Актуальні проблеми геології України. Матеріали наукової конференції професорсько-викладацького складу геологічного факультету Київського національного університету імені Тараса Шевченка, 16-17 травня 2000року

Є. Яковлєв (Геолком України)

ГЕОХІМІЧНІ ТА ЕКЗОГЕННІ ГЕОЛОГІЧНІ ПРОЦЕСИ ЯК ФАКТОР ТЕХНОГЕННОЇ ПЕРЕБУДОВИ ГЕОЛОГІЧНОГО СЕРЕДОВИЩА УКРАЇНИ В XXI СТОРІЧЧІ (ТЕОРЕТИЧНО-МЕТОДИЧНІ АСПЕКТИ)

Практично весь час XX сторіччя Україна була найбільш як промислово, так і аграрно розвиненою частиною Росії, а потім Радянського Союзу. На протязі останнього півсторіччя, займаючи близько 3 % території Союзу, Україна формувала до 23 % загального обсягу виробництва. Останнє зумовило економічно аномальні показники використання земельних (до 70 % розораності), водних (практичне повна зарегульованість річкових систем побудуванням 25000 водосховищ та ставків) та мінерально-сировинних (до 1.0-1,2 млрд. тонн/рік або 40 % валового обсягу) ресурсів. Слід відмітити, що мінерально-сировинні ресурси довгий час забезпечують функціонування до 48 % промисловості і формують до 20 % національного продукту, тобто геологічне середовище має надмірний техногенний тиск.

Тому регіональне порушення стійкості геологічного середовища (ГС) України як фактора сталого і безпечного функціонування біосфери (включаючи людину) почало вивчатися геологічними установами Мінгеології з кінця 70-х pp. переважно в гірничодобувних регіонах (ГДР). З початку 80-х pp. регіональний моніторинг ГС (вивчення режиму рівнів та хімічного складу підземних вод, розвитку екзогенних геологічних процесів (ЕГП) - зсувів, карсту, підтоплення і інших) доповнюється екологічними оцінками хімічного забруднення ландшафтів важкими металами, засобами хімізації земель, нафтопродуктами і ін. (акад. Шестопалов В.М., проф. Огняник М.С., проф. Дробноход M.I., проф. Ситніков А.Б., проф. Фіалко О.Й. та ін.). Після аварії на ЧАЕС (1986 р.) складається система сучасного екомоніторингу ГС, яка включає ландшафтно-геохімічні, гідрогеологічні, інженерно-геологічні, геолого-геофізичні (інженерно-сейсмологічні) та, в окремих випадках, медико-гігієнічні оцінки ГС.

В останні роки ці роботи значною мірою координуються з дослідженнями змін хімічного стану довкілля та його взаємодії з ГС, що проводяться Інститутами геологічних наук, географії, екологічних проблем природокористування Національної АН, Київським національним університетом імені Тараса Шевченка, Мінекобезпеки, Міністерством охорони здоров`я та ін.

Узагальнення ДГП "Геоінформ" результатів регіонального моніторингу ГС за даними державних регіональних геологічних підприємств Геолкому України та їх зіставлення зі спеціалізованими дослідженнями інститутів НАНУ, Мінекобезпеки та ін. свідчить, що в останнє десятиріччя (практично після аварії на ЧАЕС) розпочався процес перевищення порогових змін ГС, коли воно практично втратило можливість самостійно стабілізувати свій стан за рахунок власних механізмів (принцип Ле Шательє) і забезпечувати безпечний розвиток природних екосистем. Унаслідок цього в останні роки ми спостерігаємо розвиток природних або виникнення принципово нових геологічних процесів, окремі з яких, мають регіональне розповсюдження, довгочасовий характер, руйнівно-катастрофічну динаміку, а в цілому - значний негативний соціально-економічний вплив. На системному рівні це можна розглядати як зростання ентропії процесів масо-енергообміну в геологічному середовищі, перш за все в техногенно-геологічних системах (ТСГ) "Техногенний об'єкт - геологічне середовище", що суттєво знижує рівновагу верхньої зони літосфери (акад. СоботовичЕ.В., проф. Лущик А.В., д.т.н. Яковлєв Є.О., проф. Вартанян Г.С.).

На наш погляд, формування принципово нового екологічного стану геологічного середовища країни в більшості техногенно порушених регіонів, де мешкає більша частина населення (до 70 % і сконцентровані великі матеріальні ресурси, пов'язане з катастрофічним розвитком наступних процесів:

- руйнування природної геохімії і техногенне забруднення аграрних, міських та інших ландшафтів;

- практично повна зарегульованість поверхневого стоку із суттєвим зниженням природної дренованості та стійким підйомом рівнів ґрунтових вод від 2-3 до 8-10 м (Дніпровські водосховища), що активізувало розвиток процесів підтоплення та перезволоження верхньої зони порід, з наступним зниженням їх міцності та розвитком небезпечних зсувних, карстових та інших процесів;

- закриття шахт методом "мокрої" консервації з недостатньо регульованим затопленням гірничих виробок та невизначеним станом значної кількості старих, підтопленням підроблених та прилеглих територій.

1. Зміна геохімічних умов практично усіх ландшафтних зон України пов'язана з дією наступних факторів:

- аграрне перетворення і принципове переформування геохімічних показників оброблюємого шару ґрунтів шляхом внесення геохімічного забруднених міндобрив, хімічних засобів захисту рослин та ін.;

- геохімічне забруднення верхнього шару ГС у промислово-міських агломераціях (ПМА), ГДР та інших за рахунок накопичення відходів, акумуляції повітряних токсичних викидів транспорту і підприємств;

- регіональне (до 90 % території держави) забруднення довго існуючими радіонуклідами ЧАЕС (цезій-137, стронцій-90, плутоній-239, 240 та ін.), що суттєво погіршило еколого-геохімічні параметри аграрних, природних та техногенне перетворених ландшафтів унаслідок зростання комплексності їх забруднення та можливості розвитку процесів сінергізму та ін.

У цілому виконані ДГП "Геоінформ" узагальнення даних геохімічного моніторингу окремих регіонів сільських господарств (канд. геол.-мін.наук Іванченко В.М., доц. Почтаренко В.І, канд. техн. наук Мельник І.В., д-р техн. наук Яковлєв Є.О. та ін.) вказують на ризик суттєвого негативного впливу техногенних перетворень геохімічних параметрів ГС на погіршення екологічної якості харчового ланцюжка людини, поверхневих і підземних питних вод, приземного шару атмосфери в більшості ПМА і ГДР.

Роботами ДГП "Геоінформ" разом з Держкомзем встановлено, що в окремих аграрних регіонах виснаження життєво важливих хімічних елементів може сягати 10-30 %, що погіршує врожайність і біохімічну цінність харчових продуктів.

Враховуючи, що хімічні показники ландшафтів перетворені практично повністю переважно за дуже короткий час життя одного покоління (50-70 років), ми маємо проблему оцінки впливу нових еколого-геохімічних умов на історичні процеси функціонування біосфери та етногенезу в межах України.

2. На сучасному етапі екологічний вплив геохімічних змін ландшафтів суттєво пов'язаний з регіональним техногенними змінами водного балансу ГС. Зарегулювання більшості річок України, зростання водопостачання в південні регіони (зрошування земель, промисловість), ПМА та ГДР обумовило підсилення живлення ґрунтових вод з регіональним підвищенням рівнів та порушенням рівноваги в системі "мінеральний скелет порід-води". Зважаючи, що на 70 % території України (за винятком Полісся) розповсюджені м'які лесові та лесово-суглинисті ґрунти, які суттєво погіршують свої механічні та хімічні властивості при додатковому зволоженні, новий водно-екологічний баланс ГС обумовив розвиток наступних небезпечних екзогенних геологічних процесів

- підтоплення значних площ сільгоспугідь (до 1,2 млн. га - в 1980 р. за оцінками Мінгеології України) та територій в ПМА (254 - 1980 р., до 500 - 1999 р.) з погіршенням стану великої кількості житлових та промислових об'єктів; - суттєве зростання кількості об'єктів ЕГП в ПМА, ГДР, у тому числі зсувних та карстових y 3-5 разів за останні 20-25 років;

-зниження захисної здатності верхньої зони ГС унаслідок скорочення товщини ненасичених порід (зони аерації) та прискорення ерозії ґрунтів з зниженням їх родючості, а також міграції забруднювачів у поверхневі й підземні водні об'єкти;

- погіршення сейсмічної стійкості верхнього шару порід унаслідок наближення рівнів ґрунтових вод до фундаментів будівель з наступним зростанням їх струшуваності на 1-3 бали над фоновим рівнем сили землетрусу; процес зростання інженерно-сейсмологічної небезпеки для значної кількості ПМА та ГДР центральних і південних регіонів України може бути додатково підсилений зі здатністю підтоплених лесових грунтівдо просідань, пливунних та тиксотропнихперетворень (розріднювання або повної деградації) в першу чергу на схилах Придніпров'я, де зосереджені найбільші ПМА (Дніпропетровськ, Київ, Черкаси і ін.)

Аналіз регіональних змін режиму рівнів ґрунтових вод у більшості південних та центральних регіонів України свідчить про принципово новий механізм впливу гідрометеорологічних факторів на формування еколого-гідрогеологічних умов внаслідок техногенного перетворення зв'язків у системі "кількість опадів - глибини рівнів ґрунтових вод".

Регіональний техногенний підйом рівнів ґрунтових вод та їх стійке наближення до денної поверхні суттєво скоротило регулюючу здатність (ємність) водоненасиченого шару грунтів, унаслідок чого практично середньорічні або трохи підвищені кількості опадів щорічно активізують процеси підтоплення, зсувів, карсту і ін. (в першу чергу південні регіони України і Крим).

Якщо прийняти, що згідно з оцінками Держбуду (1997 p.), захист І га підтопленої території в ПМА коштує 10000 грн/рік (5000 $/рік.га або 500*103 $/км2 .рік), то при сучасному підтоплені Біля (100-200)*103 га потенційні збитки можуть сягати 1 млрд. $/рік.

Відсутність державних і регіональних програм попередження підтоплення та ліквідації його негативних наслідків, на наш погляд, не сприяє зменшенню збитків, а практично переформовує їх у вигляд надзвичайних витрат на ліквідацію катастрофічних наслідків, компенсації скорочення термінів експлуатації житлових та промислових будівель, водо-нафто-газопроводів, шляхів та ін.

У цілому можна казати про зростання агресивності верхнього шару ГС унаслідок регіонального погіршення його водного, а також і геохімічного стану, у першу чергу, в ПМА та ГДР, де це поєднується з дією електрохімічних, геофізичних (вібрації, електромагнітні поля) та інших чинників.

3. Принципово новою соціальною та еколого-економічною проблемою державного рівня, переважно еколого-геологічного змісту, с проблема закриття чисельних шахт в ГДР Донбасу, Кривбасу, Прикарпаття та ін.

Про масштабність проблеми можуть свідчити наступні попередні цифри: кількість тільки вугільних шахт Донбасу, що закриваються на протязі 10-20 років, сягає 100. а їх загальна площа гірничих робіт перевищує 15000 км2 . Вартість заходів щодо соціально збалансованого та екологічно безпечного закриття 1 вугільної шахти, згідно з різними оцінками, коливається від 70-80 млн. (Мінвуглепром) до 350-500 млн. гривень (за досвідом Чехії, Польщі та ін. країн).

Аналіз першого закриття шахт східного Донбасу, зроблений фахівцями ДГП Геоінформ та державних геологічних підприємств Геокому (Котелець Є.П., Краснопольський М.О., Беседа M.I. та ін.), свідчить про необхідність врахування значної активізації при цьому процесів підтоплення (Краснодонська ПМА), можливості міграції вибухонебезпечних газів на території прилеглих ПМА, (Стахановська ПМА), зростання ризику забруднення поверхневих та підземних систем водопостачання шахтними водами та при підтопленні звалищ і териконів, а також локальних проявів гідро-геомеханічних поштовхів зі значним зниженням інженерно-сейсмогеологічної стійкості (проф. Лущик А.В., УкрДІМР).

Більшість ГДР України відрізняються значними концентраціями населення, житлових і промислових об'єктів, систем трубопровідного та залізничного транспорту, а також екологічно небезпечних підприємств (хімічні, металургійні, нафтопереробні і ін.), більшість з яких є дуже чутливими до додаткових просідань поверхні, підтоплення або гідрогеодеформаційних явищ.

У цілому, якщо навіть прийняти сучасний (переважно початковий) рівень оцінок витрат на закриття шахт та його переважно еколого-геологічний зміст, то і тоді обсяг щорічних витрат згідно з наведеними показниками при повномасштабному розвитку процесу може сягати 0,5-1,0. млрд. $/рік, що може дорівнювати 15-20 % державного бюджету.

Але, на нашу думку, слід враховувати, що подальше регіональне збільшення (у першу чергу в Донбасі) кількості шахт, які закриваються методом так званої "мокрої" консервації, а практично некерованого затоплення, призведе до підйому рівнів підземних вод практично до історичних (природних) відміток. Наслідком цього буде підтоплення та затоплення зон просідань над виробками, відновлення джерел, річок, боліт та інших поверхневих водних об'єктів. Створення нового рівноважного стану ГС буде також супроводжуватися накопиченням в його верхній зоні значних обсягів потенційної енергії (тобто зростанням ентропії або зниженням стійкості) значних за обсягами порідних масивів окремих ГДР. Головною формою досягнення ГС нового рівноважного стану, як свідчать оцінки ДП "Геоінформ", УкрДІМР, НАНУ, (акад. Шестопалов В.М., д-р геол.-мін. наук Коржнєв М.М., проф. Міщенко B.C. та ін.), буде активізація просідань та зрушень порід, карсту, зсувів, гідро-геомеханічних поштовхів. Це може суттєво ускладнити функціонування інфраструктури ПМА, шляхової, трубопровідної, енергопрстачальної та інших територіальне розосереджених систем.

Але розглядаючи напрямки перетворення ГС Донбасу при закритті значної кількості вугільних шахт слід звернути увагу на те, що за всю індустріальну історію Донбасу було побудовано до 1000 шахтних стволів, тому зараз на одну діючу шахту у середньому в окремих ГДР припадає по дві гідравлічно поєднаних діючих або закритих шахти. Через незворотність змін стану проникності, механічної стійкості та інших параметрів порідного масиву після проведення гірничих робіт ми повинні враховувати зростання ризику некерованих, перш за все гідравлічно-гідрогеологічних, процесів міжшахтних перетоків значних обсягів води з можливістю підтоплення або затоплення ПМА, шляхів та ін. об'єктів. Тобто ми стоїмо перед принципово новою проблемою оцінки та прогнозу процесів переформування ГС угірничодобувних районах при закритті шахт як фактору формування принципово нових еколого-геологічних умов та техногенно-геологічних систем "закрита шахта - ГС".

Потрібно зрозуміти, що довгий час вилучення великих мас мінеральної сировини та підземних вод з накопиченням значних обсягів гірничих виробок сформував умови для регіонального прояву деструктивних процесів в більшості гірничодобувних районів України. Разом з тим слід чітко уявляти, що ці процеси є шляхом виходу ГС на новий врівноважений стан, при якому зростає еколого-геологічний ризик і ускладнюються умови життєдіяльності в історичному плані. Цікаво відмітити наявність значної амплітуди динаміки змін екостану ГС: якщо в зоні впливу Чорнобильської аварії спостерігається природне очищення території від більшості радіонуклідів ЧАЕС і з часом до 90 % земель повернеться до життєздатного стану, то в Донбасі внаслідок сучасної технології закриття шляхом переважного затоплення ми ризикуємо втратити назавжди значні площі і зруйнувати інженерно-соціально інфраструктуру. Дуже довгий час Український Донбас був головною "кочегаркою", Кривбас - ведучою залізорудною базою СРСР, в яких заходи із стабілізації ГС після закриття гірничих підприємств впроваджувались у дуже обмежених обсягах і мали недосконалий характерз поступовим зростання соціально-екологічного ризику.

Зараз перед державною геологічної службою України, її регіональними та науковими закладами разом з підрозділами НАНУ, Мінекобезпеки, МНС видобувних галузей і іншими установами постає комплексна проблема рекультивації геологічного середовища в старих гірничодобувних районах, і мінімізація незворотних порушень його екологічних параметрів в нових умовах як одного з головних факторів збереження біорізноманітності території України, еколого-економічної безпеки гірничодобувних регіонів та безпечних умов формування українського етносу.

Таким чином, сучасний аналіз стану і вектору змін геологічного середовища та різноманітних техногенно-геологічних систем (ПМА, ГДР, зон впливу трубопровідних, транспортних, енергетичних систем та ін.) свідчить про подальше посилення дії деструктивних процесів верхньої зони літосфери із сталим розвитком екзогенних геологічних процесів. Даний механізм є головним у зниженні ентропійного рівня (обсягу внутрішнього енергопотенціалу) геологічного середовища з ним пов'язані небезпечні зміни стійкості інженерних споруд, напрямки формування нових природних і природно-техногенних геологічних та зв'язаних з ними екосистем. В цілому наведений вище комплекс теоретичних та прикладних еколого-геологічних завдань формує необхідність розвитку досліджень з екологічної рекультивації геологічного середовища та обгрунтування гранично припустимих еколого-геологічних змін.

 

 

І. Байсарович (ІГН НАН України),

О. Кошляков (КНУТШ)

ЕКОГЕОЛОГІЧНІ АСПЕКТИ ВПЛИВУ ВМІСТУ ПРИРОДНИХ КОМПОНЕНТІВ У ВОДІ НА СТАН ЗДОРОВ'Я ЛЮДИНИ

У комплексі екогеологічних проблем важливе місце належить не тільки оцінці забруднення підземних вод штучними компонентами, а також зв'язку певних захворювань людини із вмістом природних компонентів у воді. Без розв'язання цієї проблеми неможливо коректно визначити техногенну складову негативного впливу якості підземних вод на стан здоров'я людини. Наприклад, найбільш поширеними захворюваннями, що пов'язані з низьким вмістом природних мікроелементів у питних підземних водах, є ендемічний зоб (низький вміст J), карієс зубів (низький вміст F), залізодефіцитні анемії (низький вміст Fe та Сu).

За думкою медиків на даний час найбільш слабким місцем в організмі сучасної людини є серцево-судинна система. Дослідження факторів ризику серцево-судинних захворювань дозволило встановити, що низький вміст у питній воді іонів Са і Mg призводить до зростання згаданих захворювань [І]. За результатами досліджень 12 міст Англії (6 міст із самою жорсткою та 6 міст з самою м'якою питною водою) встановлено, що смертність від серцево-судинних захворювань у містах з жорсткою водою є нижчою за середню для Англії, а в містах з м'якою водою є вищою за середню. Крім того, параметри діяльності серцево-судинної системи є кращими у мешканців міст Англії з жорсткою питною водою. Для західної частини Фінляндії (більш жорстка питна вода) у порівнянні зі східною частиною (більш м'яка питна вода) характерними є також більш низька смертність від серцево-судинних захворювань, підвищений кров'яний тиск та вміст холестерину у крові людей [2]. Дослідники з Фінляндії дійшли висновку, що нестача Са та Mg у питній воді та продуктах харчування призводить до збільшення всмоктування в організм і токсичної дії важких металів, які "конкурують" з іонами Са та Mg у клітинах, порушуючи їх нормальну роботу [1,2].

Встановлено, що концентрації іонів Са та Mg у природних водах є вищими для районів розповсюдження таких гірських порід, перидотіти, карбонатні породи у порівнянні з районами розповсюдження гранітів. Базуючись на результатах досліджень, отриманих у Великобританії, Росії, Фінляндії із згаданої проблеми, було б доцільним дослідити зв'язок захворювань людини із вмістом природних компонентів у воді.

І. Воронов А.Н., Шварц А.А. Новые экологические аспекты оценки качества пресных подземных вод // Геоэкология - 1995. - №2. - С.75-79; 2. Geological Survey of FinlandAnnual Report. - 1998 -P:28-29

 

 

Т. Конецька, О. Фіалко, Д.Тютюнник,

Л. Ковальчук (КНУТШ)

ДОСЛІДЖЕННЯ МІГРАЦІЇ ТОКСИЧНИХ РЕЧОВИН У БАГАТОКОМПОНЕНТНИХ СИСТЕМАХ

(НА ПРИКЛАДІ ПРОГНОЗУ ХІМІЧНОГО ЗАБРУДНЕННЯ ВУГІЛЬНИХ ШАХТ ЦЕНТРАЛЬНОГО ДОНБАСУ)

Особливістю прогнозів масштабів забруднення вугільних шахт Центрального Донбасу є практично повна відсутність відомостей, які б дозволили зробити цей прогноз науково обгрунтованим та оцінити ступінь загрози забруднення для здоров'я населення та шахтарів.

В доповіді розглядаються питання, пов'язані з прогнозом міграції хімічних забруднювачів у гірських породах. Для вирішення цих питань необхідні були нові математичні моделі, що описують вказані вище процеси.

Геологічна будова даної території характеризується присутністю корінних порід, що перекриваються тонким рихлим чохлом четвертинних відкладів.

Корінні породи, що мають низькі іонообмінні властивості, мало впливають на зміну складу токсичних речовин, залишаючись тільки зоною їх транзиту.

Щоб оцінити вірогідність процесів самоочищення стоків при фільтрації їх крізь гірські породи за рахунок сорбції органічних забруднювачів на твердій фазі гірських порід було проведено рентгенографічне дослідження зразків суглинків і глин з свердловин промрайону, що вивчався. Результати рентгенографічного дослідження показали, що дослідні зразки не відносяться до типу добре поглинаючих порід. Це також підтверджується невеликими значеннями ємності катіонного обміну (12-23 мг-екв/100г) та її складом, де переважає іон Са2+.

Аналіз результатів рентгенографічного дослідження і визначення хімічних характеристик гірських порід району досліджень дозволяє стверджувати, що адсорбція токсикантів у вміщуючих породах дуже мало впливає на площу та швидкість розповсюдження забруднювачів у ґрунтових водах. За результатами експериментальних досліджень можна зробити такі висновки:

1. Корінні породи (пісковики, сланці, алевроліти) в масиві є практично несорбуючими а також непроникними для води і токсичних рідин. Фільтрація і дифузія можуть відбуватись там тільки по системі тріщин в корінних породах, тому процеси сорбції в них можна не враховувати.

2. У рихлих осадових відкладах значення коефіцієнтів молекулярної дифузії Дм коливається від 0,3*10-6 м2/доб у суглинках до 11*10-6 м2/доб у мілкозернистих пісках.

Таким чином можна зробити висновок, що чохол осадових порід в межах Центрального Донбасу не може вважатись екраном, що захищає від проникнення із земної поверхні токсичних речовин у гірські виробки або в грунтові води.

 

 

М. Коржнев (Мінекобезпеки України),

О. Кошляков (КНУТШ)

ПРОБЛЕМИ СТВОРЕННЯ НОРМАТИВНОЇ БАЗИ 3 ПИТАНЬ ОХОРОНИ ДОВКІЛЛЯ ПІД ЧАС РОЗРОБКИ РОДОВИЩ НАФТИ ТА ГАЗУ

Питання екологічної регламентації робіт на родовищах нафти та газу на теперішній час є досить актуальними.

Авторами проаналізовані існуючі нормативні документи, зокрема, Закони України "Про охорону навколишнього природного середовища", "Про екологічну експертизу", "Про охорону атмосферного повітря", "Про природно-заповідний фонд". Положення про порядок видачі дозволів на спеціальне використання природних ресурсів, Земельний кодекс України, Водний кодекс України, Кодекс України про надра. Вивчені типові звіти про геолого-пошукові роботи на нафту і газ; розділи ОВНС, які надані для отримання погодження на ліцензування розробки відповідних родовищ (понад ЗО об'єктів); результати наукових еколого-експертних оцінок проектів розвідки та експлуатації родовищ нафти і газу; висновки державних екологічних експертиз стосовно відповідних проектів.

На основі вивчення та аналізу вдалося визначити основні групи факторів, які негативно впливають на довкілля при здійсненні робіт на нафту і газ. Це дозволило сформулювати основні екологічні вимоги до підприємств, що здійснюють пошуки, розвідку та експлуатацію родовищ нафти і газу. Вимоги є різними до таких груп підприємств:

- підприємства, що проектують або здійснюють пошуки та розвідку родовищ;

- підприємства, що проектують або здійснюють дослідно-промисловий видобуток на родовищах;

- підприємства, що проектують промислову експлуатацію родовищ;

- підприємства, що здійснюють промислову експлуатацію родовищ.

Аналіз сформульованих екологічних вимог до різних груп підприємств дозволив визначити проблеми, які потребують урегулювання на законодавчому рівні, тобто розробки, прийняття і затвердження відповідних нормативно-правових документів. Такі нормативно-правові документи мають обов'язково охоплювати всі етапи робіт (проектування, ліцензування, виконання і контроль за виконанням) для кожноїіз стадій (пошуки, розвідка, дослідно-промислова експлуатація, промислова експлуатація).

Окрема група питань, яка також потребує певного законодавчого врегулювання, стосується технології бурових робіт, експлуатації та частково транспортування сировини від міст видобутку (обладнання та розташування бурових ділянок і інфраструктури, що пов'язана з видобутком). Метою такого врегулювання має бути збереження грунтів, фауни і флори, атмосферного повітря, гідросфери; запобігання забрудненню прилеглих ділянок місцевості та виникненню аварійних ситуацій.

Встановлено, що недостатньо врегульованою законодавче, але дуже актуальною є проблема вилучення супутніх мінералізованих вод на родовищах нафти і газу та повернення таких вод, захоронення у спеціально обрані геологічні структури або скиду у поверхневі водойми чи водотоки.

Виходячи з вищезгаданого, авторами визначені головні аспекти проекту відповідних нормативних документів. Зокрема, у проекті висвітленні питання щодо:

- екологічної регламентації геофізичних робіт на стадії пошуків та розвідки родовищ;

- визначення статусу та допустимих об'ємів дослідно-промислової експлуатації;

- екологічних вимог до інфраструктури ділянок пошуків, розвідки та експлуатації родовищ;

- врахування еколого-економічних та соціальних аспектів пошуків, розвідки та експлуатації родовищ;

- вимог до ОВНС для діючих родовищ.

Крім того, існує необхідність у розробці доповнень (інструкцій) до документів, які регламентують:

- процедуру погодження матеріалів при отриманні відповідних ліцензій для виконання робіт на родовищах нафти і газу;

- процедуру контролю проведення робітна нафту і газ з боку контролюючих органів.

    1. Екологія і закон: Екологічне законодавство України : У 2-х кн. / Відповідальний редактор В.І.Андрейцев. -К., 1997.

 

 

А.Мандрик,

С.Католіченко (КНУТШ)

ВИВЧЕННЯ УМОВ ЗАХИЩЕНОСТІ ҐРУНТОВИХ ВОД ВІД ЗАБРУДНЕННЯ

Під захищеністю підземних вод від забруднення розуміється перекритість водоносного горизонту відкладами, перш за все слабопроникними, які перешкоджають проникненню забруднюючих речовин із поверхні землі.

Наведені дані є результатом наукових досліджень у межах Рубежансько-Лисичанського промислового району Луганської області.

Надходження забруднюючих речовин у підземні води залежить від їх природної захищеності, яка у свою чергу, залежить від багатьох факторів, які можна об'єднати у дві групи – природні та техногенні.

Серед природних факторів, які впливають на проникнення забруднюючих речовин у підземні води і захищеність останніх, важливу роль відіграють геолого-гідрогеологічні умови, одним з яких є будова та властивості порід зони аерації (потужність, літологія, наявність у розрізі слабкопроникних відкладів, фільтраційні та сорбційні властивості, режим вологості).

Грунти зони аерації відіграють двояку роль у процесі забруднення підземних вод: з одного боку, вони виконують захисні функції по відношенню до ґрунтових вод, з іншого – можуть бути вторинними джерелами забруднення. Захисні властивості зони аерації тим вищі, чим більша їх потужність і потужність слабкопроникних відкладів в її складі, і виражаються через показник захищеності Е.

До техногенних факторів відносяться перш за все специфічні властивості тих або інших видів забруднення, їх стійкість та умови проникнення забруднюючих речовин у підземні води.

Слабкопроникні відклади залежно від виду забруднення можуть проявляти різні екрануючі (захисні) властивості (глини можуть бути практично непроникними для прісних вод і фільтрувати хлоридні розчини).

На умови захищеності підземних вод істотно впливає характер проникності забруднюючих речовин із поверхні землі (в однакових умовах підземні води можуть бути надійно захищені від речовин, які випадають з атмосферними опадами невеликої інтенсивності, і не захищені в разі систематичних скидів стічних вод на поверхню землі, або при спорудженні на поверхні землі промислових басейнів стічних вод тощо).

Важливим фактором, який визначає захищеність підземних вод, є стійкість або розкладеність забруднюючої речовини: якщо вона не стійка, легко і швидко розкладається, то захищеність підземних вод значно вища, ніж у випадку довгоживучого і стійкого забруднювача.

Однак спільне врахування природних і техногенних факторів у більшості випадків надто складне. Тому слід виходити перш за все, з природних факторів захищеності.

Оцінка захищеності підземних вод може бути якісною (основана на природних факторах) і кількісною (виходячи з природних і техногенних факторів). У першу чергу вона може бути оцінена за часом проникнення в підземні води забруднюючих речовин, тобто за часом досягнення забруднених стоків рівня підземних вод. Така оцінка захищеності є найбільш об'єктивною і повною, яка враховує значною мірою і природні і техногенні фактори.

 

 

Б. Мандрик (КНУТШ)

РОЗРОБКА ПРИРОДООХОРОННИХ ЗАХОДІВ НА ТЕХНОГЕННО НАВАНТАЖЕНИХ ТЕРИТОРІЯХ

У сучасних умовах під впливом техногенних факторів все частіше відбуваються значні негативні зміни в навколишньому середовищі і особливо в геологічному. Тому питання постановки та проведення еколого-геологічних досліджень та прогнозів є одним з найважливіших, у загальній проблемі розв'язання задач екологічного оздоровлення довкілля.

Для повного врахування всієї різноманітності природних умов та особливостей техногенного навантаження необхідний комплексний підхід, який має базуватися на системі взаємодіючих між собою геофільтраційних, геоміграційних та інших детермінованих та ймовірнісно-статистичних моделей гідрогеологічних умов техногенне навантажених територій.

Одним із таких в Україні є Слав’янсько-Краматорський промислово-територіальний комплекс, який суттєво негативно виливає на екологічну обстановку густонаселеного району.

Вплив діяльності промислового комплексу на екологічну обстановку району вивчався на створених геофільтраційних детермінованих та стохастичних моделях. Це дало змогу встановити основні промислові та сільськогосподарські об'єкти, що стали причиною забруднення підземних вод. Були. кількісно оцінені втрати техногенних вод з полів зрошення, на територіях промислових підприємств та в межах міської забудови. Визначені напрямки руху забруднених підземних вод та можливі зміни їх рівневого режиму та якісного складу.

Для запобігання подальшого забруднення природних вод району та підтоплення міських та сільськогосподарських територій за допомогою побудованих геофільтраційних моделей розроблені найбільш оптимальні варіанти природоохоронних заходів, рекомендовано здійснити заходи по упорядкуванню роботи численних джерел забруднення підземних вод (очисних споруд, відстійників, шламонакопичувачів, шлакових гір тощо).

Геофільтраційні моделі районів міст Краматорська та Слав'янська є постійно діючими, що дозволяє вносити до них зміни за мірою надходження додаткової інформації, а також розробляти інші варіанти природоохоронних заходів.

 

 

О. Шпак ( НАНУ),

Ю.Негода( КНУТШ)

ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСІВ ЗАБРУДНЕННЯ НАФТОПРОДУКТАМИ ПІДЗЕМНИХ ВОД У РАЙОНІ ВІЙСЬКОВОГО АЕРОДРОМУ (М. ЛУЦЬК) ЗА ДОПОМОГОЮ МАТЕМАТИЧНОГО МОДЕЛЮВАННЯ

На північно-західній околиці м. Луцьк розташований військовий аеродром, що займає площу до 200 га. На цій площі та в межах прилеглої території відбувається забруднення грунтів і підземних вод нафтопродуктами, зокрема, гасом. Джерелом забруднення є склад ГСМ-2. Для дослідження умов формування еколого-гідрогеологічного становища поблизу військового аеродрому визначена територія, що включає ділянку річкової заплави та першої надзаплавної тераси.

За наявними даними у березні 1997 р. потужність шару вільного гасу у спостережних свердловинах та колодязях, розташованих у районі авіабази та у мікрорайоні "Вишків" становила в середньому 1.5-2.5 м. З кінця 1997 р. роботи та регулярні спостереження на дослідній території не проводилися. Обстеження території, яке було здійснене на початку 1999 р., показало, що ситуація докорінно змінилась - зафіксовано суттєве зменшення кількості вільного гасу в ґрунтових водах, що дало підставу припускати просування ареалу нафтопродуктів у напрямку р. Стир, а це, зрозуміло, може мати дуже небезпечні наслідки. Саме ці припущення й обумовили виконання досліджень забруднення гасом підземних вод за допомогою математичного моделювання.

Для створення розрахункової моделі та виконання обчислювальних експериментів було використано програмні системи GWFS та MODFLOW. Було створено модель, область фільтрації якої включала водоносні горизонти у четвертинних супісках та верхньокрейдяних мергелях, розділені слабкопроникним шаром. Виконане рішення нестаціонарної фільтраційної задачі з урахуванням перетікання із четвертинного горизонту у верхньокрейдяний. Обчислювальні експерименти мали на меті:

- відтворення на моделі гідрогеологічної ситуації, що мала місце у березні 1997 р.;

- визначення ролі інфільтрації атмосферних опадів у формуванні рівневої поверхні ґрунтових вод;

- визначення ролі верхньокрейдяного горизонту і роздільного шару.

У першу чергу необхідно було визначити рівні ґрунтових вод на ділянці розповсюдження Нафтопродукту. Було прийняте за доцільне замінити реально існуючу двошарову систему рідин (гас-вода) одним еквівалентним шаром, вільна поверхня якого відображається лінями зведеного напору. Для відповідного корегування результатів виміру рівнів у свердловинах, де у 1997 р. було виявлено шар гасу, застосовується вираз:

де, -, п'єзометрична висота в точці на площині розділу гас/вода; та -- об'ємна вага відповідно води та racy; ZГ – товщина шару гасу.

Досліджувалась роль інфільтраційного живлення у формуванні рівневої поверхні ґрунтових вод. Порівняння отриманих результатів з даними спостережень у жовтні 1999 р. дає змогу переконатися у вірогідності модельних параметрів і цілковитій реальності припущення про надзвичайну чутливість рівневої поверхні ґрунтових вод у межах території, що досліджується, до умов живлення за рахунок інфільтрації атмосферних опадів.

Дуже важливим видається питання про можливе перенесення розчиненого у ґрунтових водах гасу крізь роздільний шар слабко проникних відкладів до крейдяного горизонту, адже швидкості фільтрації у тріщинуватих породах значно більші, ніж у супіско-суглинистих відкладах. Встановлено, що при дійсній швидкості фільтрації 1.2- 10-3 м/доб забруднювач подолає 10-метровий роздільний шар за 23 роки. Однак, цей термін є приблизним. Час проходження забруднювача через роздільний шар як більшим за рахунок сорбції і деструктивних процесів, які не були враховані на моделі, так і меншим при наявності на території гасового ореолу зон підвищеної низхідної фільтрації. Щоб зробити остаточні висновки щодо загрози проникнення нафтопродуктів у верхньокрейдяний водоносний горизонт, необхідно визначити дослідним шляхом фільтраційні і міграційні параметри водовміщуючих відкладів, що потребує виконання певного обсягу гідрогеологічних робіт.

Проведений модельний експеримент, метою якого було одержати відповідь на питання, чи зможе викликати відкачка у верхньокрейдяному водоносному горизонті більш-менш суттєве зниження рівня у четвертинному горизонті. У разі позитивної відповіді можна було б, по-перше, через проведення дослідної відкачки визначити параметри водоносних горизонтів і роздільного шару, а по-друге, видається досить реальною пропозиція за допомогою такої відкачки керувати режимом підземних вод верхнього водоносного горизонту. Мається на увазі ідея за допомогою штучної інтенсифікації перетікання до верхньокрейдяного горизонту утворити у четвертинному горизонті воронку, до якої має бути спрямований потік вільного гасу. Остаточний висновок про можливість керування режимом підземних вод четвертинного горизонту за'-лежить від того, яким за результатами подальших досліджень виявиться величина проникності роздільного шару. Якщо коефіцієнт фільтрації роздільного шару буде мати значення приблизно 10-3 м/доб, таке припущення видається досить реальним. За даними по всіх існуючих спостережних свердловинах у районі досліджень була побудована карта гідроізогіпс водоносного горизонту у четвертинних відкладах. Потім був проведений аналіз просторового розташування всіх існуючих на даний момент свердловин. У місцях надмірного їх скупчення видається доцільним вилучення найменш інформативних свердловин з режимної мережі, оскільки вони практично не впливають на точність оцінки гідрогеологічної ситуації.

З метою з'ясування можливості забруднення розчиненими нафтопродуктами водоносного горизонту верхньокрейдяних відкладів шляхом перетікання забруднених вод з горизонту четвертинних відкладів планується в зонах із максимальним забрудненням пробурити принаймні дві свердловини на верхньокрейдяний водоносний горизонт. При бурінні необхідно звернути особливу увагу на герметизацію затрубного простору свердловин, щоб уникнути дренування нафтопродуктів у водоносний горизонт верхньокрейдяних відкладів.

 

 

А. Брикс (ІГН НАНУ),

М. Огняник (КНУТШ)

КОНЦЕПЦІЯ СТВОРЕННЯ ІНФОРМАЦІЙНО-ДОВІДКОВОЇ СИСТЕМИ "ЗАБРУДНЕННЯ НАФТОПРОДУКТАМИ ПІДЗЕМНИХ ВОД"

Інформаційно-довідкова система (ІДС) створюється для розв'язання кола задач, пов'язаних з проблемою забруднення водоносних горизонтів нафтопродуктами. База даних цієї системи має включати інформацію про об'єкти двох типів: об'єктів, що забруднюють підземні води ОЗАБ), і об'єктів, що потребують захисту від забруднення (ОЗАХ).

Якщо для опрацювання вибрані об'єкти, "що забруднюють ...", то використання ІДС передбачає постановку наступних завдань:

- загальна оцінка специфічного навантаження на підземну гідросферу в межах визначеної території;

- оцінка можливого (негативного) впливу вказаного забруднюючого об'єкту (об'єктів) на підземну гідросферу; вказівка на розташовані поблизу об'єкти, що потребують захисту;

- пошук джерел інформації про об'єкти нафтохімічного забруднення;

- обгрунтування необхідності дослідження і збирання інформації про ОЗАБ. Якщо для опрацювання вибрані об'єкти, "які потребують захисту ...", то постановка завдань має на меті:

- пошук джерел інформації про водогосподарчі та природні об'єкти, яким може загрожувати нафтохімічне забруднення;

- оцінка захищеності водогосподарчих та природних об'єктів; вказівка на наявність джерел забруднення;

- оцінка еколого-гідрогеологічної вивченості території; пошук інформації про організації та підприємства, що виконують відповідні роботи або мають необхідний досвід; обгрунтування необхідності досліджень і збирання інформації про ОЗАХ.

Результатом використання ІДС має бути ЗВІТ з окремого водогосподарчого або природного об'єкту, з адміністративного району, області чи річкового басейну (або водогосподарчої ділянки).

Збирання інформації про джерела забруднення нафтопродуктами підземної гідросфери та об'єкти, що потребують захисту (у першу чергу, мається на увазі водозабори) - процес дуже трудомісткий і довготривалий. Для того, щоб забезпечити його успішну реалізацію, необхідно, перед усе ретельно обгрунтувати концептуальну схему паспортизації з обов'язковим урахуванням її специфічного призначення - формування бази даних ІДС під умовною назвою "ЗАХИСТ ПІДЗЕМНИХ ВОД ВІД ЗАБРУДНЕННЯ НАФТОПРОДУКТАМИ".

Саме з таких міркувань у початковий період основні зусилля мають бути сконцентровані на обгрунтуванні раціональної структури ІДС та детальному визначенні базових форм: таких як "перелік об'єктів, що забруднюють підземні води - ОЗАБ", "Опис ОЗАБ", "Перелік ОЗАХ", "Опис ОЗАХ" та ін. Для прикладу нижче наведено форму "Перелік ОЗАБ". Форма "Перелік О3AX" має аналогічну структуру.

Слід вказати, що ці та інші розроблені форми є робочими примірниками, які ще до впровадження потребують ретельного узгодження з урахуванням реальних можливостей тих служба на які у майбутньому буде покладено обов'язки здійснювати на практиці збирання, первинну обробку, зберігання інформації та її увід до бази даних.

Перелік об’єктів, що забруднюють підземні води - ОЗАБ

п/п

Скорочена назва

ОЗАБ

Код

ОЗАБ

Координати

 

Географічні

Координати

Х

Y

Довгота

Широта

 

 

 

№ такі,

як у формі "Опис

ОЗАБ" -

 

 

 

Повна юридична

назва та інші

дані - у формі

"Опис ОЗАБ".

 

 

 

Необхідний для

формування звітів

по областях,

районах та річкових

басейнах

Необхідно для графічного відображення та

зіставлення з іншими об'єктами на схемах і

картах

  << на попередню


 Web-сайт створений за підтримки консорціуму IREX

 З приводу розміщення матеріалів контактуйте: Дмитро Кравченко, dmitry_k@mail.univ.kiev.ua