Особенности мониторинга поверхностных вод, используемых для хозяйственных и производственных нужд предприятий Карачаганакского нефтегазоконденсатного месторождения

6. Экологический мониторинг

Кенесариев У.И., Жакашов Н.Ж., Снытин И.А., Амрин М.К.

Казахский национальный университет им.С.Д.Асфендиярова,

г.Алматы, Республика Казахстан

Особенности мониторинга поверхностных вод, используемых для хозяйственных и производственных нужд предприятий Карачаганакского нефтегазоконденсатного месторождения

С 1991 года нами ведется постоянный мониторинг за состоянием поверхностных вод, используемых для хозяйственных и производственных нужд предприятий Карачаганакского нефтегазоконденсатного месторождения (КНГКМ), водопотребление которого составляет соответственно на основной технологический процесс – 17210 м³/сут, хозяйственно-бытовые нужды - 24170 м³/сут. Для этого нами использована информация о качественном составе поверхностных вод и воздействия на них месторождения.

Целью наших исследований явилось изучение качества поверхностных вод, используемых для хозяйственных и производственных нужд предприятий КНГКМ по результатам мониторинга и оценка степени влияния месторождения на качество воды открытых водоисточников.

В связи с поставленной целью нами исследованы поверхностные воды водоемов в регионе КНГКМ по населенным пунктам (г. Аксай, Березовка, Александровка). Кроме того, использованы ретроспективные данные ранее проведенных исследований и данные Уральского областного Департамента санэпиднадзора и санэпидэкспертизы Бурлинского района за 2003-2008 гг.

В результате исследований выявлено, что антропогенное влияние на загрязнение воды оказывают выбросы продуктов сгорания нефти и газа, сточных вод нефтегазовых предприятий. Основными загрязняющими веществами воды являются сульфаты, хлориды, нефтепродукты, фенолы, свинец, медь, никель, хром, кобальт, кадмий, ванадий, цинк, марганец.

Нами проводился химический анализ проб воды из поверхностных водоисточников, используемых предприятиями КНГКМ в хозяйственных и промышленных целях. Пробы отбирались в следующих поверхностных водоисточниках: балка Кончубай (3 точки – выше, ниже месторождения и среднее течение); р. Березка (3 точки – выше, ниже месторождения и среднее течение); воздушные переходы конденсатопровода (р.Илек, 2 поста - выше и ниже воздушных переходов); р. Урал (2 поста - выше и ниже месторождения); переходы экспортного конденсатопровода Большой Чаган-Атырау.

По данным многолетних исследований в воде балки Кончубай отмечается уменьшение концентрации нефтепродуктов в точках отбора выше и ниже месторождения. Средние концентрации нефтепродуктов, нитратов, нитритов, хлоридов, сульфатов не превышали гигиенические нормативы. В 2005-2008 гг. отмечались незначительные колебания концентраций, которые находились в пределах допустимых норм. За данный период содержание тяжелых металлов оставалось стабильно на низком уровне (за исключением кадмия – до 2 ПДК)

В реках Березовка и Урал пробы воды отбирались на следующие показатели: катионно-анионный состав (NO₂, NO₃, SO₄, Cl), тяжелые металлы (Cu, Zn, Pb, Cd), нефтепродукты, взвешенные вещества, сухой остаток, БПК₅(таблицы 1-4).

Из таблицы 1 видно, что, что в воде р. Берёзовка за последние годы концентрации большинства контролируемых загрязняющих веществ не превышали допустимых норм (за исключением кадмия, БПК₅ и взвешенных веществ (ниже месторождения). Результаты анализов проб воды р.Березовка показали низкое содержание нитратов (до 0,02 ПДК), нитритов (до 0,5 ПДК), сульфатов (до 0,27 ПДК), нефтепродуктов (до 0,6 ПДК). В тоже время, значения БПК₅, в 2007-2008 гг. резко увеличились и составили 1,7-1,8 ПДК, хлоридов - 0,5-1,4 ПДК.

Таблица 1 - Концентрации органических загрязняющих веществ в воде р.Березовка за 2001- 2008 гг.

Точка отбора	Годы	Контролируемые параметры, мг/дм³
Точка отбора	Годы	Нефтепродукты	NO^-3	NO^-2	Cl^-	SO^-4	БПК5
Выше месторождения	2001	0,042	2,6	0,153	160	156	3,8
	2002	0,036	4,0	0,250	207	142	3,7
	2003	0,061	3,5	0,146	257	110	2,9
	2004	0,108	1,31	0,086	148	86,6	4,8
	2005	0,099	0,77	0,030	97,3	72,7	5,2
	2006	0,102	0,58	0,010	192	84,3	5,30
	2007	0,089	0,82	0,031	208	100	5,24
	2008	0,086	0,81	0,029	198	96	5,1
Ниже месторождения	2001	0,045	3,1	0,170	147	152	4,6
	2002	0,041	4,1	0,235	199	140	3,9
	2003	0,068	1,4	0,180	392	122	3,2
	2004	0,133	1,15	0,058	261	97,4	4,9
	2005	0,106	0,60	0,023	383	122	6,1
	2006	0,182	0,95	0,157	491	136	5,52
	2007	0,107	0,64	0,030	318	105	5,22
	2008	0,103	0,62	0,028	313	103	5,2
ПДК, мг/дм³		0,3	45,0	3,0	350	500	3,0

Установлено, что за период с 2001 по 2008 гг. в воде р.Березовка содержание нефтепродуктов выше месторождения увеличилось с 0,042 до 0,086 мг/л (т.е. в 2 раза), а ниже месторождения с 0,045 до 0,103 мг/л (в 2,3 раза). Концентрация хлоридов увеличилась на 23,8% (выше месторождения) и в 2,1 раза (ниже месторождения). БПК₅ в воде реки выше месторождения увеличилась в 1,34 раза (с 3,8 до 5,1 мг/л), а ниже месторождения на 13% (с 4,6 до 5,2 мг/л).

Все вышеперечисленное говорит о влиянии нефтегазового месторождения на качество поверхностных вод в пределах КНГКМ. Увеличение органического загрязнения связано со смывом поверхностных вод.

Таблица 2 – Содержание тяжелых металлов, сухого остатка и взвешенных веществ в воде р.Березовка за 2001-2008 гг.

Точка отбора	Период	Контролируемые параметры, мг/дм³
Точка отбора	Период	Zn	Pb	Cd	Cu	Сухой остаток	Взвешенные вещества
Выше месторождения	2001	0,0192	0,0044	0,0008	н.п.о.	789	19,3
	2003	0,019	0,004	0,0004	н.п.о.	783	17,0
	2004	0,0112	0,0114	0,0031	0,010	475	41,0
	2005	0,011	0,0170	0,0027	0,005	359	34,9
	2006	0,0108	0,0114	0,0022	0,0057	568	18,8
	2007	0,0116	0,0108	0,0019	0,0063	647	19,7
	2008	0,0112	0,0109	0,0017	0,0062	643	19,3
Ниже месторождения	2001	0,031	0,0052	0,0006	н.п.о.	1088	18,1
	2003	0,028	0,005	0,0004	н.п.о.	1077	17,5
	2004	0,0179	0,0128	0,0037	0,013	758	34,7
	2005	0,014	0,0182	0,0032	0,005	1029	21,1
	2006	0,0126	0,0106	0,0025	0,0071	1140	50,6
	2007	0,0124	0,0124	0,0021	0,0065	914	20,5
	2008	0,0123	0,0123	0,0020	0,0064	917	20,3
ПДК, мг/дм³		1,0	0,03	0,001	1,0	1000	20

Из таблицы 2 видно, что за последние годы (2006-2008 гг) в воде р.березовка (ниже КНГКМ) отмечается тенденция увеличения концентраций металлов – по циклу до 1,26 раза, свинцу – до 1,24 раза, меди, свинцу, цинку – от 1,23 до 1,26 раза, кадмия – до 1,4 раза (с 1,7 до 2,5 ПДК). Ниже месторождения резко увеличивается минерализация воды р.Березовка до 1,4 раза (с 0,6 до 1,2 ПДК) и взвешенные вещества – до 2,0 раз.

Исследования качества вода р.Илек за пределами месторождения и воды р.Урал (ниже впадения р.Илек) показано в таблице 3.

Таблица 3 - Среднегодовые концентрации органических загрязняющих веществ в воде р. Урал (ниже впадения р. Илек) за 2001- 2008 гг.

Точка отбора	Период	Контролируемые параметры, мг/дм³
Точка отбора	Период	Нефтепродукты	NO₃	NO₂	Cl^-	SO₄	БПК₅
Ниже впадения реки Илек	2001	0,042	4,7	0,043	104	120	2,3
	2002	0,041	4,1	0,235	199	140	3,9
	2003	0,046	9,2	0,173	144	117	2,2
	2004	0,050	5,04	0,101	129	101	4,4
	2005	0,058	3,79	0,065	127	107	5,2
	2006	0,043	4,26	0,042	162	118	5,07
	2007	0,041	4,03	0,059	117	97,5	4,92
	2008	0,042	4,01	0,057	115	97,4	4,94
ПДК, мг/дм³		0,05	40,0	0,08	300	100	2,0

Из таблицы 3 видно, что наибольшее увеличение органических загрязняющих веществ р.Урал (ниже впадения р.Илек) отмечено в отдельные годы (2002-2006 гг.): по нефтепродуктам, сульфатам, хлоридам – до 1,5 раза, нитритам, нитратам, БПК₅ – от 2,0 до 6,0 раза, что связано, в основном, с влиянием паводковых вод.

Исследования содержания тяжелых металлов, минерализации и взвешенных веществ воды р.Урал (ниже впадения р.Илек) показано в таблице 4.

Из таблицы 4 видно, что в отдельные годы (2004-2006 гг) по сравнению с 2001-2003 гг отмечена тенденция увеличения цинка, свинца в 2,0-3,0 раза, кадмия в 2,0 раза (с 1,0 до 2,0 ПДК). Содержание взвешенных веществ за все периоды наблюдается превышение ПДК от 1,5 до 3,0 раз. Все это связано с поступлением загрязняющих веществ за счет паводковых вод прилегающих территорий.

По интегральным показателям (К_сум) загрязнения поверхностных вод отмечается разная степнеь загрязнения поверхностных вод от допустимого до очень высокого уровня (от 0,25-0,75 до 70,42).

Таблица 4 - Среднегодовые концентрации тяжелых металлов в воде р. Урал (ниже впадения р. Илек) в 2003- 2008 гг.

Точка отбора	Период	Контролируемые параметры, мг/дм³
Точка отбора	Период	Zn	Pb	Cd	Cu	Сухой остаток	Взвешенные вещества
Ниже впадения реки Илек	2001	0,008	0,006	0,001	н.п.о.	587	36,1
	2003	0,007	0,005	0,000	н.п.о.	586	35,2
	2004	0,020	0,0086	0,001	0,004	532	60,2
	2005	0,016	0,0180	0,002	0,004	563	28,0
	2006	0,0097	0,0129	0,002	0,0047	621	26,2
	2007	0,0085	0,0114	0,001	0,0045	505	30,3
	2008	0,0083	0,0112	0,001	0,0044	507	30,1
ПДК, мг/дм³		1,0	0,03	0,001	1,0	1000	20

Таким образом, по данным мониторинга поверхностных вод, используемых для хозяйственных и производственных нужд предприятий КНГКМ, концентрации основных загрязнителей хотя не превышали установленные гигиенические стандарты, за исключением кадмия. В тоже время наблюдается четкая тенденция повышения концентрации нефтепродуктов, свинца, кадмия, хлоридов, БПК₅, что говорит о влиянии КНГКМ на поверхностные водоисточники и экологическую ситуацию в целом.

В соответствии с результатами постоянного контроля за тенденциями изменения качества воды поверхностных водоисточников нами разработана система мониторинга открытых водоемов в регионе месторождения, предусматривающая мероприятия по улучшению качества воды, используемой в производственном процессе и орошений сельскохозяйственных культур и предупреждения отрицательного влияния на экосистему региона.