Экология и безопасность жизнедеятельности / Saksonov - Ekologicheskiy monitoring neftegazovoy otrasli 2007

Федеральное агентство по образованию ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

________________________________________________________

Саксонов М. Н., Абалаков А. Д., Данько Л. В., Бархатова О. А., Балаян А. Э., Стом Д. И.

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ НЕФТЕГАЗОВОЙ ОТРАСЛИ.

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ И БИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

Учебное пособие

ИРКУТСК 2007

1

УДК 504.06:911.3(571.53) ББК У049(2Р54)8:Б1

Печатается по решению редакционно-издательского совета Иркутского государственного университета

Рецензенты: канд. геол.-минерал. наук, доц. С. П. Примина, канд. биол. наук, доц. Е. В. Напрасникова

Саксонов М. Н., Абалаков А. Д., Данько Л. В., Бархато-

ва О. А., Балаян А. Э., Стом Д. И. Экологический мониторинг нефтегазовой отрасли. Физико-химические и биологические методы: учеб. пособие. – Иркутск: Иркут. ун-т, 2005. – 114 с.

Изложены научно-методические основы экологического мониторинга нефтегазовой области. Рассмотрены основные методы физикохимических и биологических исследований. Учебное пособие является основой для проведения практикума по различным дисциплинам курса «Экологическая геология», в частности дисциплины «Методы экологогеологических исследований». Предназначено для студентов, аспирантов, преподавателей, занимающихся вопросами эколого-геологического мониторинга, а также для широкого круга геологов, биологов, экологов, природопользователей.

Библиогр. 108 назв. Ил. 10. Табл. 10.

©Коллектив авторов, 2007

©Иркутский государственный университет, 2007

2

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ	5
1 ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ МОНИТОРИНГА ОКРУЖАЮЩЕЙ
СРЕДЫ В РОССИИ	9
1.1 Нормативно-правовыеосновыэкологическогомониторинга	9
1.2 Теоретическиеиметодическиеосновыэкологическогомони-	15
торинга
1.3 Экологическиймониторинггазовойпромышленности	28
2 КОНЦЕПЦИЯ ОРГАНИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО
ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА КОВЫКТИНСКОГО
ГАЗОКОНДЕНСАТНОГО КОМПЛЕКСА	38
2.1 Нормативно-правовоеобоснование, цельизадачимонито-	38
ринга
2.2 Основныепринципыорганизации	43
2.3 Объектымониторинга	52
2.4 Формированиесетипунктовнаблюдения	55
2. 5 Ведениемониторинга	59
2.6 Оценкаипрогноз. Планированиеиуправление	61
3 ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ В КОНТРОЛЕ
ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НЕФТЬЮ И
НЕФТЕПРОДУКТАМИ	63
3.1 Нормирование загрязнения почв нефтью и нефтепродук-
тами	63
3.2 Методы контроля	67
3.2.1 ИК-спектрофотометрия	69
3.2.2 Люминесцентные методы	72
3.3 Дистанционный мониторинг	74
4 НЕОБХОДИМОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ
МЕТОДОВ ПРИ АНАЛИЗЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮ-
ЩЕЙ СРЕДЫ	77
5 МЕТОДЫ БИОТЕСТИРОВАНИЯ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ
ЦЕЛЕЙ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ЭКОЛОГИЧЕСКОГО	86
МОНИТОРИНГА
5.1 Биоиндикационные методы и методы биотестирования
атмосферного воздуха	86
5.2 Методы биотестирования и биоиндикации в контроле за-
грязнения водной среды	87
3

5.2.1 Классность природных вод по системе биоиндикации		87
5.2.2 Биотестирование вод		88
5.3	Методы биоиндикации и биотестирования почв	96
5.4	Комплекс биотестов для токсикометрии буровых раство-	98
	ров и шлама
5.5 Отнесение опасных отходов к классу опасности для окру-
жающей среды методами биотестирования		99
ЗАКЛЮЧЕНИЕ		103
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК		104

4

ВВЕДЕНИЕ

Вусловиях стремительного научно-технического прогресса

ибурного роста промышленного производства, усложнения техногенных систем, их значительного влияния, в том числе опасного, на природную и социальную среды резко возросло внимание к проблеме устойчивого развития.

Главным принципом решения этой проблемы является обеспечение экологической безопасности хозяйственной деятельности. Он означает, что при усовершенствовании существующих и создании новых техногенных объектов на всех этапах его жизненного цикла, включая проектирование, сооружение и эксплуатацию, должны учитываться требования и критерии, позволяющие обеспечить максимальную совместимость данного объекта и окружающей природной среды, сохранить экологическое равновесие. Реализация принципа экологической безопасности базируется на системном подходе к анализу и прогнозу последующих изменений и последствий, которые могут возникнуть в природных экосистемах и биосфере в целом.

Важным инструментом в обеспечении экологической безопасности производственной деятельности является экологический мониторинг (ЭМ). Экологический мониторинг является обязательным элементом в программах комплексного социальноэкономического развития различных регионов, территориальнопроизводственных комплексов и отдельных предприятий.

Экологический мониторинг рассматривается как совокупность систем комплексного наблюдения за антропогенными и природными источниками воздействия, состоянием окружающей среды, динамикой происходящих в ней изменений, прогнозом развития ситуаций и управлением ими. В основе мониторинга лежат систематические наблюдения за экологическим эффектами взаимодействия природы, населения и хозяйства на определенной территории.

Комплексность, взаимосвязанность процессов, происходящих в окружающей среде, чрезвычайность проблем, стоящих перед человечеством на пути обеспечения долгосрочной экологической безопасности и устойчивого развития, определяют актуальность темы и делают необходимой разработку методологических

5

иметодических основ организации и функционирования систем экологического мониторинга.

Это общепризнанно на международном и государственном уровне. В Российской Федерации формируется Единая государственная система экологического мониторинга (ЕГСЭМ), которая строится по природно-ресурсному принципу (атмосфера, земля, водные объекты, недра, растительный и животный мир) и имеет своей целью создание информационной базы для обеспечения устойчивого развития страны в целом и отдельных ее регионов.

Разработка и проектирование системы мониторинга – сложное междисциплинарное исследование. Оно направлено на решение комплексных проблем создания кибернетической модели мониторинга как инструмента изучения, контроля и управления состоянием сложных природно-техногенных систем.

Внастоящем пособии представлена концепция производственного экологического мониторинга нефтегазового комплекса (ПЭМ НГК), которая должна послужить основой для разработки программы мониторинга, создания технического проекта организации и проведения мониторинга, формирования службы мониторинга на предприятиях нефтегазовой отрасли. При разработке концепции ПЭМ НГК используется опыт существующих экологических экспертных и мониторинговых систем, направленных на решение задач охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов в районах промышленного освоения.

Традиционно качественное состояние природных объектов

– атмосферного воздуха, воды, почвы – устанавливается по содержанию в них загрязняющих веществ и определяется путем сравнения концентрации загрязнителей со значениями предель- но-допустимой концентрации (ПДК) веществ для данной категории объекта. Однако, загрязняющие вещества многокомпонентны, что делает нереальным определение всех опасных соединений. Более того, сочетанное действие всех компонентов на природную среду и ее составляющие не представляет собой простой суммы, а также возможен кумулятивный эффект отдельных веществ. Поэтому в настоящее время исследователи разрабатывают

ивнедряют в практику интегральные методы биотестирования, позволяющие определять суммарное действие на живые организ-

6

мы всех компонентов загрязнения, оценить степень загрязнения изучаемого объекта быстро и с минимальными затратами.

Переход к более надежному экологическому контролю качества окружающей среды в России возможен только при условии расширения перечня измеряемых одиночных и групповых показателей загрязнения, обязательного использования методов биотестирования и обеспечения лабораторий современными надежными средствами быстрой идентификации веществ, вызывающих токсичность.

Государственной стратегией Российской Федерации по охране окружающей среды и обеспечения устойчивого развития, утвержденной Указом Президента РФ № 236 от 4 февраля 1994 г., определена необходимость перехода при оценке качества окружающей среды от количественного нормирования к нормированию по экосистемным признакам с учетом влияния загрязнения на самое чувствительное звено экологической системы. Использование методов биотестирования для оперативной интегральной оценки трудно переоценить.

Оперативная интегральная оценка качества воды, почвы, атмосферы методами биотестирования не заменяет количественный химический анализ, но она его дополняет и, в какой то степени может предварить, благодаря экспрессности, простоте и невысокой стоимости методов биотестирования.

Нефтегазовая отрасль является базовой в экономике страны. Она оказывает сильное и комплексное воздействие на окружающую среду. Одни из наиболее существенных нарушений происходят за счет буровых скважин, при помощи которых осуществляются поиск, разведка и эксплуатация нефтегазовых месторождений. Поэтому необходимо проведение исследований с целью нахождения экологически целесообразного равновесия, поддерживаемого на уровне, дающем максимальный эколого- социально-экономический эффект при освоении участков недр, содержащих углеводороды.

Добыча и использование нефти и газа оказывают отрицательное воздействие на окружающую среду в течение всего производственного цикла – от разведки месторождений, извлечения и транспортировки нефти до получения и потребления нефтепро-

7

дуктов. Строительство, обустройство и эксплуатация скважин в необжитых местах подрывают естественные экосистемы.

При бурении и эксплуатации скважин происходит нарушение и загрязнение ландшафтов, прилегающих к буровым площадкам. Основными источниками воздействия выступают строи- тельно-монтажные работы, а также отходы бурения – буровые сточные воды (БСВ), отработанные буровые растворы (ОБР) и буровой шлам (БШ).

Вредные вещества, попадая из источников загрязнения в одну из природных сред (воздушную, водную, почву), вовлекаются в общую миграцию веществ и, как правило, в течение того или иного отрезка времени распространяются во всех средах.

8

1 ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ МОНИТОРИНГА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ В РОССИИ

1.1 Нормативно-правовыеосновыэкологического мониторинга

Национальный мониторинг России в настоящие время включает три вида мониторинга: санитарно-гигиенический, экологический, климатический(Экологическоеправо..., 1999).

Экологический мониторинг рассматривается как совокупность систем комплексного наблюдений за антропогенными и природнымиисточниками воздействия, состоянием окружающейсреды, динамикой происходящих в ней изменений, прогнозом развития ситуаций и управления ими. В качестве основных элементов мониторинг включает наблюдения за факторами воздействия и состоянием окружающей среды, прогноз ее будущего состояния и оценка фактического и прогнозируемого состояния природной среды. Ключевой задачей экологического мониторинга является обеспечение систематических наблюдений за экологическими эффектами взаимодействия природы, населения и хозяйства на определенной территории.

Мониторинг окружающей среды (экологического мониторинг), согласно Закону РФ «Об охране окружающей среды» (1992), состоит из государственной службы наблюдения за состоянием окружающей природной среды, государственного, производственного, общественногоконтроля.

В России действует Единая государственная система экологического мониторинга (ЕСЭМ) (Постановление…, 1993). ЕГСЭМ функционирует и развивается с целью информационного обеспечения управления в области охраны окружающей среды, рационального использования природных ресурсов, обеспечения экологически безопасного устойчивого развития страны и ее регионов, ведения государственного фонда данных о состоянии окружающей среды и экосистем, природных ресурсах, источниках антропогенного воздействия. Общее руководство ЕГСМ возложено на Государственный комитетРФпоохранеокружающейсреды (СЗРФ, 1997).

ОсновнымизадачамиЕГСЭМявляются(Положение…, 1995):

9

-проведение наблюдений за изменением состояния окружающей среды и экосистемами, источниками антропогенных воздействий с определенным пространственным и временным разрешением;

-проведение оценок состояния окружающей среды, экосистемтерриториистраны, источниковантропогенноговоздействия;

-прогноз состояния окружающей среды, экологической обстановки на территории России и ее регионов, уровней антропогенного воздействия при различных условиях размещения производительных сил, социальных и экономических сценариях развитиястраныиеерегионов.

Всоответствии с основными задачами в ЕГСЭМ осуществляется мониторинг состояния природных сред, экосистем, природных ресурсов и источников антропогенного воздействия, а также информационное обеспечение решения экологических проблем. Эти работы выполняются в рамках ЕГСЭМ на единых научнометодическихиметрологическихподходах.

ВРоссии Единая государственная система экологического мониторинга создается на основе территориально-ведомственного принципа построения, предусматривающего максимальное использование возможностей существующих государственных и ведомственных систем мониторинга состояния окружающей природной среды, источников антропогенного воздействия, природных ресурсов, экосистем. В соответствии с нормативными правовыми документами общее руководство созданием и функционированием ЕГСЭМ и координация деятельности государственных органов исполнительной власти в области мониторинга окружающей природной среды возложены на Министерство природных ресурсов России (По-

ложение…, 1995).

ВЕГСЭМ выделяются базовые и специализированные подсистемы мониторинга и подсистемы обеспечения функционирования системывцелом.

Базовые подсистемы создаются на основе служб наблюдения состояния природных сред и природных ресурсов федеральных органов исполнительной власти, осуществляющих мониторинг: состояния атмосферы; водных объектов: поверхностных вод, суши, морской среды, водной среды, водохозяйственных систем и сооружений в местах водозабора и сброса сточных вод, подземных вод;

10