Мониторинг окружающей среды территории Берегового лицензионного участка 4 страница

Исследования, проведенные сотрудниками ЗСФ ИНГГ СО РАН в 2004-2006 годах на территории Берегового месторождения, позволили установить наличие в пределах центральной части месторождения следующих типов и подтипов почв:

- комплекс гумусовых подзолов, подзолистых и дерново-подзолистых, глеевых и глееземов альфегумусных; аллювиальные дерновые;

- эродированные альфегумусные;

- пойменные лугово-болотные кислые;

- болотные низинные торфяно-глеевые; болотные низинные маломощные;

- болотные переходные маломощные; болотные верховые торфяно-глеевые;

- болотные верховые маломощные в комплексе с верховыми среднемощными.

Подробная геохимическая характеристика природных комплексов и их сравнительный анализ приведены в отчете «Оценка исходного (фонового) состояния компонентов природной среды и составление базовых карт для экологического мониторинга на территории Берегового ЛУ».

В результате работ центра «Экозонт» ФГУНПП «Аэрогеология» в 2007 года были откорректированы фоновые уровни содержаний кадмия, ртути и хлоридов (табл. 1.2). Все вышеназванные поллютанты вследствие недостаточной репрезентативности выборок характеризовались высокими коэффициентами вариации. Увеличение объема выборок за счет данных двух лет позволило уточнить средние (фоновые) содержания.

Основные выводы, базирующиеся на полученных в ходе изысканий данных, сводятся к следующему. Почвы территории лицензионного участка характеризуются очень низким геохимическим фоном по большинству микроэлементов. Фоновые значения содержаний химических элементов варьируют в зависимости от фациальных особенностей природных комплексов (табл. 1.2). Для V, Ga, Ni и Zn эта разница наиболее существенна. Почвы аллювиального и аллювиально-флювиогляциального природного комплекса (ПК 1 и 2) по сравнению с озерно-ледниковыми отложениями (ПК 3 и 4) характеризуются повышенным содержанием Ba, Co и Cd.

Превышение ОДК, зафиксированное для Zn и Ni, является особенностью фоновых содержаний как для Берегового лицензионного участка, так и региона в целом. Фоновые содержания других микроэлементов и органических соединений не превышают предельно допустимые уровни.

Таблица 1.2   Средние фоновые содержания химических элементов и соединений в почвах
Природный комплекс и его индекс	Фация	Химические элементы	Углеводороды	Хлори-ды
V*	Cr	Mn	Ni	Cu	Zn	Sr	Ba	Pb	Fe	Hg	Cd	Нефте-про-дукты	бенз(а)пирен
ПК 1 и 2	песчаная											0,014	0,010		<0,2	5,5
алевритовая											0,027	0,059		<0,2	9,1
ПК 3 и 4	песчаная				7,5							0,012	0,009		<0,2	5,1
суглинистая											0,023	0,041		<0,2	9,2
торфя-ная	зола											-	-		0,31	-
сухое вещест-во	0,88	0,89	5,69	1,84	1,42	4,68	7,3		0,41

По уточненным данным содержания Cd варьируют от 0,0005 мг/кг (половина чувствительности анализа – < 0,001 мг/кг) до 0,039 мг/кг – для песчаных разностей и от 0,006 до 0,095 мг/кг – для суглинистых. Содержания Hg изменяются от 0,010 мг/кг (половина чувствительности анализа – < 0,020 мг/кг) до 0,020 мг/кг – для песчаных разностей и до 0,056 мг/кг – для суглинистых. Содержания хлоридов варьируют от половины чувствительности анализа (< 1 мг/кг) до 14 мг/кг – для песчаных разностей и от 1,2 до 26,5 мг/кг – для суглинистых.

В период 2004-2006 гг. в ходе обустройства месторождения в пределах территорий УКПГ, промзоны, КОС и ВЗС образовались локальные места загрязнения в виде несанкционированных свалок металла, куч строительного мусора, хранения хозбытовых отходов и пр. В связи с этим ЗСФ ИНГГ СО РАН были даны рекомендации по уборке и очистке мест сосредоточения свалок и отходов для разработки мер контроля за выбросами мусора в отведенные для них места.

Таким образом, анализ распределения ТМ и мышьяка в поверхностных и иллювиальных горизонтах почв тундровых экосистем на территории Берегового лицензионного участка позволил сделать следующие выводы:

1. Изученные почвы в естественных условиях характеризуются низким содержанием ТМ, за исключением Cu и Ni, что обусловлено геохимическими особенностями подстилающих горных пород.

2. В естественных условиях выделяются три главных фактора, определяющих содержание ТМ в почвах. Наряду с влиянием подстилающих горных пород таковыми являются изменение подвижности ТМ при смене окислительно-восстановительных условий, а также образование плохо растворимых органоминеральных комплексов.

3. Почвы автономных фаций отличаются повышенным содержанием большинства ТМ по сравнению с подчиненными местообитаниями. На заболоченных участках увеличивается только содержание Ba, Zn, Pb и Co, что определяется миграционными способностями элементов в контрастных ландшафтно-геохимических условиях. Кроме того, накопление Pb и V и вынос Zn, Cu и Mn типичны для местообитаний с глубокой сезонной оттайкой – долин рек, берегов озер и т.д.

4. В ходе обустройства месторождения в пределах территорий УКПГ и промышленной зоны образовались локальные участки загрязнения в виде несанкционированных свалок металла, куч строительного мусора, складирования хозяйственно-бытовых отходов и пр. В период весеннего снеготаяния и летних дождей из этих мест с потоками влаги легко вымываются вредные вещества и загрязняют почву, поверхностные и грунтовые воды. В связи с этим необходимы действия по уборке и очистке мест сосредоточения свалок и выбросов отходов, а также мероприятия по контролю за выбросом мусора, в отведенные места.

5. Уровень содержания ПАУ и ПХБ в изученных почвах соответствует фоновым показателям в Уренгойской тундре.

1.2.4. Химический состав растений

В качестве основных параметров для оценки ландшафтно-экологического состояния геосистем принимаются такие биоиндикаторные признаки как состав и строение фитоценоза, запасы и ежегодный прирост биомассы, а также изменение химического состава растений.

Критерием загрязнения растительности Берегового лицензионного участка являются региональные кларки (статистические характеристики фоновых концентраций) загрязняющих веществ в индикаторных видах растений (табл. 1.3).

Таблица 1.3

Фоновое содержание тяжелых металлов в растениях севера Западной Сибири, мг/кг сухого вещества

Элемент	n	среднее max- min	δ	К	Кларк	Элемент	n	среднее max- min	δ	К
Брусника, Vaccinium vitis-idaea	Багульник, Ledum decumbens
Ba		54,8 87,3	26,3	47,9	22,5	Ba		78,7 115,8	21,5	27,3
Mn		1355,3 1915,4-753,8	341,9	25,2		Mn		1135,7 2015,4-413,4	390,8	34,4
Zn		24,1 31,2-16,1	4,0	16,7		Zn		29,8 56,3-14,9	12,5	42,0
Cu		3,6 7,2-1,0	2,0	54,7		Cu		4,6 10,2-1,0	2,5	54,8
Ni		1,0 2,4-0,03	0,9	86,0		Ni		1,6 2,4-0,7	0,5	29,9
Co		0,2 0,6-0,1	0,2	81,5	0,5	Co		0,30 0,60-0,04	0,2	69,7
Pb		1,3 2,0-0,6	0,3	24,5	1,25	Pb		1,5 2,4-0,6	0,6	37,2
Cd		0,05 0,12-0,01	0,03	69,6	0,035	Cd		0,05 0,11-0,02	0,025	48,7
Cr		0,6 1,2-0,3	0,15	34,1	1,8	Cr		0,4 0,6-0,2	0,106	27,2
As		0,04 0,06-0,02	0,01	30,8	0,12	As		0,05 0,07-0,03	0,012	23,7
Hg		0,02 0,04-0,01	0,01	45,7	0,05	Hg		0,04 0,05-0,02	0,009	24,4
V		0,23 0,35-0,16	0,05	20,8	1,5	V		0,27 0,41-0,15	0,079	29,7
Элемент	n	среднее max- min	δ	К	Кларк	Элемент	n	среднее max- min	δ	К
Лишайник, Cladonia alpestris	Лиственница, Larix sibirica
Ba		16,5 103,0-2,1	17,2	104,3	22,5	Ba		160,4 276,8-59,9	61,2	38,1
Mn		170,8 765,0-14,3	174,9	102,4		Mn		209,2 1687,1-68,7	330,6	158,0
Zn		15,4 32,1-4,2	8,1	52,3		Zn		15,2 24,1-8,1	4,5	29,7
Cu		1,4 3,6-0,4	1,0	72,5		Cu		4,2 6,1-2,7	1,1	25,4
Ni		0,70 2,10-0,01	0,6	89,1		Ni		1,2 2,8-0,1	0,9	76,9
Co		0,2 0,5-0,1	0,1	88,8	0,5	Co		0,3 0,8-0,1	0,2	72,4
Pb		2,5 6,1-0,6	2,0	78,5	1,25	Pb		5,2 11,3-0,9	3,7	70,3
Cd		0,10 1,0-0,1	0,14	100,2	0,035	Cd		0,09 0,13-0,04	0,03	29,2
Cr		0,4 0,6-0,3	0,07	18,5	1,8	Cr		0,6 1,2-0,3	0,24	39,7
As		0,13 0,16-0,09	0,02	18,0	0,12	As		0,22 0,25-0,18	0,02	9,8
Hg		0,03 0,05-0,01	0,01	38,7	0,05	Hg		0,11 0,16-0,05	0,03	26,8
V		0,36 0,48-0,27	0,07	19,0	1,5	V		0,8 2,2-0,5	0,45	56,4

Растения севера Западной Сибири характеризуются низким количеством ТМ по сравнению с кларком В.В. Добровольского (1998). Только концентрация Pb близка к кларку, а содержание Ba в бруснике Vaccinium vitis-idaea, багульнике Ledum decumbens и лиственнице Larix sibirica в 2,4-8 раз и Mn в багульнике Ledum decumbens и в бруснике Vaccinium vitis-idaea в 5,5-6,5 раз превышают его.

В фоновых условиях брусника Vaccinium vitis-idaea и багульник Ledum decumbens отличаются повышенными концентрациями Mn, Zn и Ba, лишайник и лиственница – Pb. Наиболее показательны в этом отношении содержания Mn и Ba в багульнике, в 15-70 раз превышающие соответствующие показатели в лишайнике. Аналогично концентрация Mn в бруснике достигает 1355 мг/кг сухого вещества (максимальное значение – 1915 мг/кг), что в 7 раз выше, чем в лиственнице, и в 8 раз выше, чем в лишайнике. Содержание Pb в лишайнике в 2-12 раз выше, чем в багульнике и бруснике, но в 2 раза ниже, чем в лиственнице.

Большое влияние на содержание ТМ в растениях изученной территории оказывают особенности местообитаний. В элювиальных фациях концентрации Ba, Mn, Ni и Zn в багульнике и лиственнице выше, чем в нижних частях склонов или у подножий холмов. Причем содержания Mn и Zn местами превышают установленные средние величины, что обусловлено накоплением их здесь в основном в составе органоминеральных комплексов.

Специфические условия накопления ТМ в растениях образуются в долинах рек и ручьев, где велика степень оттайки грунтов в вегетационный период. Для этих местообитаний типично увеличение подвижности Mn, Cu, Zn, Ni при аккумуляции Pb. Здесь отмечается концентрация Mn, Cu, Zn, Ni на уровне средних показателей по региону при низком содержании Ba и V.

Сравнение химического состава растений, отобранных в различные временные сроки, свидетельствует о значительных изменениях в уровне содержания ТМ при активизации ростовых процессов. В середине вегетационного периода происходит значительная трансформация концентраций ТМ, обусловленная как специфическими особенностями биохимических процессов в различных видах растений, так и различиями в степени подвижности элементов в конкретных ландшафтно-геохимических условиях и возможностью вовлечения ТМ в биологический круговорот. Так, например, в июне содержание элементов биологического захвата Ba и Pb в растениях выше, чем в июле, а биогенных Zn и Mn, наоборот, ниже.

Изученные виды растений являются широко используемыми индикаторами техногенного воздействия. Анализ пространственного распределения концентраций ТМ в растениях свидетельствует о четкой приуроченности аномальных значений к источникам загрязнения. Индикатором антропогенного загрязнения почв служит увеличение содержания Ni, Zn, Cu, Pb, Ba и Cd в растениях.

средние показатели содержания ТМ, принятые за региональный фон (табл. 1.3), свидетельствуют о том, что изученные виды характеризуются низким количеством ТМ по сравнению с кларком В.В. Добровольского (1998). Содержание V и As во всех растениях ниже чувствительности прибора. Вместе с тем необходимо ответить, что содержание Ba в бруснике Vaccinium vitis-idaea и багульнике Ledum decumbens в 11-23 раза, а Mn – в 3-17 раз превышают их концентрации в лишайнике Cladonia alpestris. Проведенные анализы химического состава растений указывают, что большинство значений укладывается в пределы величин x + 2δ, что обусловлено относительно однородными внешними условиями. Указанные различия в химическом составе индикаторных видов растений обусловлены двумя основными группами факторов.

С одной стороны, химический состав растений зависит от биологических особенностей организмов и является важным систематическим признаком (Ковальский, 1974; Школьник, 1973). Сравнение содержания ТМ в изученных видах показало, что в фоновых условиях брусника Vaccinium vitis-idaea и багульник Ledum decumbens отличаются повышенными концентрациями Mn, Zn и Ba. Наиболее показательны в этом отношении содержания Mn и Ba в багульнике, максимальные величины которого достигают соответственно 2015 мг/кг сухого вещества и 116 мг/кг сухого вещества. К примеру, максимальные концентрации их в лишайнике равны соответственно 765 мг/кг сухого вещества и 103 мг/кг сухого вещества. Аналогично концентрация Mn в бруснике достигает 1355 мг/кг сухого вещества (максимальное значение – 1915 мг/кг), что в 2 раза выше, чем в лишайнике.

С другой стороны, большое влияние на содержание ТМ в растениях изученной территории оказывают местообитания. Распределение ТМ в растениях по элементам рельефа характеризуется следующими особенностями. В элювиальных фациях концентрации Ba, Mn, Сu, Pb и Zn в багульнике выше, чем в подчиненных местообитаниях. Причем содержания Mn и Zn местами превышают установленные средние величины, что обусловлено накоплением их здесь в основном в составе органоминеральных комплексов.

Специфические условия накопления ТМ в растениях образуются в долинах рек и ручьев, где велика степень оттайки грунтов в вегетационный период. Для этих местообитаний типично увеличение подвижности Mn, Cu, Zn, Ni при аккумуляции Pb. Сделанный вывод подтверждается изменением химического состава брусники, произрастающей по берегам рек и ручьев. Здесь отмечается накопление Mn, Cu, Zn, Ni на уровне средних показателей по региону при низком содержании Pb и Cd.

антропогенное воздействие может оказывать существенное влияние на химический состав растений. Однако следует отметить, что в целом загрязнение ТМ изученной территории невелико и носит точечный характер. Здесь выявлены лишь участки локального загрязнения почв ТМ, приуроченные к разведочным буровым и вездеходным трассам. Показательным, как отмечалось выше, является увеличение концентраций в почвах Ba, Zn, Ni, Pb и Cu. Изученные виды растений являются широко используемыми индикаторами техногенного воздействия. Анализ пространственного распределения концентраций ТМ в растениях свидетельствует о незначимом увеличении содержания ТМ под влиянием антропогенных источников загрязнения.

Таким образом, на основе анализа содержания ТМ в растениях газоконденсатных месторождений Уренгойского Севера можно сделать следующие выводы:

1. Тундровые растения в естественных фоновых условиях характеризуются в целом низкими концентрациями ТМ. Исключение составляют Sr, Ba, Ti, Mn и Cr, содержание которых в несколько раз выше кларка.

2. Большое влияние на количество ТМ в растениях изученных месторождений оказывают особенности местообитаний. В естественных условиях в элювиальных фациях отмечается преимущественное накопление в растениях литогенных элементов. Развитие процесса хелатогенеза в ряде случаев обусловливает также аккумуляцию Cu и Mn. В трансэлювиальных фациях на минеральных субстратах во всех растениях отмечается повышенное содержание Ba. Кроме того, отмечается увеличение концентраций Ni, Cu, Zr и Ti в лишайнике и Сo, Ni, Ti, V и Ba в багульнике, в иллювиальных условиях на торфянистых отложениях – Pb и Zn.

3. Химический состав растений зависит от систематического положения видов. Изученные растения характеризуются избирательным поглощением ТМ: лишайник Cladonia alpestris – Ti, Y, Sc, V, Cr, Pb, багульник Ledum decumbens – Mn, Ba, Zr и Cu.

4. При освоении газоконденсатных месторождений и загрязнении почв отмечается увеличение ТМ в растениях. Наиболее показательными в этом отношении являются Cladonia alpestris и Ledum decumbens. Betula nana в меньшей степени реагирует на изменение химизма окружающей среды и может быть рекомендована для посадок при рекультивации загрязненных земель. Индикаторами антропогенного загрязнения почв служит увеличение содержания Ni, Zn, Cu, Pb, Ba и Cd в растениях.

5. Лишайник Cladonia alpestris (L.) Rubh., багульник Ledum decumbens (Ait.) Lodd. ex Steud. и брусника Vaccinium vitis-idaea. являются широко используемыми индикаторами техногенного воздействия. Анализ пространственного распределения концентраций ТМ в растениях свидетельствует о четкой приуроченности аномальных значений к источникам загрязнения.

2. Организация мониторинговых исследований

Основными задачами мониторинга территории лицензионного участка являются:

1) контроль содержания загрязняющих веществ в поверхностных водах, снежном покрове, донных осадках, в почвах и растительности;

2) оценка нарушенности почвенного и растительного покровов, изменения видового разнообразия и вульгаризации флоры;

3) определение динамики нарушенности земель, активизации экзогенных геологических процессов, разрушения берегов;

4) создание информационно-аналитической системы «Мониторинг окружающей среды Берегового лицензионного участка» на основе ГИС-технологий.

Для решения первой задачи проводится сравнение концентраций поллютантов в природных средах с параметрами, полученными при оценке исходного (фонового) состояния окружающей среды территории Берегового лицензионного участка, проведенной на стадии ввода месторождения в эксплуатацию. На основе этого определяется степень химического воздействия разработки месторождения на окружающую среду. С этой целью используются принятые в геохимии статистические приемы, адаптированные к решению сформулированной выше задачи.

Для контроля нарушений почвенного и растительного покровов, изменения видового разнообразия и вульгаризации флоры проводится детальное геоэкологическое описание на станциях мониторинга и картографирование территории лицензионного участка. Результаты сопоставляются с ландшафтной и геоботанической картами территории на момент выполнения фоновой оценки. Базой сравнения являются соответствующие фоновые характеристики. Динамика нарушенности земель отслеживается на основе сравнительного анализа карт нарушенных земель, составленных в разные годы.

Мониторинг экзогенных геологических процессов ориентирован на прогноз развития процессов и их негативного воздействия на технические сооружения, трубопроводы и хозяйственную инфраструктуру лицензионного участка.

В основу сети мониторинговых исследований закладывается схема расположения эталонных площадей, использованная при проведении фоновой оценки территории Берегового лицензионного участка. Станции мониторинга ориентированы на контроль за состоянием природной среды вблизи разведочных буровых, по трассам отсыпок и т.д., а также фоновых ПТК, не затрагиваемых в настоящее время прямым техногенным воздействием.

Мониторинговые исследования выполняются один раз в год, сроки проведения работ должны совпадать с максимальной биологической активностью ПТК в летний период.

2.1. Объекты и методика полевых исследований

Объектами экологического мониторинга являются основные компоненты ландшафтов в пределах Берегового лицензионного участка, к которым относятся поверхностные воды, донные осадки, почвы, индикаторные виды растений, снежный покров.

Экологический мониторинг осуществляется с учетом природных условий территории Берегового месторождения. Работы начинаются с выбора определенного комплекса методов исследований, адекватно отвечающего степени загрязнения природной среды. Затем определяются наиболее показательные эталонные площади, расположенные в зоне воздействия источника загрязнения и на участках, не подверженных техногенезу. Выбор точек наблюдения проводится на основе сети станций обследования при фоновой оценке территории лицензионного участка с учетом следующих факторов: ландшафтного строения территории, особенностей гидрографической сети и поверхностного стока, схем предполагаемого размещения нефтегазопромысловых объектов и инженерных сетей.

Мониторинг территории Берегового месторождения выполняется с использованием наземного транспорта и пешеходными маршрутами (рис. 2.1-2.2). Он проводится с использованием методики полевых геоэкологических исследований (Сенькин и др., 2001). На каждой станции мониторинга для оценки состояния природно-территориальных комплексов (ПТК) применяются методы экологического профилирования и эталонных площадей (ЭП). Наблюдения и отбор проб выполняются с учетом пространственной дифференциации природной среды на всех уровнях элементарного геохимического ландшафта: элювиальном, трансэлювиальном, субаквальном и аквальном.

Планирование пространственно-территориальной расстановки маршрутов делается на основе предварительного анализа топографического плана местности (М 1:25000). Такой подход позволяет охватить мониторингом все многообразие условий произрастания растительности, что в будущем во многом облегчает экстраполяцию собранных данных на участки, не охваченные исследованиями, а также упрощает анализ и увеличивает достоверность прогноза ситуации.

выбор станций мониторинга проводится с учетом физико-географических особенностей ПТК, пикеты на профиле устанавливаются по мере смены фаций в пространстве. На них выполняется подробное описание ПТК, обследование близ расположенных водных объектов, осуществляется отбор проб почв, поверхностных вод, донных отложений и растений на химический анализ.

Рис. 2.1. Проведение мониторинговых исследований с использованием автотранспорта

При проведении мониторинга положение мест отбора проб должно строго соответствовать расположению фоновых точек пробоотбора. Детальная характеристика участков мониторинга полностью отвечает описанию на фоновых эталонных площадях:

- состав четвертичных отложений, выходы коренных пород;

- характер рельефа, экспозиция и углы наклона склонов, особенности микрорельефа;

- характер почвенного покрова и ведущий почвообразовательный процесс;

- условия увлажнения;

- состояние растительности и доминирующие растительные сообщества (подробное геоботаническое описание).

Рис. 2.2. Проведение мониторинговых исследований пешеходными маршрутами

Для определения характера латеральной миграции и перераспределения химических элементов по различным фациям элементарного геохимического ландшафта используются заложенные при фоновой оценке экологические профили, проходящие через основные формы мезорельефа. Обычно профиль включает не менее 3-5 пикетов, расположенных на характерных перегибах рельефа.

В число основных задач мониторинга входят наблюдения за ЭГП, изменением видового состава растений, контроль распределения и содержания загрязняющих веществ в компонентах ландшафта: почвах, донных отложениях, поверхностных водах, в индикаторных видах растений, снежном покрове.

Дата добавления: 2015-08-18