Экология и окружающая среда

Загрязнение территории Ангарского нефтеперерабатывающего завода нефтепродуктами, их состав и воздействие на почвы

15 января 1996 г. в г. Ангарске между Нефтеперерабатывающим заводом (НПЗ) и ТСП-2 АО АНХК в результате взрыва керосинопровода на глубине 2–2,5 м произошел аварийный разлив авиационного керосина ТС-1. Он разлился в естественном болотистом углублении на поверхность льда на площади 700 м2. Разошедшийся сварочный шов имел сдвиг в горизонтальной плоскости, что указывает на возможные подвижки грунта.

Керосин из разрыва трубы поступил в утепленную траншею водовода, проходящую рядом на глубине 1,5–2 м, насытив при этом насыпной грунт до контакта с сезонно-мерзлыми породами. Далее он поступил в железобетонный лоток с трубопроводами и излился на дневную поверхность из просевшей части лотка. В этом месте лоток оказался почти на 1 м гипсометрически ниже, чем на месте аварии.

Всего из керосинопровода было потеряно 250 м3 ТС-1. Разлитый продукт с поверхности территории был убран. Откачка авиакеросина с поверхности производилась насосом в резервуар емкостью 5000 м3. Туда же подавалась эмульсия от промывки поверхности льда горячей водой.

Следующим этапом явилась засыпка мест разлива керосина в объеме около 300 м3 песка. Кучи песка были снивелированы бульдозером на площади порядка 3000 м3. Топосъемкой по гигроскопии снегового покрова, напитанного керосином, участок загрязнения определен в 1683 м3.

Для оконтуривания территории загрязнения проектировалось пройти 8 скважин с интервальным опробованием грунтов на содержание нефтепродуктов. 3 скважины должны были, по заданию, проходиться до водоупора. Остальными скважинами должен был вскрываться водоносный горизонт до юрских отложений с изоляцией зоны аэрации обсадной колонной с затрубной цементацией.

Бурение осуществлялось установкой УГБ-50Н комбинированным способом: колонковым – для отбора проб грунта, и ударно-механическим – для установки фильтра. Проходка производилась укороченными рейсами всухую. Фильтры скважин целевые, с сеточной обмоткой из нержавеющей стали с размером ячейки 0,11–0,5 мм с гравийной обсыпкой.

Комиссионно-отобранные пробы после консервации распределились между санитарной лабораторией АО АНХК и лабораторией гидрометеослужбы. Третья часть пробы резервировалась как контрольная, которая при возникновении разногласий должна была пройти лабораторный тест в третьей лаборатории – физических методов исследования ИНУСа при ИГУ, аттестованной в рамках межвузовской региональной лаборатории экологических исследований.

Загрязненный участок расположен на четвертой надпойменной террасе р. Ангары. Полого-всхолмленная поверхность осложнена хозяйственной деятельностью. Многочисленные железнодорожные пути здесь дополняет большое количество подземных и поверхностных трубопроводных коммуникаций, множеством кабелей в подземном варианте и воздушных электропередач и связи. Раньше, до строительства, здесь начинались Суховские болота, но с прокладкой коммуникаций заболоченность осталась лишь в самых низких участках. Здесь природа создала чередующиеся естественные ловушки для нефтепродуктов, которые постепенно наполняются ими. Таких террас на НПЗ – 3–4, причем самая большая ловушка в границах ТСП-2 уже переполнена, и идет процесс наполнения следующих ловушек. Как раз на северной оконечности такой ловушки и произошел разлив керосина. Следующая ловушка вскрыта скважиной. Мощность слоя нефтепродуктов в ловушках составляет 0,3–3 м. Слой нефтепродуктов в скважинах достигает 3–4 м. Направление движения подземных вод осуществляется к р. Ангаре, уклон УГВ составляет от 0,001 до 0,003. Скорость движения грунтовых вод в песках составляет 10–25 см/сут., в супесях – 0,04 см/сут., в суглинках – 0,004–0,001 см/сут.

До этой аварии на этом участке с 1965 по 1988 г. не раз случались другие аварийные ситуации (разрывы мазутопровода, маслопровода, трубопроводов, дизельного топлива, воды, и т.д.). Поэтому, по данным вытяжек из грунтов, фиксируется дизельного топливо при содержании керосиновой фракции 20–30 %. Общий объем старого загрязнения грунтов на этом участке, до уровня грунтовых вод, оценивается примерно в 250–600 т, не считая нефтепродуктов, содержащихся в ловушке на поверхности грунтовых вод, количество которых намного превосходит их содержание в зоне аэрации.

Таким образом, разливы керосина на рельеф и грунты в результате аварии керосинопровода оказались наложенными на уже существовавший обширный очаг загрязнения нефтепродуктами, масштабы и интенсивность которого на порядки выше оцениваемого. Стало ясно, что необходимо откачать свободные нефтепродукты (очистить недра) с поверхности водоносного горизонта, которые представляют основную непосредственную угрозу окружающей среде.

При попадании нефти и ее спутников в почву происходят глубокие и, зачастую, необратимые изменения химических, физических, микробиологических свойств почвы, а иногда и существенная перестройка всего почвенного профиля. В загрязненных почвах снижается активность большинства почвенных ферментов. При среднем уровне загрязнения ингибируются гидролазы, протеазы, нитратредуктазы, дегидрогеназы почв, несколько повышается уреазная и каталазная активность. В процессе самоочищения активность ряда ферментов постепенно восстанавливается, однако активность дегидрогеназы не восстанавливалась даже спустя 2 года. Снижение активности ряда почвенных ферментов в загрязненной нефтью почве может быть обусловлено как гибелью почвенной мезофауны и флоры – одних из источников почвенных ферментов, так и репрессирующим влиянием нефтяных углеводородов. Это обстоятельство заставляет считать контроль нефтяного загрязнения и его изучение не менее важным, чем контроль других токсичных загрязнений.

Главной целью изучения загрязнений природной среды нефтью является скорейший возврат непригодных для использования земель в сельскохозяйственное производство, восстановление их первоначальной продуктивности или рекреационных качеств.

Загрязненность почвы органическими веществами, в частности нефтепродуктами, оценивают по комплексному показателю «санитарное число», представляющему собой отношение количеств почвенного белкового и органического азота. Так, чистая почва характеризуется «санитарным числом» 0,98–1,0; слабозагрязненная – 0,85–0,98; загрязненная – 0,70–0,80; сильнозагрязненная – < 0,70.

Нормирование содержания вредных веществ в почве предполагает установление таких концентраций, при которых содержание вредных веществ в контактирующих средах не превышает предельно допустимой концентрации (ПДК) для водоема и воздуха, а в выращиваемых культурах – допустимых остаточных количеств.

П.В. Павлов, О.С. Лыков