Содержание к диссертации
Введение
1. Изученность проблемы 7
2. Материал и методика исследования 24
2.1. Характеристика района исследования 24
2.2. Методика исследования и объем материалов 36
3. Характеристика техногенного воздействия основных технологических объектов нефтедобычи 52
3.1. Основные аспекты технологии добычи и подготовки нефти 52
3.2. Источники и факторы техногенного воздействия 61
3.3. Изменение состояния атмосферы 68
3.4. Оценка состояния водных источников 79
3.5. Оценка состояния почвенного покрова 8 7
3.6. Растительность на территории месторождения 94
4. Пространственно-временные совокупные свойства наземных экосистем Шагирто-Гожанского месторождения 106
4.1. Основные параметры наземных экосистем 106
4.2. Качество круговорота веществ 112
5. Природно-техногенные экосистемы Шагирто-Гожанского месторождения
Выводы 128
Библиографический список 13 0
Приложение 1 147
- Характеристика района исследования
- Основные аспекты технологии добычи и подготовки нефти
- Основные параметры наземных экосистем
- Природно-техногенные экосистемы Шагирто-Гожанского месторождения
Введение к работе
Эксплуатация нефтяных месторождений неизбежно связана с техногенным воздействием на окружающую природную среду. Происходит трансформация, как отдельных компонентов, так и в целом природных комплексов. Вблизи нефтепромыслов природа претерпевает глубокие часто необратимые изменения. Изучению влияния нефтедобычи на природные компоненты посвящены работы М.А. Глазовской, Ю.И. Пиковского, Н.П. Солнцевой, В.Н. Быкова, Середина В.В. и др.
На территории Пермского края с момента открытия нефтяных залежей осуществляется добыча нефти и газа. В настоящее время сформировались районы старого нефтеосвоения (южные месторождения) и районы нового освоения (северные месторождения). Современная разработка месторождений предусматривает максимально возможный учет влияния нефтедобычи на окружающую природную среду. На месторождениях старого освоения сложилась сложная обстановка: юг области - это изначально аграрные районы, где впоследствии начались разведка и разработка месторождений. Значительная трансформация природной среды обусловливает необходимость сохранения участков с естественной растительностью, восстановления нарушенных территорий, формирования управляемых природно-техногенных экосистем с более высокой устойчивостью к антропогенному воздействию.
Несмотря на повышенный интерес к изучению техногенных изменений природной среды (атмосферы, гидросферы, почвенного покрова, растительности, животного населения) под влиянием нефтепромыслов, не рассматривались вопросы: о вкладе различных нефтепромысловых объектов в трансформацию природной среды, об их интегральном воздействии на экосистемы и процессах изменения качества круговорота веществ. Отсутствует картографическое представление трансформации нарушенных экосистем на территории нефтепромысла. Экосистема как основная функциональная единица организации природной среды в качестве объекта исследования не выступала. В связи с этим изучение нефтепромысловой трансформации наземных экосистем является необходимым этапом комплексных геоэкологических исследований.
Объект исследования - Шагирто-Гожанское месторождение нефти (ШГМ), расположенное в Куединском районе Пермского края в зоне широколиственно-хвойных лесов.
Цель работы - выявление особенностей и закономерностей техногенной трансформации экосистем на территории ШГМ.
Для выполнения поставленной цели решались следующие задачи:
1. Рассмотреть современные представления и методы изучения трансформации наземных экосистем.
2. Проанализировать собранный материал, обосновать методику исследования.
3. Охарактеризовать техногенное воздействие основных технологических объектов нефтедобычи ШГМ на природные компоненты, наземные экосистемы.
4. Рассмотреть пространственно-временные свойства наземных экосистем ШГМ.
5. Идентифицировать основные приро дно-техногенные экосистемы на территории ШГМ.
Методическая и теоретическая основа исследований. При изучении влияния нефтедобычи на природную среду в данной работе использованы теоретические основы геоэкологических исследований, предложенные С.А. Бузмаковым [7, 19, 21 22], а также концепция экосистемы, географические положения об иерархической пространственной организации природной среды, основы экологического картографирования. При выполнении работы применялись геоэкологические, физико-географические, геоботанические методы исследования. При анализе и обобщении собранных материалов, характеризующих состояние природной среды, использованы статистические методы, компьютерные программы и геоинформационные технологии графического представления данных.
Выносимые на защиту положения:
1. Нефтепромысловые объекты оказывают существенное техногенное воздействие на окружающую природную среду. С каждой последующей стадией технологического процесса нагрузка на экосистемы возрастает.
2. На современном этапе эксплуатации ШГМ экосистемы на территории месторождения находятся в экологическом равновесии, что свидетельствует о наступлении вторичного (природно-техногенного) равновесия.
3. Идентифицированные природно-техногенные экосистемы на территории ШГМ отражают основные черты техногенной трансформации наземных экосистем.
Научная новизна. В работе впервые:
1. Выявлены закономерности динамики содержания загрязняющих веществ в почвах и водных объектах на территории нефтяного месторождения.
2. Определены изменения основных пространственно-временных характеристик иерархически организованных наземных экосистем (водосборных бассейнов) на территории нефтяного месторождения.
3. Изучена трансформация наземных экосистем на территории ШГМ. Практическая ценность и реализация работы. Результаты исследований использованы для оптимизации экологической ситуации на территории ШГМ, а также при разработке программы мониторинга биотических компонентов на территории месторождений ООО «ЛУКОЙЛ-Пермь».
Апробация работы. Материалы и результаты исследования обсуждались на расширенном заседании кафедры биогеоценологии и охраны природы географического факультета Пермского государственного университета, на Межвузовской конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Экология: проблемы и пути решения» (Пермь, 1999),
Международной научно-практической конференции «География и регион» (Пермь, 2002), Международной школе «Современные методы эколого-геохимической оценки состояния и изменений окружающей среды» (Пермь, 2003), XIII Международном симпозиуме «Экология-2004», Международной конференции, посвященной памяти М.М. Ермолаева (С-Пб., 2005), Международной научно-практической конференции «Антропогенная динамика природной среды» (Пермь, 2006).
Личный вклад автора. Основой диссертации явились результаты личных исследований: проведение полевых наблюдений за период 1996-2006 гг., анализ фондовых данных, обобщение полученных материалов.
Публикации. Основное содержание и результаты работы опубликованы в 21 работе, в т.ч. 1 по перечню ВАК.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 156 страницах машинописного текста, состоит из введения, 5 глав, выводов и одного приложения, включает 46 таблиц, 18 рисунков. Библиографический список (162 названия).
Благодарности. Автор выражает глубокую благодарность и признательность научному руководителю д.г.н. С.А. Бузмакову. В сборе материала большую помощь оказали профессор д.б.н. С.А. Овеснов, научный сотрудник к.б.н. Кувшинская, доцент к.г.н. Шкляев. Автор благодарит заведующего кафедрой биогеоценологии и охраны природы ПГУ д.г.н., профессора Г.А. Воронова, сотрудников лаборатории экологии и природопользования кафедры БОП за помощь в проведении исследований и оформлении диссертации.
Характеристика района исследования
Объект исследования - Шагирто-Гожанское месторождение (ШГМ) нефти, расположенное в Куединском районе Пермского края. Климат района континентальный, характеризуется большой годовой амплитудой колебаний температуры воздуха. На метеостанции г. Чернушка годовая амплитуда месячной температуры воздуха составляет 33.9С. Большое влияние на климат района оказывают Уральские горы, расположенные восточнее, перед ними происходит изменение климатических характеристик облачности, осадков, изменяются циркуляционные условия.
Радиационный режим территории характеризуется поступлением прямой и рассеянной радиации, годовое количество для юга области составляют примерно равные доли. Однако в месячных суммах прямой и рассеянной радиации имеются различия, связанные с наличием облачности, когда преобладающую роль играет рассеянная радиация (январь-март, октябрь-декабрь). Это обусловлено низкой высотой солнца в зимние месяцы, когда поступающая на горизонтальную поверхность прямая радиация близка нулю. В апреле, августе и сентябре суточные суммы поступающей прямой и рассеянной радиации примерно одинаковы, и лишь в мае-июле преобладает прямая солнечная радиация. В эти месяцы к земной поверхности поступает и значительная доля ультрафиолетовой радиации (УФ), которая способствует разложению газообразных вредных веществ в воздухе, однако, в целом за год наблюдается ее дефицит. Продолжительность солнечного сияния на метеостанции Янаул (наиболее близкой к рассматриваемой территории) колеблется в пределах 1700-2000 ч. в год, однако продолжительность поступления УФ радиации значительно меньше, что объясняется ее отсутствием в зимнее время. Число дней без солнца на метеостанции Янаул составляет 90-110 за год.
Особенности ветрового режима рассматривались с привлечением данных о повторяемости ветра по сезонам и за год, а также средних скоростей (табл. 2.1.1). Как следует из приведенной таблицы, наибольшую повторяемость имеют юго-восточные, южные, юго-западные и западные ветры. По отдельным сезонам года картина меняется, так, в весеннее время и зимой велика повторяемость южных и юго-западных ветров, в летние месяцы максимум повторяемости приходится на северо-восточное направление. Скорость ветра незначительна во все сезоны, но летом она несколько меньше, примерно на 20%, чем в остальные сезоны. Следовательно, для рассматриваемой территории характерен вынос загрязняющих веществ в северном и северо-восточном направлениях. Летом такой перенос несколько ослаблен, и может происходить в юго-западном направлении. В отдельные годы характер переноса может изменяться, что связано с особенностями циркуляционного режима территории.
Осадки. Осадки, особенно жидкие, приводят к вымыванию загрязняющих веществ из атмосферы и способствуют ее очищению. Наибольшее количество осадков выпадает в теплую половину года, что связано с выпадением ливневых осадков (табл.2.1.2). Например, за апрель 26 октябрь выпадает 370 мм, что, примерно, соответствует количеству выпавших жидких осадков, а за период - с ноября по март - 152 мм. Таким образом, хотя количество жидких осадков значительно, большую часть их составляют ливневые осадки, которые непродолжительны во времени. В этом случае процесс вымывания происходит непродолжительное время.
Одним из факторов, определяющих уровень загрязнения, является грозовая деятельность. При грозовых разрядах активизируются процессы разложения газообразных веществ. Увеличение числа дней с грозой снижает загрязнение воздуха. На рассматриваемой территории за год в среднем наблюдается 25 дней с грозой, основное количество которых приходится на летние месяцы (с мая по август). В остальные месяцы грозы могут наблюдаться лишь эпизодически, а в зимнее время практически не наблюдаются.
Перенос, накопление и рассеивание примесей в воздухе зависят от особенностей ветрового режима, в первую очередь режима слабых ветров, со скоростью 0-1 м/с у поверхности земли. По материалам выполненных исследований для Пермской области и Башкирии максимум повторяемости таких ситуаций приходится на февраль и июль, причем повторяемость летнего максимума больше.
Минимум повторяемости слабых ветров приходится на ноябрь. Особенности годового хода повторяемости слабых ветров объясняются особенностями циркуляционных процессов над данной территорией.
Увеличение повторяемости слабых ветров в конце зимы начале весны можно объяснить влиянием отрогов усиливающегося Азиатского антициклона, которые создают условия, способствующие сохранению слабых ветров в течение длительного периода времени. В летнее время в основном наблюдаются малоградиентное или антициклональное барические поля, способствующие возрастанию повторяемости слабых ветров. В связи с сезонной перестройкой атмосферной циркуляции, осенью характерна частая смена барических образований, снижающие повторяемость слабых ветров.
Наличие инверсий так же способствует застою воздуха. Для рассматриваемых районов (на границе Пермского края и Башкирии) характерен максимум повторяемости инверсий в феврале и июле.
Повторяемость приземных инверсий увеличивается от зимы к лету, однако летом чаще наблюдаются утренние инверсии. Увеличение повторяемости, происходящие довольно быстро в конце зимы начале весны, связано с образованием так называемых инверсий снеготаяния, когда теплый воздух, натекающий на заснеженную поверхность, быстро охлаждается в приземном слое.
Ход повторяемости приподнятых инверсий отличается от повторяемости приземных инверсий. Максимум их приходится на зимние месяцы, в летнее время приподнятые инверсии наблюдаются редко. В этом случае выбросы даже от горячих источников не могут пробиться через инверсионный слой (при высоте источника 10-20м) и вредные вещества задерживаются в приземном слое воздуха. Чаще такие ситуации наблюдаются в январе, что усугубляет процесс загрязнения атмосферы, так как зимой, в связи с работой различных отопительных установок, увеличивается выброс загрязняющих веществ.
Микроклиматические особенности территории нефтепромыслов и цеха первичной переработки нефти определяются комплексом погодных условий и рельефом. Своеобразие рельефа рассматриваемой территории характеризуется наличием хорошо выраженных долин рек Шагирт и Гожанка, глубина которых доходит до 100 м при ширине около 1 км. Основные источники выбросов вредных веществ расположены на возвышенностях (ДНС-27 на высоте около 190 м), или вблизи них (УППН-5), а населенные пункты - в пониженных местах около рек на высотах 120-140м. Такое расположение селитебной зоны способствует высокой повторяемости застойных ситуаций. Следовательно, ветровой режим в населенных пунктах характеризуется наличием большой повторяемости штилей и небольшими значениями средней скорости ветра, а в пунктах сбора и переработки нефти, наоборот, повторяемость штилей минимальна, а средние скорости ветра велики. Это, с одной стороны, способствует хорошему воздухообмену и разбавлению вредных веществ, например, в дневное время, а, с другой стороны, при наличии приподнятых инверсий и слабом турбулентном обмене может осуществляться перенос вредных веществ на значительные расстояния. Последнее характерно в случае развития местных форм циркуляции, таких как долинная.
Основные аспекты технологии добычи и подготовки нефти
Шагирто-Гожанское месторождение эксплуатируется ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ», целью деятельности которого являются добыча, подготовка и сдача нефти. Сырьем для производства товарной продукции служит добываемая посредством эксплуатации нефтедобывающих скважин «нефтепромысловая жидкость», именуемая «нефтесодержащей жидкостью» (НСЖ), которая представляет собой механическую смесь нефти и высокоминерализованной воды геологических пластов. По химической природе нефть является сложной смесью углеводородов различного строения, среди которых преобладают углеводороды метанового или нафтенового ряда, в меньшей степени встречаются углеводороды ароматического ряда. Процент «обводненности» продукции различных скважин изменяется в интервале от 1 до 100%. Добыча нефти осуществляется из эксплутационных нефтедобывающих скважин, сгруппированных в КС (кусты скважин) - обвалованные площадки, на которых расположены устья нескольких скважин. Продукция скважин за счет давления, создаваемого насосами («линейное давление»), по трубопроводам поступает на ГЗУ (групповая замерная установка). Нефтепровод от скважины до ГЗУ называется «выкидным нефтепроводом». На ГЗУ поступает продукция от скважин одного, реже двух кустов. От ГЗУ продукция всех скважин куста по нефтепроводу, классифицируемому как нефтесборный коллектор 2-го порядка, подается на дожимные насосные станции (ДНС),
ДНС предназначены для I ступени сепарации нефти от газа, подачи газа для сжигания на факел и перекачки жидкости по нефтепроводу. ДНС представляют собой комплекс сосудов, агрегатов и установок, соединенных технологическими трубопроводами (т.н. «технологическая обвязка»). Нефтепроводы, по которым транспортируется промысловая жидкость от ДНС, классифицируются как «нефтесборные коллекторы 1-го порядка». На площадках ДНС предусмотрены узлы учёта газа, нефти, помещение для обслуживающего персонала. Типовой состав основного оборудования ДНС включает: 1. булитные ёмкости (БЕ)- (1-2 шт) объемом 50, 100 или 200 м, оборудованные отсекающей и регулирующей арматурой, а так же предохранительными клапанами, предназначены для сбора НСЖ, поступающей с ГЗУ месторождений; 2. газоосушитель (НТО), где происходит осушение газа, поступающего на факел, и сбор конденсата. Откачка конденсата производится погружным насосом на приём в БЕ через обратный клапан; 3. факел аварийного сжигания газа; 4. дренажную ёмкость, в которую поступает жидкость при сливе: с сальников насосов, фильтров, из ёмкости БЕ-1 во время ремонтных работ, конденсата из ёмкости БЕ, с узла учёта нефти. Откачка жидкости из дренажной ёмкости осуществляется погружным насосом на приём ёмкости БЕ через обратный клапан; 5. канализационная ёмкость, в неё поступают дождевые стоки из канализационного колодца, расположенного на площадке по самотечной сети. Откачка производится погружным на приём ёмкости БЕ через обратный клапан; 6. блок дозирования химреагента - деэмульгатора (при необходимости); 7. насосные агрегаты: насосы ЦНС 105-147 для откачки нефти из булитов в нефтепровод для дальнейшей транспортировки на НГСП или УППН; Технологический процесс работы ДНС: газожидкостная смесь от ГЗУ месторождений поступает на ДНС в БЕ, где происходят первая ступень сепарации нефти и отстой механических примесей. Выделившийся газ из «булита» через регулятор давления поступает в ёмкость БЕ-2 (V=50M3) ДЛЯ предварительной осушки. Для сбора конденсата газ проходит через конденсатосборник НТО, а затем поступает на факел для сжигания. Также он может подаваться в газосборный коллектор (для подачи сторонним потребителям или для использования в качестве топлива на объектах нефтепромыслов).
При повышении давления газа в БЕ-2 и срабатывании предохранительного клапана газ поступает через НТО на факел. НСЖ из «булита» периодически откачивается насосами в нефтепровод для дальнейшей транспортировки по системе трубопроводов или непосредственно на УППН. Продукция от ДНС по нефтепроводам - нефтесборным коллекторам, подается на УППН (установки первичной подготовки нефти).
Назначение УППН - подготовка нефти товарного качества путем переработки нефтяной эмульсии (обезвоживания и обессоливания), и откачка товарной нефти в систему магистральных трубопроводов для поставки потребителям. При этом на объектах УППН комплексно решаются вопросы сепарации и использования попутного нефтяного газа и утилизации попутных нефтепромысловых вод. Нефтяная эмульсия проходит следующие этапы обработки: 1. разгазирование водонефтяной эмульсии в концевых сепарационных установках (КСУ): а) концевая сепарационная установка (КСУ) предназначена для приема и проведения первой ступени сепарации нефтяной эмульсии; б) дренажная емкость - для сбора промышленной, ливневой канализации и газа с СППК и выделившегося при 1-ой ступени газосепарации и газоконденсата; от газоконденсата емкость опорожняется самотеком в аварийный амбар; г) свеча рассеивания Ф-1 предназначена для рассеивания газа I ступени газосепарации.
Нефтяная эмульсия представляет собой механическую смесь нефти и воды, причем вода находится в виде мелко раздробленных капелек - глобул в нефти. Помимо глобул воды в нефтяной эмульсии содержатся в мелко раздробленном состоянии твердые вещества - частиц глины, песка, кристаллики солей, которые также прочно удерживаются в нефти.
Нефтяные эмульсии бывают двух типов: вода в нефти и нефть в воде. Почти все эмульсии, встречающиеся при добыче нефти, являются эмульсиями типа вода в нефти. Содержание воды в эмульсии колеблется в широких пределах от десятых долей процента до 90% и более. Чаще всего промысловые эмульсии содержат 20-30% воды, количество механических примесей составляет обычно от 0,01 до 1-2%.
Основные параметры наземных экосистем
В Куединском районе не менее 50% всей площади приходится на земли с нарушенным естественным покровом, который представлен сорно-рудеральной растительностью - это произрастающие на полях и огородах, в населенных пунктах, на пустырях, свалках, по обочинам дорог. Нефтепромысловые объекты Шагирто-Гожанского месторождения расположены на землях, использованных ранее в сельском хозяйстве, поэтому биотические компоненты (почвы, растительность, животный мир) данной территории существенным образом преобразованы.
Из представленных в табл. 4.1.1-4.1.5 данных видно, что экосистемы на территории месторождения сильно преобразованы, пашни составляют основную долю от площади рассматриваемых водосборов. Наибольшую площадь пашни занимают в водосборе р. Тымбай (74 %), наименьшую - р. Чак (47 %). Возраст экосистем (2,01 - 2,37) соответствует фазе развития -жердняк: в этот период развивается максимальное количество мелких и средних ветвей. В этой фазе у светлолюбивых пород наблюдается кульминация прироста по высоте, интенсивный отпад деревцов (самоизреживание). По рассмотренным показателям менее преобразованным является водосборный бассейн р. Чак, о чем свидетельствуют показатели фитомассы и продуктивности.
Нефтепромысловые объекты расположены в водосборных бассейнах: р.Чак (0,06%) р.Шагирт (2%), р.Тымбай (2,5%), р.Гожанка (8,29%). Предполагается, что наибольшая нагрузка приходится на экосистемы водосборного бассейна р.Гожанка.
Для выявления техногенных изменений экосистем на территории Шагирто-Гожанского месторождения под влиянием нефтепромысла проанализированы современные параметры водосборных бассейнов (фитомасса, продуктивность, возраст экосистем, гетеротрофная емкость), сопоставлены с параметрами водосборных бассейнов до нефтепромысла и с параметрами до сельхозосвоения (табл.4.1.7-4.12), а также исследовано качество круговорота веществ наземных экосистем.
Выполненный анализ показал, что серьезное преобразование всех экосистем произошло на стадии сельскохозяйственного освоения (существенно снизились фитомасса и возраст экосистем, увеличились продуктивность и гетеротрофная емкость): поскольку нефтепромысловые объекты расположены на сельскохозяйственно преобразованных территориях (различных агроценозах), то нефтепромысловое освоение не привело к отрицательным качественным изменениям основных параметров экосистем. В водосборном бассейне р.Гожанка, где площадь нефтепромысловых объектов составляет наибольшую долю из рассматриваемых водосборов, нефтепромысловое освоение способствовало еще большему омоложению экосистем и увеличению гетеротрофной емкости.
Таким образом, размещение нефтепромысловых объектов на сельскохозяйственноосвоенных территориях не привело к дальнейшей деградации экосистем, поскольку основные параметры водосборов (фитомасса, продуктивность, группа возраста, гетеротрофная емкость) остаются на том же уровне.
При исследовании качества круговорота веществ наземных экосистем за исходные данные брали материалы наблюдений за поверхностными и подземными водами, изучали сезонную и многолетнюю динамику, сопоставляли современные значения с фоновыми, сравнивали круговорот веществ поверхностных и подземных вод, среду на входе и выходе экосистем.
Качество круговорота веществ (Q) анализировалось по следующим показателям: общая жесткость, Na+K, Са, Mg, CL, S04, НС03, содержание нефтепродуктов, количество взвешенных частиц (КВЧ).
Оценка производилась на основе сопоставления современных значений переменной, характеризующей состояние экосистемы, со значением, которое рассматривается как отвечающее норме её состояния. За норму в первом случае брали фоновые значения (данные 1974 г.), во втором - более ранние наблюдения (например, данные за июль-август...ноябрь, в качестве фона выступают значения показателей июля относительно августа, значения августа выступают в качестве фона относительно значений сентября и т.д.). Сравнение текущего состояния с представлениями о норме показывает, насколько система отклонена от состояния равновесия.
Оценки качества круговорота Qb Q2 свидетельствуют о значительных и даже угрожающих изменениях по содержанию хлоридов (табл. 4.2.1), Qj варьирует от (-0,7) до (+9,61), в пределах нормы значения коэффициента (Qi 3) обнаруживаются за границами контура месторождения (реки Сава, Каменный ключ, верховье Шагирта).
Наибольшие значения (Qi=3,83-9,61) получены для водосборных бассейнов рек Пальниковый ключ, Гожанка, Годьяр-Шур. Обнаруженные изменения носят существенный и угрожающий характер.
Природно-техногенные экосистемы Шагирто-Гожанского месторождения
Водорастворимые соли и нефтепродукты мигрируют с поверхностными водами из этих ПТЭ, малорастворимые и нерастворимые формы нефтепродуктов депонируются. Состояние редуцентов - от конечных стадий минимального неравновесного оптимума до равновесного оптимума. Автотрофный компонент представлен практически моновидовым сообществом рогоза широколистного. Древесный ярус отсутствует. В кустарниковом преобладает ива пятитычинковая (Salix pentandra), окаймляющая травяное сообщество. Среди трав доминирующие позиции занимают камыш лесной (Scirpus sylvaticus) и рогоз широколистный (Typha latifolia). В растительном сообществе встречаются виды-синантропы: горошек мышиный (Vicia cracca), мать-и-мачеха (Tussilago farfara), клевер ползучий (Trifolium repens), что обусловлено непосредственной близостью дороги.
Дальнейшая миграция нефтепродуктов вместе с природными водотоками приводит к их поступлению в р. Гожанка (водоток более высокого порядка). Очевидно, в периоды весеннего половодья, летних и осенних дождевых паводков происходит внесение техногенной органики в пойменные почвы, что способствует формированию следующей ПТЭз. Наличие нефтепродуктов обуславливает несколько повышенную активность сапротрофов (начальная стадия неравновесного оптимума). Растительный компонент наземной экосистемы сохраняет основные черты исходного состояния.
Для ликвидации последствия аварийного разлива углеводородов из нефтепровода (1999 г.) максимально полно были собраны жидкие фракции и загрязненные грунты, т.е. биогеоценотический покров полностью уничтожен. На месте разлива сформировалась ПТЭ4. Восстановление наземной экосистемы здесь началось с абиогенной фазы с последующим развитием растительности. Солнечная энергия на данном этапе - единственный легко доступный ресурс, обусловливающий формирование автотрофных пионерных (рудеральных) группировок растительности, лугов, вторичных лесов и соответствующего животного населения. По мере накопления органических веществ в почве сформируется сапротрофный комплекс.
Аварийный разлив промысловых соленых вод в 1999 г. привел к полной гибели растительности, а затем (на протяжении 3-4 лет) развивалось первоначальное сообщество растений галофитов, а сейчас наступила стадия обычных рудеральных пионерных группировок - ПТЭ5.
Техногенный галогенез считается одним из ведущих, а возможно основным геохимическим процессом на территории эксплуатируемых месторождений. Значительное количество атмосферных осадков обеспечивает промывной режим почв и транзит солей через наземные экосистемы. Азональные условия биотопа существуют достаточно краткий период, природные факторы обусловливают восстановление деградированной экосистемы по зональному ряду.
В результате постоянного транзита солесодержащих вод через почвы пойм р. Гожанка и ее притока (1-2-й порядок) здесь наблюдаются засоление и формирование ПТЭб. Древесная растительность находится в крайне пессимальных условиях, иногда даже погибает. Формируется типичное для переувлажненных биотопов сообщество травяных растений гидрофитов.
На территории ШГМ технологические процессы по подготовке нефти до товарного качества сопровождаются выбросами в атмосферу. В соответствии с количеством выбросов веществ в атмосферу вокруг УППН формируется район повышенного загрязнения воздуха, около кустов скважин это достаточно редкое явление, ДНС занимает промежуточное положение. Так формируется ПТЭ7. Здесь древесные растения и, прежде всего, хвойные находятся в состоянии пессимума или максимального неравновесного оптимума. Эти явления заметно выражены в экотоне, где колебания воздействия и техногенных, и природных факторов наиболее существенны. В этой ПТЭ отмечается активизация нефтеокислящих бактерий (минимальный неравновесный оптимум), утилизирующих осаждающие углеводороды и сапрофитов, получивших в качестве дополнительного трофического ресурса отмершую органику древесных растений. Почвенный покров сохраняет типичные зональные черты благодаря деструкции природной и техногенной органики. ПТЭ сохраняет свойства зональной наземной экосистемы.
Нефтяная инфраструктура характеризуется наличием линейных объектов (ЛЭП, различные трубопроводы, дороги). Для обеспечения их функционирования почвенно-растительный покров периодически или постоянно подвергается механическому воздействию: прямому уничтожению биогеоценотического покрова. Сформировавшиеся таким образом ПТЭв постоянно находятся в состоянии восстановительной трансформации. Растительность может формироваться до стадии мелколиственных лесов, затем для обеспечения нормальной работы нефтепромысла уничтожается. На территории ШГМ восстановление устанавливается, как правило, на стадии луга, т.к. производится сенокошение.
Создание линейных объектов на территории нефтяного месторождения приводит к изменению гидрологического режима водных объектов 1-2-го порядка. В отрицательных формах рельефа возникли биотопы с переувлажненными условиями существования (азональными) и получили распространение гидрофильные сообщества растений - сформировалась ПТЭ9.
Технология нефтедобычи предусматривает регулярную зачистку площадок нефтепромысловых объектов, поэтому восстановление достигает только первоначальной стадии рудеральных пионерных группировок и обусловливающая формирование ПТЭ ю- Это упрощенные экосистемы вследствие отсутствия условий существования для микроорганизмов-редуцентов, которые техногенное механическое воздействие при эксплуатации месторождения постоянно или периодически возвращает на абиогенную стадию.
Солнечная энергия - единственный доступный ресурс, обусловливает первоначальное формирование автотрофных пионерных группировок растительности, затем лугов и вторичных лесов, которые заселяются эвритопными животными.
Животные, сопутствующие расселению людей вследствие постоянного наличия органических веществ (пищевых отходов) и особого микроклиматического режима в пищеблоках, позволяют существовать синантропным грызунам, несмотря на периодические дератизации. Применение санитарно-гигиенических дезинфекций свидетельствует о «процветании» сапрофитных микробов. Все это позволяет рассматривать этот биотоп, населяющих его животных, микробное сообщество как упрощенную антропогенную гетеротрофную экосистему и выделять как отдельную ПТЭ].
Похожие диссертации на Техногенная трансформация экосистем в районах нефтедобычи
