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

Казахский национальный университет им.С.Д.Асфендиярова,

г.Алматы, Республика Казахстан

Оценка степени опасности накопления химических веществ в почвах нефтегазовых регионов

Западного Казахстана

 

Как известно, почвенный покров является ценнейшим компонентом природных ресурсов. Она выполняет функции универсального биологического поглотителя, нейтрализатора, детоксикатора, объекта транслокационного переноса химического загрязнения на флору и по биологической цепочке – на человека.

Территория региона Карашыганакского нефтегазового месторождения (КНГКМ) волнисто-равнинная, умеренно-сухостепная и занимает северо-восточную часть Подурального плато, наклоненную к долине р.Илек. Почвы, в основном, каштановые, в которых содержится 0,1-8% гумуса. Они характеризуются непромывным типом водного режима, глубина инфильтрации возможного загрязнения составляет до 250 см. Преобладающее направление ветров: юго-восточное и восточное – зимой, и северо-западное – летом.

Целью наших исследований явилась оценка степени опасности загрязнения почв на территории КНГКМ и близлежащих населенных пунктов, а также почв в районе конденсатного трубопровода «КПК - Большой Чаган - Атырау» в период эксплуатации.

Отбор проб почв вдоль трассы экспортного конденсатопровода «Карачаганакский производственный комплекс - Большой Чаган - Атырау» производился в районе подземных переходов конденсатопровода через реки Караоба, Утва, Барбастау, Урал, Солянка, каналы Кушумский и Саройский, балки Коловертинская, Крутая, Долгая (пробы с каждого берега с глубины 0-5 см, 5-20 см); на мониторинговых станциях №№ 1-12 секции «Карачаганакский производственный комплекс - Большой Чаган» экспортного трубопровода и №№ 1-5 секции «Большой Чаган-Атырау», а также в районе в районе нефтеперерабатывающей станции Большой Чаган.  Периодичность отбора проб почвы составляет 1 раз в год.

Пробы почвы проанализированы на содержание нефтепродуктов, H2S, Al, Cr, Ni, Sr, Zn, Cd (таблицы 1-2).

 

Таблица 1 - Содержание загрязняющих веществ в почве КНГКМ по 8 румбам за 2003-2007 гг.

Точки отбора

Глубина, см.

H2S мг/кг

Нефтепродукты гр/кг.

2003

2007

2003

2007

Север

0 – 5

2,2

0,033

0,132

0,019

5 – 20

1,7

0,017

0,085

0,008

Северо-восток

0 – 5

2,4

0,038

0,156

0,003

5 – 20

2,0

0,018

0,069

0,004

Восток

0 – 5

2,4

0,036

0,142

0,015

5 – 20

1,7

0,017

0,058

0,007

Юго-восток

0 – 5

2,1

0,017

0,215

0,021

5 – 20

1,89

0,019

0,126

0,011

Юг

0 – 5

2,6

0,036

0,11

0,006

5 – 20

2,0

0,016

0,056

0,007

Юго-запад

0 – 5

2,1

0,03

0,215

0,008

5 – 20

1,9

0,013

0,12

0,01

Запад

0 – 5

2,0

0,03

0,095

0,018

5 – 20

1,8

0,015

0,034

0,019

Северо-запад

0 – 5

2,1

0,033

0,112

0,008

5 – 20

1,6

0,016

0,018

0,01

ПДК

 

0,4

 

1,0

 

 

Как видно из таблицы 1, в зоне месторождения по 8 румбам концентрации сероводорода и нефтепродуктов находились в пределах 0,5-4,25 ПДК и 0,06-0,35 ПДК соответственно. Полученные результаты анализов почвы по содержанию сероводорода в почве прошлых лет вызывают сомнения, так как методика, основанная на иодометрическом определении растворимых сульфидов, используемая ранее не внесена в Госреестр и дает большую погрешность. С 2006 года для уточнения реальной картины загрязнения почв сероводородом используется новая узаконенная методика, основанная на хроматографическом определении. Концентрация нефтепродуктов в почве месторождения – в пределах допустимых значений. 

Результаты исследований загрязнения почвы на содержание металлов показано в таблице 2. Из таблицы 2 видно, что наибольшее содержание хрома, превышающее ПДК в 1,02-1,6 раза, отмечено в северном, западном и южном направлениях. Концентрации никеля составили от 3 до 5,5 ПДК по всем направлениям и на разной глубине. Концентрации цинка были 1,1-1,4 ПДК, по всем направлениям и на разной глубине отмечено в северном, восточном и западном направлениях.  Наибольшее содержание кадмия в почвах месторождения составило 1,2-1,9 ПДК, на глубине 5-20 см отмечена тенденция снижения концентрации. Более высокое содержание ванадия отмечена в северном, северо-западном и восточном направлениях.

 

Таблица 2 - Содержание тяжелых металлов в почве КНГКМ по 8 опорным  точкам

Точка отбора

№ скв.

Глубина отбора, см

Контролируемые вещества, мг/кг

Al

Cr

Ni

Sr

Zn

Cd

V

Север

340

0 – 5

113,5

9,33

12,97

3,66

27,2

0,606

100,0

5 – 20

123,0

9,62

13,95

4,55

30,0

0,271

-

Юго-запад

442

0 – 5

140,5

6,11

14,03

11,60

25,8

0,603

70,0

5 – 20

195,9

4,42

12,06

13,31

26,6

0,483

-

Запад

419

0 – 5

159,5

6,11

18,88

7,01

16,3

0,967

110,0

5 – 20

194,6

4,42

22,61

4,31

27,6

0,251

-

Северо-запад

408

0 – 5

113,5

8,05

16,74

5,85

30,5

0,451

120,0

5 – 20

159,5

6,43

15,13

5,49

26,9

0,587

-

Северо-восток

321

0 – 5

167,6

7,95

22,67

7,34

28,1

0,487

120,0

5 – 20

131,1

8,43

22,60

7,85

31,2

0,342

-

Юго-восток

230

0 – 5

177,0

9,45

19,35

7,30

27,9

0,239

100,0

5 – 20

195,9

8,92

19,09

7,99

27,4

0,248

-

Юг

706

0 – 5

132,4

9,33

17,22

8,36

31,6

0,251

90,0

5 – 20

186,5

9,61

18,33

8,95

25,7

0,309

-

Восток

209

0 – 5

158,1

6,74

17,39

12,08

30,9

0,332

120,0

5 – 20

104,1

5,88

15,33

12,83

24,8

0,316

-

ПДК

-

6,0

4,0

289,0 кларк

23,0

0,5

150,0

 

Для оценки степени опасности загрязнения почвы используется метод суммарного показателя (Ксум). Этот показатель рассчитывался по кратности превышения ПДК с учетом классов опасности химических веществ и коэффициентов аддитивности (суммации).

Полученные интегральные значения оценивались по критериям степени опасности загрязнения почв, таблица 3

Таблица 3 – Критерии степени опасности загрязнения почвы

Степень опасности

Интегральный показатель (Ксум)

Допустимая

До 1

Слабая

1-3

Умеренная

3-10

Высокая

10-25

Очень высокая

25-50

Чрезвычайно высокая

Более 50

 

Установлено, что за многолетний период наблюдений (1999-2007 гг) суммарный показатель загрязнения почвы в пос. Березовка характеризовался как умеренной степени опасности (kсум.- от 3,3 до 4,5). В ос­тальных населенных пунктах, в г.Аксай и контрольном п. Александровка, степень опасности загряз­нения имеет тенденцию снижения от слабой до допустимой (kсум.- от 0,3 до 2,9).

Таким образом, наибольшие суммарные показатели загрязнения (kсум.- от 3,3 до 4,5) отмечены в южном направлении (п.Березовка), чем по другим направлениям (kсум.- от 0,3 до 2,9). Тенденции увеличения загрязнения тяжелыми металлами отмечены по господствующей розе ветров. Закономерность уменьшения загрязнения на глубину почвы (5-20 см) отмечена по кадмию.