|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
Эколого-геохимическая индикация влияния нефтегазового комплекса на окружающую среду Арктики: развитие системы анализа источников, полей распределения и потоков загрязняющих веществ (РНФ)НИР
Ecological and geochemical indication of the impact of oil and gas complex on the Arctic environment: development of the system of analysis of sources, distribution and fluxes of pollutants
- Руководитель НИР: Касимов Н.С.
- Ответственные исполнители: Ерина О.Н., Лычагин М.Ю., Поповичева О.Б.
- Участники НИР: Дубровская Т.В., Ефимов В.А., Кобелев В.О., Кустова О.В., Маринайте И.И., Поршева С.П.
- Подразделение: Кафедра геохимии ландшафтов и географии почв
- Срок исполнения: 16 мая 2022 г. - 31 декабря 2024 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): 22-17-00102
- Номер ЦИТИС: 122081000097-8
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: Глобальные и региональные изменения окружающей среды и общества
- Приоритеты и перспективы НТР Российской Федерации согласно Стратегии НТР РФ: связанность территории Российской Федерации
- ПН России: Рациональное природопользование
- Критическая технология России: Технологии мониторинга и прогнозирования состояния окружающей среды, предотвращения и ликвидации ее загрязнения
-
Рубрики ГРНТИ:
- 39.19.27 География почв
- 87.15.03 Теория и методы исследования загрязнения окружающей среды. Методы контроля загрязнения окружающей среды
- 87.15.91 Региональные аспекты загрязнения окружающей среды
- 87.17.03 Теория и методы исследования загрязнения и охраны атмосферы
- 87.17.91 Региональные аспекты загрязнения атмосферного воздуха и контроль загрязнения
- 87.19.91 Комплексные и региональные проблемы охраны вод
-
Ключевые слова:
эмиссии, антропогенное воздействие, микрочастицы, почвы, источники, нефтегазовый комплекс, арктика, полициклические ароматические углеводороды, загрязнение, окружающая среда, аэрозоль, черный углерод, поверхностные воды, тяжелые металлы и металлоиды
oil and gas complex, sources, arctic, polycyclic aromatic hydrocarbons, environment, soils, microparticles, black carbon, emissions, surface water, aerosol, anthropogenic impact, heavy metals and metalloids, pollution -
Описание:
Проект направлен на комплексное эколого-геохимическое исследование влияния эмиссий нефтегазового комплекса на окружающую среду Арктики.
-
Abstract:
Environmental pollution and its impact on the climate determines the importance of systematic research in the Russian Arctic as the region most sensitive to environmental change as a result of the impact of economic activity.The project is aimed at a comprehensive ecological and geochemical study of the impact of oil and gas complex emissions on the Arctic environment. It is proposed to develop the analysis of anthropogenic sources in the largest oil and gas producing region: the north of Western Siberia and the Kara Sea coast. Implementation of the system of analysis of pollution sources will include conjugate ecological and geochemical analysis of distribution of pollutants in atmospheric aerosol, snow cover, soils, road dust and surface waters. A comparative analysis of the environmental conditions in the vicinity of the fuel and energy complex facilities and regional sources of impact on the territory of the largest oil and gas producing fields in NadymPur-Taz region of YNAD will be carried out. Particular attention will be paid to the emissions from flaring of associated petroleum gas as the main and most dangerous source of black carbon, a climate-active aerosol component of the polluted atmosphere, polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) as well as heavy metals and metalloids (TMM). A unified approach of determining PAHs and TMMs in natural media (aerosols, snow cover, soils, road dust, river water) by modern physico-chemical methods will make it possible to obtain distribution fields and fluxes of pollutants. For the first time the contribution of the most ecologically significant sources of emissions of oil and gas production enterprises will be evaluated for the largest oil and gas producing region of the North of Western Siberia, the indicators of influence of technogenic emission sources on the chemical composition of atmospheric aerosol, snow cover, soils, road dust and river water will be determined. A Pur - Yamal Meridian measurement campaign will be conducted with an analysis of the impact of the transfer of emissions from industrial areas of YNAD through the central region of YNAD, the Yamal Peninsula and Bely Island to the Arctic. The third year-round cycle of continuous measurements of black carbon concentrations and sampling of Arctic aerosols, analysis of Arctic aerosol composition data and modeling of the distribution fields of large-scale emission sources in the West Siberian region will be conducted on Bely Island, on the basis of the Scientific-Research Aerosol Post of Moscow State University. PAH and TMM content in soil microparticles and road dust in the oil and gas producing areas of the northern regions of Western Siberia will be studied for the first time and their contribution and indicative value for environmental pollution will be assessed. The migration of a wide range of pollutants in dissolved and suspended forms in the rivers of the North of Western Siberia will be studied, quantitative characterization of TMP and PAH flows during different phases of water regime will be given, the contribution of microparticles smaller than 10 microns in the surface runoff of pollution into the Kara Sea will be assessed.
-
Планируемые результаты:
Результаты выполнения проекта будут включать: - количественный состав атмосферного аэрозоля, снежного покрова, поверхностных вод, почв, дорожной пыли в регионе севера Западной Сибири; - определение распределения источников интенсивных загрязнений в Надым-Пур-Тазовском регионе, крупнейшем нефтегазодобывающем районе ЯНАО; - реанализ распределения источников эмиссий черного углерода, ПАУ и ТММ и определение географической локализации источников эмиссий нефтегазового комплекса по комплексному анализу состава микрочастиц и моделированию дальнего переноса; - эколого-геохимический анализ полей распределения загрязнений и потоков загрязняющих веществ.
-
Научный задел:
Научный коллектив имеет опыт проведения оценки экологического состояния атмосферы в нефтедобывающем индустриальном регионе на севере Западной Сибири. Выполнены фундаментальные исследования характеристик аэрозоля как трассера техногенных эмиссий, степени аэрозольного загрязнения атмосферы и снежного покрова. Разработана аэталометрическая методика, успешно примененная для определения сезонной изменчивости ионного и элементного состава углеродосодержащих аэрозолей, идентифицирования районов интенсивных эмиссий продуктов сжигания и крупномасштабного переноса в высокоширотную Арктику. Получены количественные данные о влиянии городских и индустриальных эмиссий на концентрацию арктического аэрозоля. Разработаны методические, инструментальные и технические основы создания Научно - исследовательского аэрозольного поста для эксплуатации в арктических условиях. Исполнители проекта внесли значительный вклад в разработку методологии и методики оценки экологического состояния городской среды (Регионы и города России..., 2014; Восток-Запад…, 2016; Касимов, Власов и др., 2016). Ими успешно апробирована методика геохимического изучения дорожной пыли и микрочастиц, получен опыт проведения и показана информативность эколого-геохимического мониторинга дорожной пыли в городах на примере Москвы (Kasimov, Kosheleva, Vlasov et al., 2019), городов Крыма (Касимов, Безбердая, Власов, Лычагин, 2019) и бассейна реки Селенги (Эколого-географический атлас..., 2019). Научным коллективом выполнен большой объем работ, посвященных бассейновым исследованиям состава материкового стока речных наносов и его связи с гидроклиматическими особенностями территорий и уровнем техногенной нагрузки (Касимов 2013, Чалов и др., 2015). Выполнен ряд исследований продольной трансформации качества воды (Erina et al, 2021; Chalov et al. 2020) и форм миграции загрязняющих веществ в речных системах (Kasimov et al, 2020).
- Добавил в систему: Лычагин Михаил Юрьевич
Источник финансирования НИР
| грант РНФ |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 16 мая 2022 г.-31 декабря 2022 г. | Эколого-геохимическая индикация влияния нефтегазового комплекса на окружающую среду Арктики: развитие системы анализа источников, полей распределения и потоков загрязняющих веществ |
| Результаты этапа: Анализ данных непрерывных измерений, проведенных в мае-июле 2019 г. на научно-исследовательском аэрозольном комплексе «Обдорск» в 4 км от г. Салехарда, выявил диапазон концентраций черного углерода (BC) в городских эмиссиях. Оценка источников выбросов позволила отнести полученные уровни загрязнения к эмиссиям газа и дизельного топлива в теплоэнергетической системе и транспортной инфраструктуре г. Салехарда. В период сильных пожаров в июле 2019 г. среднемесячная концентрация BC возросла в несколько раз. Непрерывные измерения поглощающей способности аэрозолей в широком диапазоне солнечного излучения, выполненные на инструментальном комплексе полярной станции «Остров Белый», позволили впервые определить уровень аэрозольного загрязнения в Западно-Сибирском секторе Российской Арктики по концентрации черного углерода. Основной причиной загрязнения Арктики в зимне-весенний период явился дальний перенос воздушных масс с низких широт. Благодаря уникальному месторасположению аэрозольного комплекса на пути выноса крупномасштабных эмиссий из индустриально развитых регионов Евразии, определено пространственное распределение факельного сжигания газа как основного источника эмиссий черного углерода на территориях газовых и нефтяных месторождений Западной Сибири, Волго-Урала и Казахстана. Экспедиционные гидролого-геохимические исследования на водных объектах, относящихся к бассейнам рр. Надым, Пур и Таз, позволили получить данные о пространственно-временной изменчивости стока с исследуемых водосборов в периоды прохождения весеннего половодья и устойчивой летней межени. Уровни содержания тяжелых металлов и металлоидов (ТММ) в речных водах в целом соответствуют среднемировым. На общем низком фоне ТММ повышенными концентрациями как растворенных, так и взвешенных форм выделяются Cu и Zn в р. Пур в створе у пгт Уренгой и р. Надым у г. Надым, что вероятно связано с загрязнением сточными водами. Уровни содержания полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) во взвесях были одного порядка – от 530 нг/г до 4200 нг/г в июне и немного ниже, от 480 нг/г до 4000 нг/г, в августе. Во взвеси Пура, Таза и Надыма подавляющее процентное количество ПАУ (93-98%) составили легкие полиарены, из которых в среднем больше половины приходится на долю нафталина. Содержание бенз(а)пирена в пробах речных взвесей Надыма, Пура и Таза было ниже предела обнаружения. В почвах изученных городов на отдельных участках отмечены повышенные концентрации Cu, Zn, Cd, Pb и Sb. Состав ассоциации накапливающихся элементов свидетельствует о преобладающем влиянии автотранспорта на загрязнение городских почв. Результаты исследований показали значительное сходство ассоциаций ПАУ в дорожной пыли и городских почвах Надыма и Ноябрьска. | ||
| 2 | 1 января 2023 г.-31 декабря 2023 г. | Эколого-геохимическая индикация влияния нефтегазового комплекса на окружающую среду Арктики: развитие системы анализа источников, полей распределения и потоков загрязняющих веществ |
| Результаты этапа: Проведенные в 2023 году работы позволили получить новые количественные данные о городских, транспортных и производственных источниках эмиссии загрязняющих веществ (полициклических ароматических углеводородов, тяжелых металлов и металлоидов), а также оценить вклад региональных техногенных источников и пожарных эмиссий в межрегиональный перенос в Арктику. На основании результатов ранее проведенных исследований охарактеризованы уровни содержания полициклических ароматических углеводородов (ПАУ), тяжелых металлов и металлоидов (ТММ) в атмосферном аэрозоле г. Новый Уренгой, окружающего района и территории Уренгойского газоконденсатного месторождения. Разработана технология мобильного анализа состояния окружающей среды. В центральной части города Новый Уренгой в 7 км от Уренгойского газоконденсатного месторождения летом 2023 года установлен Аэрозольный комплекс МГУ, оснащенный инструментами непрерывного измерения числа частиц, их распределения по размерам от 5 нм до 10 мкм, массовой концентрации аэрозолей и черного углерода. Проведена измерительная кампания, в ходе которой в течение 100 дней в непрерывном режиме проводились измерения основных характеристик аэрозолей и метеорологических параметров. Автоматизированным способом осуществлен отбор проб аэрозолей для последующего анализа содержания химических элементов, ионов, полициклических ароматических углеводородов. Проведена обработка результатов, полученных на острове Белый, где круглогодично функционировала аэрозольная полярная станция, оснащенная инструментами непрерывного мониторинга состояния атмосферы и системой отбора аэрозолей. Для периода лесных пожаров 2022 г. зарегистрировано семь эпизодов загрязнений, значительно превышающих фоновый уровень, типичный для арктического лета. Продолжено наполнение базы данных по химическому составу снежного покрова, которая теперь включает результаты анализа проб, отобранных в 2018-2021 гг. в Надым-Пур-Тазовском регионе, на полуострове Ямал и о. Белый. В январе-феврале 2023 г. проведены зимние полевые исследования, направленные на эколого-геохимическую оценку состояния снежного покрова в городах ЯНАО. Сравнение средних содержаний ТММ в снеговой пыли городов с фоновыми значениями показало, что для Надыма, Нового Уренгоя и Ноябрьска характерны близкие ассоциации накапливающихся металлов и металлоидов. Количественный химический анализ микрочастиц PM 10 в почвах и дорожной пыли показал существенно более контрастное накопление ТММ в тонкодисперсных компонентах данных объектов городской среды по сравнению с валовыми содержаниями. Комплекс гидролого-геохимических исследований позволил получить результаты измерения расходов воды в створах при помощи допплеровских профилографов, физико-химические и химические характеристики речных вод в периоды половодья и межени. На основе данных о расходах воды в створах, концентрации взвешенных веществ, содержании химических элементов во взвешенной и растворенной формах получены количественные характеристики потоков тяжелых металлов и металлоидов. Проведен анализ продольной изменчивости потоков Fe, Mn, Pb, Zn, Cd, As, Sb в верхнем, среднем и нижнем течении р. Пур, составлены схемы продольного изменения потоков в различные фазы водного режима. Показано, что продольная изменчивость потоков связана в первую очередь с водностью реки в конкретном створе, а также с освоенностью локального водосбора. Промышленные и населенные пункты вносят важный вклад в транспорт ТММ. | ||
Прикрепленные к НИР результаты
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".