Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Теоретико-методологические вопросы изучения аварийных ситуаций и их экологических последствий 8
Выводы к главе 1 28
Глава 2 Комплексная оценка негативного воздействия аварийных ситуаций на окружающую среду на нефтедобывающих предприятиях 30
Выводы к главе 2 46
Глава 3 Типовая отраслевая схема экологического мониторинга воздействия с учетом
аварийных ситуаций для нефтедобывающих предприятий 48
3.1 Алгоритм создания типовых отраслевых схем экологического мониторинга воздействия с учетом аварийных ситуаций 48
3.2 Типовая отраслевая схема экологического мониторинга воздействия для нефтедобывающих предприятий 52
3.3. Определение экономической эффективности оценки экологического вреда аварийных ситуаций для нефтедобывающих предприятий 81
Выводы к главе 3 93
Глава 4 Обоснование системы показателей и разработка форм для государственного статистического учета экологических последствий аварийных ситуаций 95
4.1 Система показателей для государственного статистического учета экологических последствий аварийных ситуаций 95
4.2. Исследование достаточности и представительности системы показателей для государственного статистического учета экологических последствий аварийных ситуаций 106
4.3 Апробация форм для государственного статистического учета экологических последствий аварийных ситуаций по фактическим данным - инцидентам с разливами нефти 124
Выводы к главе 4 133
Глава 5 Разработка методических основ и выполнение постановочных работ к разделам «Оценка экологического вреда» и «Учет экологических последствий» Межведомственной информационной системы сбора и обмена сведений по промышленным инцидентам,
авариям и катастрофам техногенного характера с экологическими последствиями 135
5.1 Методические основы к разделам «Оценка экологического вреда» и «Учет экологических последствий» Межведомственной информационной системы 135
5.2 Порядок сбора информации от природопользователей для ведения Межведомственной информационной системы 136
5.3 Общие принципы работы МСЧС 140
Выводы к главе 5 147
Заключение 149
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 151
- Теоретико-методологические вопросы изучения аварийных ситуаций и их экологических последствий
- Комплексная оценка негативного воздействия аварийных ситуаций на окружающую среду на нефтедобывающих предприятиях
- Алгоритм создания типовых отраслевых схем экологического мониторинга воздействия с учетом аварийных ситуаций
Введение к работе
Актуальность работы
На территории Российской Федерации сложились промышленные центры,
функционирование которых сопряжено с постоянным негативным воздействием на окружающую среду. Важным элементом такого воздействия являются многочисленные производственные инциденты и аварии, которые влекут за собой экологические последствия для всех компонентов природной среды.
Одной из наиболее аварийно опасных отраслей промышленности с серьезными экологическими последствиями является нефтедобыча. Для нее характерны разливы нефти, буровых растворов, шламовых масс, пожары, при которых происходят выбросы загрязняющих веществ в атмосферу, загрязнение почв, поверхностных и подземных вод, воздействие на биологические объекты.
Важность и необходимость эффективной оценки и учета экологических последствий аварийных ситуаций при добыче нефти показана в исследованиях многих авторов - Пиковского Ю.И. (1993 г.), Юдахина Ф.Н. (2002 г.), Мазурина И.И. (1991 г.), Середина В.В. (1998 г.), Бузмакова С.А. (2003 г.) и т.д.
При аварийной ситуации на нефтедобывающих предприятиях реальная экологическая и экономическая оценка осложнены в связи с:
недостаточным методологическим и методическим обеспечением;
отсутствием системного подхода и комплексности при оценке экологических последствий аварийных ситуаций (ЭП АС);
низким уровнем организации или отсутствием мониторинга состояния природных сред после аварийной ситуации;
отсутствием систематизированной ретроспективной информации об экологических последствиях ранее произошедших аварийных ситуаций, отслеженных на протяжении длительного временного интервала до нескольких лет и десятилетий.
Поэтому для нефтедобывающих регионов оценка негативного воздействия объектов добычи нефти на окружающую среду с учетом экологических последствий аварийных ситуаций является актуальной экологической проблемой и темой настоящего исследования.
Цель исследования
Разработка методических основ комплексной оценки экологических последствий аварийных ситуаций на нефтедобывающих предприятиях.
Задачи исследования
1. Систематизировать и типизировать технологические процессы,
5 оборудование, вещества, эмитируемые в окружающую среду и экологические последствия аварийных ситуаций для нефтедобывающих предприятий.
Разработать алгоритм создания типовой отраслевой схемы экологического мониторинга воздействия с учетом аварийных ситуаций.
Разработать типовую отраслевую схему экологического мониторинга воздействия с учетом аварийных ситуаций для нефтедобывающих предприятий.
Обосновать систему показателей и разработать формы для государственного статистического учета экологических последствиях аварийных ситуаций.
Разработать методические основы и выполнить постановочные работы к разделам «Оценка экологического вреда» и «Учет экологических последствий» Межведомственной информационной системы сбора и обмена сведений по промышленным инцидентам, авариям и катастрофам техногенного характера с экологическими последствиями (МСЧС).
Объект исследования
Экологические последствия аварийных ситуаций на нефтедобывающих предприятиях.
Методы исследования
В работе использовались анализ и обобщение данных научно-технической литературы, нормативно-правовых документов федеральных, региональных и муниципальных органов исполнительной и законодательной власти. Обоснование теоретических положений и аргументационных выводов осуществлялись с использованием результатов натурных обследований, математической статистики, методов экспертных оценок.
Информационной базой явились материалы научной и нормативно-методической литературы, а также материалы Управления по охране окружающей среды Пермского края.
Научная новизна
Впервые разработаны алгоритм создания типовых отраслевых схем экологического мониторинга воздействия с учетом аварийных ситуаций и на его основе типовая отраслевая схема экологического мониторинга воздействия для нефтедобывающих предприятий.
Впервые разработана система показателей для государственного статистического учета экологических последствий аварийных ситуаций, которая позволяет повысить степень информативности учета по различным компонентам природной среды с 17,7+60,3 % до объема, требуемого для учета.
3. Определено оптимальное соотношение между числовыми и качественными показателями для государственного статистического учета экологических последствий аварийных ситуаций.
Практическая значимость
Разработана типовая отраслевая схема экологического мониторинга воздействия с учетом аварийных ситуаций для нефтедобывающих предприятий, применение которой позволяет повысить эффективность оценки экологического вреда от деятельности нефтедобывающих предприятий.
Сформированы статистические формы и инструкция сбора исходной информации для государственного статистического учета экологических последствиях аварийных ситуаций.
Проведена апробация и внедрена Межведомственная информационная система сбора и обмена сведений по промышленным инцидентам, авариям и катастрофам техногенного характера с экологическими последствиями в Управлении по охране окружающей среды Пермского края. Результаты настоящего диссертационного исследования реализованы в виде разделов «Оценка экологического вреда» и «Учет экологических последствий».
Апробация результатов исследования.
Основные положения и результаты исследований нашли отражение в материалах областной конференции молодых ученых и студентов (Пермь, 2005), Всероссийской научно-практической конференции «Уралэкология. Природные ресурсы-2005» (Уфа-Москва, 2005), 7-ой Международной конференции «Актуальные проблемы современной науки» (Самара, 2006).
Основные положения, выносимые на зашиту
Разработанная типовая отраслевая схема экологического мониторинга воздействия с учетом аварийных ситуаций для нефтедобывающих предприятий, включающая перечни индикаторных веществ первичного загрязнения и продуктов их трансформации с указанием гигиенических нормативов и методов качественного и количественного химического анализа, позволяет повысить эффективность выявления негативного воздействия нефтедобычи на окружающую среду.
Сформированный алгоритм создания типовых отраслевых схем экологического мониторинга воздействия с учетом аварийных ситуаций, который состоит из 8 процессов, позволяет достигнуть единообразия в наблюдениях и сопоставимости полученных фактических данных о загрязнении окружающей среды.
Предложенная система показателей для государственного статистического
7 учета экологических последствий аварийных ситуаций включающая 118 показателей, расположенных в 11-ти статистических формах, позволяет осуществлять объективную оценку экологического вреда и его прогнозирование при развитии отрасли.
4. Разработанные методические основы разделов «Оценка экологического вреда» и «Учет экологических последствий» в составе системы МСЧС, состоят из идентификации и типизации технологических процессов, оборудования, аварийных ситуаций, типов их экологических последствий, видов негативного воздействия, типичных загрязняющих веществ и индикаторных веществ для программы экологического мониторинга воздействия. МСЧС и разработанные в ее рамках разделы предоставляют возможность организации единого информационного хранилища и структурированного отображения информации об аварийных ситуациях, их влиянии на компоненты природной среды и о нанесенном экологическом вреде.
Публикация результатов
По теме диссертации автором опубликовано 9 печатных работ, общий объем которых составляет 22 п.л., из них лично автора - 10 п.л.
Объем и структура работы
Работа состоит из введения, пяти глав и заключения, содержит список использованных источников из 177 источников, три приложения. Объем работы составляет 224 страницы машинописного текста, в том числе 21 рисунок и 18 таблиц.
Теоретико-методологические вопросы изучения аварийных ситуаций и их экологических последствий
Изучению экологических последствий аварийных ситуаций (ЭПАС) на окружающую среду посвящены исследования многих российских ученых, которые рассматривают в своих работах ЭПАС применительно к изучению:
- природных чрезвычайных ситуаций;
- антропогенного воздействия;
- загрязнения отдельных компонентов природной среды;
- методов оценки негативного воздействия на окружающую среду;
- методов оценки экологических рисков;
- экономической оценка вреда, нанесенного окружающей среде хозяйственной деятельностью.
Профессор Юдахин Ф.Н. в монографии «Экологические проблемы освоения нефтяных месторождений севера Тимано-Печерской провинции» [3] рассматривает негативное воздействие на окружающую среду и возможные экологические последствия и выдвигает их на первое место. Для оценки экологических последствий он предлагает использовать «шкалу пространственно-временных масштабов» [3]. Идея метода заключается в том, что масштабы ранжируются по степени возрастания негативных последствий на окружающую среду - от локального до глобального и от кратковременного до долговременного. Затем составляется таблица, содержащая пространственные и временные оценки масштабов воздействия на каждый компонент природной среды. Сравнение альтернатив производится по сумме рангов: чем-она выше, тем хуже рассматриваемый вариант [3]. Однако автор сам отмечает, что «...оценка воздействия на окружающую среду через масштабы имеет недостаток: не учитывает распределение концентраций загрязняющих веществ и различных нарушений в пространстве и времени» [3], то есть рассматриваются площадь и время воздействия, но не наименования и концентрации загрязняющих веществ, что является очень важной составляющей недооценки экологических последствий в случае АС предлагаемым методом.
Экологические последствия изучаются также как результат природных чрезвычайных ситуаций, либо как результат антропогенного воздействия. Так, в работе [4] рассматриваются экологические последствия наводнений - русловая деформация, размыв и обрушение берегов, убыль земельных угодий. Также здесь определены основанные факторы негативного воздействия наводнений, которые влияют на экологические последствия - глубина затопления, скорость потока. Показана зависимость концентраций ЗВ от расхода воды в реках в периоды половодья.
В работе [5], представленной Израильской океанографической ассоциацией, рассматриваются экологические последствия антропогенных изменений проточності! озер Севан (Армения) и Киннерет (Израиль).
В монографии [6] Безуглая Э.Ю. рассматривает и последствия от загрязнения воздуха вредными веществами и ущерб, наносимый здоровью населения и окружающей природной среде. Автор для оценки загрязнения атмосферного воздуха предлагает использовать индекс D - число смертных случаев в период высокого загрязнения.
Необходимость учета экологических последствий от производственной деятельности подчеркивается многими авторами, изучающими методы оценки негативного воздействия техногенной нагрузки на окружающую среду в целом или ее отдельные компоненты [7-14]. Однако, необходимо отметить, что как отдельный составной элемент оценки негативного воздействия, учет экологических последствий негативного воздействия с учетом АС в перечисленных публикациях не встречается.
В статьях [7, 8] для экологической оценки водных объектов предлагаются в качестве способа оценки влияния загрязнения на водные объекты использовать статистическую и внутриведомственную отчетность, а также данные режимных наблюдений. Для выявления источников загрязнения предлагается использовать принцип дифференциации (разделения) на ландшафты (урбанизированные, сельскохозяйственные, естественные, лес, болото, кустарники и т.д.) [7].
В статье Л.Т.Мяча [9] «Методы и средства оценки и прогнозирования воздействия хозяйственной деятельности на окружающую среду», автор особо подчеркивает важность идентификации негативного воздействия. Оценка и прогнозирование негативного экологического воздействия хозяйственной деятельности является существенным моментом при правильном принятии управленческих решений.
В Институте проблем промышленной экологии Севера КНЦ РАН на основе программного комплекса «Селектор-С» проведена оценка воздействия техногенных стоков на пресный водоем - оз. Имандра [10]. В работе показано, что в результате воздействия сточных вод предприятия в озерной воде происходит увеличение концентраций натрия, калия, магния, железа, алюминия и др. загрязняющих веществ. Приведены результаты исследования патологических изменений в организме рыб.
Обухов А.И., доцент факультета почвоведения МГУ, в своей работе [11] отмечал необходимость учета экологических последствий для оценки техногенного загрязнения почв тяжелыми металлами при актуализации своей работы по разработке нормативов предельно допустимых концентраций тяжелых металлов в почвах.
class1 Типовая отраслевая схема экологического мониторинга воздействия с учетом
аварийных ситуаций для нефтедобывающих предприятий class1
Комплексная оценка негативного воздействия аварийных ситуаций на окружающую среду на нефтедобывающих предприятиях
В настоящее время самой экономически прибыльной, инвестиционно привлекательной и динамично развивающейся отраслью народного хозяйства Российской Федерации является нефтедобыча. Однако очевидные экономические и социальные выгоды от ее развития не должны отодвигать на второй план экологические проблемы. Освоение нефтяных месторождений связано с крупномасштабным вторжением и загрязнением окружающей природной среды [89].
Прежде всего, это химическое загрязнение нефтепродуктами, попутным газом, и сопутствующими добыче твердыми, жидкими и газообразными веществами; выведение из хозяйственного оборота части используемых земель; изменение ландшафта и сложившихся природно-геологических условий, локальных и глобальных климатических характеристик; деградация грунтов, почвы и растительного покрова, размораживание мерзлых грунтов и прочее. Прямому и косвенному воздействию подвергаются все компоненты природной среды: атмосферный воздух, поверхностные и подземные воды, недра, почвы и ландшафты, растительный и животный мир.
Как видно из таблицы 4, вклад нефтедобывающей промышленности в загрязнение окружающей среды велик. Особенно прослеживается непрерывное увеличение выбросов загрязняющих веществ. Причиной является постоянный рост добычи нефти.
В настоящее время, на территории России эксплуатируется около ста тысяч нефтяных скважин, при этом добыча нефти ежегодно составляет около 9113,489 брл/сут. В дополнение к существующим скважинам в 2007 году планируется бурение еще более 4000 скважин [73].
На территории Пермского края действует около 290 месторождений нефти и газа и более 130 являются перспективными [73].
Нефтепромыслы дают начало загрязнению окружающей среды нефтью, нефтепродуктами, углеводородным газом. Масштабы загрязнения и степень влияния их на биосферу определяются, как правило, объемами нефтедобычи, географическим положением нефтепромысла, характером источников загрязнения, степенью аварийности технологического процесса.
В зависимости от соблюдения природоохранных мероприятий, технологической дисциплины, надежности оборудования и степени подготовки персонала глубина и частота аварийных ситуаций на промыслах может возрастать или уменьшаться, но в целом это - объективный и неизбежный процесс, требующий разработки своей теории оценки.
Загрязнение природной среды нефтью и сопутствующими ее добычу веществами — одна из сложных и многоплановых проблем. Ни один другой загрязнитель, как бы он опасен не был, не может сравниться с нефтью по ширине распространения, количеству источников загрязнения, величине единовременных нагрузок на все компоненты природной среды во время аварий скважин и нефтепроводов. Несмотря на то, что технология добычи и транспортировки нефти постоянно совершенствуется с учетом защиты окружающей среды, актуальность проблемы не снижается.
Для нефтедобычи создается комплекс производственных сооружений, разобщенных территориально, но взаимосвязанных системами трубопроводов, линиями энергопередач и организацией работы. К основным сооружениям нефтепромысла относятся скважины (бурящиеся, эксплуатируемые, нагнетательные), а также, компрессорно-насосные станции, сборные пункты, нефтехранилища, пункты первичной подготовки нефти, трубопроводы, различные амбары, отстойники, площадки для сжигания излишков газа и конденсата, электрические подстанции и др. Каждый из этих объектов в аварийной ситуации является потенциальным источником техногенных потоков загрязняющих веществ, которые могут быть причиной химического загрязнения окружающей природной среды [93, 98, 99].
Попадание загрязняющих веществ в природную среду является результатом аварийных ситуаций из-за несовершенства технологий и оборудования, несоблюдения технологических режимов обслуживающим персоналом, перебоев в электроснабжении и т.д. Ни один из современных нефтепромыслов не застрахован от аварийных ситуаций, и, чем сильнее на нем интенсификация добычи нефти, тем больше вероятность развития и формирования техногенных потоков экологически опасных веществ, загрязняющих регионы нефтедобычи.
Анализ статистических материалов [45-49] показал, что основными и наиболее типичными причинами аварий на нефтедобывающих промышленных объектах являются:
- повышение технологической сложности и опасности производств при использовании устаревших технологий и оборудования;
- нарушение обслуживающим персоналом техники безопасности и правил пожарной безопасности;
- коррозия металла оборудования, труб PI повреждение трубопроводов или конструкций;
- просчеты и брак, допущенные на стадиях проектирования и в ходе строительно-монтажных работ, нарушение технических норм в ходе введения новых объектов и их эксплуатации;
- расположение объектов нефтедобычи на территориях с неблагоприятными природными условиями (северных районах и в зонах сейсмической активности) и другие.
Добыча нефти часто сопровождается аварийными ситуациями с выбросами загрязняющих веществ в атмосферный воздух, сбросами сточных, дренажных и технологических вод, шламов. В процессе ликвидации последствий аварий, при осуществлении аварийного ремонта оборудования, возникают дополнительные нарушения экосистем.
Алгоритм создания типовых отраслевых схем экологического мониторинга воздействия с учетом аварийных ситуаций
В настоящее время программы экологического мониторинга формируются субъектами хозяйственной деятельности самостоятельно, часто не давая полной информации о негативном воздействии на окружающую среду и не обеспечивая сопоставимость полученной информации с данными государственного экологического мониторинга, что снижает информационную и экономическую эффективность мониторинга.
Решением проблем недооценки воздействия объектов хозяйственной деятельности на окружающую среду могут стать типовые отраслевые схемы экологического мониторинга воздействия (ТОСЭМВ), описанные нами в [44, 77-82].
Типовая отраслевая схема экологического мониторинга воздействия разрабатывается для штатного режима эксплуатации промышленного объекта. Однако, ее принципиальной особенностью является возможность получать информацию о влиянии промышленного объекта на окружающую среду не только в штатном режиме работы, но и в случае аварийной ситуации (инцидента, аварии, катастрофы).
Данный алгоритм выявляет определенные закономерности, которые можно использовать при разработке Алгоритма создании типовой отраслевой схемы экологического мониторинга воздействия (далее - Алгоритм).
Основная цель Алгоритма - обеспечение наиболее полной и реалистичной оценки негативного воздействия предприятия на окружающую среду. Для этого необходимо выполнить ряд операций, направленных на выявление этого воздействия. В соответствии с представленной выше схемой, на первом этапе необходимо произвести идентификацию технологических процессов. Она сводится к описанию последовательности производственных действий в рассматриваемой отрасли промышленности - описанию технологических процессов (стадий). Исходными данными служит научно-техническая литература, проектные и отраслевые нормативные документы. При этом, определяется оборудование, которое используется в рассматриваемом технологическом процессе (стадии). Оборудование оказывает на окружающую среду техногенное воздействие, поэтому, третий шаг - типизация возможных авариных ситуаций, которые могут произойти в результате использования оборудования на любой из определнных стадий. Типизация АС осуществляется на основании Рекомендаций по составлению донесений о ситуациях с негативными экологическими последствиями [83], где в приложении приведен перечень чрезвычайных ситуаций.
Далее необходимо определить виды негативного воздействия на окружающую среду, оказываемых технологическими процессами и оборудованием с учетом возможных аварийных ситуаций. К ним относятся, например, выбросы и сбросы загрязняющих веществ, образование отходов производства и потребления, а также механическое, шумовое, тепловое, электромагнитное воздействие [77-86].
Согласно закону «Об охране окружающей среды», негативное воздействие на окружающую среду, есть воздействие хозяйственной и иной деятельности, негативные последствия которой приводят к изменениям качества окружающей среды [87]. Следовательно, следующий шаг - выявление экологических последствий негативного воздействия на компоненты природной среды. К экологическим последствиям можно отнести загрязнение атмосферного воздуха, водного объекта, почвы, деградацию флоры и фауны.
Согласно тому же закону, «загрязнение окружающей среды - поступление в окружающую среду веществ, свойства, местоположение или количество которых оказывают негативное воздействие на окружающую среду». Следовательно, для каждого оборудования и вида негативного воздействия определяется свой набор загрязняющих веществ, то есть производится типизация загрязняющих веществ по видам производства.
После определения всех возможных ЗВ, необходимо на их основе сформировать перечень загрязняющих веществ, который войдет в программу мониторинга. Для этого используются критерии отбора индикаторных веществ:
1. Значимость в составе химического загрязнения (нефти). ,.
2. Принадлежность к определенному классу химических веществ в составе загрязнения.
3. Наличие гигиенических нормативов - класс опасности, ПДК, ОБУВ, ОДУ.
4. Наличие аттестованной методики выполнения измерений и государственных стандартных образцов.
5. Наличие базовых нормативов платы за выброс (сброс) загрязняющих веществ.
