The article defines the nature of the impact of oil industry enterprises on natural complexes and human health, and also analyzes geoecological risks to optimize production activities and reduce the impact on the environment
: geoecological risk analysis, oil industry
В основу современной государственной экологической политики в условиях увеличения воздействия на окружающую природную среду сложилась абсолютно новая концепция геоэкологического риска, которая предполагает анализ и оценку воздействия деятельности человека на его здоровье и природные комплексы. Предприятия топливно-энергетического комплекса (ТЭК) вносят существенный вклад в загрязнение окружающей среды. Современные объемы добычи и переработки нефти ведут к обострению геоэкологических проблем и обретают мировой масштаб, требуя комплексного анализа и поиска путей их решения. Рассмотрим на примере нефтяной промышленности характер ее воздействия на природно-антропогенные комплексы и здоровье человека, также проведем анализ геоэкологических рисков предприятий данной отрасли.
В структуру нефтяной промышленности России входят: нефтедобывающие предприятия, нефтеперерабатывающие заводы, а также предприятия по транспортировке, хранению и сбыту нефти и нефтепродуктов, а также их преобразования в энергию (рис. 1).
Нефтедобывающие предприятия при разведке и эксплуатации нефтяных месторождений сталкиваются с целым спектром геоэкологических проблем: выбросы в атмосферу продуктов горения при сжигании попутного газа, образование и утилизация отходов, сбросы сточных вод в природные водоёмы, разливы нефти, механическое нарушение и химическое загрязнение почвогрунтов. Большинство проблем связано с технологическим несовершенством предприятий данной отрасли специализации или человеческим фактором [1].
Рис.1 Структура нефтяной промышленности
Одной из крупнейших аварий при добыче нефти в 2010 г. стал взрыв на месторождении Макондо, относящегося к крупнейшей транснациональной корпорации в данной отрасли British Petroleum (BP). По оценкам экспертов в Мексиканский залив попадало до 4 тысяч баррелей (около 6 млн. литров) нефти в сутки [2]. В результате загрязнения воды погибли десятки тысяч морских животных, и около ста тысяч птиц, по другим данным до миллиона. В отчете специалистов основной причиной аварии стал человеческий фактор.
В настоящее время основными центрами добычи нефти в Российской Федерации являются: Западная Сибирь (Тюменская область, Ханты-Мансийский АО, Ямало-Ненецкий АО); Поволжье (республика Татарстан, Самарская и Астраханская области); Европейский Север (республика Коми и Ненецкий АО); Урал (Пермский край и республика Башкортостан); Восточная Сибирь (Красноярский край и Иркутская область); Дальний Восток (Сахалинская область). Четыре региона из представленных являются абсолютными лидерами по добычи нефти. Их доля из общего объема добытой нефти на территории России представлена на рис. 2, где безусловное первенство имеет Западная Сибирь. Здесь расположено более 300 крупных месторождений, находящихся в эксплуатации.
Эта территория на этапе добычи нефти испытывает наиболее высокие риски загрязнения окружающей среды.
Значительная часть месторождений нефти относится к Арктической зоне (Уренгойское, Бованенковское, Долгинское, Приразломное и др.), а также крупнейших месторождений газа (Штокмановское, Русановское, Ленинградское и др.). Эта зона, несмотря на расположение за полярным кругом, характеризуется большим количеством эндемичных видов растений и животных, которые объедены в уникальные водные и наземные экосистемы. Они в силу своей слабой устойчивости, не способны противостоять антропогенным воздействиям.
Добыча нефти сопровождается нарушением целостности горных пород, формированием техногенных ландшафтов, повреждением почв, загрязнением атмосферного воздуха и водных объектов, образованием промышленных отходов, трансформацией растительного покрова и животного мира, а также повышенным риском возникновения чрезвычайных ситуаций. Все это приводит к необходимости проведения анализа геоэкологических рисков и последующей их оценке влияния на экосистемы [3].
Рисунок 2 - Регионы России – лидеры по добыче нефти, % [1]
Несмотря на использование современных технологий в нефтедобывающей отрасли, предприятия не застрахованы от возникновения аварийных ситуаций. Так, например, в 2021 г. в Ямало-Ненецком АО на Карамовском нефтяном месторождении прорвало внутрипромысловый трубопровод, в результате чего в окружающую среду попало около 3 тыс. м3 нефти [4].
Нефтеперерабатывающие предприятия при переработке нефти и дальнейшем получении нефтепродуктов приводят к усилению парникового эффекта, выпадению кислотных дождей, образованию густого смога, ухудшению качества питьевой воды, снижению биоразнообразия и др. [5]. Ключевым звеном нефтепереработки являются нефтеперерабатывающие заводы (НПЗ), они также оказывают существенный вклад в загрязнение окружающей среды углеводородами и серосодержащими газами. В процессе очистки нефтепродуктов образуется большое количество отходов, например, кислых гудронов и щелочных сточных вод, а их обезвреживание и утилизация очень сложный процесс. Несмотря на то, что стоки проходят все стадии очистки, они все равно оставляют в своем составе поллютанты и несут опасность, и, тем не менее, сбрасываются в окружающую среду как условно очищенные. Помимо «контролируемых» выбросов и сбросов в окружающую среду предприятия нефтяной промышленности являются местами повышенной производственной опасности. Основными причинами возникновения производственных аварий в данной отрасли является нарушение технологии производства и организации производственных процессов; ошибки при проведении ремонтных мероприятий; нарушение правил техники безопасности и др.
Характерной особенностью таких предприятий по транспортировке и сбыту нефти и нефтепродуктов является их связь как с добывающей и перерабатывающей промышленностью, так и с потребителем. Транспортировка нефти осуществляется различными видами транспорта – морским, железнодорожным, трубопроводным. Перемещение данными видами транспорта нефти и нефтепродуктов несет в себе определенные геоэкологические риски. Часто причиной возникновения аварийных ситуаций при транспортировке нефти и нефтепродуктов является человеческий фактор, который связан не только с нарушением правил и норм эксплуатации трубопроводов, нефтеналивных железнодорожных цистерн, морских транспортных судов и т.д., но и с ошибками в управлении технологическими процессами и при осуществлении ремонтных работ [5].
Серьезное влияние на экологическую ситуацию оказывают разливы нефти при ее транспортировке по морю, рекам, при авариях на нефтепроводах и др. Крупнейшие аварии, происходившие при транспортировке нефти и нефтепродуктов, отмечались во второй половине XX в., но и модернизированные средства перевозки в XXI в. не дают полной гарантии безопасности. Так, в 2021 г. под Новороссийском (Краснодарский край) за пределами береговой зоны произошел сброс нефти с греческого танкера Minerva Symphony. Авария произошла в момент погрузки с терминала, который находился в пяти километрах от берега. По официальным данным, которые были представлены в СМИ, объем утечки составил порядка 12 м3, а ее площадь – около 200 м2 [6], но сотрудники Института океанологии и Института космических исследований РАН, изучив данные со спутника Sentinel-1, установили, что площадь загрязнения оказалась в 400 тысяч раз больше, чем сообщалось [7]. Нефтяное пятно было вытянуто от берега в открытое море на расстояние 19 километров. Еще одна авария произошла в 2015 г. у берегов о. Сахалин, где на мель встал танкер «Надежда» с 786 тоннами нефтепродуктов. Был поврежден корпус судна, нефтепродукты попали в воду у морского порта Невельска и прилегающей акватории Татарского пролива. Разлив нефтепродуктов привел к загрязнению 20 тыс. м2 морской акватории и более 7 км береговой полосы, что привело к массовой гибели водоплавающих птиц и других морских обитателей [8]. Попадание нефтепродуктов в живые организмы стало причиной возникновения проблем с органами дыхания и высокой степенью интоксикации. Также аварии происходят и на нефтепроводах, например, в 2010 г. в Якутии на 1351-ом километре нефтепровода «Восточная Сибирь – Тихий океан» (ВСТО) из-за разрыва трубы в грунт вытекло, по различным оценкам, от 300 до 500 м3 нефти. МЧС зафиксировало загрязнение снега и почвы на площади 20 тыс. м2. Все произошло во время ремонтных работ на одном из участков нефтепровода [9].
При анализе геоэкологических рисков в нефтяной промышленности нужно просчитывать все возможные виды воздействий, даже при условии не наступления аварийных ситуаций. Известно, что к наиболее распространенным загрязняющим веществам атмосферного воздуха при добыче, подготовке, переработке и транспортировке нефти и газа, а также при их сжигании, относятся углеводороды, сероводород, оксиды азота и серы, механические взвеси. Стоит отметить, что города с развитой нефтеперерабатывающей промышленностью характеризуются не только наличием заводов по переработке нефти, но и предприятий по производству нефтехимической продукции. В совокупности эти предприятия становятся потенциальными источниками загрязнения объектов природной среды: в зонах влияния НПЗ и нефтехимических заводов (НХЗ) фиксируются выбросы загрязняющих веществ, сбросы производственных сточных вод, там же сосредоточены пруды-накопители сточных вод, места хранения отходов, а также многолетние скопления нефти и нефтепродуктов, которые аккумулируется в результате эксплуатационных и аварийных утечек. Производственная деятельность НПЗ и НХЗ приводит к ухудшению санитарно-гигиенического и экологического состояния окружающих их территорий. В результате функционирования этих предприятий в атмосферный воздух выбрасывается более 200 специфических веществ. К ним относятся: канцерогены - бенз(а)пирен, формальдегид, бензол, этилбензол, бутадиен-1,3, соединения хрома (VI), свинца, никеля, кадмия; не канцерогенные поллютанты - диоксиды серы и азота, оксиды углерода и азота, сероводород, предельные углеводороды (С1-С10), аммиак, фенол, ксилолы, толуол, изопропилбензол, ацетальдегид, меркаптаны, соединения марганца, цинка, меди, железа, магния и др. [10].
Еще одним немаловажным источником загрязнений, особенно в крупных мегаполисах, являются выхлопные газы автотранспорта. Их состав и объемы зависят от различных параметров, в том числе от углеводородного состава топлив [11]. Так, увеличение содержания ароматических углеводородов в составе автобензинов приводит к ужесточению температурного режима в двигателе. В результате повышается удельный расход топлива, растут выбросы продуктов сгорания и их токсичность. В связи с этим возникает необходимость в разработке топлив с меньшим содержанием ароматических углеводородов, что требует развития мощностей гидрокрекинга и гидроочистки в нефтеперерабатывающей отрасли. В настоящее время исследования также посвящены разработке различных видов присадок, являющихся компонентами дизельных топлив для снижения вредных выбросов в атмосферу, прежде всего окиси углерода.
В результате развития промышленного производства высокотехнологичной продукции, в том числе в нефтеперерабатывающей отрасли, человеку приходится сталкиваться с заболеваниями, причиной возникновения которых является превышение предельно допустимых концентраций (ПДК) вредных веществ в воздухе и питьевой воде. Все это способствует увеличению числа острых респираторных инфекций (особенно у детей), хронических неспецифических заболеваний органов дыхания, аллергических заболеваний, ишемической болезни сердца, болезней пищеварительной и эндокринной систем, гипертонической болезни, онкологической заболеваемости (рак легких) и врожденных аномалий развития [10]. Геоэкологические риски в нефтяной промышленности связаны со всеми стадиями от разведки и добычи сырья до конечного производства и потребления продукции (рис. 3).
Аварии с загрязнением окружающей среды нефтью и нефтепродуктами происходят регулярно, поэтому является актуальным вопрос по выбору методов и мероприятий по ликвидации возникающих нефтезагрязнений.
В настоящее время существует ряд способов ликвидации подобных аварий:
- Механический (основан на ограничении распространения нефти, путем применения специальных нефтесборных устройств и сепарационных установок – боновых заграждений и скимеров);
- Физико-химический (основан на использовании различных материалов, которые обладают свойствами поглощать нефть, например, минеральные сорбенты и комбинированные поглотители);
- Диспергирования (основан на использовании диспергирующих агентов, например, смесь растворителей, поверхностно активных веществ);
- В ликвидации нефтяных разливов, в последнее время, усилился интерес к способам сжигания нефти на поверхности моря, отмелях и побережьях.
Рисунок -3 Схема геоэкологических рисков в нефтяной промышленности
Представленные подходы позволят быстро очистить пространства, которые были загрязнены нефтью и нефтепродуктами, но у этих подходов есть как преимущества, так и недостатки, которые не позволят избавиться от загрязнений полностью, а лишь сократят площадь и интенсивность воздействия [12].
1. Yurkevich, N.V. Analiz ekologi-cheskogo balansa v arkticheskih regionah neftedobychi na primere NGK YaNAO / N.V. Yurkevich, I.V. Filimonova. - Tekst : neposredstvennyy // Interekspo Geo-Sibir'. - 2019. - S. 286-294. - Bibliogr.: s. 292 (31 nazv.).
2. Razliv nefti v Meksikanskom za-live 22 aprelya 2010 goda. - Tekst : elektronnyy. - RIA Novosti. - URL: https://ria.ru/20140422/1004524045.html. - Data publikacii: 22 aprelya 2020.
3. Scherba, V.A. Geoekologicheskie problemy utilizacii othodov neftegazovoy otrasli na Kraynem Severe Rossii / V.A. Scherba A.V. Mazaev, D.V. Udalaya, E.A. Abramova, E.Yu. Savushkina. - Tekst : neposredstvennyy // Problemy regional'noy ekologii. - 2020. - S. 100-106. - Bibliogr.: s. 105 (16 nazv.).
4. V YaNAO iz-za avarii razlilos' 3 tys. kub. m nefti. - Tekst : elektronnyy. - RBK novosti. - URL: https://www.rbc.ru/society/14/05/2021/609e85399a7947fc21bf3790. - Data publikacii: 14 maya 2021.
5. Nikonov, A.N. Neftyanaya pro-myshlennost' kak odin iz ser'eznyh zagryazniteley okruzhayuschey sredy / A.N. Nikonov, S.O. Potapova. - Tekst : neposredstvennyy // Pozharnaya bezopasnost': problemy i perspektivy. Oblast' nauk «Energetika i racional'noe prirodopol'zovanie». - 2018. - S. 666 - 673. - Bibliogr.: s. 672 (14 nazv.).
6. ChP na Chernom more: prichiny i posledstviya nefterazliva pod Novorossiyskom. - Tekst : elektronnyy. - RBK Novosti. - URL: https://kuban.rbc.ru/krasnodar/12/08/2021/6114bba49a7947c5641943d0. - Data publikacii: 12 avgusta 2021.
7. Krupnye razlivy nefti i nefte-produktov v Rossii v 1994-2021 godah. - Tekst : elektronnyy. - RIA Novosti. - URL: https://ria.ru/20210811/razliv-1745316414.html. - Data publikacii: 11 avgusta 2021.
8. Likvidaciya posledstviy avarii tankera «Nadezhda» na Sahaline. - Tekst : elektronnyy. - RIA Novosti. - URL: https://ria.ru/20151130/1332509504.html. - Data 30 noyabrya 2015.
9. Yakutskie morozy spasli pochvu ot nefti. - Tekst : elektronnyy. - RIA Novosti. - URL: https://ria.ru/20100121/205692727.html. - Data publikacii: 21 yanvarya 2010.
10. Baktybaeva, Z.B. Ocenka vozdeystviya neftepererabatyvayuschey i neftehimicheskoy promyshlennosti na ekologo-gigienicheskoe sostoyanie ob'ektov okruzhayuschey sredy i zdorov'e naseleniya (obzor literatury) / Z.B. Baktybaeva, R.A. Suleymanov, T.K. Valeev, N.R. Rahmatullin. - Tekst : neposredstvennyy // Medicina truda i ekologiya cheloveka. - 2018, №4. - S. 12-26. - Bibliogr.: s. 21 (59 nazv.).
11. Magaril, M.R. Povyshenie ekologicheskoy ustoychivosti avtotransporta uluchsheniem kachestva topliv / M.R. Magaril, R.Z. Magaril. - Tekst : neposredstvennyy // Neft' i gaz. - 2016, №4. - S. 103-110. - Bibliogr.: s. 109 (19 nazv.).
12. Fedorova, A.N. Likvidaciya po-sledstviy avariynyh neftezagryazneniy / A.N. Fedorova, A.Ya. Ponomarev // Materialy VII Mezhdunarodnoy studencheskoy nauchnoy konferencii «Studencheskiy nauchnyy forum» URL:https://scienceforum.ru/2015/article/2015016125. - Data obrascheniya: 11.11.2022.
