Геологическое строение Кванза-Камерунского и Гаванского нефтегазаностных бассейнов

Это настораживает, поскольку сопровождается увеличением объемов добычи тяжелых металлосодержащих нефтей. Применяемые при их освоении третичные методы для повышения коэффициента извлечения — термические, газовые, химические и пр. — также небезопасны для состояния природной среды.

Наибольшего внимания по токсико-экологической значимости, учитывая степень распространенности

Утилизация таких мазутов на протяжении десятков лет велась без защитных мероприятий. Золоулавливатели появились в основном на крупных ТЭЦ и лишь в недавние годы. Рассеяние металлов из этих зол, также и за счет мелких множественных потребителей мазутов (городские котельные), привело к скрытому их накоплению в почвах на огромных территориях, в том числе сельскохозяйственных землях пригородных зон. Особенно неблагоприятно то, что мазутышироко распространенный вид сырья для теплоснабжения в России. Объемы их реализации велики, особенно в западной части России, где в нефтях часто содержатся ванадий и никель, концентрирующиеся при переработке в мазутах. Причем если по длительности сохранности в окружающей среде, к примеру, сероводородное загрязнение можно считать сравнительно кратковременным, то металлы тяжелых нефтей накапливаются незаметно, рассеиваются медленно, кумулятивный эффект может стать практически неустранимым, а суммарный эффект их биологического воздействия почти непредсказуем.

Необходимо учитывать также и процессы аномальных реакций живого вещества, в частности их обогащения токсикантами в зонах биоценоза. Геохимическая неоднородность биосферы очевидна. Очевидны также и широкие возможности ассимиляции биоактивных элементов биологическими объектами, в том числе и высшими, приводящими к концентрированию в их организмах токсичных компонентов. Ярким примером специфического металлогенического биоценоза является урановый биоценоз р.

Колумбия, изученный американскими биологами в районе Хенфорда (США), где расположен ядерный реактор АЭС. Исследования речной воды ниже станции по течению показали ее незначительную, близкую к фоновой радиоактивность. Экспертное экологическое заключение могло бы быть благополучным. Однако при этом содержание изотопа 235U в живом веществе по сравнению с таковым в речной воде увеличилось: в планктоне — в 2 тыс. раз; в рыбах и водоплавающих птицах — в

15−40 тыс. раз; в птенцах ласточек, питающихся насекомыми, — в 500 тыс. раз; в желтках яиц водоплавающих птиц — в 1 млн. раз (Куркин Б.А., 1988). Таким образом, даже малые концентрации токсикантов в окружающей среде могут быть интенсивно накоплены живыми организмами, постоянно в ней проживающими.

В неменьшей мере это может относиться и к ванадию, кобальту, никелю и другим биологически активным элементам, присутствующим в нефтях.

Ванадий и никель активно ассимилируются растительностью, поступают в естественный биоцикл, переходят в грунтовые воды, пыль с их включением вдыхается. То есть создаются множественные возможности опосредованного контакта всего живого с металлами из нефтей. И если можно избежать потребления сельскохозяйственных продуктов, выросших на пораженных токсокомпонентами почвах, добывать из защищенных водоносных горизонтов воду для хозяйственно-питьевого водоснабжения, то отказаться от физиологически необходимых человеку 16 кг воздуха в сутки невозможно, а сжигание мазутов переводит серу, ванадий, никель и другие токсически опасные вещества именно в парогазовые воздушные смеси, а затем и в воздушно-пылевые.

Хроническая интоксикация населения, проживающего в зоне действия такого рода объектов без защитных мероприятий, становится неизбежной. Можно привести немало зафиксированных примеров. В частности, в 80-х гг. в Дзержинске (б. Горьковская область) были зарегистрированы массовые отравления работников ТЭЦ, сходные с отравлениями соединениями мышьяка.

Их причиной оказалось ураганное содержание ванадия в мазутах, полученных из тяжелых нефтей Поволжья. Клиническая картина отравления мышьяком и ванадием сходна, но последний более токсичен. Не менее яркий пример — поражение жителей пос. Никольское Оренбургской области сернистыми соединениями. Причиной ночной эвакуации 1200 жителей поселка и отравления 61 из них явилась утечка газа с высоким содержанием сероводорода (1,8%) из запорного устройства ремонтируемой скважины Оренбургского газоконденсатного месторождения. При этом в поселке было отмечено превышение ПДК по сернистым соединениям в 69 раз. В целом можно уверенно говорить, что длительная утилизация тяжелых металлосодержащих нефтей европейской части России и сернистых газов внесла свой вклад в снижение общей продолжительности жизни ее населения.

Устранить последствия подобного загрязнения среды обитания очень сложно. Тяжелые металлы накапливаясь почти не рассеиваются. В почве часть соединений может химически модифицироваться и стать еще более токсичной или, наоборот, нейтральной.

Для естественной рекультивации пораженных территорий могут потребоваться десятки-сотни лет. Но предотвратить дальнейшее нарастание загрязнения территории достаточно легко, ориентируясь на уже во многом выявленные закономерности накопления и размещения металлосодержащих нефтей. Изучению этой проблемы уделялось много внимания в нефтяной геологии, преимущественно с точки зрения решения вопросов генезиса, источников поступления нефти, ее геохимии, миграции и пр. Поэтому существует большой объем фактического материала об условиях накопления различных элементов-примесей в составе нефтей.

Весь имеющийся материал может быть в настоящее время использован для характеристики нефтяного сырья в различных нефтегазоносных бассейнах с позиций его токсичности, с привлечением медико-биологических сведений, частично приведенных в табл. 2.

Основываясь на изложенном, подчеркнем, что хотя конкретных сведений о содержаниях токсически опасных элементов в нефтях отдельных месторождений, безусловно, недостаточно, но в целом общая степень изученности металлоносности нефтей сравнительно высока для правильной ориентации дальнейших исследований по обсуждаемой проблеме.

В значительно меньшей мере изучена геохимическая трансформация токсичных элементов, содержащихся в остаточных продуктах утилизированных нефтей в поверхностных условиях, особенно если учитывать естественное разнообразие почв, климата, рельефа и пр. Отмечается также противоречивость и в применении нормативов при оценке класса опасности отдельных веществ. Так, ванадий по нормам питьевой воды отнесен к 2-му классу, т. е. высокоопасному веществу, с предельной величиной нормы 0,1 мг/л [3]. При оценке шахтных отвалов в угледобывающей промышленности он отнесен к 3-му, т. е. умеренно опасному, классу веществ с учетом фонового содержания в почвах сухих степей — 79 мг/кг (Виноградов А.П., 1950), а по нормам для воздуха — к 1-му классу, т. е. к чрезвычайно опасным веществам (см. табл. 2).

И это объективно, поскольку степень опасности воздействия токсичных элементов на организм резко меняется в зависимости от вида контакта с ним. А именно, они как раз менее всего очевидны в естественной среде обитания и могут оказаться в любых средах (например, воздушных) и продуктах — питьевых (водоснабжение) и пищевых (растительных, мясных, молочных и пр.). Учесть многообразие всех этих ситуаций практически невозможно, проще избежать их, ориентируясь на очевидные геолого-геохимические параметры и критерии своевременной оценки биотоксикологического качества нефтей на стадии их разведки. Для нефтей, в частности, это контроль за содержанием в первую очередь серы, ванадия, никеля, кобальта, урана и мышьяка, для газов — сероводорода, паров ртути и мышьяка. Основой для прогноза их содержаний могут быть уже выявленные закономерности нахождения соединений этих элементов в нефтях и газах и накопленные сведения о их концентрациях в месторождениях, а также данные об общем минерагеническом профиле осадочного чехла в нефтегазогеологических провинциях (Кривцов А.Н., 1989; Покалов В. Т., 1998). В частности, ванадий, никель и уран накапливаются в асфальтово-смолистых фракциях тяжелых нефтей как на стабильных участках древних платформ, особенно в зонах гипергенеза (Русская, Северо-Американская), так и в тектонически подвижных молодых прогибах, примыкающих к древним щитам (Ориноко, Маракаибский бассейны).

Нефти и газы бассейнов с эвапоритовыми формациями часто богаты сернистыми соединениями, в том числе сероводородом.

Для проявлений мышьяка и ртути предпочтительны зоны молодой тектонической активизации как на платформах, так и в орогенных областях. Такого рода общие прогнозы могут использоваться для предварительной характеристики экологических ожиданий в пределах отдельных нефтегазовых бассейнов (областей), однако без конкретных химико-аналитических исследований наличия (отсутствия) токсичных элементов в составе залежей делать заключения о безопасности месторождений, безусловно, не следует.

Базовым документом, характеризующим исходные экологические показатели нефтяных и газовых месторождений, должен быть его токсико-экологический паспорт. Он может быть самостоятельным или входить в общий паспорт месторождения. В него должны быть внесены все данные о наличии или отсутствии во всех залежах каждого месторождения биотоксикантов. Необходимость такого рода экологической паспортизации сырья неоднократно отмечалась и для месторождений твердых полезных ископаемых [5]. Перечень контрольных элементов для сырых нефтей может быть следующим: соединения серы, ванадий, никель, кобальт, ртуть, медь, титан, свинец, молибден, кадмий, цинк, германий, литий, мышьяк. В большинстве случаев для их определения достаточно дешевого полуколичественного или даже качественного спектрального анализа нефтей и лишь по мере выявления их значимых концентраций важна более детальная экспертиза.

В паспорте необходимо указывать класс токсикологической опасности сырья и основных продуктов его переработки, соответствующий общепринятой пятичленной градации: безопасный, малоопасный, умеренно опасный, высокоопасный и чрезвычайно опасный. Количественные параметры каждого из элементов должны быть оценены для всех наиболее распространенных видов контактов — ингаляционного, питьевого, пищевого и пр. Естественно, что это потребует проведения специальных геохимических и медико-биологических исследований, но это необходимо и должно быть выполнено.

Основное назначение паспорта — предостережения по выбору технологий освоения, переработки, транспортировки и реализации УВ-сырья. Для ртути, мышьяка и радиоактивных элементов защитные мероприятия необходимо предусматривать начиная со стадии разведки, для ванадия, никеля, кобальта — в основном на стадиях переработки и утилизации сырья, но возможно также и при добыче — в случаях применения термических или иных методов воздействия на пласт, разрушающих смолисто-асфальтеновые соединения в ходе добычи.

Создание и обоснование такого паспорта углеводородных, да и многих других месторождений полезных ископаемых мы рассматриваем как необходимый элемент цивилизованного ведения горных работ, который сможет служить базой для обоснованных правовых действий при экологическом контроле за всем циклом освоения природного сырья, без нанесения ущерба окружающей среде не только в зонах его разведки и добычи, но и особенно на удалении от них при транспортировке, переработке и утилизации, ибо УВ-сырье по своему назначению широко «расползается» по обширным территориям в планетарном масштабе, причем наиболее населенным, привнося с собой биологически опасные элементы, чуждые окружающей среде в районах его утилизации.

Геодекян А.А., Забанбарк А., Конюхов А. И. Тектонические и литологические проблемы нефтегазоносности континентальных окраин. — М.: Наука, 1988.

Левченко В. А. Некоторые закономерности распределения ресурсов нефти и газа в недрах Мирового океана // Нефтегазоносность Мирового океана. — М., 1984. — С.234−266.

Муратов М. В. Происхождение материков и океанических впадин. — М.: Наука, 1975.

Хаин В.Е., Балуховский А. Н. Историческая геотектоника. Мезозой и кайнозой. — М.: АВИАР, 1993.

Arctic Oil and Gas Superbasin / I.S. Gramberg, Yu.N. Kulakov, Yu.E. Pogrebitsky, D.S. Sorokov. — World Petroleum Congress. — 1983. — P. 93−99.