Топырақтың мұнаймен ластануы және оны тазартудың тиімді әдістері



Мұнай-газ өнеркәсібі қоршаған табиғи ортаға антропогенді әсер етудің ең қуатты факторларының бірі болып табылады. Мұнай-газ өнеркәсібінің іс-әрекетінің салдарынан ландшафттар механикалық зақымдануға ұшырайды, сондай-ақ атмосфера, литосфера және гидросфера химиялық заттектермен ластанады. Экологиялық қауіпсіздік және өнеркісіптің аз қалдықты технологияға етуі ҚР тұрақты даму тұжырымдамасының басты бағыттарының бірі. Сондықтан да мұнай-газ өнеркәсібінің топыраққа тигізетін техногендік әсерін экологиялық бағалау мен оны тазартудың тиімді әдістерін қарастыру өзекті экологиялық мәселе болып табылады.

Кілт сөздер : мұнаймен ластану, концентрация, мұнайды тазарту әдістері.

Нефтегазовая отрасль является одним из наиболее мощных факторов антропогенного воздействия на природную среду. В результате деятельности нефтегазовой промышленности ландшафты подвергаются механическим повреждениям, а также атмосфера, литосфера и гидросфера загрязняются химическими веществами. Экологическая безопасность и переход производства на малоотходные технологии являются одним из основных направлений концепции устойчивого развития Республики Казахстан. Поэтому актуальной экологической проблемой является экологическая оценка техногенного воздействия нефтегазовой отрасли на почву и рассмотрение эффективных методов ее очистки.

Ключевые слова: загрязнение нефтью, концентрация, методы очистки нефти.

Мақсаты: Мұнаймен ластанған топырақты тазарту әдістерің тиімділігін талдау.

Міндеттері:

1. Мұнай және мұнай өнімдерінің қоршаған ортаға компоненттеріне, оның ішінде топыраққа әсерін зерделеу.
2. Мұнаймен ластанған топырақты талдап, оны тазартудың тиімді әдістерін қарастыру.

Қазақстан табиғи ресурстардың қоры бойынша ірі ел болып табылады және көмірсутек шикізаты қоры бойынша әлемдік көшбасшылардың жиырмасына кіреді. Дегенмен, мұнай өнеркәсібі қоршаған ластаудың ірі көздерінің бірі болып саналады. Топырақтағы органикалық заттардың сандық және сапалық құрамының өзгеруі, қоршаған ортаға мұнай мен мұнай өнімдерінің түсуі, сыртқы факторлар мен пайда болған табиғи жағдай, жүйедегі, жануарлар, өсімдіктер, микроағзалар дамуының бұзылуына немесе өзгеруіне әкеледі [1, 35 б.].

Зерттеу нысаны мен әдістері

СНПС — АМГ АҚ көмірсутек жүйелерін барлаумен, өндірумен және мұнаймен газды тасымалдаға дайындаумен айналысатын Қазақстандағы ірі мұнай компанияларының бірі. Аталған кәсіпорын Жаңажол, Кенқияқ тұз асты, Кенқияқ тұз үсті кеніштерін игеруде және Каспий ойпатының шығыс бөлігінің орталық территориясында көмірсутек қорларын барлаумен айналысады. Кеніш 1986 жылы іске қосылды. Жаңажол кен орнының мұнайының құрамы келесі компоненттерден тұрады (%): күкірт — 0,7–1,2; парафин — 6,2–10,2; силикогельді шайырлар — 3,7–4,8; асфальтендер — 0,13–1,26. Мұнайдың тығыздығы 0,8188 г/см ³ , күкіртқышқылды шайырлар (смола) 10 % дейін. Қабат мұнайындағы газдың құрамы күкірт сутектің мөлшерінің жоғары болуымен (1,5–3,0 %) ерекшеленеді.

Зерттеу объектісі ретінде Жаңажол мұнай-газ кен орнының территориясы, аталған кен орнының шекаралық аумақтары, мұнай ұңғымалары жиі орналасқан орталығы және кен орнының аумағындағы мұнай-газ өңдеу кешені орналасқан территорияның топырағындағы ауыр металлдардың концентрациялары литосфераға мониторинг жүргізу әдістемесі негізінде зерттелінді.

Cурет 1. Мұнай ұңғымаларын бұрғылау кезінде Жаңажол кенорнының аумағының топырағының механикалық зақымдануы

Топырақтағы ауыр металлдардың мөлшерін анықтау үшін жаңажол кен орнының территориясынан мониторингтік зерттеу зоналары ретінде мұннай-газ кешенінің санитарлық қорғау белдемінің, бұрғылау қалдықтары сақталатын шылам амбарлары орналасқан территорияның аумағы таңдалынды.

Ауданы 10 x 10 м ² тең зерттелетін әр бақылау зонасының аумағынан 5 индивидуальды топырақ сынамалары алынды. Сынамалардың үлгісін кездейсоқ таңдау әдісі негізінде алынды және салмағы 0,6–0,8 кг құрайтын аралас (репрезантивті) үлгі дайындалды. Индивидуальды үлгі, ауданының өлшемі 10 x 10 см тең топырақтың жоғарғы горизонттарынан конверт әдісінің негізінде 0–15 cм тереңдіктен алынды.

Зерттелген топырақтағы ауыр металлдардың мөлшері рентгеноспектральді әдіспен анықталды. Анализ жұмыстары рентгенофлуорецентті криссталл- дифракционды сканерлеуші спектрометр «СПЕКТРОСКАН МАКС G» жүргізілді.

Сурет 2. Топырақ сынамалары алынған нүктелердің картасы

Құрылғының жұмысына таладанатын оъектіні сәулелеуге қажетті, нәтижесінде рентгендік диапазонда объект сәулеленуді (флуоренциялау) бастайтын біріншілік рентгендік сәулеленудің (рентгендік түтікше) көзі кірістірілген. Екіншілік сәулеленудің спектральды құрамы талданатын үлгінің элементтік құрамын нақты көрсетеді [2, 212 б.].

Зepттeу нәтижeлepi жәнe oны тaлдaу

Мұнай-газ өнеркәсібінің топыраққа тигізетін техногендік жүктемесін анықтау барысында «Жаңажол мұнай-газ өңдеу кешендері» (ЖМГӨК) орналасқан аумақтың, сондай-ақ «Жаңажол» кеніштерінің топырағына зерттеу жұмыстары жүргізілді.

Жаңажол кен орны орналасқан территорияның топырағы қоңыр-каштанды жеңіл сазды және құмақты. Топырақ жеңіл механикалық құрамға ие. Кейбір жерлерде сорлы топырақты және тақыр жерлер кездеседі. Жаңажол мұнай кен орны орналасқан территорияның топырағы әлсіз немесе орташа деңгейде тұзданған. Механикалық құрамы бойынша топырақ сазды, тез еритін тұздар 80- 100 см тереңдікте кездеседі. Сіңіру сыйымдылығы 15–25 мг.экв/100 г. топырақ. Топырақтың ылғалдануы атмосфералық жауын-шашынның есебінен жүреді [3, 21 б.].

Кесте 1

Кен орны топырағындағы мұнай өнімдерінің орташа концентрациялары

Бақылау зоналары (СҚЗ)	Кен орны топырағындағы мұнай өнімдерінің мөлшері, мг/кг
	2011 ж	2012 ж	2013 ж	2014 ж
Солтүстік	9,7	10,4	10,1	12,0
Шығыс	10,6	11,3	11,1	10,7
оңтүстік	20,2	21,6	19,5	21,4
Батыс	27,6	32,1	30,2	30,5
Орталық	40,3	38,3	39,6	40,1

Топырақта концентрациялары жоғары Pb(max 14мг/кг), Mn(25мг/кг), Ni(3мг/кг). Топырақта Cr(0,4мг/кг), Cd(0,5мг/кг) және Cu(1,3мг/кг) концентрацияларының аз мөлшерде екендігі байқалады.

Топырақты мұнай мен мұнай өнімдерінен тазартудың заманауи кешенді әдістемесі

Сурет 3. ҚМШҚӨҚ жұмысының типтік схемасы: 1 — тас бөлгіш; 2 — араластырғыш; 3 — -елек; 4 — -ірі тастарға арналған бункер; 5 — пульпаға арналған бункер; 6 — шнекті сорғы; 7 — пульпаға арналған бункер; 8 — батарея; 9 — гидроциклон; 10,11,15 — шламды сорғы; 12 — воронка; 13 — қайта тазалау циклі үшін бункер жинағыш; 14 — айнымалы геометрияның ағынды аппараты; 16 — суға арналған сепаратор; 17 — сеператор; 18 — пульпа сақтау бункері

Құрамында мұнай бар қалдықтардан топырақты залалсыздандыру үшін көмірсутекті қышқылдайтын микроорганизмдердің биопрепараттарын пайдалану (биологиялық әдіс) кең қолданыс табуы тиіс. Қоршаған ортаны тазалау үшін мұнайды бөгейтін организмдерді пайдалану мәселелері бүгінде мұнай микробиологиясында маңызды орын алады. Мұнаймен ластанған топырақты ремедиациялаудың (тазартудың) маңызды жақтарының бірі топырақтың микроорганизмдерін орындайды. Олардың ыдырау жылдамдығы тотығу-қалпына келтіру жағдайларына, гидротермиялық режимге, микроорганизмдердің белсенділігіне және басқа да жағдайларға байланысты.

Топырақты мұнаймен ластанудан тазарту үшін механикалық, физикалық, термиялық, физика-химиялық, химиялық және биологиялық әдістер қолданылады. Қандай да бір әдістерді қолдану ластанудың сипатымен, деңгейімен және тереңдігімен, ластанған ортаның түрімен айқындалады. Сонымен, топырақ ортасындағы ластану жер үсті (ластанудың ену тереңдігі 0–5 см), жер асты (0–30 см), терең бөлік (0–1 м), жер асты суларының деңгейіне дейін (1-ден 5 м аралығы) болуы мүмкін [4, 95 б.].

Механикалық әдістер ластанудың жоғары дәрежесі кезінде, 50 г/кг–нан асатын көмірсутектер концентрациясы кезінде, ластанудың топыраққа және топыраққа ену тереңдігі 0,3–1 м, су беттеріндегі мұнай өнімдері қабатының қалыңдығы 0,03 м-ден асатын кезде қолданылады. Жиналған мұнай, мұнай өнімдері және құрамында мұнай бар шламдар тоғандарға немесе шлам жинағыш резервуарларға шығарылады.

Физикалық әдістер ластанған аумақтардан топырақтың жоғарғы қабатын қоқыс үйіндісіне немесе арнайы бөлінген орындарға жоюды көздейді. Оларға ластағыштарды жуу сұйықтығында (суда) еритін топырақты шаюдың барлық нұсқаларын жатқызуға болады.

Химиялық әдістер термиялық тәсілдерді, сілтісіздендіру процестерін, ластағыштарды кешенді қосылыстарға байланыстыруды және т. б. үдерістерді қамтиды.

Термиялық әдістер органикалық заттар мен кейбір түсті металдарды жою, топырақты химиялық тұрақтандыру үшін қолданылады. Оларды әр түрлі нұсқаларда жүзеге асырады: ауада, вакуумда, пиролизде және т. б. қыздыру әдістері жатады [5, 26 б.].

Жаңажол кеніштері топырағын тазарту әдістерінің ішінде кең таралғаны — физикалық, механикалық әдістер болғанымен, соңғы жылдардағы биоремедиация саласындағы ілгері жылжушылық пен тәжірибелердің оң нәтижесі осы тәсілдің кең ауқымда қолданылуына бастау салып отыр.

Әдебиет:

1. Сарсембин У. К. Экологические проблемы нефтегазовой отрасли // Материалы Х Международной научно-практической интернет-конференции «Проблемы и перспективы развития науки в начале третьего тысячелетия в странах Европы и Азии» // Сборник научных трудов. — Переяслав- Хмельницкий, 2015 г.- 35–37с. http://conferences.neasmo.org.ua/ru/art/1139
2. Киреева Н. А. Влияние загрязнения почв нефтью и нефтепродуктами на численность и видовой состав микромицетов / Н. А. Киреева, Н.Ф Галимзянова // Почвоведение, 1995.- № 2,- С.211–216.
3. Джусипбеков У. Ж., Ошакбаев М. Т., Утелбаев Б. Т. Нефтешламы и их утилизация// Science and World. — 2017. — V1. — N.12(52).
4. Хаиров Г. Б. Современные экологические проблемы в нефтяной отрасли Республики Казахстан // Нефть и газ. — 2001. — № 3. — С. 93–98.
5. Надиров Н. К. Нефтегазовый комплекс Казахстана (экологические проблемы) // Нефть и газ. — 2000. — № 3. — С. 26–27.