Современное экологическое состояние и угрозы загрязнения нефтепродуктами акватории Примагаданского шельфа

Цель работы – на основе полученных результатов выявить особенности современного экологического состояния акватории Примага-данского шельфа, обосновать возможность предупреждения и ликвидации аварийных разливов нефти в морской акватории, используя местные природные условия и ресурсы.

Современное экологическое состояние Примагаданского шельфа определяется поступлением загрязняющих веществ от береговых промышленных и коммунальных источников, судов морского и рыболовного флота. В закрытых бухтах (Нагаева, Гертнера) и заливе Амахтонском, интенсивно используемых в хозяйственных целях, морские воды носят признаки загрязнения, которые достигали максимальных значений ко времени наиболее высокого уровня экономической активности в конце 80-х годов XX века. Так, по данным Колымского территориального управления по гидрометеорологии (КТУГМ) в 1988 г. в бухте Нагаева содержание нефтяных углеводородов (УВ) в летне-осенний период во всей толще вод составляло 0,22-0,23 мг/л (4 ПДК). Наибольшие значения 0,75 мг/л или 15 ПДК зафиксировано в вершине бухты в полосе прилегающей к морпорту, городскому пляжу и пос. Марчекан. В зимнее время содержание нефтепродуктов было в среднем 0,13-0,14 мг/л (2,5-3 ПДК), при максимуме 0,23 мг/л.

В районе открытого моря на площади Примагаданского шельфа в 1977 г. нефтяных загрязнений не обнаружено. В 1988 г. у северной границы Примагаданского шельфа в августе отмечено локальное загрязнение 0,58 мг/л (12 ПДК), при средней для указанного района 0,01 мг/л. Можно считать, что в последней четверти XX века загрязнения выше ПДК носили эпизодический характер, совпадая по времени с приходом танкеров в бухту Нагаева или с преступным сбросом загрязненных вод с транспортных и рыболовных судов.

Мониторинг акватории бух. Гертнера и Нагаева, осуществленный А.Ш. Оганесяном (ИБПС ДВО РАН) в 2003-2005 гг., показал, что при эпизодических появлениях нефтяных пятен на поверхности воды, содержание УВ в водах бухт и в прибрежных зонах достигнет 0,03 мг/л, т.е. больше ПДК для рыбохозяйственных акваторий (0,02 мг/л). Большая часть летнего времени нефтяные УВ в морских водах отсутствовали. Указанный исследователь высказал предположение, что более ранние определения нефтяных УВ в морских водах в значениях около и более 0,1 мг/л связано с обогащением воды органическими веществами из ила после значительных волнений. Из-за несовершенства методики анализа (люминесцентно-битуминологический) эти вещества определяются как техногенные нефтяные. Надо заметить, что при инженерногеологических изысканиях на акватории морского порта «Магадан», выполненных в начале 80-х гг. для расширения причалов, в илах дна установлены вещества нефтяной природы типа асфальтовых зерен. Эти находки показывают, что выноса загрязнителей из бухты Нагаева не происходит. Погрузившиеся на дно нефтепродукты преобразуются до твердых битумов типа асфальтов, практически нерастворимых в воде. В целом, А.Ш. Оганесян сделал вывод, что «Толерантность, ассимиляционная емкость и буф-ферность экосистем бух. Гертнера и Нагаева достаточны для нивелирования антропогенного влияния на настоящем уровне поступающих со сбросами загрязняющих веществ». Этот вывод подтвержден не только данными о распространении водорастворенных тяжелых металлов, кислорода, азота, фосфора, нефтепродуктов в водах рек, впадающих в указанные бухты и в донных осадках, но и в биологических объектах животного и растительного происхождения. Поскольку в акватории всего Примагаданского шельфа отсутствуют крупные производители нефтепродуктов, то данный вывод можно распространить на всю Тауйскую губу и на акваторию Примагаданского шельфа.

Рис. 1. Схема расположения Примагаданского шельфа:

1 – границы Примагаданского шельфа, 2 – направления основных течений

Возможные загрязнения поверхности моря Примагаданского шельфа нефтепродуктами (НП) предполагаются при поступлении НП из залива Шелихова морскими течениями, за счет выброса нефти из скважин при не контролируемом фонтанировании, при сбросе с судов, в том числе при их авариях и т.д., а также за счет поступления с берега. Последнего вида загрязнения можно избежать, в основном, за счет соблюдения требований безопасного ведения работ. Устранение последствий разливов НП на суше относится к числу технологически освоенных операций, поэтому оценивать уровень экологической угрозы данной разновидности загрязнений Охотского моря нецелесообразно.

Рассматривая нефтяное загрязнение морской акватории, нужно отметить, что разливы нефти особенно опасны для обитателей литорали, осушаемой при отливах, в том числе птиц и морских млекопитающих, устраивающих свои лежбища и места гнездований на морских берегах и на пляжах. Хотя и в открытом море нефтяное пятно вызывает гибель водных обитателей от микро- до макрофлоры. Применяемые для ликвидации нефтяных разливов искусственные эмульгаторы, детергенты и сорбенты часто токсичны для водных животных [4]. Задача ликвидации нефтяных разливов механическими средствами относится к числу технически очень сложных, поскольку при постоянном для Охотского моря волнении более 2 баллов существующие системы боновых заграждений разрушаются или становятся ненадежными.

Лучший способ борьбы с разливами нефти в море – это использование нейтральных минеральных сорбентов легче или тяжелее воды. Наиболее приемлемые нейтральные минеральные сорбенты изготовляются на основе мохового слаборазложенного торфа, бентонита, диатомита и опоки (глинисто-кремнистые породы), цеолитов, вспученного вулканического пепла (перлита). Этими сорбентами в порошкообразном состоянии с воздушного или морского судна обрабатываются площади, загрязненные нефтью. Прием обработки пятна УВ сорбентами следует повторять до исчезновения нефтяного разлива. Из-за слабо выраженных течений в толще морской воды и в придонном слое на отдельных нефтегазоносных структурах возможно обогащение донных осадков нефтепродуктами вблизи источника их поступления в воду. Поэтому рекомендуем обрабатывать площадь загрязнения минеральными сорбентами при достижении толщины пленки 0,1 мм и меньше, т.е. при содержании нефти менее 0,13 л/м2. При такой толщине нефтяной пленки она заметна на поверхности воды серебряным блеском или яркими полосами. По нашим расчетам для осаждения 1 т разлитых на поверхности воды нефтепродуктов необходимо израсходовать около 8 т бентонита. Подобное удаление нефти с поверхности моря постоянно происходит в природе и является, например, одним из основных процессов самоочистки воды в бухте Нагаева. В природных условиях глинистые и кремнистые частицы поступают в воду за счет размыва миоценовой слаболитифицированной толщи, слагающей местами морской берег, или за счет взмучивания придонных отложений при волнении. Способ устранения нефти с поверхности моря с помощью сорбентов, которые тяжелее воды, применим и в зимнее время на водных пространствах, свободных ото льда.

Разумеется, нефтепродукты, вмерзшие в морской лед или разлитые по его поверхности, будут дрейфовать вместе со льдом. С участков Примагаданского шельфа загрязненные льды течениями могут через Ольский пролив проникнуть в Тауйскую губу и достигнуть её берегов. Подобный случай загрязнения льда наиболее сложный для ликвидации. Мы полагаем, что и в этом случае лед следует обработать минеральными сорбентами. За счет уменьшения альбедо такой лед растает быстрее окружающего чистого, что не позволит нефтяному пятну мигрировать за пределы площади загрязнения. Предварительная обработка льда сорбентами будет способствовать высаживанию минеральных частиц с нефтяными УВ в осадки. Разумеется, что в благоприятных условиях нужно собирать нефтепродукты с помощью специальных средств, в том числе насосами-нефтесборщиками.

В целом угроза нефтяного загрязнения морской акватории на Примагаданском шельфе связана только с ответственностью людей, работающих в море, и степенью надежности используемых технических средств. Производственная база, физико-географические особенности моря на шельфе позволяют ликвидировать аварийные нефтяные разливы с минимальными негативными экологическими последствиями.

Литораль и берега Примагаданского шельфа, загрязненные нефтью или нефтепродуктами, потенциально могут принести максимальный ущерб морским биологическим сообществам и человеку. Доказательств этому факту настолько много, что мы не станем их повторять. Ранее [1-3] мы показали связь особенностей нефтяного загрязнения побережий и литорали Охотского моря с типами берегов. Установлено, что наиболее длительное время нефтяное загрязнение сохраняется у денудационноабразионных берегов, поскольку скальные выступы и грубообломочные осадки обладают ничтожными сорбционными свойствами. Возле таких берегов отмечены наиболее сильные приливно-отливные течения, активна деятельность прибоя (рис. 2).

Рис. 2. Денудационно-абразионный берег (п-ов Кони)

По этим причинам при достижении нефтяного разлива морского побережья применять минеральные сорбенты тяжелее воды не обосно- ванно, так как они постоянно будут вымываться в воду, являясь источником повторного нефтяного загрязнения. В этих случаях эффективно применять сорбенты легче воды, например, торфяную крошку (муку). По данным наших исследований, 1 г такой крошки поглощает до 10 г нефтепродуктов. При этом нефтенасыщенная торфяная крошка не слипается с поверхностью камней, не засоряет жаберных щелей водных животных, легко смывается с перьев птиц, с кожи животных или раковин. Будучи вынесенной в море, торфяной сорбент образует скопления, которые легко собираются мелкоячеистыми сетями или устройствами типа сачков.

На аккумулятивных побережьях, в сложении которых участвуют пески, пелиты и алевриты (рис. 3), в том числе при загрязнении лагун, эффективно использование минеральных сорбентов тяжелее воды, поскольку этот прием соответствует природным процессам. На мелководье, в пределах обширных литоралей, дно которых сложено грубообломочными или скальными образованиями, следует применять сорбенты легче воды с последующим сбором их из волноприбойных валиков на морском берегу при отливе.

Рис. 3. Аккумулятивный тип (Ольское побережье)

Опыт работ по проекту «Сахалин-2» показывает, что акватории бухт и заливов ограниченных аккумулятивными берегами, донные осадки которых представлены пелитами, подвержены загрязнению механическими взвесями при разнообразных донных работах, сбросу в море отработанных буровых растворов и вскрываемых подземных вод. При этом разрушаются сложившиеся веками и тысячелетиями гидрохимические и гидротермические зональности, особенно кислородная. Растворенный в воде кислород интенсивно поглощается частицами грунта (донных отложений) находившихся длительное время в восстановительной обстановке. Все животные от микро- до макроформ, которые являются аэрофильными или аэробами, на участках взмучивания погибают. Они задыхаются при недостатке кислорода. Происходят массовые выбросы погибших животных, в том числе донных, на берег, аналогичные тем, что происходили в 2006-2008 гг. в зал. Анива (о. Сахалин). Наиболее вероятны заморные явления в придонных слоях при прокладке трубопроводов или иных строительных работах на дне моря. В Примагаданском шельфе на значительных площадях придонные течения слабо выражены, поэтому наиболее экологически благоприятным временем для подводных работ является холодный период года при наличии ледового покрова. В этот период при минимальных скоростях поверхностных течений и волнении в спокойной придонной воде взмученные пелиты не будут разносится по большим площадям и высадятся, примерно, в тех же участках, с поверхности которых они были подняты. В это же время значительная часть придонных обитателей шельфа малоактивна из-за отрицательной температуры придонной воды.

Применяемые для предупреждения нефтяного загрязнения акватории Примагаданского шельфа природные сорбенты могут быть изготовлены на базе выявленных месторождений сырья на побережье Тауйской губы Охотского моря. Здесь повсеместно распространены мало-разложенные моховые и травяно-моховые виды торфа, на основе которых можно производить весьма эффективные сорбенты легче воды. В пределах площади Магаданской области, удаленной от морского побережья не более чем на 200 км, разведаны месторождения бентонитов, цеолитов, вулканического пепла, найдены крупные скопления диатомитов и трепелов. Все эти образования являются сырьем для изготовления сорбентов тяжелее морской воды. Следовательно, начало разведочных работ на нефть и газ на шельфе должно сопровождаться формированием надежных складов минеральных сорбентов на северном побережье Охотского моря в районе г. Магадана. Природные ресурсы для этой цели здесь имеются [3].

Следует признать, что угроза нефтяного загрязнения побережья Примагаданского шельфа, в аварийных ситуациях при поисках и разведке месторождений нефти и газа существует. Даже в случае неконтролируемого разлива нефти, например, при вскрытии нефтяного пласта, нефтезагрязненные морские воды и льды могут проникнуть в Тауйскую губу через Ольский пролив между полуостровом Кони и о. Завьялова. Наиболее рациональный способ устранения этого разлива – применение минеральных сорбентов тяжелее воды. Этот способ эффективен в открытом море и у побережий с аккумулятивным типом берегов, сложенных отложениями с участием псаммитов, алевритов и пелитов. У побережий денудационно-абразионных берегов рационально применять сорбенты легче воды (торфяную муку, крошку) с последующим сбором этих сорбентов с поверхности литорали при отливах и с поверхности морской воды в открытом море.

Экологическая угроза нефтяного загрязнения значительно выше при эксплуатации нефтяных месторождений, из-за необходимости транспортировать углеводороды на сушу танкерами или по трубопроводам. В этом случае угрозу нефтяного загрязнения можно оценить как высокую из-за различных технических неполадок и даже аварий. Повышению уровня указанной опасности будет способствовать и ветровая деятельность.

Особый вид угрозы для акватории шельфа – загрязнение придоных слоев воды пелитами при строительных работах на дне моря и на участках выхода трубопровода на сушу. Если нефтяные загрязнения эффективно устраняются с помощью сорбентов, а также способом сбора их с водной поверхности специальными средствами, то борьба с придонным загрязнением взвешенными частицами пока безуспешна. Нет способов предупреждения взмучивания придонной воды, поэтому работы на дне шельфа нужно вести в периоды минимальной жизненной активности морских обитателей в наиболее спокойной воде. Такой период года совпадает со временем максимальной ледовитости моря. Для сокращения сроков времени между фактом загрязнения и удаления загрязнителя необходимо заблаговременно создать запасы минеральных и органических естественных сорбентов.

Выводы: морские воды в пределах При-магаданского шельфа могут быть загрязнены нефтью, которая может вызвать гибель обитателей морских вод. Наиболее тяжкие экологические последствия возможны при нефтяном загрязнении литорали. Физико-географические условия Примагаданского шельфа таковы, что угроза загрязнения побережья при аварийных разливах нефти при поиcках, разведке и ее добычи в открытом море относительно мала. Тем не менее, для устранения возможных разливов нефти целесообразно заблаговременно создавать склады естественных сорбентов (торф, бентонит и др.).

Работа выполнена при финансовой поддержке ФЦП «Мировой океан».