Введение к работе
Актуальность. Загрязнение акваторий морского шельфа (МШ) нефтью, а также отходами бурения и нефтедобычи, содержащими тяжелые и токсичные металлы (ТМ), приводит к ухудшению состояния окружающей среды, проявляющееся либо в снижении качества ресурсов морских экосистем в районах нефтедобычи, либо к их сокращению. В соответствие с Морской доктриной Российской Федерации на период до 2020 г., (указ Президента РФ №ПР-1387 от 27.07.2001)- «предотвращение загрязнении морской среды» — основа обеспечения национальных интересов в Мировом океане.
При проведении разведочных и эксплуатационных буровых работ, а также в ходе извлечения и специальной подготовки нефти каждая стационарная платформа на МШ сбрасывает за год десятки тысяч м3 различных отходов: буровые растворы, шламы и пластовые воды. Кроме того, нефть попадает в морскую воду при аварийных проливах и естественным путем. Всё это является источниками загрязнения не только нефтяными углеводородами (НУ), но и содержащимися в них ТМ- мощными экотоксикантами. Разведанные в России запасы тяжелых нефтей с повышенной концентрацией примесей ТМ составляли на начало XXI века 13,1 % от их общего количества и сосредоточены, в основном, в трех нефтегазовых провинциях - Западно-Сибирской (50 %), Волго-Уральской (23 %) и Тимано-Печорской (19 %), непосредственно примыкающих акватории шельфа полярных морей. Понятно, что добываемая на МШ России нефть также будет характеризоваться повышенными концентрациями ТМ.
Вышеизложенное свидетельствует о том, что нефти, добываемые на МШ, являются источниками загрязнения ТМ шельфовых вод и морских экосистем. В этой связи, экологические контроль и мониторинг шельфовых вод в районах нефтедобычи должны осуществляться не только по НУ, но и
по ТМ. Однако современных инструментальных высокопроизводительных методов и методик этого назначения не имеется.
Целью диссертационной работы является создание методики и средств контроля загрязнения ТМ морского шельфа при нефтедобыче.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- выявить источники загрязнения шельфа ТМ и дифференцировать их
опасности для морских экосистем;
выбрать и научно обосновать приоритетный перечень ТМ, подлежащих обнаружению и контролю при нефтедобыче на МПІ;
осуществить научно-техническое обоснование аналитических и технических характеристик современных физико-химических методов обнаружения и контроля ТМ;
разработать методики контроля ТМ и их аппаратурное оформление применительно к полевым и стационарным условиям.
Научная новизна.
1.-Выявлены источники и пути поступления в акваторию МШ широкой гаммы металлов-загрязнителей (более 60 наименований). Установлено, что основная эмиссия ТМ осуществляется при сбросе в акваторию МШ пластовых вод, содержащих до 20 % масс, нефти.
Впервые теоретически и экспериментально обоснован приоритетный перечень токсичных и тяжелых металлов, подлежащих контролю в местах нефтедобычи на: Sr, А1, Ті, V, Сг, Mn, Fe, Со, Ni, Си, Zn, Ва и РЬ.
Разработана оригинальная математическая модель пространственно - временного распространения концентраций ТМ и предложены варианты её использования для обнаружения мест их эмиссии в морской воде.
5 Практическая значимость.
1 .Научно обоснованное приборпо-методическое обеспечение контроля
загрязнения ТМ морского шельфа при нефтедобыче методом ИСП-ОЭС
рекомендовано для практического решения экокриминалистнческих задач и
повышения эффективности поиска нефтезалежей на морском шельфе.
Установленная стабильность характеристического соотношения концентраций V/Ni в иефтях, представляет возможность создания справочных данных для индентификации нефтей известных месторождений.
Материалы диссертационной работы использованы в практической деятельности ФГУП «ГИПРОРЫБФЛОТ» (г.Санкт-Петербург), а также в учебном процессе СПб У ГПС МЧС РФ и Балтийского института экологии, политики и права.
Публикации.
Материалы диссертации опубликованы в 6 статьях (в том числе 1 в рекомендованном ВАК журнале - Проблемы управления рисками в техносфере), тезисах 2-х докладов на научных конференциях (Актуальные проблемы защиты населения и территорий от пожаров и катастроф. Научно-практическая конференция, СПб,2006г. Проблемы прогнозирования чрезвычайных ситуаций.VIII научно-практическая конференция, Москва 2009г.) и заявке на патент РФ.
Структура ч объем работы.
Диссертация состоит из «Введения», «Аналитического обзора» и 3 глав «Экспериментальной части». Работа изложена на 157 стр. машинописного текста, включая 16 рис., 13 формул, 28 таблиц и списка использованной литературы (188 наименований).
Похожие диссертации на Приборно-методическое обеспечение контроля загрязнения токсичными металлами морского шельфа при нефтедобыче
