Трудно сказать, насколько справедливо звучит выражение: «экологические проблемы нефтяной промышленности»? Экологических проблем у промышленности, как и любой другой деятельности человека, быть не может. Это у окружающей среды появляются проблемы вследствие вмешательства человека и использования ее ресурсов. Из-за нефти экологические проблемы возникли и стали масштабными. Особенно, после очередной промышленной революции. Когда производимый из нее мазут стал основным источников энергии для промышленности, вытеснив уголь.
Использовалась она человечеством с незапамятных времен. Самую большую популярность до мазута имел керосин, получаемый из нее несложным, по нынешним меркам, способом. С конца XVIII века керосин стали использовать для ламп освещения.
Воздействие нефти экологические проблемы вызывает лишь после ее изъятия из природных хранилищ. Если она находится в месте своего естественного возникновения, то есть под землей, проблем у природы не вызывает. Нет также упоминаний, что нефть причинила ущерб окружающей, ее среде, то есть под поверхностью земли. Нет доказательств, что она сама, без человеческого участия, причинила значительный ущерб наземной природе. Ее разливы, выступающие на поверхность в некоторых регионах Земли, столь незначительны, что не стоит принимать в расчет.
Общая характеристика
Нефть – это природная жидкость. Маслянистая и горючая. У нее специфический запах и цвет от желто-зеленого до буро-коричневого и черного. Она состоит из сложной смеси углеводородов и различных примесей. Относится, как и торф, уголь, сланцы, к природным ископаемым топливам – каустобиолитам. Глубина ее залегания от нескольких метров до 6 км она относится к не возобновляемым ресурсам.
Свое название она получила из персидского языка. В других языках ее называют «каменное масло» или «горное масло». Она легковоспламеняющаяся жидкость.
Промышленная переработка началась в XVIII веке, до этого ее использовали в неочищенном виде. Первая буровая скважина добыла нефть в 1848 году в районе Баку, там же в 1857 году был построен первых завод.
Процесс происхождение ее в природе до сих пор вызывает споры среди ученых. Основная теория говорит о ее органическом происхождении.
Разведанные запасы составляют порядка 210 млрд. тонн и еще неразведанные примерно столько же. Самые большие запасы ее у Венесуэлы, Саудовской Аравии, Ирана, Ирака, Кувейта, ОАЭ, России, Ливии и других. Эти же страны ее больше всех добывают.
Проблемы
Не корректно также говорить о проблемах, причиной которых стала нефтяная промышленность, как отрасль хозяйственной деятельности человека. Природа страдает не только при бурении скважин, прокладке трубопровода или сжигании мазута. Разве разливы сырой нефти по поверхности моря или почвы, не являются экологическим бедствием? Не причиняет ущерб окружающей среде мазут или другие произведенные из нее продукты, сбрасываемые в реки судами? Это не нефтяная промышленность сжигает тот же мазут на тепловых станциях, а бензин и дизельное топливо в двигателях личных автомобилей. Но от этого проблем у природы не уменьшается. И искать причины экологических проблем только в этой отрасли промышленности нельзя.
В той или иной степени связанные с нефтью экологические проблемы следует рассматривать комплексно. Они состоят из проблем, вызванных нефтью и производственными процессами, в которых она участвует. Воздействие на природу происходит при непосредственном соприкосновении экосистемы с сырой нефтью, во время работ по разведке, добыче, хранению, транспортировке и ее переработке, а также перевозке нефтепродуктов и их использовании.
Промышленность, ее подразделения
У нефтяной промышленности сущность экологической проблемы заключается в несовершенстве технических процессов и оборудования, их недостаточной оснащенности для обеспечения безопасности, исключении аварий и максимально эффективного использования ее на каждом технологическом этапе.
Нефтяная промышленность является одной из ведущих отраслей экономики, тех стран мира, где есть нефть. Промышленность состоит из нескольких подразделений. Каждое подразделение выполняет определенный комплекс работ. Деятельность разбита на этапы: добыча, которой предшествует разведки и бурение, хранение, транспортировка и переработка.
Первым этапом «взаимоотношений» человека с нефтью является ее добыча. Это сложный производственный процесс, включающий в себя геологоразведку, бурение скважин, очистку добытого сырья от воды, парафина, серы и других примесей, а также перекачку до первичных пунктов хранения и учета.
Влияние на природу
При добыче нефти экологические проблемы возникают практически сразу. Начинаются они с расчистки мест для установки бурового оборудования. Для этого производится вырубка леса или иная зачистка участка от растительности. Одновременно участок, отведенный под работы, засоряется продуктами жизнедеятельности людей, отработанными материалами, грунтом, поднятым на поверхность. Страдает прилегающая территория. Ее используют работники для своих нужд. К месту бурения прокладывают подъездные пути. Расчищают мета для прокладки трубопровода. В итоге природа получает целый комплекс загрязнений. Но это только предварительный этап. С начала добычи сырья, наносимый окружающей среде вред значительно возрастает. В первую очередь за счет разлива сырой нефти. Это может быть как технологический, так и аварийный вылив. В этом случае почва, наземные и подземные водные источники получают такое загрязнение, для восстановления после которого им потребуются долгие годы. Негативные последствия для природы не заканчиваются с выкачкой из подземного месторождения. Возникающие в результате пустоты, приводят к движению грунтов. Происходят провалы почвы, ее смещение и эрозия. Следует отметить, что, как правило, месторождения углеводородов находятся в природных зонах с очень хрупкой экосистемой. Экологический баланс в этих местах формировался очень сложно и может быть легко разрушен.
Далее идут транспортировка нефти, ее хранение и переработка. Наибольшие проблемы возникают при транспортировке. Какой бы вид транспорта для этого ни был задействован, везде происходит ее вылив. При транспортировке трубопроводом, железнодорожным или автомобильным транспортом вылившаяся нефть попадает на почвы, если водным – остается на поверхности воды. Она растворима в органических растворителях и не растворима в воде. Потому ее пятна долго остаются на поверхности.
Последний этап, который относят к нефтяной промышленности – это переработка. Из нее производят различные виды топлива, сырье для химической промышленности, материалы строительства и так далее.
Продукты, получаемые в результате переработки, обладают большинством ее свойств. При сжигании их в качестве топлива выделяется большое количество углекислого газа, оксид азота, различные сернистые соединения. Повышение их содержания в атмосфере ведет к изменению климата, «кислотным дождям» и «парниковому эффекту».
Нефтью и нефтепродуктами загрязняются воды планеты. Ежегодно в Мировой океан их попадает до 10 млн. тонн. А ведь только литр нефти, плавающий пятном на поверхности морской воды, лишает ее 40 тысяч литров кислорода. Тонна же может оказать отрицательное воздействие на площадь в 12 км 2 .
Уменьшение кислорода в воде и увеличение углекислого газа в атмосфере – это основные «симптомы болезни» биосферы. Не приняв необходимых действий, может привести к фатальным в первую очередь для человека, последствиям.
Видео — Нефтяное пятно на поверхности Енисея
Природную среду загрязняют главным образом сырая нефть, топлива, масла, нефтяные битумы, сажа. Наиболее распространены первые две группы подвижных нефтепродуктов. Влияние сырой нефти на природные объекты определяется токсичностью ее основных компонентов.
В составе нефти всегда есть легкие фракции и тяжелые. К легким относятся фракции, представленные метановыми, циклическими (нафтеновые и ароматические) углеводородами. Наиболее токсичные из них - ароматические углеводороды (арены). Бензол оказывает наиболее быстрое влияние. С ПАУ связаны отдаленные последствия, включая канцерогенные. Опасны и сернистые соединения, присутствующие в нефти, особенно сероводород и меркаптаны.
Активное испарение легких фракций нефти происходит в степях и пустынях. Тяжелые фракции там подвергаются ускоренной минерализации. Результаты обследования загрязненных нефтью почв Азербайджана показали, что уже через год в почве сохранилось около 30 % остаточной нефти, более прочно связанной с почвенным материалом.
Негативные экологические процессы в нефтедобывающих районах связаны не только с влиянием компонентов нефти, но и с влиянием высокоминерализованных вод, сопутствующих нефти. По составу эти воды хлоридно-натриевые и хлоридно-кальциевые. Все воды высоко минерализованы. Выделяют рассолы (солей содержат более 100 г/л) и соленые воды (солей 10-50 г/л). В них присутствуют галогены (Cl, Br, I), а также В, Sr, Ва.
Еще одна группа веществ, поступление которых связано с газами и аэрозолями пиролитических процессов, источником которых являются факелы, запальные свечи. В число этих веществ входят различные углеводороды, включая 3,4 бенз(а)пирен, сажу, оксиды серы, азота, углерода, сероводород,
В воздух выбрасывается большое число веществ разных классов опасности.
Наиболее опасен из них 3,4 бенз(а)пирен. Повышение его содержания в окружающей среде влечет за собой тяжелые экологические последствия. Опасные для живых организмов количества 3,4 бенз(а)пирена присутствуют в почвах нефтедобывающих районах России в ранние сроки после загрязнения.
Нефть и нефтепродукты оказывают влияние на природные воды. Несмотря на низкую растворимость в воде, небольшого количества нефти достаточно, чтобы резко ухудшилось качество воды. Обычно нефтяные компоненты образуют с водой эмульсию, которую трудно разрушить. Чаще всего нефть плавает на поверхности воды в виде пленки, обволакивая взвешенные частицы, оседая с ними на дно. Поверхностные воды в районах нефтедобычи загрязнены минеральными солями, органическими загрязняющими веществами, в частности различными ПАУ.
Одновременно с загрязнением поверхностных вод меняется состав и почвенно-грунтовых вод. Содержание отдельных веществ может повышаться на 1-2 порядка. Основными солями в этих водах являются хлориды. Обнаруживаются и органические поллютанты, в том числе ПАУ.
Загрязнение может затрагивать (продолжительностью 3-4 года) пласты подземных вод питьевого назначения. Минерализация их под влиянием загрязнения может повышаться на 1-2 порядка. В ряде нефтедобывающих районов (Татарстан, Башкортостан) загрязнение подземных вод отмечается по всей глубине геологического разреза.
Любая из форм серы, находящейся в нефти (сероводород, сульфиды, меркаптаны, свободная сера), оказывает токсичное воздействие на живые организмы. С увеличением сернистости увеличивается опасность сероводородного заражения нефтезагрязненных почв с избыточным увлажнением (оглеенных, болотных, луговых).
Следствием загрязнения нефтью является деградация растительного покрова (Пиковский, 1993; Солнцева, 1998). Происходит замедление роста растений, хлороз, некроз, нарушение функции фотосинтеза и дыхания. Обволакивая корни растений, тяжелые нефти и нефтепродукты резко снижают поступление влаги, что приводит к гибели растения. Эти вещества малодоступны микроорганизмам, процесс их деструкции идет очень медленно, иногда десятки лет. Наблюдается недоразвитие растений вплоть до отсутствия генеративных органов.
Под влиянием углеводородов отмечается гибель неустойчивых видов растений. Вследствие этого происходит обеднение видового состава растительности, формирование ее специфических ассоциаций вдоль технических объектов, изменение нормального развития водных организмов. Отмечается олуговение, формирование болотной растительности, появление галофитных ассоциаций. Изменяется химический состав растений, в них происходит накопление органических (включая ПАУ) и неорганических загрязняющих веществ. Растения в результате погибают.
Происходят изменения в структуре биоценозов: в почвах изменяется состав почвенных обитателей, в водоемах обедняется видовой состав и численность ихтиофауны вплоть до полного замора рыб, в наземных экосистемах изменяется численность птиц и млекопитающих.
Добыча газа и нефти. К чему это приводит?
Как связаны землетрясения с добычей природных ископаемых?
Уже давно установлено, что из-за добычи полезных ископаемых изменятся общий геологический круговорот Земли. Из-за этого ухудшается геологическое и биологическое состояние планеты сразу по ряду аспектов. Во-первых, залежи ископаемых переводятся человеком в другую форму химического соединения, а это очень опасно и вредно для человечества. Во-вторых, образуются в геологических слоях полости, которые могут привести к определенным проблемам. А в-третьих, бывшие геологические аккумуляции будут распределяться по поверхности земли, рассеивая при этом ряд химически опасных составов, наносящих вред планете и человечеству.
Согласно статистике США, за последние 10 лет количество землетрясений выросло очень сильно, современные ученые установили, что причина землетрясений является деятельность человека. Точнее, ученые поняли, что землетрясения увеличились из-за слишком активного и частого вмешательства людей в недра Земли. То есть рост местных разработок нефти и газа приводит к увеличению количества землетрясений, и это установлено при ряде исследований. В частности, на участке добычи полезных ископаемых между Алабамой и Монтаной, сейсмологи зафиксировали сильный рост землетрясений — исследование проводилось еще в 2001 году.
Что интересно, 2011 год буквально побил все рекорды землетрясений 20 века почти в шесть раз, а массовость такой деятельности связывается именно с добычей различных ископаемых. Одной из причин таких проблем является оставление в скважинах после бурения миллионов тонн нагнетательных вод, именно они нарушают сейсмическое равновесие. Эта причина привела к закрытию на севере Онтарио уже пяти месторождений газа, которые сильно влияли на возникновение ряда землетрясений. То же самое касается и закрытия нагнетательных скважин в Арканзасе, которые были причиной движения пластов Земли, что привели к увеличению сейсмической активности.
Факт, что добыча нефти и газа в Оклахоме и Арканзасе является прямо пропорциональной скачку землетрясений , доказан учеными еще в 2009 году. Совсем недавно в 2013 году было зафиксировано ряд землетрясений, которые связываются учеными именно с добычей ископаемых. В частности, в Кемеровской области полностью остановлены работы под землей по добыче полезных ископаемых. Геологическая служба США тогда зафиксировала толчки общей магнитудой до 5,3 рядом с местом проведения добычи. А когда началась сейсмическая активность, тут же заморозили все работы по добыче угля, жертв тогда не было, но мировое сообщество сделало выводы о связи землетрясений с добычей ископаемых в шахтах.
Сейсмологическая активность наблюдается и в Кривом Роге в Украине. Там было немало землетрясений, связанных с добычей ископанных. Это событие связывается именно с техногенной деятельностью, тогда при этом проводились взрывы для выработки ископаемых. Эти взрывы нарушили естественную среду, и соответственно, они спровоцировали выделение определенной энергии, что было установлено местными учеными. Техногенная деятельность активизировала природные структуры и тут же появились сейсмические сильные толчки. Подобные случаи также наблюдаются в других регионах, где развита промышленность и ведется добыча подземных природных ресурсов.
Сегодня существует ряд причин искусственного возникновения землетрясений, в частотности они наблюдаются из-за притока подземных вод при добыче. Разработка различных карьеров, дробильных комплексов и других объектов добычи приводят к сильным разрушениям общей земной поверхности. Этот фактор не только отрицательно влияет на саму экологию, но и приводит к сейсмоактивности.
В процессе добычи и переработки полезных ископаемых человек влияет на большой геологический круговорот. Во-первых, человек переводит залежи полезных ископаемых в другие формы химических соединений . Во-вторых, человек распределяет по земной поверхности, извлекает из недр бывшие геологические аккумуляции. В настоящее время на каждого жителя земли ежегодно добывается около 20 т сырьевых ресурсов. Из них 20% переходит в конечный продукт, а остальная масса превращается в отходы. Теряется до 50-60% полезных компонентов.
Воздействие добычи полезных ископаемых на литосферу :
1 - создание карьеров, отвалов;
1 - происходит загрязнение воздуха метаном, серой, оксидов углерода в результате газовых и нефтяных пожаров ;
2 - возрастает запыленность атмосферы в результате горения отвалов при взрывах в карьерах, что влияет на количество солнечной радиации, температуру, атмосферные осадки;
3 - истощение водоносных горизонтов, ухудшение качества подземных и поверхностных вод.
Для рационального использования за-пасов невосполнимого минерального сырья необходимо:
1 - как можно более полно извлекать их из недр (обводне-ние нефтеносных пластов значительно увеличивает отдачу нефти; закачивается вода. Она увели-чивает межпластовое давление, в результате чего более легкая нефть устремляется в добывающие скважины),
Охрана насекомоядных птиц и рыжих лесных муравьев - это одновременная охрана леса от вредителей.
Часто в природе складываются отношения противоположного характера, когда охрана одного объекта приносит вред другому. Например, охрана лося местами приводит к его перенаселению, а это наносит ощутимый ущерб лесу из-за повреждения подроста. Значительный вред растительности некоторых национальных парков Африки приносят слоны, в избытке населяющие эти территории. Поэтому охрана каждого природного объекта должна быть соотнесена с охраной других природных компонентов. Следовательно, охрана природы должна быть комплексной.
Охрана и использование природы - это на первый взгляд два противоположно направленных действия человека. Однако противоречия между этими действиями нет. Это две стороны одного и того же явления - отношения человека к природе. Поэтому вопрос, который иногда задают, - охранять природу или использовать ее - не имеет смысла. Природу надо использовать и охранять. Без этого невозможен прогресс человеческого общества. Природу необходимо охранять в процессе ее рационального использования. Важно разумное соотношение ее использования и охраны, что определяется количеством и распределением ресурсов, экономическими условиями страны, региона, социальными традициями и культурой населения.
При добыче и переработке полезных ископаемых происходит масштабное воздействие человека на природную среду. Возникающие при этом экологические проблемы, связанные с добычей полезных ископаемых, требуют всестороннего изучения и незамедлительного решения.
Чем характеризуется добывающая отрасль?
В Российской Федерации широко развита добывающая отрасль, ведь на территории страны расположены месторождения основных видов полезных ископаемых. Эти скопления минеральных и органических образований, находящиеся в земных недрах, эффективно применяются, обеспечивая жизнедеятельность людей и производство.
Все полезные ископаемые можно разделить на три группы:
- твердые , подразделяющиеся на: уголь, руды, нерудные материалы и др.;
- жидкие , основными представителями этой категории являются: пресная, минеральная вода и нефть;
- газообразные , к которым относится природный газ.
В зависимости от назначения производится добыча полезных ископаемых следующих видов:
- рудных материалов (железных, марганцевых, медных, никелевых руд, бокситов, хромитов и благородных металлов);
- строительных материалов (известняка, доломита, глины, песка, мрамора, гранита);
- нерудных ресурсов (яшмы, агата, граната, корунда, алмазов, горного хрусталя);
- горно-химического сырья (апатитов, фосфоритов, поваренной и калийной соли, серы, барита, бром- и йодсодержащих растворов;
- топливно-энергетических материалов (нефти, газа, угля, торфа, горючих сланцев, урановых руд);
- гидроминерального сырья (подземных пресных и минерализированных вод);
- минеральных образований океана (рудоносных жил, пластов континентального шельфа и железомарганцевых включений);
- минеральных ресурсов морской воды.
На долю российской добывающей промышленности приходится четверть мирового объема добычи газа, 17% добываемой в мире нефти, 15% – каменного угля, 14% – железной руды.
Предприятия добывающей промышленности стали крупнейшими источниками загрязнения природной среды. Вещества, которые выбрасываются горнодобывающим комплексом, оказывают губительное воздействие на экосистему. Проблемы негативного воздействия добывающей и перерабатывающей промышленностей стоят очень остро, так как затрагивают все сферы жизни.
Как влияет отрасль на земную поверхность, воздух, воду, флору и фауну?
Масштабы развития добывающей отрасли поражают: при пересчете объемов добычи сырья на одного жителя планеты получится примерно 20 тонн ресурсов. Но лишь десятая часть из этого количества приходится на конечные продукты, а все остальное является отходами. Развитие горнодобывающего комплекса неминуемо ведет к негативным последствиям, основными из которых являются:
- истощение сырьевых ресурсов;
- загрязнение окружающей среды;
- нарушение естественных процессов.
Все это приводит к серьезным экологическим проблемам. Можно посмотреть на отдельных примерах на то, как влияют на окружающую среду различные виды добывающих производств.
На месторождениях ртути происходит нарушение ландшафта, образуются отвалы. При этом происходит рассеивание ртути, являющейся токсичным веществом, губительно влияющей на все живое. Аналогичная проблема возникает на разработке залежей сурьмы. В результате работ остаются скопления тяжелых металлов, загрязняющих атмосферу.
При добыче золота используются технологии для отделения благородного металла от минеральных примесей, сопровождающиеся выделением в атмосферу ядовитых компонентов. На отвалах месторождений руд урана наблюдается присутствие радиоактивного излучения.
Чем опасна добыча угля:
- деформацией поверхности и углесодержащих пластов;
- загрязнением воздуха, воды и почвы в районе расположения карьера;
- выбросом газа и пыли при выносе пустых пород на поверхность;
- обмелением и исчезновением рек;
- затоплением брошеных карьеров;
- образованием депрессионных воронок;
- обезвоживанием, засолением слоя почвы.
На территории, расположенной вблизи от рудника, происходит создание антропогенных форм (оврагов, карьеров, терриконов, отвалов) из отходов сырья, которые могут простираться на десятки километров. На них не могут расти ни деревья, ни другие растения. А стекающая с отвалов вода с токсическими веществами наносит вред всему живому на больших прилежащих площадях.
На месторождениях каменной соли происходит образование галитовых отходов, переносимых осадками в водоемы, служащие для снабжения жителей ближайших населенных пунктов питьевой водой. Вблизи разработок магнезитов происходит изменение кислотно-щелочного баланса почвы, приводящее к гибели растительности. Изменение химического состава почвы приводит к мутациям растений – изменению окраски, уродливости и т. д.
Происходит и загрязнение земель сельскохозяйственного назначения. При транспортировке полезных ископаемых пыль может разлетаться на большие расстояния и оседать на почве.
Со временем земная кора истощается, снижаются запасы сырья, падает содержание полезных ископаемых. Вследствие этого возрастают объемы добычи и количество отходов. Одним из путей выхода из сложившейся ситуации является создание искусственных аналогов природных материалов.
Защита литосферы
Одним из методов, позволяющих защитить земную поверхность от губительного воздействия горнодобывающих предприятий, является рекультивация земли. Частично решить экологическую проблему можно с помощью заполнения отходами разработок образовавшихся выемок.
Поскольку во многих породах содержится не один вид полезных ископаемых, необходимо оптимизировать технологии, производя добычу и переработку всех имеющихся в руде компонентов. Такой подход не только окажет положительное влияние на состояние окружающей среды, но и принесет немалый экономический эффект.
Как сохранить окружающую среду?
На современном этапе развития промышленных технологий необходимо предусматривать мероприятия по охране окружающей среды. В приоритете находится создание малоотходных или безотходных производств, способных значительно уменьшить губительное воздействие на экологию.
Мероприятия, помогающие решить проблему
При решении проблемы защиты окружающей среды важно использовать комплексные мероприятия: производственные, экономические, научно-технические, социальные.
Улучшить экологическую ситуацию можно с помощью:
- более полного извлечения ископаемых из недр;
- применения промышленностью попутного нефтяного газа;
- комплексного использования всех компонентов пород;
- мероприятий по очистке вод при подземных разработках;
- применения шахтных сточных вод в технических целях;
- использования отходов в других производствах.
Во время добычи и переработки минерально-сырьевых ресурсов необходимо использовать современные технологии, позволяющие сократить выбросы вредных веществ. Несмотря на затратность применения передовых разработок, вложения оправданы улучшением экологической ситуации.