Июн 05 2002

ДИНАМИКА ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ДОННЫХ ОСАДКАХ РАЙОНОВ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫХ И ДОБЫЧНЫХ РАБОТ НЕФТЕГАЗОВОГО КОМПЛЕКСА

ДИНАМИКА ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ДОННЫХ ОСАДКАХ РАЙОНОВ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫХ И ДОБЫЧНЫХ РАБОТ НЕФТЕГАЗОВОГО КОМПЛЕКСА

Е.В. Башкирцева, Ю.Д. Степаняк

Южный отдел УкрГГРИ, г. Симферополь, Украина

Углеводородные запасы Черноморского шельфа начали осваиваться с середины 70х годов минувшего столетия. К настоящему времени геофизическими поисковыми работами покрыта практически вся площадь шельфа, параметрическим и поисковым бурением вскрыты наиболее перспективные структуры. Учитывая исчерпание фонда представляющих поисковый интерес антиклинальных ловушек в верхних структурных этажах, а также неомобилистскую эволюцию взглядов тектонистов на строение Черноморской впадины, геологоразведочные работы в ближайшем будущем будут направлены преимущественно на изучение более глубоких (юрских и нижнемеловых) горизонтов. В случае успешного решения Украиной вопросов финансирования и правовых гарантий, следует ожидать активизации геологоразведочных работ на нефть и газ в акватории Черного моря не только отечественных предприятий, но и зарубежных компаний. Привлечение последних объясняется тем, что техническая возможность постановки самоподъемных буровых установок (СПБУ), которыми владеет Украина, ограничивается изобатой 90 м.

В этой связи, актуальным становится вопрос оценки степени экологического риска предполагаемых потенциально опасных работ на основе имеющейся информации о влиянии буровых (СПБУ) и добычных морских стационарных платформ (МСП) на компоненты экосистемы северо-западного шельфа. Следует отметить, что технологический цикл буровых и эксплуатационных платформ в рабочем (безаварийном) режиме полностью герметизирован, что исключает непосредственное загрязнение моря токсичными веществами, используемыми при бурении, а также продуктами добычи.

Анализ динамики тяжелых металлов в донных осадках выполнен на основе материалов экологического сопровождения геологоразведоч-

ных работ, проводимых ГАО "Черноморнефтегаз" в акватории Черного моря. Пробы поверхностных осадков отбирались до бурения скважин, после бурения (в одних и тех же точках), а также в процессе мониторинга эксплуатационных МСП. Расположение площадей и геохимических станций представлено на рис. 1, результаты анализа – в таблицах 1 и 2.

Рис. 1. Расположение площадей и геохимических станций в районах геологоразведочных и добычных работ

В целом, концентрации исследованных металлов не выходили за пределы известных для СЗ шельфа значений. В большинстве случаев концентрации тяжелых металлов не превышали ПДК в осадках для стран ЕС. Исключение составляют ртуть (2 ПДК на Безымянной до бурения) и кадмий (1,4 ПДК на Южно-Бортовой до бурения и 1 ПДК на Безымянной после бурения). По отношению к кларку литосферы (по А.П. Виноградову, 1962), как всеобщему эквиваленту, концентрация меди повсеместно ниже кларка, хрома – равна или меньше кларкового уровня, свинца – несколько больше или близка к таковому. Существенные отличия от кларка ртути и кадмия отражают литологический контроль геохимических условий осадконакопления. С увеличением карбонатности (раковинного материала) возрастают содержания в осадках Cd и снижаются Hg и, соответственно, наоборот. Оценка к "фону Черного моря" не выполнялась, поскольку считаем этот термин, употребляемый некоторыми авторами, некорректным. В условиях, когда диапазон  колебаний концентраций  элемента

Таблица 1. Содержание металлов в осадках районов буровых работ (в числителе–до бурения, в знаменателе–после бурения скважин)

Статистические параметры

Hg

Cr

Cu

Pb

Cd

Южно-Бортовая (1998 г.)

Среднее, мг/кг

0,03

0,05

76,76

49,66

20,78

19,60

24,02

17,24

1,13

0,60

Стандартное отклонение

0,01

0,01

26,18

5,38

6,70

0,94

2,95

2,06

0,21

0,08

Минимальное, мг/кг

0,02

0,03

47,40

44,40

9,70

18,10

21,00

14,70

0,93

0,51

Максимальное, мг/кг

0,04

0,06

103,70

56,60

26,80

20,50

28,40

19,20

1,39

0,69

Коэф. вариации концентраций,%

23,32

20,24

34,10

10,84

32,25

4,81

12,28

11,96

18,39

12,80

Олимпийская № 400 (2000 г.)

Среднее, мг/кг

0,04

0,08

85,96

39,67

22,80

22,14

28,60

18,14

0,03

0,19

Стандартное отклонение

0,007

0,02

4,57

16,08

3,57

2,17

2,90

2,42

0,01

0,07

Минимальное, мг/кг

0,03

0,06

80,50

22,50

19,40

19,50

25,70

15,50

0,01

0,14

Максимальное, мг/кг

0,05

0,12

90,80

62,47

28,10

24,80

32,70

20,60

0,04

0,32

Коэф. вариации концентраций, %

18,27

30,33

5,32

40,53

15,64

9,82

10,15

13,36

35,69

39,03

Олимпийская № 1 (2001 г.)

Среднее, мг/кг

0,26

0,11

44,59

32,60

20,06

21,20

16,30

15,20

0,11

0,11

Стандартное отклонение

0,16

0,11

18,79

1,67

2,16

0,84

3,94

6,46

0,03

0,04

Минимальное, мг/кг

0,07

0,04

19,61

30,00

17,50

20,00

12,70

5,00

0,08

0,08

Максимальное, мг/кг

0,45

0,30

70,75

34,00

22,60

22,00

21,20

22,00

0,16

0,17

Коэф. вариации концентраций, %

63,50

95,17

42,14

5,13

10,79

3,95

24,17

42,48

29,21

31,85

Безымянная (1998 г.)

Среднее, мг/кг

0,60

0,02

8,45

26,80

20,40

5,18

20,00

8,85

0,11

0,86

в поверхностном осадке в различных частях акватории (от барьера река-море до халистатических областей) закономерно изменяется в пределах трех порядков [1] (градиентная флуктуация фона?!), формализация осреднением лишена геохимического смысла. Уместно говорить о фоновых значениях аквальных ландшафтных единиц–от элементарных ландшафтов до крупных таксонов.

Анализ концентраций тяжелых металлов в осадках до и после бурения свидетельствует об отсутствии однонаправленного тренда в развитии ситуации. Учитывая, что разность концентраций в пределах одного стандартного отклонения является флуктуацией фона, после бурения скважин не изменился уровень содержаний Cu на всех площадях, за исключением Безымянной, Pb и Cd на Олимпийской-1. Возросли после выполнения буровых работ концентрации Hg на Южно-Бортовой площади (в 1,9 раза), Олимпийской-400 (в 2,2 раза), Cr – на Безымянной (в 3,2раза), Cd – на Олимпийской-400 (в 7,3 раза) и Безымянной (в 7,8раза). Однако, в большинстве случаев содержания элементов в поверхностном осадке после выполнения геологоразведочных работ уменьшаются в 2,3 – 33,3 раза (Cu и Hg на Безымянной, Cr – на всех площадях, за исключением Безымянной, Cd - на Южно-Бортовой, Pb - на Южно-Бортовой, Олимпийской-400 и Безымянной). Кроме изменения концентраций, отмечаются возмущения, либо, наоборот, выравнивания геохимических полей, фиксируемые по коэффициенту вариации содержаний.

Таким образом, определенной закономерности в динамике тяжелых металлов при выполнении буровых работ в акватории СЗ шельфа Черного моря не обнаружено, что свидетельствует о влиянии их не как загрязняющего фактора, а, очевидно, как дестабилизирующего.

Анализ таблицы 2 свидетельствует о непериодичном колебании концентраций ртути, свинца и кадмия в осадках. Отмечаются некоторые тенденции динамики свинца и кадмия на отдельных площадях. В частности, на протяжении 1991 – 1996 гг. тенденцию к снижению концентрации обнаруживал свинец в районе МСП Голицыно-4; тенденция к росту кадмия отмечена только в районе Штормовой-17 (за счет увеличения карбонатности осадков), а в районе Голицыно-2, Штормовой-23, Архангельской-7, наоборот, за счет заиливания осадков содержание Сd имело устойчивую тенденцию к снижению. Следует отметить характерную для всей исследованной акватории общую закономерность – снижение во времени (на один порядок в течение последних лет) в придонном слое вод концентраций ртути. Возможно, это связано с эксплуатацией МСП, так как при выработке месторождений происходит постепенное снижение пластовых давлений и уменьшение эманаций из недр подвижного диметила ртути. При этом в донных осадках динамика валовой ртути характеризуется статичностью, либо флуктуационными колебаниями.

Наличие вышеуказанных закономерностей геохимической

эволюции этой части акватории СЗШ Черного моря подтвердили исследования 2002 года. В воде и донных осадках продолжается ощутимое снижение концентраций наблюдаемых элементов, что, видимо, отражает региональную тенденцию последних лет.

Таблица 2.Средние концентрации металлов в донных осадках (мг/кг) в районах размещения МСП (по [2] и собственным материалам)

МСП

Год

Hg

Pb

Cd

МСП

Год

Hg

Pb

Cd

Голицыно 4

1991

0,14

124,60

1,09

Штормовая 17

1991

0,02

17,90

0,18

1992

0,05

22,60

0,03

1992

0,01

46,20

0,09

1993

0,39

26,40

0,46

1993

0,02

12,20

0,20

1994

0,01

11,60

0,11

1994

0,01

9,10

0,14

2002

0,01

18,80

0,04

1995

18,20

0,33

0,01

Голицыно 2

1991

0,18

21,20

1,10

1996

8,30

0,40

0,08

1992

0,08

24,20

0,04

2002

0,05

6,70

0,06

1993

0,24

6,50

0,09

Штормовая 23

1994

0,03

13,30

0,16

1994

0,02

6,20

0,06

1995

0,01

9,80

0,06

2002

0,07

5,50

0,05

1996

0,10

16,60

0,06

Голицыно 18

1991

0,15

46,90

0,94

2002

0,05

6,10

0,07

1992

0,05

28,40

0,01

Архангельская 7

1991

42,40

0,11

0,02

1993

0,11

10,40

0,11

1992

30,10

0,15

0,03

1995

0,01

8,10

0,04

1993

0,08

9,10

0,35

1996

0,10

30,60

0,30

1995

0,00

6,90

0,09

2002

0,06

4,60

0,06

1996

0,04

12,0

0,03

2002

0,04

7,70

0,10

ПДК

0,3

85

0,8

ПДК

0,3

85

0,8

Примечание. Курсивом выделены значения, превышающие ПДК для стран ЕС.

Причинами нестационарности геохимических полей металлов в пространстве и времени являются техногенез, естественные литодинамические, биогеохимические и эндогенные процессы, гипоксии и др. Снижение концентраций возможно в результате уменьшения приходной части баланса элементов (включающего, в первую очередь, техногенное загрязнение и поступление из недр), либо увеличение в данной акватории расходной части (гипоксийное, биохимическое выщелачивание и миграция). Роль и вклад каждого фактора необходимо определить будущими исследованиями.

Региональное улучшение экологической ситуации на протяжении последних лет позволило ряду исследователей [3] отнести район расположения МСП к фоновым участкам северо-западного шельфа Черного моря, где антропогенное влияние не проявлено, либо минимально. Отсутствие отрицательного тренда в развитии экологической ситуации на протяжении последних лет позволяет нам присоединиться к этому мнению. В отсутствие аварийных ситуаций, сопровождаемых залповыми выбросами загрязняющих веществ, геоэкологическая эволюция этой части акватории Черного моря определяется преимущественно естественно-историческими, природными процессами, отличающимися сбалансированностью и самодостаточностью.

Литература

1. Митропольский А.Ю., Безбородов А.А., Овсяный Е.И. Геохимия Черного моря // под ред. Е.Ф. Шнюкова. -К.: Наук. думка, 1982.- 143 с.

2. Результаты контроля состояния экосистемы северо-западного шельфа Черного моря в районах эксплуатируемых морских газовых и газоконденсатных месторождений. Керчь, ЮгНИРО, 1997 г.

3. Орлова И.Г., Павленко Н.Е., Коморин В.Н., Бондарь С.Б. Современное состояние химического загрязнения северо-западного шельфа Черного моря // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. Сб. науч. Трудов. – Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика – 2001 г. С. 139-153.

Нет пока ответов

Комментарии закрыты.