Эколого-геохимический анализ поверхностных водоемов в зоне влияния нефтедобычи на территории Ханты-Мансийского автономного округа - Югра

Введение. Расширение масштабов освоения нефтегазовых месторождений в условиях Ханты-Мансийского автономного округа порождает по- тенциальную опасность усиления загрязнения водных объектов в районе проведения работ [1].

Экологически опасными являются все стадии процесса нефтедобычи: сейсморазведки и разведочное бурение оказывают минимальное воздействие на водоемы, освоение и эксплуатация месторождения оказывают наиболее серьезное негативное воздействие на окружающую среду, строительные работы и обустройство инфраструктурных объектов могут оказывать кардинальное изменение водных объектов (изменение режима водоемов и водотоков, изменение видового состава и разнообразия) [3, 5].

Негативное воздействие на водоемы происходит в процессе сброса сточных вод (технологических, хозбытовых, ливневых), за счет поступления загрязнителей из других сред, в ходе миграции из почвенного покрова и атмосферного воздуха через осадки, а также в ходе строительных работ, при изменении русла водного объекта и акватории водоема [4].

Особую актуальность приобретает изучение состояния водных объектов при проведении работ по интенсификации нефтедобычи на месторождениях, оказывающих негативное влияние на водотоки [1, 2].

Цель исследования: эколого-геохимическая оценка состояния поверхностных водоемов, расположенных на территории Равенского лицензионного участка Ханты-Мансийского округа – Югры.

Объекты и методы исследования. В ходе исследования были отобраны и проанализированы пробы поверхностных вод и донных отложений следующих водных объектов: р. Сухми-тингъягун, Волоктоягун, Яккунъягун, Ингуягун, оз. Яккунлор. Количественный химический анализ поверхностных вод и донных отложений проводился в лаборатории «Мониторинга и охраны окружающей среды» в соответствии с гостированными методиками.

Результаты исследования. Неотъемлемой частью эколого-геохимических исследований является изучение состояния водных объектов, что позволяет дать оценку экологической ситуации региона, выявить источники загрязнения и его масштабы.

Интенсивное использование водных ресурсов в процессе хозяйственной деятельности приводит к повсеместному нарушению состоя- ния природных водных комплексов и их загрязнению. Потенциальными источниками загрязнения поверхностных вод в районе Равенского лицензионного участка могут являться, в первую очередь, нефтепроводы и скважины.

Определяющими факторами формирования химического состава поверхностных вод являются геологические условия. Основные черты химического состава поверхностных вод в значительной степени связаны также с фазами гидрологического режима, обуславливающими различие во вкладах разных источников питания (снеговое, дождевое, почвенное и грунтовое) в формировании поверхностного стока и, соответственно, формировании химического состава. Результаты исследований представлены в таблице 1 и 2.

Результаты исследования показали, что водородный показатель характеризуется слабокислой реакцией среды во всех исследуемых образцах поверхностных вод. Содержание нитратов в исследуемых пробах значительно ниже норм ПДКрх. Наибольшая концентрация наблюдалась в реке Волоктаягун и составила 0,53 мг/дм3.

Концентрация БПКполн. в исследуемых поверхностных водах находилась близкой к ПДКрх, наибольшее значение отмечено в пробе реки Ингуягун и составило 2,92 мг/дм3.

Аммоний относится к биогенным элементам и поступает в поверхностные воды в результате выветривания и растворения надстилающих пород. Соли аммония находятся в воде во взвешенном состоянии. Содержание рассматриваемого поллютанта используется в качестве индикаторного показателя загрязнения водных объектов. Концентрация ионов аммония в реках Сухмитингъягун и Ингуягун превышала ПДКрх и составила 0,56 и 0,52 мг/дм3 соответственно. В остальных изучаемых реках значения аммония находились на уровне ПДКрх.

Таблица 1

Химический состав поверхностных вод Равенского нефтяного месторождения

Пункт отбора пробы	Загрязняющие вещества, мг/дм3
	1 -о аз СО о 5 о со с	о 05 1— т	о ^ LQ	X о аз X о	X о аз О	СЕ О Ф Ф =Е	X О X н аз о о е
р. Сухмитингъягун, 350 м на северо-запад от куста № 1	6,33	0,38	3,27	0,45	< 10	0,05	0,08
р. Волоктаягун, ниже места впадения р. Сухмитингъягун, 700 м в южном направлении от куста № 2	6,66	0,55	2,91	0,34	< 10	0,04	0,05
р. Яккунъягун, 350 м юго-восточнее куста № 3	6,82	0,24	3,11	0,26	< 10	0,05	0,08
оз. Яккунлор, северо-западная окраина озера, устье р. Яккунъягун	7,75	< 0,1	2,93	0,25	< 10	0,05	0,09
р. Ингуягун, в северо-восточной части лицензионного участка, в 300 м южнее дороги и нефтепровода	7,73	< 0,1	3,13	0,15	10,09	0,05	< 0,05
ПДКрх	6,5–8,5	40,0	3,0	0,5	100	0,05	0,2

Таблица 2

Пункт отбора пробы	Загрязняющие вещества, мг/дм3
	^ °	zr CD CU	zr CD О	X	о X	ZE	4
р. Сухмитингъягун, 350 м на северо-запад от куста № 1	1,3002	0,0499	0,0051	< 0,005	0,010	< 0,001	0,0023
р. Волоктаягун, ниже места впадения р. Сухмитингъягун, 700 м в южном направлении от куста № 2	1,0743	0,0506	0,0033	< 0,005	0,20	< 0,001	0,0014
р. Яккунъягун, 350 м юго-восточнее куста № 3	0,5812	0,0412	0,0042	< 0,005	0,010	0,0047	0,0022
оз. Яккунлор, северо-западная окраина озера, устье р. Яккунъягун	0,6487	0,0429	0,005	< 0,005	< 0,01	< 0,001	0,0021
р. Ингуягун, лицензионный участок в северо-восточной части, в 300 м южнее дороги и нефтепровода	0,3187	0,0123	0,0038	< 0,005	< 0,01	0,0023	0,0015
ПДКрх	0,1	0,01	0,006	0,01	0,02	0,01	0,001

Содержание тяжелых металлов в поверхностных водах

Равенского нефтяного месторождения

Концентрация железа общего во всех пробах превышает ПДКрх от 9,8 до 21,3 раза. Данная ситуация является характерной для ЗападноСибирского региона и обусловлена его природноклиматическими условиями, вследствие которых происходит смыв в поверхностные воды с заболоченных лесных массивов веществ гумусового происхождения, которые способны образовывать подвижные комплексные соединения с ионами железа. Различия в содержании этого элемента связаны с геологией и почвенным покровом территории водосбора.

Содержание марганца превышает установленные нормативы в районе от 3 до 5 раз, что обусловлено природно-климатическими условиями Западной Сибири. Повышенное содержание элемента является природной особенностью исследуемой территории и не рассматривается как загрязнение.

Показатели по АПАВ, сульфат- и хлорид-ионам находились ниже пределов обнаружения методов исследования.

Содержание нефтепродуктов свидетельствует о том, что хозяйственная деятельность месторождений нефтедобычи влияет на каче- грязняющего вещества находилась близкой к ПДКрх во всех исследуемых водных объектах.

По результатам проведенного анализа превышений ПДКрх по фосфатам не обнаружено. Наибольшая концентрация наблюдалась в реках Яккунъягун и Ингуягун и составила 0,12 мг/дм3.

В результате исследования выявлено превышение ПДКрх по меди во всех исследуемых водных объектах. Повышенное содержание меди является последствием территориальных особенностей, из-за влажного климата медь легко выщелачивается из кислых почв и попадает в поверхностные водотоки и водоемы.

С целью выявления степени и глубины проникновения в русло водотоков загрязняющих веществ при загрязнении водного пространства были отобраны пробы донных отложений в тех же пунктах, что и отбор поверхностных вод.

Донные отложения водоемов являются своеобразным индикатором загрязнения вод, поскольку вещества, выводящиеся из водной массы, накапливаются и концентрируются в отложениях. Содержание всех веществ в донных отложениях, как правило, на порядок выше, чем в воде (табл. 3).

ство природных вод, концентрация этого за-

Таблица 3

Химический состав донных отложений Равенского нефтяного месторождения

Пункт отбора проб

Загрязняющие вещества, мг/кг

m 05 Cl О m о £

Ё I a 05 1—

05 О 05 О c 05 q О

05 1— 05 CO 2 о c >s X Cl о о Cl о СП

О CD ? CD CD g CD CD s X 05 О

05 О -8 05 X ^ s ci О c О co CD CD

05 О -8 K 05 X ^ s ci o c zr CD X s О

05 Q. О -8 05 X ^ s ci o c X

05 Q. О -8 K 05 X ^ s ci o c zr CD X 05 Q. ГО

05 Q. О -8 K 05 X ^ s ci o c g ZE

05 Q. О -8 K 05 X ^ s ci o c О Q. X

05 Q. О -8 K 05 X ^ s ci o c 1

H 1— CL

р. Сухмитингъягун

46,26

60,4

< 120

6,2

< 10000

< 1000

< 3

< 10

< 40

< 2

< 2

< 1,5

< 0,005

р. Волоктаягун

41,28

67,48

< 120

5,89

< 10000

< 1000

< 3

< 10

< 40

< 2

< 2

< 1,5

< 0,005

р. Яккунъягун

45,49

62,64

< 120

5,99

< 10000

< 1000

< 3

< 10

< 40

< 2

< 2

< 1,5

< 0,005

оз. Яккунлор

40,04

65,2

< 120

5,6

< 10000

< 1000

< 3

< 10

< 40

< 2

< 2

< 1,5

< 0,005

р. Ингуягун

51,33

61,3

< 120

6,12

< 10000

< 1000

< 3

< 10

< 40

< 2

<2

< 1,5

< 0,005

Результаты исследования показали, что водородный показатель характеризуется слабокислой реакцией среды во всех исследуемых донных отложениях.

По данным проведенного исследования выявлено, что наибольшее значение хлоридов наблюдалось в реке Ингуягун и составило 51,33 мг/кг.

Концентрация изучаемых металлов находилась ниже порога чувствительности лабораторного оборудования.

В соответствии с приложением к постановлению правительства Ханты-Мансийского автономного округа – Югры от 10 ноября 2004 г. № 441-п предельно допустимый уровень (ПДУ) содержания нефти и нефтепродуктов в донных отложениях поверхностных водных объектов на территории Ханты-Мансийского автономного округа – Югры принимается равным концентрации 20 мг/кг из расчета массовой доли нефтяных углеводородов в пробах донных отложений водных объектов.

Значения нефтепродуктов в исследуемых водных объектах составляют 60,4–67,48 мг/кг, что соответствует характеристике состояния донной экосистемы – пороговое состояние, видовая замена, выраженное обеднение донной экосистемы (50–100 мг/кг). Наличие нефтепродуктов в донных отложениях характерно для данного региона из-за основного направления производства.

По итогам оценки рассматриваемых водных объектов можно сделать вывод об их состоянии, который представлен в таблице 4.

Таблица 4

Комплексная оценка загрязнения поверхностных вод

Водоток (водоем)	Ион аммония, мг/дм3	Степень загрязнения	БПК, мг О2/дм3	Степень загрязнения	ИЗВ	Класс воды
р. Сухмитингъягун	0,56	Загрязненные	2,79	Умеренно загрязненные	1,84	3-й класс (умеренно загрязненные)
р. Волоктаягун	0,41	Загрязненные	2,79	Умеренно загрязненные	1,77	3-й класс (умеренно загрязненные)
р. Яккунъягун	0,44	Загрязненные	2,83	Умеренно загрязненные	2,44	4-й класс (загрязненные)
оз. Яккунлор	0,39	Умеренно загрязненные	2,88	Умеренно загрязненные	2,49	4-й класс (загрязненные)
р. Ингуягун	0,52	Загрязненные	2,92	Умеренно загрязненные	1,51	3-й класс (умеренно загрязненные)

Результаты анализа пробы воды р. Сухми-тингъягун можно отнести к умеренно загрязненным по индексу загрязненности воды (ИЗВ = 1,84), по БПК – к умеренно загрязненным, по NH ⁺ – к загрязненным.

Анализ пробы воды р. Волоктаягун можно отнести к умеренно загрязненным по индексу загрязненности воды (ИЗВ = 1,77), по БПК – к умеренно загрязненным, по NH ⁺ – к загрязненным.

Исследования пробы воды р. Яккунъягун можно отнести к загрязненным по индексу загрязненности воды (ИЗВ=2,44), по БПК – к умеренно загрязненным, по NH ⁺ – к загрязненным.

Результаты анализа пробы воды оз. Яккунлор можно отнести к загрязненным по индексу загрязненности воды (ИЗВ = 2,49), по БПК – к умеренно загрязненным, по NH ⁺ – умеренно загрязненным.

Анализ пробы воды р. Ингуягун можно отнести к умеренно загрязненным по индексу загрязненности воды (ИЗВ = 1,51), по БПК – к умеренно загрязненным, по NH ⁺ – к загрязненным.

Показатель загрязнения донных отложений на исследуемых объектах соответствует допустимому уровню загрязнения (Zc < 16).

Для более наглядного восприятия полученных данных были построены графики, отражающие зависимость содержания концентрации нефти в поверхностных водах и донных отложениях (рис. 1, 2).

Коэффициент корреляции в зависимости от содержания нефти в поверхностных водах к содержанию нефти в донных отложениях r = 0,404 – прямая связь средней тесности.

Рис. 1. Сравнительная оценка поверхностных водоемов и донных отложений по содержанию нефтепродуктов

Концентрация нефти в поверхностных водах, мг/дм ³

Рис. 2. Зависимость концентрации нефтепродуктов в поверхностных водах от концентрации нефтепродуктов в донных отложениях

Заключение. Концентрация ионов аммония в реках Сухмитингъягун и Ингуягун превышала ПДКрх и составила 0,56 и 0,52 мг/дм3 соответственно. Концентрации железа, меди и марган- ца превышали ПДКрх, данная ситуация является характерной для Западно-Сибирского региона и обусловлена его природно-климатическими условиями.

Содержание нефтепродуктов в поверхностных водах находилось близко к ПДКрх во всех исследуемых водных объектах. Значения нефтепродуктов в донных отложениях составили 60,4–67,48 мг/кг, что соответствует характеристике состояния донной экосистемы – пороговое состояние, видовая замена, выраженное обеднение донной экосистемы (50–100 мг/кг). Коэффициент корреляции в зависимости от содержания нефтепродуктов в поверхностных водах к содержанию нефтепродуктов в донных отложениях составил r = 0,404.

Таким образом, сравнительная оценка показала, что содержание нефтепродуктов в донных отложениях в десятки раз выше, чем в поверхностных водах, это объясняется сорбционной способностью донных отложений, а также способностью водоемов самоочищаться.