденной Программой: подготовительный, полевой (отбор проб), лабораторный и камеральный.

Инструментальный контроль атмосферного воздуха проводится специалистами ОООС ИТЦ с использованием передвижной экологической лаборатории, оснащенной газоаналитическим оборудованием.

Отбор пробы поверхностных вод осуществляется вручную или с использованием пробоотборника с одной вертикали (условной отвесной линии от поверхности воды до дна) с учетом глубины водного объекта. При глубине до 5 метров устанавливают один горизонт (место на вертикале (по глубине), на котором производят отбор): в период открытой воды ? на глубине от 0,2 до 0,5 м от поверхности воды; зимой ? у нижней поверхности льда. Отбор проб может осуществляться с борта водного транспорта с середины водотока с использованием пробоотборной системы.