Қоршаған ортаның мониторинг әдістері

 

Мұнай қалдықтарын талдау нәтижесінде, ұңғыманы жөндеу кезінде түзілген қалдықтардың 35% үлесін мұнай мөлшерінің ауыр фракциясы (шайыр, парафин, асфальтендер), белгілі мөлшерде механикалық қоспалар мен су құрайды.

АШПШ-дан бөлек жөндеуден түзілген мұнай қалдықтарының құрамында, ашық топыраққа мұнайдың төгілуінен пайда болған мұнайлы топырағы болады.

Мұнайлы жер қабаттары канализациялық құдықтарды және мұнай төгілуі себепті бүлінген аймақты тазалау барысында пайда болады. Оның құрамындағы органикалық заттар өте аз (массаның 20% дейін ғана) және механикалық қоспалар көлемі көп болады (массасының 65%).

Мұнай қалдықтарының ерекше тобы бұл – асфальт-шайыр-парафин шөгінділері (АШПШ).

Олар технологиялық жабдықтарды (мұнай сақтау резервуарлары, буллиттер, канализациялық құдықтар) тазалау; парафинсіздендіру үшін арнайы қондырғыларды пайдалана отырып сорапты-компрессорлы құбырларды булау кездерінде түзіледі. Басқа қатты мұнай қалдықтарына қарағанда АШПШ-ның айырмашылығы, ол топырақпен араласпаған және тек қана жоғары молекулалы қатты көмірсутегіден (массаның 93 %) тұратын таза органикалық өнім.

Мұнай өндіруші кәсіпорын қалдықтарын классификациялау басты мақсат емес. Қалдықтарды жинау, сақтау және әртүрлі технологиялық әдістерді пайдалана отырып қайта кәдеге жарату алға қойылған міндет болып тұр. Алайда, іс жүзінде барлық қалдық түрлері агрегатты жағдайына және құрамына қарамастан орналастыру объектілерінде бірге жиналады (сұйық мұнай қалдықтары арнайы объектілерде орналастырылады).

Сондықтан мұнай қалдықтары қайта өңдеу технологияларымен іске асырылса, бұл технологиялардың қалдықтар ағынын екінші ресурстарға пайдалануға болатындай түзіліп және үлесі өсіп келе жатқан сәтінде дифференция жасауға мүмкіндік болмайды.

Мұнай қалдықтарының техногенді шикізат ретінде пайдалануға жарайтындығының негізгі критерииі мұнай өнімдерінің көп болуы болып отыр.

Жоғары коммерциялық қызығушылық тудыратын негізінен сұйық мұнай қалдықтары, оның құрамында 90 % дейін мұнай болады. Қазіргі кезеңде оларды пайдаға асыру мәселесі шешілген. Олар қолданып жүрген тауарлы мұнай дайындау схемасымен қайта өңделеді.

Сұйық мұнай қалдықтарын толық пайдаға асыру, тіпті жеке кәсіпорынның өзінде-ақ мұнай қалдықтарының жалпы көлемінің 74 %-ға дейін (5сурет) азаюына мүмкіндік берді және тауарлы мұнайды ресурстық айналымға қайтарады.

 

 

 

 

 

 

 

 

Сурет 5 Мұнай-газ өндіруші кәсіпорынның мұнай қалдықтарының құрылымы

Қатты мұнай қалдықтары жалпы қалдықтар көлемінің 26% - аз мөлшерін құрағанмен, оларды қайта өңдеу техникалық және технологиялық жағынан өте күрделі. Ол мұнай эмульсиясының тұрақтылығы, құрамында механикалық қоспалардың көп болуы және қайта өңделетін шикізаттың біртекті болмауы сияқты себептерге байланысты болады.

Егер, тұрақты даму парадигмасына сүйенсек, мұнай өнімдеріне байланысты эколого-технологиялық принциптер мұнайды өндіру және дайындау кезеңдерінің барлық этаптарында түзілетін қалдықтарды азайтуға негізделуі керек. Қалдықтардың көлемін және сапасын басқарудағы мақсат оларды өндірістік айналымға қосу. Мұнай қалдықтарының рециклинг немесе айналымдық қажеттіліктен шығарылған мақсатқа сай қасиеттері бар түрлерін қалыптастыру – мұнай қалдықтарын басқару жүйесіндегі ең бір тиімді шара болып саналады.

Мұнай қалдықтарының түзілуін азайтуға бағытталған шаралар төмендегідей:

• пайдалану кезінде мұнай өнімдерінің ағып кетуін болдырмайтын жаңа жабдықтарды енгізу;
• ғылыми негізделген технологияның шығын нормаларын, мұнай қалдықтарының нормаларын есептеу және енгізу;
• федеральды, аймақтық және өндірістік салаларды нормативті-құқықтық база жасап, мұнай шығынының салыстырмалы шамасы белгілену және өндіруші шығынды азайтуға ынталандыратын баптар дайындау;
• түзілу сәтінде мұнай қалдықтары ағынын дифференциациялау, қалдықтан шикізатты алуға толық мүмкіндік береді және қалдықты дайын өнім толық алынып болғанша пайдалану.

Қатты мұнай қалдықтарын пайдаға асырудың технологиялық әдістерін іске асыруға мүмкіндік беретін, ұсынылған технологияларды эксперименталды тексеру бағдарламасын жүзеге асыру қажет.

 

1.6. Құмкөл кен орнындағы  топырақтың ластану жағдайын  зерттеу

Қазіргі кезеңдегі мұнайды игеру мен тасымалдаудың технологиялық процестері қалдықты көп қалдырмай пайдалануға мүмкіндік береді. Бірақ та, мұнайды өте көп игеріп, технологиялық режимдерден ауытқу болған жағдайларда, құрылыс процесі кезінде өзгерістер болғанда, құбыр желілерінің үзілген және зақымданған жағдайларында және басқа да апатты кезеңдерде, көмірсутек шикізаттары жер бетіне төгіліп қоршаған ортаға зиянын тигізеді.

Осы себептерге байланысты, топырақ қабатына техногенді әсер етуді төмендегі топтарға бөлеміз: мазутталған, жасырын мазутталған, аралас ластанған тұзды топырақтар, терең "мазутталған" (мұнай және мұнай өнімдерімен ластанған) деп бөлінеді. Жердің ластануы құбыр желілерінің үзілуінен және де дайындау мен тасымалдау кезінде болатын апаттарға байланысты болады. "Жасырын мазутталғандар" қатарына, мұнайдың жеңіл фракцияларымен және де толық жанбаған газды мұнай өнімдерімен ластанған топырақтар жатады. Топырақтың мұндай ластану түрі алаулар мен мұнай өндіру объектілерінің айналасында болады. Бұл жерлерде мұнайдың жойылуымен қатар мұнай өнімдерінің булануы жүреді. Атмосфераға шыққан ластаушы заттар жер бетіне біртіндеп түсе бастайды. Мұнайдың топыраққа ену тереңдігіне байланысты ластану бірнеше түрге бөлінеді.

15 см дейін – беттік мазуттану;

30 см дейін – майда профильді  мазуттану;

60 см дейін – орта профильді  мазуттану;

60 см жоғары – терең профильді мазуттану.

Қабаттардағы мұнайдың мөлшеріне байланысты да ластану бірнеше түрге бөлінеді:

Аз мұнайлы – 3 пайыздан аз (30 г/кг);

Орташа мұнайлы – 3-6 пайыз (31-60 г/кг);

Жоғары мұнайлы – 6,1-12 пайыз (61-120 г/кг);

Өте жоғары мұнайлы 12 пайыздан жоғары (120 г/кг жоғары).

Осы екі көрсеткішке байланысты, топырақты мазуттану дәрежесі нашар, орташа, жоғары және өте жоғары деп бағаланады. Мұнан басқа, зиянды заттарға топыраққа мұнай кәсіпорындарынан жоғары минералды ағын сулары келіп түскен кезде, пайда болтын техногенді тұзды топырақтар жатады.

Қазақстанда мұнаймен және мұнай өнімдерімен ластанудың дәрежесін анықтайтын ережелер жоқ, бірақ та топырақ құрамындағы мұнай мөлшері 1000 мг/кг жоғары болғанда кәсіпорындарға айыппұл салынады. Мұнаймен ластанудың орташа төменгі шегі 0,1-1,0 г/кг аралығында өзгереді. Критерийдің бірі болып ластанған топырақтағы мұнайды сүзгіден өткізген соң судағы мөлшері 0,05 мг/л болғандағы мәнін алуға болады. Мұнайлы топырақтағы концентрация мөлшері 1000 мг/кг кіші болған кезде тазалауды қажет етпейді. Ластану деңгейі 5000-нан 10000 мг/кг болған кезде мұнайлы топырақты тазалау және рекультивациялау қажет.

Егер ластану 1000-нан 10000 мг/кг болса күнделікті тазалық жұмыстары жүргізіледі: ластандыру көзін жою, жерді қопсыту, ылғалдау, аэрация және т.б. Егер ластану мөлшері 10000 мг/кг артық болса, тазалау мен рекультивация әдістері пайдаланылады.

2003-2004 жылдарғы далалық жұмыстарда  экологиялық мониторинг станцияларында  Құмкөл кен орны маңайының  экологиялық жағдайы жылына екі рет бақыланды (көктемде және күзде). Топырақтың 5-20 см тереңдіктегі химиялық ластануы жылына үш рет тексерілді (жазғы уақыт қосылды).

Құмкөл және Оңтүстік Құмкөл топырақтарын аналитикалық зерттеулер нәтижесінде, мұнай өнімдерімен ластанған жерлердің мөлшері анықталды. Жоғарғы қабаттың топырағында алифиттық қатардың С-13 бастап С-33 дейінгі туындылары болды.

9-11 станциялардан алынған үлгілерді  ИК-спектралды зерттегенде, С-Н тарамды  мұнай тектес көмірсутектерінің  валенттік және дефориационды тербеліс байланысының жұтылу жолақтары табылды. Экстракт спектрлерінде шекті (-СН3) метил тобының С-Н валенттік тербелісінің жолақтары болды. Бұл топырақта аз да болса, көмірсутектерінің бар екенін дәлелдейді. Хромотографиялық сараптаудың нәтижесінде, үлгілердің көмірсутекті құрамдары ароматты (массаның 7%), парафинді-нафтенді (массаның 81%) және шайырлы (4%-ға дейін) болатыны анықталды.

Анықталмаған компоненттер саны жалпы массаның 8%-на дейін болады.

Көмірсутектердің мөлшері топырақтың құрғақ массасының 0,950 мг/кг-дайы болады. 2, 4, 5, 11 кесінділерінде мұнай өнімдері көрсеткіштері өзгешелеу болды. Орташа алғанда мұнай өнімдерінің концентрациялары көрсеткіштері төмендеу яғни құрғақ топырақта 0,200 мкг/г-730 мкг/г аралығында болды. Басқа станциялар мен кесінділерде мұнай өнімімен ластану айтарлықтай емес. Алифат қатарындағы мұнай өнімдерінен басқа, ИК-спектрометрі арқылы СН2 және СН4 көмірсутектер қоспалары анықталды. Мұнаймен ластанудың бұл себепкерлері, көмірсутектік фон беруге үлкен үлес қосады. 2 және 9 кесінділеріндегі көмірсутектердің ауыр фракциялары құрғақ топырақ массасының 0,10 мкг/г-0,15 мкг/г құрады. Төменгі молекулалы көміртектер біршама қауіпті, олар топырақ құрылымының жойылуына, топырақтағы микрофлоралардың апатына әкеліп соқтырып, алаңдардың шөлге айналып, өсімдіктердің өсу процесінің тоқтауына әкеледі. Топырақтағы элемент органикалық қосылыстардың СН-СН2-СН3 мөлшері санитарлық көрсеткіштерінен аспайды және қойылған талаптарға сай. Осы көрсеткіштер арқылы топырақтағы көмірсутектердің концентрациясын анықтауға болады. Экстрактардың гександы құбырларында көктемгі кезеңде таңдап алынған топырақтар әрбір фактор бойынша зерттелінді. Жасалған сараптама, антропогенді әртүрлі компоненттердің бар екенін көрсетті.

Оның құрамында:

• парафинонафтенді көмірсутектер - 60%;
• ароматты көмірсутектер   - 9%;
• шайырлар      - 9%-ға дейін;
• анықталмаған компоненттер  - 13% болды.

 

Топырақтағы көмірсутектердің концентрациясы 237-720 мкг/г аралығында болды. Шекті (СН3) метил тобының С-Н валенттік тербелісінің жолақтарының болмауы да, көмірсутектер мөлшерінің аздығын көрсетеді. Байқалған жұтылу жолақтарының қарқыны 2950-2900 см-1 аралығында болуы, топырақ құрамында үлкен молекулалық массасы бар, аздаған көмірсутектердің бар екенін көрсетеді. Көктемгі және күзгі кезеңдердегі гександы тартылыстардың экстракциясының негізінде, топырақта мұнай өнімдерінің төмендегі құрамы анықталды:

- парафинонафтенді көмірсутектер - 65%;

- ароматты көмірсутектер  - 7%;

- шайыр     - 9%-ға дейін;

- анықталмаған компоненттер - 14%.

Топырақтағы мұнай өнімдерінің орташа мәні 500 мкг/г төмен болды.

Жалпы алғанда, экологиялық станцияларда 2004 жылы алынған концентрациялардың мәні, топырақтың беткі қабаты мұнай өнімдерімен көп ластанбағанын көрсетті, сондықтан рекультивациялық жұмыстар жүргізудің қажеті жоқ.

Топырақ жағдайының мониторингі кезінде, топырақтың физико-химиялық қасиеттерінің (химиялық құрамы, топырақтың өткізгіштігі, механикалық құрамы) негізгі көрсеткіштері есепке алынды. Осы көрсеткіштер арқылы мұнай өнімдерімен, ауыр металдармен, радионуклидтармен зақымданған жерлердің жағдайын анықтауға мүмкіндік бар. Мұндай зақымдалған жерлер күлгін-қоңыр шөлейтті түстес болады. Бұл жерлердің өзіне тән ерекшелігі, құрамында (NaHCO3) сода тұздары көп болады. Сода құрамында сілтілі тұз болғандықтан, жерді сортаңдатып жібереді. Құрамында натрийдің карбонаты мен бикарбонатының болуына және топыраққұраушы жыныстардың тұздана бастауына байланысты топырақта сор пайда бола бастайды.

Топырақтардың (А+В1) горизонтының қабаты жұқа, құрамында гумусы аз, қоректену бөлімдерінің құрамы нашар, жұтылу көлемі өте кішкене. Мұндай жағдайлар топырақтың пайда болуының биоклиматтық жағдайына  (жауын-шашынның аздығы және жазғы жоғары температура және т.б.) байланысты болады. Сондықтан өсімдік қабатында негізінен ксерофиттік тікенектер мен жантақтар және жусандар болады. Тексеру қорытындылары бақылаудағы параметрлердің қарастырылып отырған кезеңдегі нәтижесін көрсетеді. Құмкөл және Оңтүстік Құмкөл кен орындары топырақтарының станциялар бойынша химиялық сараптамасының қорытындылары (көктем 2005ж.) 16-кестеде келтірілген.

 

Кесте 16. Топырақтардың станциялар бойынша химиялық

сараптамасының қорытындылары

 

Станция №	Үлгіні алу тереңдігі	Гумус %	Жалпы азот, %	Сутекті рН	Жұтылу көлемі, мг/экв 100 г	Жұтылған негіздер, мг/экв 100 г (Na)	Қозғалыс-тағы, мг/100 г (Р2О5)	Қозғалыс-тағы, мг/100 г (К2О)
Ст.1	0-5	0,71	0,050	7,8	5,3	0,06	2,17	14,7
Ст.2	0-5	0,87	0,060	8,0	6,0	0,05	3,08	22,0
Ст.3	0-5	0,26	0,007	8,0	8,6	0,15	2,48	20,4
Ст.4	0-5	0,81	0,021	7,8	10,3	0,16	1,15	64,0
Ст.5	0-5	0,210	0,014	7,7	9,7	0,09	2,07	32,7
Ст.6	0-5	0,39	0,017	8,3	5,3	0,10	1,32	11,4
Ст.7	0-5	0,37	0,024	8,5	9,2	1,20	3,67	34,6
Ст.8	0-5	0,45	0,031	8,3	4,8	0,03	3,24	22,8
Ст.9	0-5	0,43	0,031	8,2	5,3	0,05	3,06	20,9
Ст.10	0-5	0,40	0,028	8,5	6,7	0,49	4,13	45,4