Қоршаған ортаның мониторинг әдістері

Қазіргі кезеңде мұнай өндіруші обьектілері тазалау қондырғыларымен, алдын-ала жабдықталып іске қосылғанымен, мұнайды өндіруші және тасымалдау кезінде қоршаған ортаға кері әсерін тигізетін заттардан және іс-әрекеттерден толық арыла алмай отыр. Сондықтан, табиғи жағдай үшін шығыны аз, тиімді технико-технологиялық шешімдерді іздестіріп, ұңғымадан алынған мұнайды және газды өндіру, тасымалдау және апат салдарынан сұйық көмірсутегі қалдықтарының төгілуінің алдын-алу және қоршаған ортаға тараған мұнай-газ қалдықтарын тез арада жинап, тазарту қажет.

Мұнай өндіруші кәсіпорындардың зиянды әсерлерден қоршаған ортаны қорғаудағы негізгі бағыттары, бұл бүлінген жер аумағын қысқарту, ағынды сумен ластануды азайту, мұнайды өндіру және дайындау кезінде тропосфераның төменгі қабаттарына күкірт тотығы мен көмірсутектерінің түсуін, азот тотығының шығымын азайту [11].

Мұнай кен орындарын пайдалану процестерінде, мұнайды тасымалдап және қайта өңдеу кезінде көптеген әртүрлі қалдықтар түзіледі. Олардың негізгі бөлігін ашық резервуарларда жиналып сақталған мұнай шламдары құрайды. Бұл мұнай шламдары екінші дәрежелі қоршаған ортаны ластайтын қалдықтар көздері болып саналады. Сондықтан мұнай өндіруші аймақтардағы құрамында мұнайы бар шламдарды қайта өңдеу, қоршаған ортаны қорғау облысындағы негізгі мәселелердің бірі.

Мұнай шламдары – тұрақты мұнай эмульсиялары болып саналады. Ондағы көмірсутегінің негізгі бөлігін ауыр ароматты және парафинонафтенді көмірсутектер (31-83 %), шайыр (44-60%) және асфальтен (4-14%) құрайды. Мұнай шламдарының көп салалы физико-химиялық қасиеттеріне, түзілу және сақтау шарттарына байланысты оларды қайта өңдеу технологиялары да әртүрлі болады. Қолданылатын әдістер: термиялық, физикалық, химиялық және физико-химиялық. Аталған әдістердің өз кемшіліктері мен артықшылықтары бар. Көп жағдайларда олардың технологиясы төмен, қымбат және экологиялық тұрғыдан тиімсіз.

Соңғы уақыттарда мұнай өнімдерін ыдырату үшін биологиялық әдіс кеңінен пайдаланылуда. Ол түрлі биопрепараттарды қолдануға негізделіп, артықшылығы экологиялық тұрғыдан қауіпсіз болады. Ұсынылып отырған әдісте, технологиялық қондырғылар, жабдықтар тікелей мұнай шламдары орналасқан орындарда қолданылады және энергетикалық шығындарды талап етпейді, сондықтан бұл әдістің болашағы зор [11].

«Мейснер Грундбау» фирмасы мұнай құрамдас қалдықтарды (майлы шламдарды, қышқылды гудрондарды, маймен ластанған топырақтарды, эмульсиялы шламдарды және т.б) химиялық өңдеу және залалсыздандыру технологиясын жасап шығарды.

Осы технология бойынша, жиналған мұнай қалдықтарын залалсыздандыру әдісімен бірге, ластанған жерлерді, мұнай қалдықтары жиналған жерлерді тазалау және рекультивациялау жүргізіледі және ол жерлерге жас шыбықтар егуге, берік жол материалымен жабылған машина тұрақтары үшін алаңдарды жасап, қоймалар салуға және т.б. жасауға болады. Өңдеу барысында алынған өнім құрылыс материалы ретінде жол салу, ірге тас құю, қаптау материалы түрінде қолданылуы мүмкін. Фирма деректеріне қарағанда осы әдіс көмегімен танкерлер мен мұнай құбырларында апат болған жағдайда жағажайдағы мұнай төгілген жерлерді тазалауға болады.

Мұнаймен ластануды бағалағанда, ландшафт бұрынғы жағдайына келеді немесе деградациялану тоқтамайды деп айту мүмкін емес. Сондықтан, ластану салдарын жоюға байланысты жүргізілетін барлық іс-шараларда басты принципті есте ұстау керек. Табиғи ортаға осы ластанудан болған зияннан да зор зиян алып келмеуді ойлану керек.

6-кестеде топырақтың техногендік ауытқу түріне, оның себептеріне және нәтижесіне қарай табиғатты қорғау шараларының жалпы ұсыныстары келтірілген (Н.А.Граве бойынша).

Мұнайдың физико-химиялық трансформациялану факторларына күн радиациясы, температура, ылғалдылық, микробиологиялық белсенділік жатады. Жеңіл фракциялардың көп бөлігі барынша жылдам буланады және ультракүлгін радиация және фотокаталитакалық тотығу салдарынан атмосфераға тарайды. Ауыр мұнай бөлшектері ұзақ уақыт бойы жер бетінде сақталады және жер қыртысымен бірігеді.

Мұнайдың топырақта биодеградациялануы көбінесе оттегінің жеткілікті болуына, ортаның ылғалдылығына, мұнайлы бет көлеміне (оның жайылуы және топыраққа сіңуі), температураға, салыстырмалы қышқылдығы мен сілтілігіне, топырақтағы органикалық зат гумустың болуына, топырақтан ыдырайтын мұнай өнімдерін тез алынуына және мұнай құрамына байланысты болады. Осы факторлар орын алған жағдайда, мұнайдың толық ыдырауы бірнеше айда бітеді.

Кесте 6. Топырақтың техногендік ауытқу түріне, оның себептеріне және нәтижесіне қарай табиғатты қорғау шаралары

Топырақтың ластанудан өздігінен тазарудың табиғи механизмдерінің ішінде микроорганизмдердің орасан зор маңызы бар, олар үшін, көмірсутектері жалғыз ғана энергия көзі болып табылады.

Қазіргі уақытта, мұнайды тотықтырғыш микроорганизмдердің 67 штамдары айқындалған. Талдау қорытындысында бір ғана көміртегіне ассимиляцияланған топырақ үлгілерінен алынған бактериялардың қасиеті анықталған: октан-16%, нафтендер-75,1%, парафиндер-64,2%, толуол-58,3%, гексан-50,8%, бензол-41,2%, асфальтен-67,7%.

Көмірсутекті қайта қалпына келтіретін бактериялар әсерінен, топырақтағы мұнайдың бұзылу (ыдырау) шамасы 31,3-73,9% болды.

Қазіргі кезде, мұнаймен ластануға қарсы күресте микробиологиялық әдістерді ойлап табу барысында биоценатты комплекстер шығару үшін мұнай тотықтырушы микроорганизмдердің аборигенді штамдарын сұрыптап алу мүмкіндігі бар.

Микробиологиялық тазалау екі бағытта жүреді:

• аборигенді бактерия штамдарының қызметін жандандырып, белсенділігін жоғарылату. Ол үшін олардың табиғи өмір сүру ортасына мұнайдың биодеградациялану қасиетін ынталандыратын, қосымшалар жіберу;
• ластанған жерлерге сырттан микроорганизмдер әкеліп қосу.

Мұнайгаз өндіруші аудандар үшін, мұнаймен ластанған жерлерді, рекультивациялау басты мәселе болып келеді. Тұрақты өсімдіктер ассортименті және оларды өсіру агротехникасы ойластырылуда (Юганскмұнайгаз бірлестігі). Ластанған жерлерге себу арқылы биорекультивациялауда қолданылатын өсімдіктерге жабайы өсетін дәнді өсімдіктер жатады (батпақты мятлик, мысыққұйрық) [12-13].

Таулы техникалық рекультивациялауды бірлестіктің технологиялық транспорт бөлімшесімен қоса, бұрғылау кәсіпорнының тиісті қызмет бөлімі орындайды, ал биологиялық жұмыстарын негізгі жерді пайдаланушы атқарады.  Бұрғылау кәсіпорны жер пайдаланушыға биологиялық рекультивациялауға жұмсалатын шығынды өтейді. Ірі қоймаларды рекультивациялау, ондағы затты көміп, бұзылған жерді тегістегеннен кейін жүргізіледі. Барлық жерде бұл қоймалардағы бұрғыланған шламдар мен қатты қалдықтар көміледі. Көп жағдайда көмілуге пайдаланылған бұрғылау сұйықтары да кіреді [10].

Соңғы уақыттарда, шетелдік тәжірибеде, шламды қоймаларды жойғанда, ондағы қалдықтарды топырағымен қоса ауыстыру шаралары жүргізілуде. Бұл әдіс, ауылшаруашылығына жарамды, құнарлы топырақты құбырлар салу үшін ғана жарамды. Осы әдісті пайдаланудағы міндетті шарт, қалдық құрамында аз мөлшерде болса да өте зиянды заттардың (әсіресе хлоридтің) болуы, белгіленген нормалық концентрациядан аспайтын немесе топырақ үшін концентрацияның рұқсат етілу шегінен (ПДК) аспау керек. Бұл әдістің тиімділігі, топырақ бетінде органикалық қосындылар қарқынды ыдырайды, жекелеген тұзды компоненттер ериді және тарайды, олардың табиғи орта обьектілеріне зияны жоқ. Бұл әдісті жердің жайлы релефіне байланысты, эрозиясы және жердің шайылып кету қауіпі жоқ жерлерде қолдануға болады. Жер асты сулары, оны ластанудан сақтайтын тереңдікте болуы керек. Осындай шектеулерге қарамастан бұл әдіс, қалдықтарды арнайы бөлінген жерге тасып көму әдісімен салыстырғанда экономикалық жағынан тиімді. Жұмыс мәліметтеріне қарағанда 1 т осындай қалдықтарды өңдеу 10,6 долларды құрайды немесе 1 га жерге есептегенде 375-590 АҚШ долларына түседі.

Алайда жоғарыда аталған әдістер, қалдықтар қоймасын жоюға жарамайды, себебі олардың құрамында минералданған бұрғылау ерітінділері көп және мұнай өнімдері ерітінділері бар. Осы ерітінділер мұнай топырақ қыртысын және су обьектілерін ластайтын ең қауіпті заттар болып табылады.

Шламды қоймаларды жою тәжірибесінде «Дарнит» түріндегі синтетикалық материалдармен жабу әдісі көңіл аударарлықтай, жапқаннан кейін ол жерге минералдары топырақ немесе торф төселеді (ПО «Юганскнефтегаз» тәжірибесі). Бұл әдіс Батыс Сібір және Ресейдің Солтүстік Европа бөлігіндегі аудандар үшін өте қолайлы, ол жерлерде жазы қысқа осы уақытта биологиялық этаппен қоса, рекультивациялық жұмыстардың толық циклін орындауға болады, ал бұрғылау қалдықтарын залалсыздандарудың басқа әдістері қолдау тапқан жоқ.

Алайда, гидросфера және литосфера обьектілерінің ластану қаупі төмендейтін емес. Сонымен бірге, ұсынылған материалдың гидроизоляциялық қасиеті және осы әдіс жеткілікті түрде зерттелмеген және қосымша қайта қарауды талап етеді.

Қоймалардың бетін жабатын материалды төсеудің өндірістік технологиясы жоқтығы, бұл әдісті кең түрде пайдалануға кедергі болып тұр.

Қоймалар міндетті түрде әуелі минералды топырақтармен немесе құммен жабылады, бұл қабаттың қалыңдығы қоймадағы қалдықтарға қарсы мықты изоляцияны қамтамасыз етуі қажет, ал Солтүстік пен Батыс Сібірде торф немесе мүк (мха) төселеді, қойма қалдықтары осы қабатқа өтпейтіндей болуы қажет.

Құнарлы топырақтың төселуі бүршік түзуші материал тереңдігіне сәйкес болуы керек.

Алайда, осындай айқын және қажетті шарттар қатаң орындалмайды, себебі төселетін топырақ қабатының қалыңдығын, оның категориясымен өткізгіштігіне байланысты таңдау, сонымен бірге бұрғылау қалдықтарымен қоймалар тереңдігінің қасиеттері жайлы ғылыми негізделген зерттеулер мен ұсыныстар жасалмаған. Бұдан басқа, төсеу және төсеуге қолданылып отырған технологияның жетілмегендігінен пайдаланатын техникалық құралдар арқылы минералды топырақ қабатының керекті қалыңдығын ұстана отырып жаю өте қиын. Қалдықтарды көмуде гидроизоляциялық шарттарды толық орындамау және бұзу салдарынан қойма құрамындағы аса қозғалғыш бөлшектер минералды топырақ қабаты арқылы топыраққа, жер асты суларына өтеді және оларды ластайды, жердің қайта қалпына келу потенциалы төмендейді. Осының салдарынан биогенозға зиян келеді, бұрғылау аудандарындағы топырақтың агрономиялық құндылығы нашарлайды.

Бұрғылау қалдықтарының топыраққа жағымсыз әсерін төмендету үшін ластанған жерлерді биологиялық рекультивациялау қажет. Яғни ластанған жерлерге қажетті шамада мелиоранттар енгізіледі және элементтердің әсерін көрсетіп тұратын шөптер мен өсімдіктер егіледі. Соңғы агрономиялық шаралар топырақ құрылысының қайта қалпына келуін және оның қоректену режимін жақсартады.  Топырақ ластанғанда оның биохимиялық процестері күрт төмендейді. Мысалы, уреаздар белсенділігі түрлі шамадағы қара топырақты жерлерде 1 г топырақта орта есеппен 2,28 мг болады, ал протеаздар- 0,49 мг, ал ластанған жерлерде олар 0,14 және 0,32 мг төмен болуы мүмкін. Уреаздар мен протеаздар белсенділігін қалпына келтіру үшін, топырақты өңдейтін және арнайы шөп сорттарын егетін біріккен агротехникалық әдістер қолданылады. Сонымен бірге, биологиялық рекультивациялау мәселелерінің жеткілікті түрде зерттелмегенін атап айту керек. Соның салдарынан түрлі табиғи-климаттың және региондардың топырақты-аймақты жағдайына қарай пайдалану ұсыныстары көп негізделмеген.