УДК 662.106.33
Кенжетаев Г.Ж. 1, Тлепиева Г.Ш. 2, Каратаева А.М. 3,
Бердисугирова И.И.4
Доктор технических наук,
профессор, Каспийский государственный университет технологий и инжиниринга им.
Ш. Есенова
Республика Казахстан, г.
Актау
Оценка
состояния атмосферного воздуха прибрежной зоны
Каспийского моря
Ключевые
слова: Каспийское море,
прибрежная зона, нефтяной промысел, мониторинг, атмосферный воздух,
газоанализатор, ингредиенты, загрязняющие вещества, геоинформационные системы,
Аннотация. Целью данной статьи является
представление результатов исследования качества атмосферного воздуха в прибрежной
зоне Каспийского моря, в районе размещения нефтяных промыслов Арман, Каламкас,
Каражанбас, Дунга.
Введение.
Вопросы охраны окружающей среды и
обеспечения экологической безопасности Каспийского моря и его прибрежных зон,
являются приоритетами в Концепции экологической безопасности Республики
Казахстан на 2004-2015 годы, и отражены в основных направлениях экономического
и социального развития РК на период до 2050 года. Мангистауская область является одним
из районов добычи углеводородного сырья, где сосредоточены крупные морские и
наземные нефтяные месторождения, такие как Каламкас-море, Тюб-Караган,
Курмангазы, Арман, Каражанбас и Каламкас. Порты области (Актау, Баутино, Курык)
испытывают высокую экологическую нагрузку.Антропогенному воздействию подвергаются
все компоненты окружающей среды – атмосферный воздух, вода, донные отложения,
биота.
В составе выбросов в атмосферу около 1 % от общего
объема составляют твердые вещества, 99% - газообразные. Динамика валовых
выбросов загрязняющих веществ в атмосферу по ингредиентному составу показывает
на преобладание оксида углерода - 50-60% от общего объема выбросов,
углеводородов - 20-30%, сернистого ангидрита- 5-10%.
Количество прочих соединений изменяется от 1 до 10%.
Углеводороды испаряются из нефтяных амбаров, мест проливов нефти, из
технологического оборудования. Оксиды азота, диоксид серы и сажа выбрасываются
при сжигании попутного и природного газа на факелах, печах, котельных и
турбокомпрессорах. Решение задач управления территориями земель, в частности
прибрежной зоны Каспия в районах
размещения нефтяных промыслов, и контроля процессов и явлений, происходящих на
них, обуславливает обеспечение возможности получения, обновления и использования больших объемов актуальной
экологической информации.
Полученныев результате исследований качества
атмосферного воздуха данные, могут служить основой для дальнейших исследований
и контроля за окружающей средой в районах нефтяных месторождений размещенных в
прибрежной зоне Каспия.
Материалы и
методы исследований.
Основной источник фактической информации –материалы
собственных 2-х летних исследований на стационарных экологических постах, в
прибрежной зоне Каспийского моря в районах размещений месторождений
нефтедобычи. Мониторинговые наблюдения проводились согласно, общепринятых
методик с учетом опыта проведения аналогичных работ в прибрежной зоне Каспия.
Результаты
исследований. В соответствии с
Календарным планом работ, утвержденным ГУ «Комитет науки Министерства
образования и науки РК», и контролирующими организациями Мангистауской области,
были проведены наземные полевые исследования прибрежной зоны на месторождениях
Каламкас, Арман, Каражамбас, Дунга на стационарных экологических площадках
(СЭП). В таблице 1приведены координаты
обследуемых станций [1]. Мониторинговые исследования включали
исследование качества атмосферного воздуха в районе исследований.
Таблица 1 –
Координаты стационарных экологических площадок (СЭП)
|
Месторождение |
Координаты |
||||
|
Долгота |
Широта |
||||
|
план |
факт |
план |
факт |
||
|
1 |
Каражанбас |
51˚15’41.8032 |
51°16'03,6" |
45˚8’51.306 |
45°08'56.8" |
|
2 |
Каражанбас |
51˚16’37.38 |
51°16'32.3" |
45˚8’49.6608 |
45°08'51.4" |
|
3 |
Каражанбас |
51˚17’49.2108 |
5°17'48.0" |
45˚8’49.4772 |
45°08'36.5" |
|
4 |
Каражанбас |
51˚16’33.204 |
51˚16’35.10 |
45˚7’48.9144 |
45˚7’47.10 |
|
5 |
Фоновая |
51˚16’14.6676 |
51˚16’14.7 |
45˚6’25.866 |
45˚06’25.9 |
|
6 |
Фоновая |
51˚29’52.5156 |
51°29'43.9" |
45˚18’24.3396 |
45°18'35.7" |
|
7 |
Фоновая |
51˚41’42.3168 |
51°44'19.1" |
45˚22’51.1248 |
45°22'39.3" |
|
8 |
Арман |
51˚44’58.5132 |
51°45'11.5" |
45˚24’43.6176 |
45°24'30.7" |
|
9 |
Арман |
51˚45’22.464 |
51°45'36.1" |
45˚24’5.5548 |
45°24'01.3" |
|
10 |
Каламкас |
51˚55’3.0036 |
51°55'35.6" |
45˚25’0.2784 |
45°25'03.5" |
|
11 |
Каламкас |
51˚55’3.8712 |
51˚55’17.8 |
45˚23’21.8796 |
45˚23’28.5 |
|
12 |
Фоновая |
52˚9’2.5416 |
52˚07’55.6 |
45˚21’27.7524 |
45˚21’59.5 |
|
13 |
Дунга |
50˚53’17.7972 |
50°53'14.8" |
44˚6’40.2552 |
44°06'36.4" |
|
14 |
Дунга |
50˚55’51.0024 |
50°55'50.4" |
44˚6’34.6752 |
44°06'36.0" |
|
15 |
Фоновая |
50˚54’4.752 |
50°53'58.6" |
44˚8’30.6348 |
44°08'30.5" |
Пробы атмосферного воздуха были отобраны
на следующих постах наблюдения: Месторождение Дунга – СЭП 13; Месторождение
Каражанбас – СЭП 1; Месторождение Каламкас – СЭП 10; Месторождение Арман – СЭП
8; Фоновая – СЭП 6.
При замере анализов атмосферного воздуха
место для отбора проб выбиралось таким образом, чтобы максимально снизить
влияние посторонних источников выбросов.
Замер проб по каждому из определяемых
ингредиентов проводился в двух точках с целью получения репрезентативных
результатов.
Замер проб производился газоанализатором
ГАНК-4 (А,Р).
В качестве контролируемых ингредиентов для
каждой из точек наблюдения были приняты: углерода оксид (СО), азота диоксид (NO2), азота
оксид (NO), серы диоксид (SO2),
сероводород (H2S), углеводороды предельные (С12-С19; дополнительно
С1-С5), взвешенные вещества. С целью получения
дополнительной информации о содержании углеводородов в атмосферном воздехе
контролируемой прибрежной зоны, в весенний период наблюдений были отобраны
пробы воздуха на содержание предельных углеводородов (С1-С5),
осенью – на содержание предельных углеводородов (С12-С19).
В таблице 2 представлены средние, по трем
замерам, концентрации определяемых загрязняющих веществ и их соотношение с ПДК
за весенний и осенний периоды наблюдений 2013-2014 годов. Предельно допустимые концентрации (ПДК)
загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населённых мест.
Приложение 1 к
санитарно-эпидемиологическим правилам и нормам «Санитарно-эпидемиологические
требования к атмосферному воздуху». Утверждены приказом и.о. Министра
здравоохранения РК от 18 августа 2004 г.
Обсуждение. Оценка
качества атмосферного воздуха проводилась в соответствии с существующими в РК
нормативами: СанПиН «Санитарно-эпидемиологические требования к атмосферному
воздуху», утвержденных приказом и.о. Министра здравоохранения РК от 18 августа
2004 г., № 629 [1].
В качестве критерия для оценки уровня
загрязнения атмосферного воздуха применяются значения предельно допустимых
концентраций веществ в атмосферном воздухе для населенных мест. На всех
стационарных экологических постах (включая фоновый) результаты концентраций
произведенных измерений в весенний и осенний периоды по всем определяемым
компонентам (SO2, NО2, H2S, СО, УВ С1-С5
, С12-С19, NО, пыль неорганическая с содержанием кремния < 20%)
показали отсутствие превышений максимально разовых предельно допустимых
концентраций (ПДК).
Таблица 2 - Концентрации загрязняющих
веществ в пробах воздуха
|
месторождение |
точка |
|
NO2, мг/м³ |
NO, мг/м³ |
SO2, |
H2S, мг/м³ |
CO, |
УВ, |
Пыль |
|
Арман |
СЭП-8 |
Среднее значение |
0,0042 |
0,0051 |
0,0326 |
0,0011 |
0,1476 |
0,1538 |
0,0890 |
|
Кратность
ПДК |
0,0499 |
0,0129 |
0,0651 |
0,1389 |
0,0295 |
0,0031 |
0,1780 |
||
|
Каламкас |
СЭП-10 |
Среднее
значение |
0,0048 |
0,0035 |
0,0196 |
0,0022 |
0,1790 |
0,1908 |
0,0946 |
|
Кратность ПДК |
0,0565 |
0,0087 |
0,0393 |
0,2778 |
0,0358 |
0,0038 |
0,1892 |
||
|
Каражанбас |
СЭП-1 |
Среднее
значение |
0,0025 |
0,0042 |
0,0063 |
0,0015 |
0,1857 |
0,1581 |
0,0856 |
|
Кратность ПДК |
0,0299 |
0,0106 |
0,0125 |
0,1825 |
0,0371 |
0,0032 |
0,1712 |
||
|
Дунга |
СЭП-13 |
Среднее
значение |
0,0034 |
0,0040 |
0,0055 |
0,0017 |
0,0701 |
0,2101 |
0,1191 |
|
Кратность ПДК |
0,0399 |
0,0101 |
0,0109 |
0,2063 |
0,0140 |
0,0042 |
0,2382 |
||
|
Фоновая |
МА-СЭП-6 |
Среднее значение |
0,0040 |
0,0020 |
0,0223 |
0,0017 |
0,1487 |
0,1489 |
0,0753 |
|
Кратность
ПДК |
0,0466 |
0,0051 |
0,0445 |
0,2065 |
0,0297 |
0,0030 |
0,1506 |
||
|
Суммарная
погрешность метода |
|
|
±25% |
±25% |
±12% |
±25% |
±15% |
±20% |
±25% |
|
Величины
ПДК для населённых |
|
|
0,085 |
0,4 |
0,5 |
0,008 |
5 |
50 |
0,5 |
Для получения картины состояния
атмосферного воздуха в исследуемом районе был проведен сравнительный анализ
двух периодов наблюдений, а именно осенний период 2013 и 2014 годов. В
таблице 3 приведены средние значения
концентраций загрязняющих веществ за осенний период наблюдений 2013-2014 гг.
При сравнительном анализе уровня
загрязнения атмосферы прибрежной зоны в 2013 году наблюдаются превышения
концентраций относительно 2012 года на всех постах (включая фоновый) по
диоксиду азота, оксиду азота, оксиду углерода и пыли неорганической. Диаграмма
усредненных концентраций загрязняющих веществ (ЗВ) в пробах воздуха прибрежной
зоны осенью 2013-2014 года представлена на рисунках 1-3.
Таблица
3 - Концентрации загрязняющих веществ в пробах воздуха прибрежной зоны
|
Месторождение |
Время
отбора проб |
NO2, мг/м³ |
NO, мг/м³ |
SO2,
|
H2S, мг/м³ |
CO, |
УВ, |
Пыль |
|
Арман |
2013 |
0,0027 |
0,0000 |
0,0053 |
0,0011 |
0,1000 |
1,0000 |
0,0037 |
|
2014 |
0,0119 |
0,0074 |
0,0031 |
0,0013 |
0,4266 |
0,0111 |
0,1629 |
|
|
Каламкас |
2013 |
0,0030 |
0,0000 |
0,0063 |
0,0023 |
0,1000 |
0,8333 |
0,0020 |
|
2014 |
0,0104 |
0,0047 |
0,0019 |
0,0012 |
1,0139 |
0,0116 |
0,1588 |
|
|
Фоновая |
2013 |
0,0057 |
0,0000 |
0,0027 |
0,0014 |
0,1000 |
0,5333 |
0,0040 |
|
2014 |
0,0083 |
0,0057 |
0,0024 |
0,0014 |
1,729 |
0,0115 |
0,3048 |
Рисунок 9 - Диаграмма
усредненных концентраций
загрязняющих веществ на
СЭП-1 (месторождение Каражанбас)
Рисунок 2 - Диаграмма
усредненных концентраций загрязняющих веществ
на СЭП-8 (месторождение
Арман)
Рисунок 3 - Диаграмма
усредненных концентраций загрязняющих веществ
на СЭП-10 (месторождение
Каламкас)
Вывод.
Результаты проведенных наблюдений за
состоянием атмосферного воздуха показали, что производственная деятельность на
месторождениях Каражанбас, Каламкас, Арман не оказывает существенного влияния
на качество атмосферного воздуха.
Воздействие производственных объектов на
воздушный бассейн находится в пределах установленных санитарных нормативов.
Литература:
1. Закон Республики Казахстан от 15 июля 1997 года № 160-I «Об охране окружающей среды».
2.
Гигиенические нормативы РК № 3.02.036.99.Предельно допустимые концентрации
(ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест.
3. О
состоянии экологической обстановки
Мангистауской области и
источниках его загрязнения.
Управление природных ресурсов и регулирования природопользования Мангистауской
области (УПРиРП). – Актау, 2011. – 62 с.
4.
Кенжетаев Г.Ж. Оценка воздействия нефтяных промыслов на загрязнение почвы в
прибрежной зоне Каспия \ Кенжетаев Г.Ж., Нурбаева Ф.К., Бисембаева Г. Научный
журнал Министерства образования и науки «Поиск» Серия естественных и
технических наук. № 4(1)/2013. с 85-90
5.
Кенжетаев Г.Ж. Экологические аспекты составления карты загрязненности
прибрежной зоны \ Кенжетаев Г.Ж., Тайжанова Л.С., Койбакова С.Е., Сырлыбекқызы Самал. Научный журнал Министерства образования и науки
«Поиск». Серия естественных и технических наук. № 4(1)/2013. с 90-97
6.
Отчет о научно-исследовательской работе. № госрегистрации 0112РК2173. Научное
обоснование комплексного исследования компонентов окружающей среды прибрежной
зоны Каспия и техногенных объектов. Актау. 2014. С 107.