Мониторинг нефтяного загрязнения Каспийского моря

Каспийское море - самый крупный в мире внутриконтинентальный водоем, не связанный с мировым океаном, площадью более 398000 км3. Расположено оно во внутренней части Евразии, и является удивительным созданием природы. В то время как на северном берегу свирепствуют лютые морозы и снежные метели, на южном расцветают магнолии и абрикосовые деревья. В Каспийском регионе находятся пять государств: Россия, Азербайджан, Казахстан, Туркменистан, Иран, в прибрежной зоне которых проживает более 5 млн. человек. Каспийское море обладает безмерной красотой, многообразием экосистем и богатыми запасами природных ресурсов, до настоящего времени не полностью изученных и не используемых рационально. Каспийское море имеет климатообразующее значение и уникально тем, что донесло реликтовую флору и фауну, в том числе крупнейшее в мире стадо осетровых рыб (90 % мирового запаса). В Каспийском море обитает более 500 видов растений и 850 видов животных. Каспий является главнейшим миграционным путем и местом обитания водоплавающих и береговых птиц.

В недрах Каспийского моря скрыты продолжения известных "сухопутных" нефтяных и газовых месторождений Азербайджана, Дагестана, Туркменистана и Северо-западного Казахстана, а также многие другие сугубо морские, не связанные с материком нефтяные залежи. Многие из этих месторождений разрабатываются уже десятилетия и снискали мировую известность - Нефтяные Камни около Баку или Мангышлак в Казахстане. Специфика же Каспия - закрытого водоема, особенно (!) его мелководной, с глубинами 1-3 метра, северной части,- такова, что достаточно одного серьезного разлива нефти или токсичных продуктов бурения, чтобы нанести фатальный, последний удар по осетровому стаду и гнездовьям птиц. Геологоразведочные работы в регионе позволили выявить ряд крупнейших нефтегазоносных участков в Каспийском море и прилегающей территории. По некоторым данным потенциал углеводородных ресурсов составляет не менее 15 млрд. условного топлива в нефтяном эквиваленте. Это ставит его на 2 место в мире (после Персидского залива) по запасам нефти и газа. В связи с этим необходима разработка и внедрение системы предотвращения загрязнения экосистемы Каспия от предстоящих широкомасштабных нефтяных операций на море, в первую направленной на сохранение уникальности экосистемы, другими словами – должен быть организован мониторинг нефтяного загрязнения. Мониторинг — информационная система наблюдений, оценки и прогноза изменений в состоянии окружающей среды, созданная с целью выделения антропогенной составляющей этих изменений на фоне природных процессов. Мониторинг включает три основных направления деятельности:

• наблюдения за факторами воздействия и состоянием среды;
• оценку фактического состояния среды;
• прогноз состояния окружающей природной среды и оценку прогнозируемого состояния.

В данном реферате я постараюсь осветить одну из главных экологических проблем Каспия – нефтяное загрязнение и то, как и какими средствами используются его природные богатства. Но сразу же хочу отметить, что все проблемы, настолько тесно связаны между собой, что порой просто невозможно вычленить их в чистом виде, так как фактически речь идет об одной проблеме, которую можно обозначить как «разрушение естественных экосистем Каспия». Все остальные являются причинами, следствиями или частными проявлениями этой глобальной проблемы.

Всестороннее изучение и различные наблюдения, проводимые в районе Каспийского моря, направлены в первую очередь на сохранение уникальной экосистемы Каспия в условиях интенсификации использования живых ресурсов его акватории и минерального (преимущественно углеводородного) сырья. В то же время уникальность Каспийского моря, как крупнейшего в мире местообитания осетровых рыб, выводит его проблемы не только на межгосударственный, но и на глобальный уровень и сохранение биологического разнообразия Каспия становится предметом заботы всего мирового сообщества.

Влияние нефтяного загрязнения на окружающую среду и её обитателей.

Каспийское море представляет очень чувствительную экосистему. За последние десятилетия под воздействием антропогенных и биохимических факторов резко ухудшилось состояние экосистем в целом, и особенно северо-восточной части моря.

В целом, экосистема Каспия оценивается как предкризисная и может ухудшиться в результате крупномасштабного вторжения в природную среду из-за планируемого освоения мелководий северо-восточной части для добычи нефти.

Имеется целый ряд предпосылок для высокого уровня загрязнения Каспия. Среди них наличие значительных запасов углеводородного сырья под дном моря, высокая плотность населения и промышленности, интенсивное сельскохозяйственное освоение в долинах впадающих рек, отсутствие четко выраженного геохимического барьера «река-море», замкнутость бассейна и др. Некоторое количество таких загрязнителей как нефть и фенолы попадает в морскую воду в результате естественных процессов (грязевулканическая деятельность, разложение органики на дне и т.п.). Главным загрязнителем моря, безусловно, является нефть.Нефть – вязкая маслянистая жидкость темно-коричневого цвета со специфическим запахом. Нефтепродукты представляют собой сложную смесь углеводородов предельного, непредельного ряда. Как загрязнители нефть и нефтепродукты представляют собой опасность для окружающей среды и ее обитателей. Покрывая тончайшей плёнкой огромные участки водной поверхности, нефть оказывает вредное воздействие на многие живые организмы и пагубно влияют на все звенья биологической цепи. Нефтяные загрязнения подавляют развитие фитобентоса и фитопланктона Каспия, представленного сине-зелеными и диатомовыми водорослями. Поступающие в море нефтепродукты отрицательно влияют на качество икры, личинок, молоди рыбы, уничтожают кормовую базу. Только 1 тонна нефти способна покрыть до 12 км² поверхности моря. Нефтяные пленки на водной поверхности морей и океанов могут нарушать обмен энергией, теплом, влагой и газами между атмосферой и водоемом; изменяют физико-химические процессы: повышается температура поверхностного слоя воды, ухудшается газообмен, рыба уходит или погибает, но и осевшая на дно нефть долгое время вредит всему живому: накопление нефти происходит в цепи питания простейших и высокоорганизованных животных. Нефтяное загрязнение наносит жестокий удар по биологическому равновесию моря: пятно не пропускает солнечные лучи, замедляет обновление кислорода в воде и снижается биологическая продуктивность. Нередко ядовитые компоненты нефти становятся причиной гибели рыбы, морских птиц, отрицательно влияют на вкусовые качества мяса морских животных. Опасность отравления нефтью возрастает с увеличением ее концентрации. Токсичность в водной среде проявляется при конденсации более 1 мг/м. Со временем концентрация нефти в воде под действием испарения наиболее летучих компонентов, растворения, окисления, эмульгирования и биодеградации уменьшается. Окисленная нефть оседает на дно водоемов. При прогнозировании качества воды моря в районе добычи нефти важно знать параметры трансформации ее пятен. Ориентировочно скорость перемещения пленки нефти равна 3,5% скорости ветра, а растворимость нефти в воде без предварительного взбалтывания составляет 1,5мг/л. Известно, что нефтепродукты попадая на поверхность моря, в результате эмульгирования могут проникать в глубинные слои воды. Обнаружено, что через 3 недели после аварии танкера частицы нефти размером до 1 мм обнаруживались, по крайней мере, до глубины 80 м. Обнаружение нефтепродуктов на дне водоемов объясняют обычно осаждением их вместе с частицами взвеси. С другой стороны на поверхности морей обнаружены конгломераты нефтепродуктов размером 1-5 мм, свободно плавающие. Наиболее наглядно влияние нефтяного загрязнения для водоплавающих птиц. В контакте с нефтью перья утрачивают водоотталкивающие и теплоизолирующие свойства, что быстро приводит птиц к гибели. Массовая гибель птиц неоднократно отмечалась в районе Апшерона. Так, по сообщениям азербайджанской прессы в 1998 г. погибло порядка 30 тыс. птиц на заповедном о-ве Гель (недалеко от пос. Алят). Близость заказников и добывающих скважин представляет постоянную угрозу для рамсарских водно-болотных угодий, как на западном, так и на восточном берегу Каспия. Начиная с 1981 года, ежегодно на морском побережье к востоку от устья Урала наблюдается массовая гибель птиц. Трупы птиц обнаруживались к востоку от низовья Урала до залива Комсомолец, т.е. на протяжении 300-350 км. В мае 1988 года только ветром западного направления было выброшено на берег 250-300 тыс. птиц 27 видов, а с учетом отнесенных в открытое море и прибитых к тростниковым зарослям эта цифра увеличилась бы до порядка миллиона. Среди них преобладают морские и речные утки, лысуха, кулики и чайки. Подобная тенденция имеет место и в настоящее время. Воздействие нефтяных разливов на других водных животных также значительно, хотя и не так очевидно. В частности, начало добычи на шельфе совпадает с сокращением численности морского судака и утратой его ресурсного значения (участки нереста этого вида совпадают с участками нефтедобычи). Еще более опасно, когда в результате загрязнения выпадает не один вид, а целые местообитания. В качестве примеров можно привести бухту Соймонова в Туркменистане, значительные участки западного побережья Южного Каспия. К сожалению, в Южном Каспии места нагула молоди рыб в значительной мере совпадают с нефтегазоносными площадями, а Маровские угодья находятся в непосредственной близости от них. Осетровые - уникальное богатство Каспия, даже при нынешней мировой цене на черную икру прибыли от рыбного промысла могут быть несравнимо выше ожидаемых нефтяных. Однако стаду каспийского осетра грозит вымирание - именно это утверждали ихтиологии на конгрессе, проходившем в 1995 г в Астрахани. Участники конгресса отметили полную беззащитность осетровых рыб перед наступлением нефти - и газодобытчиков на морские шельфы, что неминуемо приведет к исчезновению стада осетровых. Особую озабоченность в рамках нефтегазового комплекса вызывает состояние здоровья населения, четыре поколения которого постоянно проживают в зоне активного загрязнения атмосферы, почвы и водных ресурсов нефтепродуктами. Имеются ряд исследований, свидетельствующих о связи ряда заболеваний с нефтяными загрязнениями. Заболеваемость крови и кроветворных органов в северных регионах Казахстана в 2-4 раза выше, чем по республике. При добыче нефти в результате открытых фонтанов и разрывов подводных нефтепродуктов возможны локальные разливы нефти. Очистка поверхности водоема от нефти и нефтепродуктов осложняется рядом факторов: высокой вязкостью нефти, что затрудняет ее отделение от воды; значительными площадями очистки; подвижностью нефтяных пятен под действием ветра и течений; гидрометеорологическими условиями и др. Все это приводит к колоссальным экономическим и экологическим потерям. Необходимо отметить, что на сегодня нет надежной информации, как о масштабах загрязнения Каспийского моря, так и о качественном составе химических веществ техногенного происхождения из-за отсутствия организованной системы наблюдения на всей акватории. Получаемая информация о токсических веществах не позволяет разделить антропогенную и биогенную составляющие при определении источников загрязнений. Все эти факты свидетельствуют об отсутствии должного контроля за состоянием экосистем. Требуется организация экологического мониторинга и системы предотвращения загрязнения.

Основные источники углеводородных загрязнений Каспия Прикаспийскими государствами.

Каспийское море - конечный бассейн множества антропогенных компонентов. Считается, что источником углеводородных загрязнений Северного Каспия является транспортировка нефти, естественное просачивание углеводородов, промышленные сбросы и нефтеперерабатывающая индустрия, а также утечки с прибрежных нефтяных разработок.

Речные стоки. Основной объем загрязнений (90% от общего) поступает в Каспийское море с речным стоком. Это соотношение прослеживается почти по всем показателям (нефтеуглеводороды, фенолы, СПАВ, органические вещества, металлы и др.). Так ежегодно в бассейн Волги сбрасывается 2,5 км³ неочищенных и 7 км³ условно очищенных сточных вод, в речных стоках которой обнаружено содержание нефтепродуктов выше ПДК (предельно-допустимой концентрации): от 8 до 60 раз. В последние годы наблюдалось некоторое снижение загрязнений впадающих рек, за исключением Терека (400 и более ПДК по нефтеуглеводородам), куда попадает нефть и отходы с разрушенной нефтяной инфраструктуры Чеченской республики. В целом для речного бассейна моря характерно двукратное содержание нефтепродуктов.

Ниже в таблице приведены ориентировочные ежегодные данные по попаданию нефтепродуктов с речными стоками с территории Прикаспийских государств (тысяча тонн).

С территории Туркменистана практически отсутствуют речные стоки (река Атрек пересыхает, не доходя до моря), а со стороны Ирана данных нет.

Судоходство и транспортировка нефти водным путем. Водный транспорт является источником загрязнения морской акватории Каспия, так как при его эксплуатации возможна утечка топлива и сброс промывных вод, содержащих нефть и нефтепродукты в море.

Эксплуатация нефтяных и газовых скважин. Значительными источниками загрязнения Каспия являются морские нефтепромыслы в России, Азербайджане, Туркменистане. Опыт освоения нефтегазоносных месторождений в морской акватории показывает, что даже при нормативном режиме добычи нефти каждая буровая установка является источником множества загрязнений, в которые входят твердые, жидкие и газообразные компоненты. В среднем при освоении морских месторождений в водную среду поступает от одной скважины: 30 - 120 тонн нефти.

Буровой флот Каспийского моря - плавучие буровые установки:

Этим установкам доступна вся мелководная акватория Северного Каспия, а также более половины площадей средней и южной частей моря. Это было 25 лет назад, качественно новый шаг в развитии нефтегазодобычи - выход на глубины моря до 200 м. Это тоже пройденный этап. Практически это значит, что весь водоем Каспийского моря будет доступен для бурения новых скважин. Поэтому вопрос охраны природы при освоении морских нефтегазовых месторождений будет все более актуальным. Освоение, эксплуатация и техническое обслуживание морских нефтегазовых месторождений предусматривают обязательное соблюдение природоохранных требований, но исключать попадание различных загрязнителей в водную и воздушную среду пока не удается. Основные потенциальные загрязнители водной и воздушной среды при бурении и опробовании скважин, добыче, транспортировке, подготовке и хранении нефти и газа - это буровой шлам, буровые и нефтепромысловые воды, нефть и нефтепродукты, ПАВ, ГСМ и др. Попадая в окружающую среду, загрязнители приводят к обесцениванию ресурсов побережья, наносят ущерб хозяйственной и культурной деятельности человека.

Причинами загрязнения могут быть также конструктивные недостатки морских нефтепромысловых ГТС, технологического оборудования и систем; низкий уровень автоматизации и телемеханизации процессов бурения и эксплуатации скважин; несовершенство технологических процессов, в результате чего возникают осложнения и нарушения режимов; отсутствие технических средств охраны атмосферы и морской среды, а также эффективных методов очистки и утилизации токсичных технологичных отходов бурения и нефтегазодобычи; аварии и т.д. Серьезной экологической проблемой на Туркменбашинском нефтеперерабатывающем заводе, Уфринской перевалочной нефтебазе, Туркменском морском пароходстве и на отдельных участках береговой полосы Туркменбашинского залива является загрязнение грунтовых вод и почвы нефтепродуктами. В связи с поднятием воды в Каспии, нефтепродукты выходят на поверхность береговой полосы и в конечном итоге попадают в море. Места поступления загрязняющих веществ с речными стоками на 90 % сосредоточены в Северном Каспии, промышленные стоки приурочены, как правило, к району Апшеронского полуострова, а повышенное загрязнение Южного Каспия связано с нефтедобычей и нефтеразведкой. При исследовании полей различных загрязняющих веществ в Каспийском море необходимо иметь в виду следующие обстоятельства: Западная часть моря испытывает наибольшее воздействие загрязняющих веществ, их основная масса поступает с речными и городскими стоками. В переносе и трансформации загрязняющих веществ важную роль играет вдоль береговое течение, имеющее преобладающее направление с севера на юг. Восточное побережье моря находится в более выгодном положении: оно, можно сказать, не имеет речной сети и в гораздо меньшей степени затронуто урбанизацией. В целом же крупномасштабные циркуляционные процессы в Каспийском море способствуют достаточно однородному распределению токсических веществ по его акватории. Межгодовая динамика регистрируемых загрязняющих веществ в Северном Каспии за последние 10 лет характеризовалась следующими основными показателями: - нефтепродукты - среднегодовое загрязнение от 1 до 4 ПДК, максимальное содержание 11 ПДК. Наблюдается тенденция увеличения содержания нефти и нефтепродуктов в море это связано с интенсивным освоением углеводородных ресурсов в бассейне Каспийского моря и эксплуатацией действующих морских скважин. В Северном Каспии загрязнение от разработок нефти до последних лет было незначительным; этому способствовала слабая степень опоискованности и специальный заповедный режим этой части моря. Ситуация поменялась с началом работ по освоению месторождения Тенгиз, а затем с обнаружением второго гиганта – Кашаган. Были внесены изменения в заповедный статус Северного Каспия, допускающие разведку и добычу нефти (постановление СМ РК за № 936 от 23 сентября 1993 г. и постановление Правительства РФ за № 317 от 14 марта 1998 г.). Однако именно здесь риск загрязнения максимален из-за мелководья, высоких пластовых давлений и т.д. Напомним, что только одна авария 1985 г. на тенгизской скв. 37 привела к выбросу 3 млн. т. нефти и гибели около 200 тыс. птиц. Наметившееся совершенно явное сокращение инвестиционной активности в Южном Каспии дает повод для осторожного оптимизма в этой части моря. Уже сейчас видно, что массированное увеличение нефтедобычи маловероятно как в туркменском, так и в азербайджанском секторе. Мало кто вспоминает прогнозы 1998 г., по которым только Азербайджан к 2002 г. должен был добывать 45 млн. т. нефти в год (в реальности – примерно 15). По сути дела, имеющейся здесь добычи едва хватает для обеспечения 100% загрузки имеющихся нефтеперерабатывающих заводов. Тем не менее, уже разведанные месторождения неизбежно будут осваиваться и дальше, что приведет к возрастанию риска аварий и крупных разливов на море. Более опасна разработка месторождений Северного Каспия, где годовая добыча в ближайшие годы достигнет как минимум 50 млн.т. при прогнозных ресурсах в 5-7 млрд.т. Последние годы Северный Каспий первенствует в списке аварийных ситуаций.