Источники нефтяного загрязнения западно-арктического шельфа России

Россия обладает крупнейшим в мире шельфом, большая часть которого приходится на арктическую зону

ИВАНОВ Г.И.
СЕВМОРГЕО

Россия обладает крупнейшим в мире шельфом, большая часть которого приходится на арктическую зону. Накопленные сведения убедительно свидетельствуют о перспективах шельфа на полезные ископаемые, в первую очередь на нефть и газ.

Вследствие активной народнохозяйственной деятельности огромное количество загрязняющих веществ, включая нефтяные углеводороды (НУ), поступает в морские экосистемы различными путями.

Геоэкология, применительно к морским акваториям, рассматривается нами как научное направление, изучающее взаимоотношение техногенеза и седиментогенеза. Основной задачей геоэкологии, в данной трактовке является определение техногенной компоненты и масштабов ее воздействия на биоту в процессе осадкообразования (Иванов, 2002). При этом основное внимание уделяется анализу концентраций ЗВ и форм их миграции и накопления на различных уровнях организации вещества. С одной стороны совместно рассматриваются все аспекты экогеохимии как природных компонентов, так и искусственных. С другой стороны - процессы поступления вещества, его миграция, трансформация и накопление на шельфе теснейшим образом связаны с процессами современного седиментогенеза.

Таким образом, основными методологическими аспектами при проведении геоэкологических исследований арктического шельфа и организации последующего мониторинга являются анализ потенциальных источников поступления, путей миграции, трансформации и накопления загрязняющих веществ, а также наличие критериев оценки состояния природной среды обследованного региона. Все это позволяет правильно определить перечень обследуемых сред и масштаб исследований, набор методов как полевых наблюдений, так и лабораторный комплекс.

Источники поступления ЗВ являются начальным этапом мобилизации вещества и его переноса. Поэтому вопрос об источниках имеет важнейшее значение. В соответствии с общей концепцией седиментогенеза предлагается классификация источников поступления ЗВ. Условно считая гидросферу, как пассивно аккумулирующую среду, можно выделить две группы источников поступления загрязняющих веществ: природную (экзогенную и эндогенную), и акваполитехногенную (Иванов. 2002). К первой группе относятся материковый сток (речной сток, абразия берегов), атмосферные выпадения. Последний тип источника связан с индустриальной деятельностью непосредственно на морских акваториях, включая морской транспорт, разработку месторождений, захоронение (дампинг), прямой сброс, аварийные ситуации.

В настоящее время вследствие предполагаемого освоения нефтяных месторождений в Баренцевом и Карском морях существенно увеличится поступление нефтепродуктов как при эксплуатации месторождений, так и в процессе ее транспортировки и перегрузки. Для северных морей разработка нефтяных месторождений представляет особую опасность, что связано с низкими темпами химического, биохимического и микробиологического окисления вследствие низких температур воды и воздуха. Это приводит к более существенному загрязнению морских вод и грунтов по отношению к умеренным и тропическим зонам при одинаковых темпах поступления.

Сценарий заражения нефтепродуктами вод в Баренцевом море в местах установки предполагаемых нефтедобывающих платформ будет аналогичен о. Колгуев, где по результатам десятилетних наблюдений отмечается резкое увеличение площади покрытия нефтяной пленкой, покрывающей в настоящее время всю юго-восточную часть Баренцева моря. Дополнительным источником нефтепродуктов в Баренцевом море можно рассматривать систему Гольфстрима. Ориентировочный расчет показывает, что за год системой Гольфстрима переносится около 1-1.5 млн. т. Струи системы Гольфстрима, насыщаясь ЗВ. в частности нефтепродуктами, у берегов Северной Америки и Европы имеют несколько зон разгрузки, в число которых входит и Баренцево море.

К настоящему моменту доля эндогенной составляющей в НУ в арктических морях изучена слабо и носит фрагментарный характер. В ходе выполнения геоэкологических исследований были выполнены специализированные исследования с целью оценки вклада данного источника. Так, в ходе 14 рейса НИС "Геолог Ферсман" (Иванов и др.. 1994) в Печорском море и районе Штокмановского ГКМ были выявлены структуры в осадочном чехле, которые позволяют сделать предположение об эндогенном подтоке вещества. Детальные органо-геохимические исследования показали аномальный характер распределения н-алканов, указывающий на диффузию

НУ из нижележащих толщ (Петрова. Иванов, 1995: Петрова и др., 1996). Аналогичные структуры позднее были обнаружены АМИГЭ (1995) и НИС "Академик Сергей Вавилов" (1998). Результаты бурения БС "Бавенит" показывают наличие потока НУ и дают возможность предположить, что это результат струйной дегазации по зонам субвертикальной деструкции (Мельников и др.. 1997). Анализ сейсмоакустического профилирования на Русановском НГМ в Карском море показал наличие многочисленных зон с аномальной структурой сейсмозаписи, приуроченных к субвертикальным зонам деструкции в покрышках нефтегазовых залежей (Мельников. Спесивцев. 1995).

Дополнительным источником, который относительно придонного горизонта можно рассматривать как "эндогенный", являются потоки метана (разрушение газогидратов), а также просачивание нефтяных углеводородов из материнских пород. На Штокмановском ГКМ были выявлены холмы изометричной формы, что можно рассматривать как "воронки проседания", наличие которых часто отмечают норвежские специалисты в Норвежском море. Органо-геохимические исследования, выполненные по разрезу скважины на Штокмановском ГКМ. показали, что мигрирующие газы являются своего рода эхлюентом, экстрагирующим из пород различные элементы, в особенности ПАУ (Петрова. 1999). В рейсе НИС "Профессор Логачев", был обследован уникальный объект - выходы на поверхность дна газогидратов (рис. 2, Vogt et al.. 1997).

Площадь выхода составила около 1 км 2 (Vogt et al., 1999). Детальные битуминологические и изотопные исследования позволили подтвердить эндогенный характер первичного глубинного флюида типа "нефтяных вод" (Леин и др.. 1997. 1998. Соловьев и др.. 1999).

Естественно, жесткость экологических требований снижает, но не исключает полностью возможность загрязнения морской среды нефтепродуктами при работах на нефть и газ.

Потенциальные источники загрязнения можно условно разделить на три группы:

1. Технологические загрязнения при бурении скважин, обустройства месторождений, погрузка-разгрузка сырья, эксплуатации трубопроводов, танкерного и вспомогательного флота и т.д. Интенсивность загрязнений будет зависеть от технического состояния оборудовать! (использование наиболее современного и физически нового оборудования) и от культуры производства.

2. Разливы нефти и конденсата в аварийных ситуациях при бурении поисково-разведочных скважин, при эксплуатации ледостойких платформ, при транспортировке сырья трубопроводами и танкерами и т.д.

Сложность ситуации на арктических морях России, вследствие наличия дрейфующего ледяного покрова, айсбергов, значительно выше, чем, например, на безледовой акватории Северного моря. Штокмановское поле, например, как объект освоения, не имеет аналогов в мире (глубина моря 350 м, продолжительность ледового периода - 2-3 мес.). Вероятность аварий рассчитывается, исхода из законов статистического распределения событий, с учетом сроков работ и объема добытой и транспортируемой нефти. Эти расчеты не входят в задачу нашего доклада, укажем только на необходимость создания специальной службы предупреждения, контроля и ликвидации нефтяных разливов в море, как составной части нефтегазодобывающего комплекса.

3. Поступление нефтепродуктов в морскую воду вследствие нарушений геологической среды, связанных с работами на нефть и газ. Сюда относятся как выделения природных компонентов из недр (например, разгрузка залежей газовых гидратов при изменении термобарических условий), так и техногенные выделения, связанные с авариями донных сооружений вследствие геологических причин (подводного оползания, термокарстовые явления, вымывание грунтов и т.д.). Для предупреждения загрязнений такого рода необходимы углубленные геологические и инженерные исследования и мониторинг.

Литература
Иванов Г.И. Методология и результаты экогеохимических исследований Баренцева моря // СПб.: ВНИИОкеангеология. 2002. 155 с.
Иванов ГИ, Иванов В.Л., Бордуков ЮЖ., Иванов В.Н. Комплексные исследования воздействия на природную среду Арктики в 14 рейсе НИС "Геолог Ферсман" // Пробл. развития морск. геотехнологий, информатики и геоэкологии. ВНИИОкеангеология. СПб. 1994. С. 125-127.
Леин А.Ю., Вогт П., Андрианова Л.Ф., Иванов Г.И, Миллер Ю.М., Павлова ГА., Ульянова ГА., Ульянова Н.В., Черкашев ГА. О природе флюида на подводном газогидратном метановом проявлении в Норвежском море // Геология морей и океанов. Тез. докл. 12 Международной школы морской геологии. М. 1997. Т.1. С. 213-215.
Леин А.Ю., Вогт П., Кренн К, Егоров А.В., Пименов Н.В., Саввичев А.С., Гинсбург Г Д., Иванов ГЛ., Черкашев ГА., Иванов MB. Геохимические особенности газоносных (СН4) отложений подводного грязевого вулкана в Норвежском море // Геохимия. 1998. N 3. С. 230-249.
Мельников В.П., Спесивцев В.И. Инженерно-геологические и геокриолоигические условия шельфа Баренцева и Карского морей. Новосибирск: Наука. 1995. 197 с.
Мельников В.П., Спесивцев В.К, Куликов В.Н. О струйной дегазации углеводородов как источнике новообразований льда на шельфе Печорского моря. // Консервация и трансформация вещества и энергии в криосфере земли. Пущино. 1997. С. 259-269.
Петрова В.И. Геохимия полициклических ароматических углеводородов в донных осадках Мирового океана, дис. на соис. уч. док. г.-м. наук, ВНИИОкеангеология. С-Пб. 1999. 311с.
Петрова В.К, Батова Г.И., Иванов Г.И. Углеводороды в донных осадках Печорского моря // Нефть и газ шельфовой зоны СНГ. СПб. 1996. С. 40-42.
Петрова В.Н, Иванов Г.И Органо-геохимические аспекты экологии Баренцева моря // Освоение шельфа арктических морей России. СПб. 1995. С. 371 - 372.
Соловьев В.А., Гинсбург Г.Д.,Каулио В.В, Матвеева Т.В. Метан в газовых гидратах Мирового океана. ВНИИОкеангеология. 1999. 267 с.
Vogt P.R., G Cherkashev, G Ginsburg, G Ivanov, A. Milkov, K. Crane, A. Lein, E. Sundvor, N. Pimenov and A. Egorov. Haakon Mosby Mud Volcano Provides Unusual Example of Venting. EOS. 1997. V. 78, N 48. P. 549-557.
VogtPJL, Gardner J., K. Crane The Notwegian-Barents-Svalbard (NBS) continental margin: Introducing a natural laboratory of mass wasting, hydrates, and ascent of sediment< pore water, and methane // Geo-Marine Letters. 1999. V. 19, N 1-2. P. 2-22.

Материалы международной конференции "Нефть и газ арктического шельфа - 2004"