Рациональное использование минеральных ресурсов и проблемы экологии

Рассмотрим проблемы освоения территорий на примере освоения газоносных территорий.

Каждая из стадий освоения газоносных территорий (разведка, обустройство месторождений и строительство систем магистральных газопроводов, эксплуатация) отличается видами, интенсивностью, уровнями воздействия и степенью преобразования природной обстановки. Если для стадии строительства объектов больше характерны механические изменения на поверхности ландшафтов (нарушения сплошности почвенно-растительного покрова, изменение гидрологического режима, составляющих радиационного баланса), то при их эксплуатации типичными являются изменения энергетические воздействия (поступление потоков загрязняющих веществ во все элементы природной среды, шумовое воздействие на биотические комплексы и т.д.).

Объектами воздействия газодобывающих и газотранспортных средств являются практически все элементы природной среды, в том числе: атмосферный воздух, поверхностные и подземные воды, почвенный и растительный покров, биотические комплексы, пластовые залежи, то есть происходит комплексное воздействие на все компоненты геосистем. Отсутствие других индустриальных объектов диктует необходимость тщательного выявления всех негативных экологических аспектов освоения углеводородных ресурсов.

В сложившейся ситуации важно с позиций концепции устойчивого развития выбрать оптимальный вариант хозяйственного использования территории. При этом следует исходить не из экономических показателей, включающих лишь стоимостную оценку прямого ущерба из-за изъятия земель (хотя этот подход до сих пор преобладает), а из эколого-экономических, учитывающих показатели устойчивости ландшафтов к техногенному воздействию и те пределы такого воздействия, за которыми изменения геосистем становятся необратимыми. При описании состояния природной среды особое внимание следует уделять использованию системного подхода. Анализ экологических последствий эксплуатации газодобывающих объектов позволил выявить все потенциально возможные экологические проблемы, возникающие при взаимодействии объектов газовой промышленности и окружающей среды и ранжировать основные факторы техногенного воздействия по степени их влияния на природную обстановку. Основными факторами негативного воздействия на природную среду при разведке, обустройстве и эксплуатации месторождений и газотранспортных систем являются следующие:

- выбросы загрязняющих веществ в атмосферу;

- сбросы сточных вод на рельеф и в водные объекты;

- загрязнение экосистем нефтепродуктами, буровыми реагентами и другими технологическими жидкостями;

- механические нарушения почв и напочвенных покровов;

- изменение гидрологического и гидрогеологического режима территории;

- изменение геодинамической обстановки в пластах;

- шумовое загрязнение окружающей среды;

- антропологический фактор воздействий на фаунистические комплексы.

Загрязнение ландшафтов продуктами техногенеза при освоении природных ресурсов происходит на всех стадиях жизненного цикла газодобывающих объектов, однако каждый из них отличается масштабом, видами, интенсивностью, токсичностью загрязняющих веществ и другими характеристиками воздействия.

На этапе разведки месторождения основными источниками поступления токсикантов в экосистемы являются площадки буровых скважин. Все многообразие причин, приводящее к загрязнению природной среды при строительстве скважин, можно с достаточной степенью условности свести в три основные группы:

- несовершенство технологии строительства;

- несоблюдение технологических регламентов;

- ненадежность оборудования, конструкций и элементов обустройства площадок.

Источниками поступления загрязняющих веществ в природную среду являются устья скважин; средства очистки бурового раствора; узлы приготовления промывочной жидкости, цементных растворов и химических реагентов для их обработки; амбары-накопители. Основными загрязнителями являются буровые и цементные растворы, химические добавки и реагенты, нефтепродукты и буровые отходы. И многие проекты отклоняются именно по причине недостаточной экологической обоснованности проектных решений, которые не обеспечивают минимальное воздействие на природную среду и экологическую стабильность проектируемых объектов. Известны случаи, когда бурение скважин, произведённое без экспертного заключения специалистов-геофизиков, приводило к отрицательному результату, но самое главное - к дополнительной "бессмысленной" нагрузке на природный комплекс. Поэтому проблему обеспечения экологической стабильности газодобывающих регионов мы считаем не только чрезвычайно важной, но и приоритетной среди множества других природоохранных проблем.

Помимо экологической обоснованности технических решений, при разработке конструктивных особенностей проектируемых объектов должны учитываться природные динамические тенденции и потенциальные возможности самовосстановления природных экосистем. Следовательно, выбору принципиальных производственных технологических схем и разработке конкретных технических решений должны предшествовать детальное изучение природных условий и оценка естественной устойчивости природных комплексов в районе предполагаемого размещения проектируемых объектов. Детальность исследований зависит от стадии проектирования. Условием экологической стабильности необходимо считать соответствие уровней техногенного воздействия потенциалу устойчивости экосистем. Для перспективных газоносных регионов, таких как Томская область, фундамент будущей экологической стабильности должен закладываться уже на предпроектной стадии. В идеальном случае полная оценка факторов техногенного преобразования природной среды при хозяйственной деятельности должна отражать количественные уровни воздействия. Кроме того, она должна основываться на комплексном подходе, предполагающем определение нагрузок на все компоненты экосистем с учётом эффектов суммации, аккумуляции и последующих цепных реакций, поскольку оценка воздействий на отдельные компоненты, даже являющиеся ведущим фактором природного хода сукцессии, не позволяет обнаружить полный размах эффектов взаимодействия. В настоящее время детально разработаны общие классификации антропогенного преобразования природной среды, химического загрязнения ландшафтов, многие из которых успешно применяются для типизации изменения природных условий при хозяйственной деятельности в условиях Сибири. Использование системного подхода подразумевает обработку гигантских объёмов информации по всем компонентам природно-хозяйственного комплекса.

Процесс управления окружающей средой при проектировании строительства и обустройства объектов нефтяной и газовой промышленности начинается с составления ряда документов. С целью разработки механизмов обеспечения экологической стабильности объектов газодобычи необходима систематизация воздействий конкретных процессов на различных стадиях освоения газовых месторождения, одним из этапов которой является составление карты, высокая ёмкость которой позволит визуально оценить и прогнозировать направления изменений в природном комплексе.

Создание прогнозной карты для нефтегазовых месторождений в силу больших масштабов воздействия последних на окружающую среду, а также низкой устойчивости местных ландшафтов к антропогенной нагрузке, является довольно трудной и сложной задачей. Главный недостаток существующих методик заключается в отсутствии комплексного подхода и недостаточной квалификации исполнителей. В изготовлении таких карт должны принимать участие специалисты, как минимум, девяти специальностей: лесоведы, ботаники, почвоведы, ландшафтоведы, зоологи, геологи, гидрологи, экологи и геофизики. Второй серьёзный недостаток - отсутствие выбора альтернативных вариантов решения задачи размещения объектов. Из других недостатков следует отметить слабое использование новейших методов и инструментов проведения оценки (специализированные компьютерные системы, дистанционное зондирование, биоиндикаторы и т. п.). Поэтому на предварительном этапе оценки воздействия на окружающую среду нефтегазовых комплексов необходимо составление очень точной и детальной карты возможных изменений природной среды.

Прогноз изменения природной среды при эксплуатации месторождений полезных ископаемых требует, прежде всего, детального анализа общегеографической ситуации. Именно на этом фоне формируются техногенно-природные ландшафты, а антропогенный фактор становится участником многокомпонентного (с развитием как природных, так и техногенных явлений) процесса.

В проблеме выделяется несколько аспектов. Во-первых, нужно ответить на вопрос, какие изменения вызовет наложение на природный ландшафт строительство инженерных сооружений, особенно линейных, пересекающих значительные по размерам территории. Во-вторых, что нужно предусмотреть для сохранности таких сооружений и как избежать внедрения в грунты и проникновения в состав подземных и поверхностных вод, а также в атмосферу вредных ингредиентов. В-третьих, как обустроить инженерные сооружения, учитывая их функциональную суть, с минимумом вреда для окружающей среды.

Линейные сооружения при эксплуатации нефтегазовых месторождений представлены временными и постоянными автодорогами и нитками нефтепровода, определенным способом размещенного на поверхности грунта (уложенного на насыпь, опоры или иное основание) или укладываемого непосредственно в толщу грунта.

Роль насыпных оснований, а также насыпного тела автодорог состоит в том, что они являются искусственными положительными формами рельефа и будут относиться к общим факторам ландшафтной перестройки. Они, изменяя существовавший ранее рельеф земной поверхности, главным образом влияют на местный характер стока поверхностных и грунтовых вод, перераспределяя его по территории за счет изменения направления водотоков. Подземные сооружения, если таковые решено создавать (не считая собственно буровых скважин), - фактор перестройки подземных потоков и источник повышенной опасности в плане возможных выбросов вредных веществ, внедряющихся непосредственно в толщу грунта.

Локальные объекты: комплексы буровых установок, временные и постоянные объекты жилья, установки по первичной переработке нефтепродуктов, накопители отходов и т.д. - фактор, влияющий на экологию района на конкретных участках. В их пределах существуют те же экологические проблемы, но добавляются еще вопросы утилизации отходов и переработки или вывоза за пределы территории вредных для окружающей среды накоплений.

В целом же экологические вопросы тесно переплетаются с изыскательскими. Устойчивость возводимых объектов и их сохранность определяют, с одной стороны, нормальное функционирование инженерных сооружений, а с другой - их герметичность, не позволяя вредным для природы веществам проникать в биоту.

Учитывая сказанное, считаем необходимым сконцентрировать внимание на следующих вопросах:

1. Прогноз воздействия проектируемых инженерных сооружений на окружающую среду.

2. Прогноз устойчивости сооружаемых объектов, становящихся частью единого техногенно-природного ландшафта.

3. Разработка рекомендаций о необходимых мероприятиях по предотвращению разрушений инженерных сооружений.

4. Выбор и рекомендации природоохранных мероприятий, использование которых наиболее целесообразно в условиях региона.

Основой анализа геолого-географической ситуации будут служить различные материалы. В первую очередь, справочные издания, ежегодно выпускаемые подразделениями гидрометслужбы, имеющиеся литературные источники, а также картографические материалы.

Характеристика природных условий. В пределах любого рассматриваемого района выделяются следующие типы местности и виды ее хозяйственного использования:

1. Естественные ценозы на водораздельных пространствах (до границ начала склонов).

2. Сельскохозяйственные угодья, располагающиеся на водораздельных поверхностях, с выделением основных (определяющих, "преобладающих" их видов, в том числе: ягодники и грибные места - независимо от того, производится ли промышленный их сбор; кедровники, используемые для сбора орехов; охотничьи угодья.

3. Естественные ценозы на склонах долин.

4. Сельскохозяйственные угодья на склонах долин.

5. Естественные ценозы в пределах днищ долин: террас, поймы.

6. Сельскохозяйственные угодья в днищах долин.

Для каждого типа местности и вида сельскохозяйственных угодий приводятся параметры, характеризующие почвы, растительность гидрофизические особенности, поверхностный и внутригрунтовой сток и пр.