Глязнецова Ю. С.

ИПНиГ СО РАН, аспирант

Научный руководитель: ведущий научный сотрудник, к. г.-м.н. Зуева И. Н.

ХАРАКТЕРИСТИКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ С МЕСТА АВАРИИ НА НЕФТЕПРОВОДЕ «ТАЛАКАН-ВИТИМ»

Эксплуатация оборудования и трубопроводовна разрабатываемом Талаканском нефтегазоконденсатном месторождении связана сриском аварий. Загрязнение окружающей среды при функционировании нефтепромысла возможно как при капельных утечках, так и приаварийных разливах нефти.

Контроль экологическойситуации на территории размещения объектов нефтегазового комплекса назагрязнение нефтью и нефтепродуктами (НП) показал, что донные отложенияявляются наиболее информативными. Аккумулируя загрязнители, поступающие сводосбора, они служат индикатором экологического состояния этих территорий исвоеобразным интегральным показателем уровня загрязнения. В мелководныхводоемах с постоянным поступлением загрязняющих веществ основным аккумуляторомнефтяных углеводородов (УВ) становятся донные отложения. Донные отложения,адсорбируя УВ, с одной стороны, ведут к уменьшению их содержания в воде, а сдругой, при определенных условиях, являются источником повторного загрязненияводы.

В климатическихусловиях Якутии, аккумулированные донными отложениями НП могут длительное времяоставаться источником загрязнения акваторий вследствие чрезвычайно медленнопротекающих процессов биодеградации и деструкции НП. Формирование химическогосостава поверхностных вод и, следовательно, донных отложений рек и озер вомногом происходит при взаимодействии талых вод и дождевых осадков с грунтами.Учитывая, что на территориях объектов НГК Якутии случаются аварийные разливы иутечки нефти и НП, фактор нефтяного загрязнения оказывает существенное влияниена химизм всех гидрологических объектов республики, и, особенно,  реки Лена – главной водной артерии региона.

Донные осадки врайонах с постоянными нефтяными поступлениями отличаются высоким содержаниемУВ, как в пересчете на сухой осадок, так и в составе органического вещества(ОВ), и вариабельностью концентраций [1]. В последние годы при мониторингетерриторий на нефтезагрязнение предпочтение отдается анализу донных отложений.Большая часть нефтяных УВ сорбируется взвесью и вместе с ней поступает в донныеотложения, что обуславливает более высокие концентрации УВ по сравнению сводой.

В данной работе исследования проведеныпосле аварии на нефтепроводе «Талакан-Витим» (Республика Саха), котораяпроизошла 24 мая 2006 г. Воднаяповерхность р. Пеледуй (левый приток р. Лена) была покрыта нефтяной пленкой,загрязнены озеро Талое и ручьи. Использование боновых ограждений несущественноснизило последствия аварии.

Пробы донных отложенийотбирались через год после аварии, в различных водных объектах по путираспространения нефти: ручей, протекающий рядом с местом аварии и впадающий воз. Талое; оз. Талое; ручей, вытекающий из озера до р. Пеледуй.

В лаборатории геохимии каустобиолитовИПНГ СО РАН разработан комплекс геохимических показателей, позволяющих выявлятьи идентифицировать нефтяные загрязнения почвогрунтов и донных отложений.Аналитический комплекс включает:экстракциюпроб донных отложений с выделением хлороформенного битумоида (ХБ), ИК-Фурьеспектроскопию, жидкостно-адсорбционную хроматографию ихромато-масс-спектрометрию.

Из-за отсутствия установленных предельно допустимых концентраций на загрязнениедонных отложений нефтью и НП, также как и почв, оценку проводили путёмсравнения с фоном.

Полученные результаты указывают набольшие различия проанализированных проб по содержанию в них ХБ от 0,2350 % до30,5320 %. Эти данные были использованы для определения уровня загрязнениядонных проб нефтью по классификации Гольдберга [2]. Уровень загрязнения донныхпроб варьирует от умеренного до очень высокого. Таким образом, спустя год послеаварии, уровень загрязнения донных осадков остался высоким. Техногенныйхарактер состава выделенных экстрактов в изученных пробах подтвердилирезультаты сравнительного изучения с контрольными пробами донных осадков,отобранных на удалении от места аварии, характеризующими природный фон.

По данным ИК-Фурье спектроскопии вспектре ХБ пробы 1 с концентрацией ХБ 14071 мг/кг доминируют полосы поглощения,указывающие на высокое количество кислородсодержащих групп и связей (3400-3600см^-1, 1700-1740 см^-1 и 1170 см^-1) (рис.1,спектр 1). В химической структуре ХБ значительно участие длинных метиленовыхцепей (дублет 720 и 730 см^-1) и очень низкое - соединений с ароматическимициклами. Характер структурно-группового состава ХБ данной пробы определяетсядоминированием нативного ОВ современных осадков.

В отличии от пробы 1 ИК-спектр ХБ пробы2 с максимальной концентрацией 305320 мг/кг (рис. 1, спектр 2) по конфигурацииполос поглощения близок к ИК-спектру нефти. Он характеризуется преобладаниемполос поглощения метиленовых групп (1465 см^-1) над поглощениемкарбонильных групп (1700 см^-1) и появлением полос поглощенияароматических УВ (750, 810, 880 см^-1, 1600 см^-1). Преобладание углеводородных соединений над кислородсодержащиминехарактерно для ХБ ОВ современных осадков и указывает на вклад техногеннойсоставляющей.

Рис.1.ИК-спектры ХБ проб донных отложений (спектр 1, выход ХБ - 14071 мг/кг; спектр2, выход ХБ - 305320 мг/кг)

Для незагрязненных проб донных осадковв групповом составе ХБ характерно доминирование асфальтово-смолистыхкомпонентов [1]. С поступлением НП в осадки химический состав донных пробизменяется в сторону увеличения содержания углеводородных компонентов.

В составе ХБ изученных донных пробустановлено преобладание УВ, их количество достигает 75 %, содержание смол -22,5%, асфальтенов – 2,5%. Это приближает данные пробы к составу талаканскойнефти.

Однако, следует учитывать, что современем в процессе биодеградации нефти происходит накопление смолистыхкомпонентов. Поэтому данные по групповому составу ХБ не всегда показательны дляобнаружения нефтезагрязнения.

Для болеедетальной характеристики нефтезагрязнения были использованы данныехромато-масс-спектрометрии по составу насыщенной части ХБ.

Рис.2.Масс-хроматограммы углеводородных фракций ХБ загрязненных проб донных отложений:1 - выход ХБ - 14071 мг/кг;2 - выход ХБ - 305320 мг/кг

В целом состав и особенностираспределения алкановых УВ всех изученных проб однотипны с их распределением внефтях Талаканского месторождения за исключением одной пробы (рис. 2, проба 1).Распределение н-алканов в этой пробе - бимодальное с максимумами в низкомолекулярнойна н-C₁₅ и высокомолекулярнойна н-C₂₇ областях. Характернымявляется низкое значение соотношения содержания низкомолекулярных н-алканов квысокомолекулярным (0,71); в ряду н-алканов коэффициент нечёт/чёт 1,25. По этимпоказателям проба 1 приближается к составу ОВ современных осадков. Появлениемаксимума в низкомолекулярной области указывает на присутствиенефтезагрязнения.

В индивидуальном составе насыщенных УВпробы 2 с максимальным выходом ХБ (рис. 2, проба 2) преобладают относительно низкомолекулярныен-алканы с максимумом на н-С₁₇, коэффициент нечёт/чёт близок кединице (0,99). В составе насыщенных УВ всех проанализированных проб обнаруженыреликтовые структуры - 12-,13-метилалканы, являющиеся характерными биометкамидля древних нефтей Восточной Сибири. Таким же составомнасыщенных УВ характеризуется нефть Талаканского месторождения. Таким образом,донные пробы, отобранные в районе аварии на нефтепроводе, несут в своем составечёткие признаки техногенного загрязнения нефтью.

Результаты выполненныхисследований позволили установить, что спустя год после аварии, уровеньзагрязнения донных осадков продолжал оставаться высоким. Восстановление водныхобъектов после аварии на нефтепроводе требует проведения специальныхмероприятий с применением современных методов очистки. Для контроля качестваочистных работ необходимо проведение дальнейшего мониторинга данной территории.

Информационныеисточники

1. Немировская И.А. Углеводороды вокеане. - М.: Научный Мир, 2004. – 328 с.

2. Гольдберг В.М., Зверев В.П., АрбузовА.И., и др. Техногенное загрязнение природных вод углеводородами и егоэкологические последствияю – М.: Недра, 2001. – 94 с.