АННОТАЦИЯ

«Газо-геохимический мониторинг геологические и геоэкологические исследования акватории залива Петра Великого и прибрежных территорий». Этап 5 «Геоэкологические исследования в районе залива Петра Великого»

Целью работ являлась оценка экологического состояния акватории залива Петра Великого и прибрежных территорий по газо-геохимическим параметрам.

В ходе выполнения пятого этапа были решены следующие задачи:

• рассмотрены данные многолетних газо-геохимических исследований, проводимых в акватории залива Петра Великого и на прибрежных территориях,
• дана оценка негативного воздействия повышенных концентраций газов на компоненты окружающей среды и жизнедеятельность людей в зоне влияния ликвидированных угольных месторождений, расположенных в прибрежной полосе,
• дана оценка негативного воздействия полигона ТБО «Горностаевский»,
• описано влияние метана, растворенного в воде и сорбированного донными отложениями, на компоненты окружающей среды.

Все поставленные задачи позволяют выполнить оценку современного экологического состояния акватории залива Петра Великого.

В соответствии с задачами в первой подглаве представлены результаты газо-геохимических исследований в акваториях Амурского и Уссурийского заливов, в юго-западной части залива Петра Великого и на прибрежных территориях, выполненных в 2011 – 2012 гг. в рамках Госконтракта, а также данные ранее проводимых исследований.

Во второй подглаве дается оценка негативного воздействия повышенных концентраций газов на компоненты окружающей среды и жизнедеятельность людей. Подробно раскрыты последствия появления шахтных газов на поверхности после ликвидации угольных шахт, которые расположены в прибрежно-шельфовой зоне залива Петра Великого. Дана оценка влияния полигона ТБО «Горностаевский», расположенного на берегу Уссурийского залива, как в период его эксплуатации, так и после рекультивации. Описано влияние метана, растворенного в воде и сорбированного донными отложениями, на компоненты окружающей среды.

Таким образом, в итоге проведенных исследований по пятому этапу получены результаты, которые позволили сделать выводы о современном экологическом состоянии акватории залива Петра Великого и прибрежных территорий по газо-геохимическим параметрам. На основе имеющихся данных по распределению газо-геохимических полей на изучаемой территории была выполнена оценка негативного воздействия повышенных концентраций газов на компоненты окружающей среды и жизнедеятельность людей.

Исследования, проведенные в прибрежно-шельфовой зоне показали, что большое влияние на экологическое состояние изучаемого района оказывают уже ликвидированные угольные месторождения юга Приморья и рекультивированный в настоящее время полигон ТБО «Горностаевский».

Шахтные газы Артемовского, Тавричанского и Подгородненского месторождений содержат 80 - 90 % метана, 10 – 19 % углекислого газ, а так же углеводородные газы, водород и гелий. Скопления метана представляют собой большую опасность. Смесь метана с воздухом горит с взрывом при наличии источника огня (искры) и концентрации метана 6 - 12 %. При концентрации метана 9 % метано-воздушная смесь взрывается, имея максимальную силу взрыва. При концентрации метана более 14 % метано-воздушная смесь горит (без взрыва) самостоятельно при условии притока кислорода (свежего воздуха) извне. Наибольшую опасность при скоплениях метана представляют закрытые здания, сооружения и коммуникации.

Вместе с метаном в шахтах присутствует «мертвый воздух» - шахтная атмосфера с низким содержанием кислорода и повышенным содержанием углекислого газа. Углекислый газ наравне с метаном составляет опасность для жизнедеятельности людей. В приземном воздухе содержится 0,033 % СО₂. Он тяжелее воздуха в 1,5 раза, поэтому скапливается на дне сооружений. Даже при небольших его концентрациях (около 1 %) у человека затрудняется дыхания, наступает обморок, а затем удушье. Наиболее вероятные места скопления - нижние части погребов и подвалов, коммуникации, плохо проветриваемые здания и сооружения.

Кроме того, что метан и углекислый газ являются источниками повышенной опасности для жизнедеятельности людей, они также, являясь тепличными газами, оказывают большое влияние на глобальный процесс потепления климата, тем самым воздействуя на всю планету в целом.

На полигоне ТБО «Горностаевский», негативное воздействие аномальных концентраций газов оказывается как на атмосферный воздух, так и на прилегающую акваторию, так как водотоки из под полигона, которые появляются в период дождей, проникают в море. Полигонная вода в основном насыщена метаном и углекислым газом, подкислена, поэтому будет растворять соединения металлов и выносить загрязнение в прибрежную воду.

Международный опыт эксплуатации и рекультивации полигонов показывает, что единственный способ прекращения выделения в атмосферу биогаза – это его организованное удаление через систему скважин и коллекторов с последующей утилизацией и использованием в народном хозяйстве.

Закрытие и рекультивация старого полигона ТБО г. Владивостока уже несомненно оказали положительный эффект на экологическое состояние компонентов окружающей среды. Однако процессы образования биогаза на полигоне будут продолжаться ещё десятки лет в больших количествах. Реализация мероприятий по контролю, сбору и возможной утилизации газовыбросов полигона при должной организации позволит уменьшить выбросы в атмосферу, улучшит экологическое состояние окружающей среды, принесет экономическую и социальную пользу.

Несмотря на незначительное содержание метана в морской воде, он играет исключительно важную роль. Растворенный в воде метан часто используется в качестве индикатора для обнаружения подземных источников углеводородов (нефтяных, угольных, газовых месторождений и залежей газогидратов), зон разломов. Аномальные концентрации метана ухудшают экологическую ситуацию в регионе и влияют на развитие гидробионтов. Часть из них погибает, другая часть, напротив, быстрее развивается. В районе аномалий метана в морской среде увеличивается количество крабов, появляются другие виды рыб. Являясь одним из парниковых газов, растворенный метан, находящийся на границе вода-атмосфера, способен участвовать в процессах формирования климатических условий всей нашей планеты.

Таким образом, современное экологическое состояние залива Петра Великого оставляет желать лучшего.

АННОТАЦИЯ

«Газо-геохимический мониторинг геологические и геоэкологические исследования акватории залива Петра Великого и прибрежных территорий». Этап 6 «Камеральные работы».

В рамках шестого (заключительного) этапа проекта запланировано было проведение камеральных работ, которые подразумевают интерпретацию полученных результатов путем их сопоставления с геологическим строением изучаемого района, обобщение всех имеющихся данных, составление комплексного отчета и проведение патентных исследований. Кроме того, газо-геохимические исследования в заливе Петра Великого и на прибрежных территориях были продолжены и результаты значительно дополнили уже имеющиеся данные.

Основной целью проекта явилось изучение источников, формирующих аномальные поля метана в заливе Петра Великого и на прибрежных территориях, исследование пространственного распределения, динамики и влияния газовых потоков на экологическое состояние среды в районе изучаемых объектов, а также рекомендация мероприятий, способствующих улучшению геоэкологической обстановки.

Для достижения поставленной цели в рамках данного проекта были проведены экспедиционно-аналитические работы, которые включали:

• отбор проб свободного газа, подпочвенных газов и воды на прибрежных территориях;
• отбор проб в акватории залива Петра Великого с разных горизонтов водной толщи;
• отбор проб донных отложений в заливе Петра Великого;
• предварительную обработку и экспресс-анализ проб в полевой лаборатории, а также консервацию части проб для последующего лабораторного анализа;
• опробование атмосферного воздуха по сетке станций с применением спутниковой навигации над наиболее активными структурами газовой разгрузки;
• подготовку проб воды для газохроматографического анализа;
• газохроматографический анализ отобранного материала;
• проведение изотопно-геохимических исследований.

На основании полученных результатов было выполнено следующее:

• проведено сопоставление данных геологических и газо-геохимических исследований;
• выявлены источники поступления метана в водную толщу изучаемого района и рассмотрена динамика изменения его потока;
• оконтурены аномальные газо-геохимические поля метана и углекислого газа;
• дана оценка негативного воздействия повышенных концентраций газов на компоненты окружающей среды;
•  предложены рекомендации по улучшению геоэкологической обстановки района.

В соответствии с задачами в первой главе выполнено сопоставление данных геологических и газо-геохимических работ. Для этого рассмотрены основные характеристики залива Петра Великого, которые дают полное представление о физико-географическом расположении изучаемого района, его гидрологическом режиме и геологическом строении. Представлены результаты газо-геохимических исследований акватории и прибрежной территории залива. Дано полное описание методики, используемой в ходе выполнения работ. Выполнен детальный анализ всех данных по распределению газо-геохимических полей в изучаемом районе. Рассмотрены основные источники поступления метана и других газов в акваторию залива Петра Великого.

Во второй главе дана оценка негативного воздействия повышенных концентраций газов на компоненты окружающей среды и жизнедеятельность людей в районах, представляющих наибольший интерес в рамках данного исследования, а также рекомендованы мероприятия, способствующие улучшению геоэкологической обстановки в изучаемом районе.

Третья глава посвящена обобщению всех данных, полученных в ходе выполнения проекта, за период 2011 – 2013 гг. Сделаны выводы о пространственном распределении и динамики изменения газо-геохимических полей. Оконтурены области с аномальными концентрациями метана. Указаны источники, формирующие аномальные поля метана в заливе Петра Великого и на прибрежных территориях. Дано заключение о влиянии газовых потоков на экологическое состояние среды в районе изучаемых объектов.

В четвертой главе представлены сведения о проведении патентных исследований, где установлены объект и цель исследований. Полный отчет о патентных исследованиях представлен в приложении.

В результате выполненных исследований получены результаты, которые дополнили имеющиеся данные по распределению газо-геохимических полей в заливе Петра Великого и на прибрежных территориях. На их основании был проведен анализ распределения метана. Сравнение результатов многолетних наблюдений позволило проследить динамику изменения газового потока, оконтурить аномальные газо-геохимические поля по метану с нанесением их на карту-схему и указать возможные источники углеводородных газов в заливе Петра Великого. Сопоставление данных геологических и газо-геохимических исследований показало, что формирование газо-геохимических полей в районе Южно-Приморского бассейна Японского моря обусловлено комплексным влиянием геологических факторов, основными из которых являются: дизъюнктивная и пликативная тектоника фундамента, его геологический возраст и литологический состав; угленосность геологических формаций фундамента (особенно в зонах выходов угольных пластов под четвертичные донные отложения). Получены результаты, которые позволили сделать выводы о современном экологическом состоянии акватории залива Петра Великого и прибрежных территорий по газо-геохимическим параметрам. На основе имеющихся данных по распределению газо-геохимических полей на изучаемой территории была выполнена оценка негативного воздействия повышенных концентраций газов на компоненты окружающей среды и жизнедеятельность людей и предложены рекомендации по улучшению геоэкологической обстановки района.

Главным инструментом выполнения проекта явилось проведение газо-геохимических исследований, которые включали отбор и анализ проб газа из разных сред, в связи с этим был проведен патентный поиск, цель которого - исследование технического уровня, выявление тенденций развития способов и устройств, используемых для проведения газо-геохимического мониторинга. В результате поиска отобраны наиболее эффективные технические решения, содержащие сведения о последних научно-технических достижениях в этой области.

Руководитель проекта – Коровицкая Елена Валерьевна