Основні джерела і об'єкти забруднення довкілля в нафтогазовій галузі охоплюють широкий спектр виробничих операцій: геолого-розвідувальні роботи, буріння свердловин, видобуток вуглеводнів, їх підготовку до транспортування, трубопровідне та залізничне транспортування, зберігання та переробку (нафтопереробні та газопереробні заводи). Кожна з цих стадій пов'язана зі специфічними джерелами забруднення і впливає на конкретні компоненти довкілля.

Особливість нафтогазової галузі полягає в тому, що основні забруднювачі — нафта, газ, пластові та промислові стічні води, хімічні реагенти, що використовуються в технологічних процесах, — мають здатність до міграції в довкіллі та тривалого збереження в ньому. Нафтові плівки на водній поверхні, наприклад, можуть зберігатися місяцями і навіть роками. Відповідно до навчального посібника «Екологічна безпека у нафтогазовій промисловості» (НТУ «ХПІ», 2021), на всіх стадіях — видобуток нафти, виділення супутніх газів і води, зберігання, транспортування, переробка — відбувається забруднення атмосфери, ґрунтів, водних об'єктів нафтою і нафтопродуктами (фенолом, бензолом, толуолом, етиловим ефіром тощо). За термічної обробки вуглеводневих сполук виділяються канцерогенні речовини, якими нафто- та газопереробні заводи забруднюють довкілля за відсутності надійних природозахисних систем.

Вплив геолого-розвідувальних робіт та буріння свердловин на довкілля Геологорозвідувальні роботи — це перша стадія освоєння нафтогазових родовищ, яка вже несе в собі ризики для довкілля. Сейсмічні дослідження з використанням вибухових речовин порушують ґрунтовий покрив, лісові масиви та водні екосистеми. Прокладання доріг і трубопроводів до розвідувальних свердловин призводить до фрагментації природних ландшафтів.

Буріння свердловин є одним із найбільш екологічно небезпечних процесів у нафтогазовій галузі. Основними джерелами забруднення при бурінні є: — відпрацьований буровий розчин та бурові шлами, що містять нафтопродукти, важкі метали та хімічні реагенти; — стічні буровикидальні води (пластові флюїди, що піднімаються на поверхню); — пилові та газові викиди при проходці горизонтів з природним газом; — забруднення ґрунтів та підземних вод унаслідок порушення цілісності свердловини або амбарів для зберігання відходів буріння. Амбари — накопичувачі відходів при бурінні свердловин — є серйозним джерелом забруднення підземних вод і ґрунту. Незважаючи на вимогу рекультивації після завершення буріння, фактичний стан цих об'єктів часто залишає бажати кращого.

Вплив видобування нафти і газу на довкілля У процесі експлуатації нафтових і газових свердловин основними джерелами забруднення є: — пластові води (попутні води) — мінералізовані розсоли, що піднімаються разом з нафтою і газом. Вміст солей у пластових водах може перевищувати 300 г/л, що в десятки разів вище за морську воду. При розливах вони засолюють ґрунти і водойми; — супутній нафтовий газ — спалювання його на факелах є потужним джерелом атмосферного забруднення (CO₂, SO₂, сажа, бензапірен). В Україні щорічно спалюються сотні мільйонів кубічних метрів супутнього газу; — нафта і нафтопродукти — при витоках з свердловин, нафтозбірних трубопроводів, установок підготовки нафти; — хімічні реагенти — деемульгатори, інгібітори корозії та парафіновідкладень, що використовуються для підготовки продукції свердловин; — метан — при видобутку природного газу значні обсяги метану потрапляють в атмосферу через нещільності обладнання, технологічні стравлювання. Метан є сильним парниковим газом (у 25 разів потужнішим за CO₂).

Вплив транспортування нафти і газу на довкілля

Трубопровідний транспорт є основним способом переміщення вуглеводнів від місць видобутку до споживача. Незважаючи на відносну безпечність у штатному режимі, трубопроводи несуть потенційну загрозу великомасштабного забруднення при аваріях. Основними причинами аварій є: — корозійне руйнування труб (особливо для старих трубопроводів); — механічні пошкодження (при земляних роботах, сільськогосподарській діяльності); — геологічні процеси (зсуви, просідання ґрунту, підмивання водотоками); — несанкціоновані врізки з метою крадіжки нафти.

При аварійних розливах нафтопродукти потрапляють у ґрунт, поверхневі та підземні води. Особливо небезпечними є розливи в річках та водоймах. Нафтопродукти у водоймах надходять також під час залізничних перевезень, а також внаслідок змиву дощовими і талими водами з промислових територій.

Вплив зберігання нафти і нафтопродуктів на довкілля

Нафтосховища (резервуари, підземні сховища) є потенційними джерелами забруднення підземних вод і ґрунтів. Основними причинами витоків є корозія стінок і днищ резервуарів, переповнення при надходженні, недотримання правил технічної експлуатації. Пари нафтопродуктів, що виділяються при «диханні» резервуарів (у процесі закачування та перепадів температур), є джерелом атмосферного забруднення вуглеводнями, у тому числі канцерогенними ароматичними сполуками.

Вплив переробки нафти і газу на довкілля

Нафтопереробні та газопереробні заводи є комплексними джерелами мультикомпонентного забруднення навколишнього середовища. Основними забруднювачами є: — атмосферні викиди — оксид і діоксид сірки (SO₂), оксиди азоту (NOₓ), чадний газ (CO), леткі органічні сполуки (ЛОС), у тому числі бензол, толуол, ксилол, формальдегід, бензапірен; — стічні води — кислі води з вмістом сірководню, аміаку, фенолів, нафтопродуктів; луги після очищення нафтопродуктів; відпрацьовані миючі розчини; — тверді відходи — нафтові шлами (суміш нафтопродуктів, води та механічних домішок), відпрацьовані каталізатори, що містять важкі метали (нікель, ванадій, молібден); — теплове забруднення — скидання нагрітих оборотних вод у природні водойми.

ОСНОВНІ ОБ'ЄКТИ ЗАБРУДНЕННЯ ДОВКІЛЛЯ

Атмосферне повітря є одним із найважливіших об'єктів забруднення в нафтогазовій галузі. До основних забруднювачів атмосфери відносяться

– вуглеводні сетанового ряду — (метан, етан, пропан, бутан, пентан та вищі) — при видобутку, зберіганні та переробці. Метан є парниковим газом; ароматичні вуглеводні (бензол, толуол) мають канцерогенні властивості; — оксиди сірки (SO₂, SO₃) — утворюються при спалюванні сірковмісних нафти і газу, є причиною кислотних дощів; — оксиди азоту (NOₓ) — продукти горіння при спалюванні вуглеводнів у факелах і технологічних установках; — тверді частинки (сажа, зола) — при неповному спалюванні вуглеводнів; — сірководень (H₂S) — надзвичайно токсичний газ, що виділяється при видобутку сірчистих нафт і газів; — бензапірен та інші поліциклічні ароматичні вуглеводні — канцерогенні речовини, що утворюються при термічній обробці вуглеводнів.

Водні ресурси

Забруднення водних ресурсів є одним із найбільш небезпечних наслідків діяльності нафтогазової галузі. Нафтопродукти можуть знаходитися у воді у вигляді поверхневої плівки або емульсії, а також у розчиненому стані. Навіть незначні кількості нафти у водоймах суттєво погіршують органолептичні властивості води, надають рибі неприємного присмаку й запаху, а у великих кількостях призводять до її загибелі.

Забруднення поверхневих водних об'єктів відбувається внаслідок: — аварійних розливів нафти при порушенні цілісності трубопроводів, резервуарів, танкерів; — скиду неочищених або недостатньо очищених стічних і виробничих вод; — змиву нафтопродуктів з забруднених промислових майданчиків поверхневими водами; — витоків нафти з нафтосховищ і забруднення ґрунтових вод з подальшим надходженням у річки та водойми.

Особливу небезпеку становить забруднення підземних вод. Основними причинами цього є: діяльність промисловості (37 %), сільського господарства (16 %), житлово-комунального господарства (10 %), надходження некондиційних підземних вод при порушенні режиму експлуатації водозаборів (13 %). Для нафтогазової галузі характерні специфічні механізми забруднення підземних вод — через свердловини при порушенні ізоляції між пластами, через амбари для зберігання бурових відходів, через ґрунт при розливах нафти.

Ґрунти і земельні ресурси

Ґрунти є одним із найбільш вразливих об'єктів забруднення в нафтогазовій галузі. Нафтове забруднення ґрунтів призводить до: — пригнічення та загибелі ґрунтової мікрофлори, що порушує кругообіг речовин у природі; — погіршення водно-повітряних властивостей ґрунту — нафта заповнює пори і перешкоджає аерації; — засолення ґрунтів при розливах пластових вод з надвисоким вмістом мінеральних солей; — порушення ґрунтового покриву при прокладанні трубопроводів, доріг, будівництві промислових об'єктів; — накопичення в ґрунтах важких металів, поліциклічних ароматичних вуглеводнів. Самоочищення забрудненого нафтою ґрунту в природних умовах відбувається дуже повільно — від кількох років до десятків років. Особливо стійкими є важкі фракції нафти (асфальтени, смоли), що практично не піддаються мікробіологічному розкладанню.

Геологічне середовище і надра Геологічне середовище — верхня частина літосфери і підземної гідросфери — зазнає значного впливу від нафтогазовидобувної діяльності. Основними видами впливу є: — зміна пластового тиску при видобутку вуглеводнів, що може спричиняти просідання земної поверхні; — забруднення продуктивних пластів та сусідніх горизонтів через свердловини при порушенні ізоляції між пластами; — індуковані сейсмічні події при інтенсивному видобутку або нагнітанні рідини у пласти; — активізація зсувів та інших екзогенних геологічних процесів при порушенні гідрогеологічного режиму; — забруднення надр при підземному зберіганні газу і нафти, захороненні стічних вод у глибокі горизонти.

Біота

Забруднення нафтою та нафтопродуктами має надзвичайно шкідливий вплив на живі організми. Рибне господарство є однією з найбільш постраждалих галузей — навіть незначні домішки нафтопродуктів у водоймах надають рибі неприємного присмаку і запаху, а у великих кількостях призводять до її загибелі та деградації популяцій. Нафтова плівка на поверхні водойм порушує газообмін між водою та атмосферою, що веде до дефіциту кисню і загибелі гідробіонтів.

Забруднення ґрунтів нафтою пригнічує рослинний покрив — зникає трав'яниста рослинність, гинуть дерева та чагарники на забруднених ділянках. Пернаті, що контактують з нафтою (при аварійних розливах на акваторіях), нерідко гинуть через злипання оперення та порушення терморегуляції.

АВАРІЙНІ СИТУАЦІЇ ТА ЇХ НАСЛІДКИ Аварійні ситуації є найбільш небезпечним аспектом екологічного впливу нафтогазової галузі. До основних типів аварій відносяться: — відкрите фонтанування свердловин — аварійний викид нафти, газу і пластових вод на поверхню. При цьому пластові флюїди проникають у всі проникні горизонти по шляху руху, відбувається їх змішування з водами зони вільного водообміну. На місці аварійних свердловин часто утворюються кратери, які важко рекультивувати; — аварії на нафтопроводах — розриви труб унаслідок корозії, механічних пошкоджень, дефектів зварних швів. При цьому можливий розлив великих об'ємів нафти та її потрапляння у водотоки; — аварії на нафтопереробних заводах — пожежі, вибухи, викиди токсичних речовин в атмосферу; — аварії нафтоналивних суден — катастрофічні розливи нафти в морському середовищі.

Аварійні викиди нафти, газу і мінералізованих вод відбуваються рідко, але можуть носити катастрофічний характер і супроводжуватися людськими жертвами. Наприклад, аварія на нафтовій платформі Deepwater Horizon у Мексиканській затоці в 2010 р. спричинила розлив близько 5 млн барелів нафти, що стало найбільшою екологічною катастрофою в історії нафтовидобутку. Наслідки цієї аварії для екосистем Мексиканської затоки відчуваються дотепер.

В Україні найбільш поширеними є аварії на нафтопроводах, пов'язані зі значним зносом трубопровідної інфраструктури. Через активне зарегулювання водних об'єктів і специфіку рельєфу забруднення нафтою швидко поширюється на значні відстані від місця аварії.

ЗАХОДИ ЩОДО ЗМЕНШЕННЯ ЗАБРУДНЕННЯ ДОВКІЛЛЯ Розв'язання проблем техногенно-екологічної безпеки в нафтогазовій галузі потребує комплексного підходу, що включає технічні, організаційні та законодавчі заходи.