Учебно-исследовательская работа "Экология на шельфе"

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

средняя школа «Земля родная»

УЧЕБНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯРАБОТА

Экология на шельфе

Выполнил: Кузнецова Кристина Андреевна ученица 11 класса МАОУ СШ «Земля родная»

Руководитель: Кузнецова Светлана Леонтьевна

учитель химии МАОУ СШ «Земля родная»

г. НовыйУренгой

20152016 учебный год

Содержание

1.		Введение	3
2.		Теоретическая часть
	2.1	Геологическая, гидрогеологическая, геокриологическая характеристика, прилегающих районов Обской губы	3
	2.2	Современное эко-геологическое состояние	4
	2.3	Информационные технологии для анализа прогноза и предупреждения антропогенных воздействий на экосистему Обской и Тазовской губ	6
	2.4	Прогноз развития негативных процессов и явлений в ходе освоения месторождений и рекомендации по их минимизации	7
	2.5	Методы анализа географической информации	8
	2.6	Факторы загрязнения акваторий	8
3.		Заключение

Введение

Газовая промышленность считается важной отраслью топливно-энергетического комплекса страны, включающей разведку и разработку месторождений природного газа, комплексную переработку его на товарные продукты и т.д.В настоящее время как современное, так и перспективное развитие газовой промышленности происходит в полярных регионах с весьма специфическими геоэкологическими условиями.Недра континентального шельфа морей России представляют собой наиболее серьёзный и реальный резерв выявления и освоения углеводородных месторождений.Комплексное техногенное воздействие на экосистемы шельфа, неизбежно производимое в процессе добычи углеводородного сырья, требует выполнения регулярной и объективной оценки, позволяющей с большей долей вероятности отслеживать динамику происходящих изменений в окружающей среде. Последняя оценка нефтегазового потенциала недр шельфа показала, что в Карском (вместе с Обской и Тазовской губами) и Баренцевом (вместе с Печорским шельфом) морях предполагается более 70% от общей величины прогнозных ресурсов нефти и газа на шельфе всех перспективных морей страны. Именно поэтому шельфы этих двух морей были определения как основные направления проектирования поисково-разведочных работ в целях подготовки сырьевой базы и, формирования новых районов добычи газа и нефти.

Предположили, что экологическая ситуация на акватории Обской и Тазовской губ складывается под влиянием природных и антропогенных факторов

Объектом моего исследования стал арктический шельф морей России, в частности (предмет исследования) лицензионная площадь Обской и Тазовской губ.

Цель работы выделить основные факторы влияющие на экологическую обстановку в условиях добычи нефти и газа. Конкретная задача, стоявшая передо мной была провести анализ литературы. С помощью анализа, сравнения, обобщения и систематизации материалов по проблеме исследования мне удалось выбрать существенные стороны данной проблемы, которые я и изложил в приведённой мной работе.

Результаты работы могут быть использованы на уроках экологии и внеклассных мероприятиях , направленных на охрану окружающей среды.

Теоретическая часть

Геологическая, гидрогеологическая, геокриологическая характеристика,

прилегающих районов Обской губы

Прибрежные участки и дно Обской губы сложены четвертичными лагунно-морскими и аллювиально-морскими осадками, представленными суглинками, супесями и песками. Все литологические разности грунтов содержат большое количество растительных остатков (до 3,7-6,8% в современных осадках губ). Выходы на поверхность дочетвертичных отложений в губах и вдоль их берегов неизвестны. Везде сверху до глубин, по крайней мере, 100-150 м залегают рыхлые или сцементированные льдом отложения плейстоцена и голоцена.

Берега Обской губы и ее береговая зона остаются одной из наименее изученных частей Арктического побережья. Обская губа и прилегающие к ней обширные территории п-вов Ямала, Тазовского и Гыданского расположены в северной части Западно-Сибирской низменности. В геологическом строении этой крупнейшей платформенной структуры участвуют разнообразные метаморфические, вулканогенные и осадочные породы докембрийского, палеозойского и мезо-кайнозойского возрастов, из которых по берегам губы выше современного эрозионного вреза обнажаются исключительно четвертичные отложения.

Береговая зона Обской губы естественным образом подразделяется на три крупные части или области: западную, левобережную (Ямальскую), восточную, правобережную (Тазовско-Гыданскую) и южную, дельтовую (Обь-Надымскую), существенно отличающиеся по своей морфологии. Протяженность береговой линии (без учета мелких неровностей) в пределах западной области составляет 800 км, восточной - 820, южной (от м. Ямсале до м. Сандябэй) - около 150 км.

Западный берег губы почти на всем протяжении отмелый и низкий. Его средняя высота - 4 м. Восточный берег, наоборот, преимущественно приглубый и более высокий. Его

средняя высота около 14 м,В пределах южной области берег отмелыйи представляет собой морской край современных субаэральных дельт Оби и Надыма. По сравнению с более ровными очертаниями восточного берега, западный берег отличается большей изрезанностью, создаваемой разнообразными элементами вторичного расчленения.

Северный участок Обской губы от морской ее границы до м. Харансале, по существу, представляет собой залив Карского моря.Для данного участка Обской губы характерны процессы абразии, вследствие чего 60% протяженности береговой линии составляют абразионные типы берегов.

Средний участок Обской губы от м. Ханарасаля до перешейка между мысами Каменный и Парусный, является аналогом мелководного полузамкнутого водоема со

своими особенностями гидродинамического режима.Развитие волнения ограничивается на этом участке глубиной и размерами водоема (глубина до 12 м), поэтому оно не достигает такой силы, как в северной части губы.

Современное эко-геологическое состояние

До последнего времени экологическое состояние Карского моря можно считать благополучным по сравнению с другими районами Мирового океана и, в частности с другими морями России.В тоже время отдельные районы моря испытывают возрастающую антропогенную нагрузку ввиду интенсификации хозяйственной деятельности как на акватории так (и в первую очередь) на прилегающей суше. Этот фактор требует контроля за состоянием природной среды.

К основным видам воздействия на среду относятся: хозяйственная деятельность на водосборе крупнейших рек Сибири Оби и Енисея, влияющая на природную среду через поверхностный и подземный сток; хозяйственная деятельность на побережье и прилегающих районах, влияющая на загрязнение моря через воздушный перенос и промышленные стоки; собственно морехозяйственная деятельность на шельфе, связанная с судоходством и береговой инфраструктурой, рыболовством в Обской и Тазовской губах, поиск и добыча углеводородного сырья; трансграничный перенос загрязнителей  воздушными массами, связанными с выбросами устойчивых органических соединений, тяжелых металлов, соединений серы и азота промышленными, энергетическими и транспортными  источниками, расположенными за пределами Арктики; динамикой и переносом загрязняющих веществ и техногенных радионуклидов из соседних морских бассейнов.

Можно сказать, что на сегодняшний день в относительно чистом Карском море намечается тенденция к «очаговому» загрязнению природной среды в Обской губе и Енисейском заливе.

Увеличение антропогенной нагрузки на Обскую губу и на Каменномысскую лицензионную площадь связано с основными отраслями промышленности в регионе – нефти- и газодобычей. Ежегодный вынос взвешенных веществ Обью составляет 16,5 млн.т, забор воды из реки – 10 км³, сброс загрязненных стоков – 7,1 км³ (из них очищается 25 %). Воды Оби наиболее загрязнены в южной части губы, и, в меньшей степени, сочленения Обской и Тазовской губ, где находится лицензионная площадь. Здесь отмечается повышенное содержание фенолов, нефтепродуктов, соединений меди, местами цинка и нитритов.

В 1995 г. Обь вынесла в Карское море 80 тыс.т. нефтепродуктов.

Донные отложения в Обской губе загрязнены преимущественно радиоактивным цезием-137, а иловые отложения вдоль побережий углеводородами (до 250 мкг/г). Развитое рыболовство вносит дополнительный вклад в экологическое состояние Обской и Тазовской губ, в запасы ценных рыб в свою очередь зависят от загрязненности речных вод. В целом качество вод в губе оценивается большинством исследователей (в том числе и авторами отчёта) как лежащее в диапазоне от чистых до умеренно загрязненных.

Содержание тяжелых металлов коррелируется с литологическим составом донных отложений. Их повышенные концентрации свойственны зонам распространения илистых разновидностей осадков.

Для выявления возможных областей накопления тяжелых металлов важным фактором является знание инженерно-геологических характеристик рыхлых отложений.

Повышение содержания радионуклидов связывается с влиянием архипелага Новая Земля и на основании вышеизложенного можно сделать следующие выводы:

- Современные эндогенные процессы не создают существенной угрозы экосистеме

- Поступление загрязнителей в основном осуществляется водным путем под воздействием господствующих течений

- Основная часть поступающего глинистого и алевритового материала выносится за пределы лицензионной площади.

- Накопление загрязнителей в донных осадках наиболее вероятно в области распространения глинисто-алевритовых осадков в центральной части лицензионного участка

- Литодинамический режим в пределах лицензионной площади способен обеспечить её самоочищение от загрязнителей последствиями Чернобыльской аварии.

Информационные технологии для анализа прогноза и предупреждения антропогенных воздействий на экосистему Обской и Тазовской губ

Использование новейших информационных технологий для анализа и прогноза экологических процессов в акваториях Обской и Тазовской губ при освоении нефтегазовых месторождений представляется чрезвычайно актуальной задачей как в период создания постоянно действующей системы комплексного экологического мониторинга, так и по мере его развития и накопления значимых для принятия природоохранных решений материалов. Поэтому в системе управления окружающей среды нефтегазодобывающих комплексов должно быть уделено значительное внимание развитию структуры и состава информации в новой информационной системе, технологиям создания баз данных и методам прогноза изменений в природе в условиях недропользования.

Цель создания общедоступных баз геоэкологических данных на технологических носителях ЭВМ – сохранить знания, накопленные многими поколениями отечественных и зарубежных исследователей, для использования их в интересах рационального недропользования, анализа и прогноза антропогенных воздействий на экосистему Обской и Тазовской губ, а также в комплексных научных исследованиях.

Краткое рассмотрение информационных технологий создания баз данных свидетельствует о том, что они вполне применимы к разработке единой системы экологического прогноза для обеспечения рационального недропользования на акватории Обской и Тазовской губ. Все это будет иметь важное значение для прогноза развития негативных процессов и явлений в ходе освоения нефтегазовых месторождений, разработки рекомендаций по минимизации их последствий и управлению природоохранной деятельностью.

Прогноз развития негативных процессов и явлений в ходе освоения месторождений и рекомендации по их минимизации

Тип и характер воздействий на окружающую среду при поисково-разведочных работах и добыче углеводородного сырья на лицензионных участках Обской и Тазовской губ связан в основном с отчуждением акваторий, изменением физических параметров морского дна, сбросом буровых и других отходов, повышением мутности воды, выбросом в атмосферу выхлопных газов и продуктов сжигания пластовых флюидов, а также с аварийными ситуациями.

К основным факторам физического воздействия на окружающую среду относятся:

- акустические шумы в широком диапазоне спектра, распространяющиеся в воздушной и водной среде;

- замутнение воды и переотложение грунта;

- забор воды для технических нужд;

- тепловое воздействие в результате выброса в атмосферу выхлопных газов энергетических установок, продуктов сжигания углеводородной продукции скважины в факеле или при авариях, приводящих к выбросу в воду в виде подводных грифонов или открытых фонтанов термальных пластовых вод, или минерального сырья;

-электромагнитные, тепловые и другие физические поля;

- сброс в воду нерастворимых материалов (твёрдые отходы бурения, мусор и т.п.);

- изменение физических качеств среды обитания (характер водообмена, гидрохимические условия и т.п.).

К основным факторам химического воздействия на окружающую среду относятся:

- загрязнение воды и донных отложений отходами буровых растворов;

- загрязнение нефтяными углеводородами (такие вещества могут содержаться как в самом углеводородном сырье, так и в ГСМ, используемых в энергетических установках СПБУ, судов обеспечения и т.д.);

- выброс в атмосферу выхлопных газов энергетических установок, продуктов сжигания углеводородной продукции скважины в факеле;

- сброс в море сточных вод;

- изменение химических параметров среды (рН, содержания кислорода в воде, солевого состава вод и т.д.).

Методы анализа географической информации

Метод ландшафтно-геохимического анализа

Важной частью анализа экологического состояния морских Арктических экосистем является метод ландшафтно-геохимического анализа, применяющийся, в основном, при решении проблем окружающей среды и мониторинга экосистем, в частности выявление кризисных экологических ситуаций путем оценки загрязнения ландшафтов [Дьяконов К.Н., и др., 1996].

Ландшафтно-геохимические методы используются на всех стадиях оценки состояния локальных и региональных морских экосистем. На региональном уровне такие оценки включают в себя следующие блоки:

•          оценку природного геохимического фона региона;

•          анализ геохимического влияния сельского хозяйства на природные геосистемы;

•          оценку состояния и степени загрязнения промышленных центров, влияния горнодобывающего производства на природную среду;

•          комплексное эколого-геохимическое картографирование и районирование прибрежных территорий по степени загрязнения, ответным реакциям и устойчивости природных геосистем к техногенным воздействиям.

Картографический метод

Использование картографического метода исследования в геоэкологическом картографировании заключается в анализе всех имеющихся карт на изучаемый регион Арктического бассейна, собранных в банке картографических данных. Тематические карты из банка данных являются тематическими моделями изучаемых объектов (например, тектоники и геоморфологии дна, биогеографического районирования, распределения загрязнителей и т.д.) на разные временные отрезки. Поэтому использование метода абсолютно незаменимо при составлении прогнозных и оценочных карт, а также комплексного анализа сложившейся экологической ситуации региона.

При использовании картографического метода в геоэкологическом картографировании используется различные приемы анализа карт, с помощью которых исследуются динамика и развитие экологических процессов и структура явлений с их количественной морфометрической и статистической оценкой

Факторы загрязнения акваторий

Источники воздействия на экологическое состояние экосистем Обской губы

Классифицируя источники поступления загрязняющих веществ в морские экосистемы Обской губы по их генетическому характеру, можно выделить их две основные группы:   

Природные источники

Группа природных источников в основном формирует облик шельфа Арктического бассейна под воздействием различных экзогенных процессов. В этих процессах принимают активное участие загрязняющие вещества, как неотъемлемая часть терригенной составляющей осадочного вещества (во взвешенной, коллоидной и растворенной формах). Среди природных источников загрязнения морей Арктического бассейна следует выделить следующие:

·                     Речной сток,

·                     Морские течения

·                     Эоловый снос,

·                     Волновую абразию,

·                     Ледниковый, ледовый и айсберговые разносы.

·                     Почвенное выветривание,

·                     Вулканическая деятельность,

·                     Метаболизм высших растений

Техногенные источники

Техногенный источник загрязнения Арктических акваторий связан с индустриальной деятельностью человека непосредственно на морских акваториях, включая морской транспорт, разработку подводных месторождений, захоронение вредных веществ (дампинг), сброс бытовых и промышленных отходов, рыболовство (траление) [Лисицын А.П., 1978].

Среди техногенных источников загрязнения выделим следующие:

·                     Добыча полезных ископаемых на шельфе

·                     Суда речного и морского флота

·                     Использование сельскохозяйственных удобрений и химикатов на прибрежных территориях

·                     Перенос атмосферных загрязнений из крупных городов

·                     Испытательные полигоны радиоактивного оружия

·                     Захоронения радиоактивных отходов

Загрязняющие вещества, формирующие экологическую нагрузку морских акваторий, генетически подразделяются на две группы:

·                     Естественные химические элементы, которые хотя являются неотъемлемой составляющей всех природных объектов, однако их концентрация превышена по сравнению с фоновой. Это тяжелые металлы, нефтяные углеводороды (НУ), естественные радионуклиды. Их можно отнести к загрязняющим веществам в том случае, когда их накопление превышает их предельно допустимые фоновые концентрации и приводит к негативному воздействию на экосистему.

·                     Соединения, не характерные для геологических объектов в принципе, т.е. химические соединения, продуцированные человеком: хлорорганические соединения. К этой группе относятся полихлорбифенилы ПХБ, пестициды, дибензодиоксины, полихлордибензодиоксиныПХДЦ, полихлордибензофураны ПХДФ, полихлоркамфены, фенолы, полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), искусственные радионуклиды и пр.

Заключение

Экологическая ситуация на акватории Обской и Тазовской губ при поиске и разведке углеводородов складывается под воздействием многих факторов. В данной работе исследуются особенности природных и антропогенных факторов, влияющие на прогноз развития негативных процессов и явлений в ходе освоения перспективных нефтегазовых месторождений. Основой единой системы является банк данных экологического прогноза

Список литературы

1. Загрязнение Арктики: доклад о состоянии окружающей среды Арктики// Программа арктического мониторинга и оценки. Пер. С англ. СПб., ГМИ, АМАП, 1998, 188 с.

2. Сочнев О.Я., Матишов Г.Г., Никитин Б.А. Экологическая безопасность и экологический мониторинг при освоении месторождений углеводородов на арктическом шельфе. – М.: ГазойлПресс, 2001. – 232 с.

3. Котенев Б.Н., Патин С.А. Рыболовство и нефтегазовый комплекс на шельфе России: потенциальные угрозы и баланс интересов // Топливно-энергетический комплекс России (сборник материалов 6-го международного форума). СПб.: 2006, с. 276-278.

4.         Лещинская А.С. Зоопланктон и бентос Обской губы как кормовая база для рыб // Труды Салехардского стационара УФАН СССР, 1962, вып. 2. – 75 с.

5. Башкин В.Н., Арно О.Б., Арабский А.К., Барсуков П.А., Припутина И.В., Галиулин Р.В. Ретроспектива и прогноз геоэкологической ситуации на газоконденсатных месторождениях Крайнего Севера, М.:Газпром ВНИИГАЗ, 2012.-280с.