ОАО «Газпромнефть-ННГ»: Разработка новых технологических решений и эффективных мероприятий по рекультивации нефтезагрязненных земель с учетом специфики ландшафтно-геохимических условий и размера экономических издержек

Центр «ЭКОТЕРРА» выиграл тендер на оказание услуг по разработке новых технологических решений и эффективных мероприятий по рекультивации нефтезагрязненных земель с учетом специфики ландшафтно-геохимических условий и размера экономических издержек.

Загрязнение нефтью является одним из факторов деградации почв  явления, которое часто называют "тихим кризисом планеты", поскольку за всю историю существования человечества было освоено и заброшено в результате деградации 2 миллиарда га плодородных земель. Это больше, чем площадь ныне обрабатываемых земель (около 1,5 миллиардов га). В настоящее время в мире подвержено деградации около 2 миллиардов га земель, в том числе 15% от этой площади  за счет химического загрязнения. В России при существующих темпах деградации через 60 лет полностью деградируют земли на всей используемой в настоящее время в сельском хозяйстве площади. Поэтому одной из важнейших государственных задач в настоящее время является предотвращение деградации почвенного покрова, в том числе и деградации его вследствие загрязнения нефтью и нефтепродуктами. Проблема загрязнения почвенного покрова нефтью и сопутствующими загрязнителями в настоящее время приобрела в России общегосударственное значение и неоднократно отмечалась в числе приоритетных экологических проблем в Государственных докладах состоянии окружающей природной среды Российской Федерации в последние десятилетия. Кроме того, на заседаниях Правительственной комиссии по окружающей среде и природопользованию отдельно рассматривалась ситуация в ХМАО, где в среднем (субширотном) течении Оби многие месторождения нефти эксплуатируются более 25 лет. За этот период на них пробурено более 60 тысяч нефтегазодобывающих скважин. В ходе разведочного и особенно эксплуатационного бурения, первичной переработки, а также транспортировки нефти по трубопроводам многократно возникали аварийные ситуации, приводившие к разливам нефти, скапливающейся в понижениях рельефа, в поймах рек и водоемах.

Однако проводимые рекультивационные работы в ряде случаев не обеспечивают достижения требуемых параметров качества, некоторые участки по завершении рекультивации не приобретают способность к плодородию и поддержанию жизни сосудистых растений. Это приводит к неоправданным финансовым затратам и не позволяет необходимыми темпами двигаться к цели нормализации экологической обстановки.

Причины таких негативных результатов неизвестны. До выявления этих причин невозможно обеспечить условия, при которых работы по рекультивации в 100 % случаев давали бы положительный результат.

Анализ состояния нескольких сот нефтезагрязненных, в т.ч. ранее рекультивированных участков, расположенных на территории ХМАО и ЯНАО, проведенный АНО «Экотерра» в рамках проекта, позволил выявить основные проблемы, препятствующие повышению эффективности рекультивации нефтезагрязненных земель.

Показано, что успешной рекультивации на исследованных участках препятствуют различные факторы, которые могут действовать раздельно или в определенных сочетаниях. Эти факторы являются следствием сложных природных условий (холодный климат, превышение количества осадков над испаряемостью, затрудненный дренаж, интенсивное заболачивание), с одной стороны, и субъективных причин – с другой.

Среди субъективных причин следует выделить следующие:
- проведение рекультивации по единому шаблону без учета свойств нефтезагрязненных участков, в том числе  без учета проявления их пространственной неоднородности, обусловленной различиями гидрологических условий, в результате чего на ряде участков создается нехватка влаги, необходимой для развития лугово-болотных растений (гигрофитов), во многих других случаях отмечается чрезмерное переобводнение, также препятствующее росту растений.
- несоответствие выполняемых рекультивационных мероприятий свойствам участка, в первую очередь, применение технологических приемов, исходно предназначенных для рекультивации нефтяного загрязнения, для рекультивации участков, подвергшихся нефтесолевому загрязнению;
- невыполнение или неполное выполнение требований, предусмотренных проектом рекультивации, например, неравномерное, недостаточное или несвоевременное внесение удобрений, недостаточное внесение извести, неправильный подбор высеваемых видов трав и др.;
- недостаточно качественное проведение сбора свободной нефти,  проведение вместо сбора нефти ее «запахивания» в процессе фрезерования, что обусловливает повторное «всплытие» нефти на поверхность почвы после проведения рекультивации. 

Вследствие сочетания природных и субъективных причин для рекультивируемых участков характерны:
- неблагоприятный водно-воздушный режим
- хлоридно-кальциево-натриевое засоление
- повышенное содержание летучих органических соединений
- повышенное содержание углеводородов, в особенности н-алканов до С22
- кислая реакция среды, высокая обменная и гидролитическая кислотность
- высокое содержание обменного натрия
- неудовлетворительные окислительно-восстановительные условия
- повышенные концентрации Fe и Mn за счет понижения окислительно-восстановительного потенциала
- повышенная концентрация Al
- присутствие токсичных органических соединений – продуктов трансформации нефти, в т.ч. соединений фенольной природы, представленных низкомолекулярными фракциями
- недостаточное содержание биогенных элементов в почвах на фоне действия факторов, препятствующих поступлению этих элементов в растения
- присутствие фитопатогенных видов почвенных микромицетов.

Установлено, что во многих случаях наблюдается синэргетичное воздействие нескольких негативных факторов (например, сильное засоление, неблагоприятный водно-воздушный режим, высокое содержание углеводородов, в т.ч. легких фракций, высокое содержание токсичных органических соединений - продуктов трансформации нефти, низкие значения рН, высокая гидролитическая кислотность, низкие значения окислительно-восстановительного потенциала, повышенная концентрация алюминия, железа и марганца в растворе, недостаток элементов минерального питания, наличие фитопатогенных видов микромицетов), что приводит к гораздо более сильному эффекту, чем действие каждого из этих факторов в отдельности. Одним из таких примеров является устойчивость солевых аккумуляций в нефтезагрязненных торфах, т.к. вследствие гидрофобизации поверхности тканей торфа вымывание солей существенно замедляется. По этой же причине нефтезагрязненные торфа характеризуются невысокой влагоемкостью, что в период обильных осадков приводит к быстрому заполнению поровых пустот и переувлажнению, а в засушливый период – к быстрому иссыханию.

Для преодоления действия перечисленных выше негативных факторов необходимо детальное изучение подлежащих рекультивации участков  перед ее проведением (инвентаризация) как минимум по таким параметрам как: положение участка в ландшафте, тип почвы, гидрологические условия, состояние растительности (при наличии), наличие свободной нефти, содержание и глубина проникновения в почву нефтепродуктов и солей (в виде картосхем), возраст загрязнения, другие нарушения (если имеются). Кроме того, повышению качества рекультивации, несомненно, будет способствовать совершенствование технологий технической и биологической рекультивации с учетом результатов, изложенных в настоящем отчете. Применяемые методы рекультивации должны быть адаптированы к условиям конкретного участка, вследствие чего необходимо  выявить всю совокупность исходных химических, гидрологических и биологических свойств с учетом их пространственного изменения, характера окружающей территории и возможности применения инженерно-гидрологических (водно-мелиоративных) мероприятий.

Вышеизложенное свидетельствует о необходимости учета индивидуальных особенностей участка при проведении инвентаризации и предпроектного обследования. Система показателей при проведении инвентаризации должна включать ранжированные (качественно или количественно) критерии, учитывающие:
• Природная зона (подзона), субъект Российской Федерации.
• Площадь участка.
• Положение в ландшафте (вершина водораздела, склон, пойма, ложбина стока), уклон поверхности, приуроченность к водоохранным зонам, расстояние до водотоков (водоемов).
• Исходный биогеоценоз, тип почв.
• Общая оценка увлажнения (высокая – вода на поверхности, средняя – влажность близка к полной полевой влагоёмкости  (ППВ) почв, но не достигает её, низкая – влажность значительно ниже ППВ).
• Признаки антропогенной гидроморфизации (подтопления), уровень грунтовых вод (верховодки). Площадь водной поверхности в пределах участка. Наличие на участке объектов и факторов, ограничивающих поверхностный сток воды.
• Современное нарушенное сообщество (общее проективное покрытие в %, виды-доминанты, виды-индикаторы нарушений, наличие сухостойных деревьев и кустарников, экземпляров с пониженной жизненностью).
• Тип антропогенно измененной почвы (почв). Комплексность почв.
- Площадь и степень загрязнения (по выделам),  вид загрязнения (корка, жидкая нефть), глубина загрязнения (количественное определение содержания нефтепродуктов на разных глубинах проводится при предпроектном обследовании). Наличие пленок жидких углеводородов в микропонижениях и прилегающих водных поверхностях (мелиоративные канавы, нефтеловушки и пр.).
- Наличие, степень и глубина засоления (количественное определение содержания хлорид- Признаки механических нарушений.
• Признаки захламления (по типам отходов – ТБО, порубочные остатки, строительный мусор и т.д.).
• Опасность вторичного рассеивания поллютантов в сопредельные ландшафты и водоёмы (да – нет).
• Визуально определяемое наличие действующих/бездействующих трубопроводов, других  объектов инфраструктуры месторождений.
• Наличие дорог, подъездных путей, проходимость территории для тяжелой техники.