Экологически безопасные методы очистки трасс газо- и
нефтепроводов в Западной Сибири
Воробьев В.Н.,Кармазин А.У., Воробьева Н.А., Дюкарев
А.Г.,Николаева С.А.
В современных условиях на эффективность работы
нефтяной и газовой промышленности оказывают влияние многочисленные факторы.
Наиболее важным из них является безопасная эксплуатация оборудования,
используемая нефтяниками при добыче и транспортировке нефти. Известно, что в
Западной Сибири добыча нефти осуществляется в отдаленных и труднодоступных
районах. Нефте - и газопроводы проходят по территориям, где техногенные
загрязнения способны вызывать экологические катастрофы. Это особенно актуально в
свете того, что в последние годы обостряется проблема загрязнения окружающей
среды, которая приобретает планетарный масштаб. Поэтому существует
необходимость в разработке и внедрении в производство технологий, отвечающих
требованиям экологической безопасности и способствующих хозяйственной
эффективности производственного процесса.
Для безопасной эксплуатации нефтепроводов необходимо
постоянно поддерживать свободными подъезды и подходы к технологическому
оборудованию. Поддержание в технически исправном состоянии магистральных
трубопроводов затрудняется зарастанием трассовых территорий
древесно-кустарниковой и травянистой растительностью. Такое зарастание
осложняет контроль за состоянием трассы и доступ к аварийным участкам, что
способствует выходу из строя технологического оборудования. Проблема
осложняется тем, что нефтепроводы, в основном, проходят по территории лесного
государственного фонда. Поэтому постоянно возникает необходимость в обосновании
уничтожения растительности, произрастающей в зоне действия нефтяных компаний.
Существующие методы очистки - ручной и
механизированный, как правило, трудоемки и малоэффективны. Более того, широко
применяемые "бульдозерные" технологии экологически вредны, приводят к
потере верхнего гумусового слоя почв и формированию крупных раскорчеванных
валов. После такого удаления надземных побегов происходит более интенсивное
восстановление фитомассы от сохранивших жизнеспособность корневых систем, что
вызывает необходимость повторных уходов [1]. Также необходимо учитывать особенности
региона, например, дефицит рабочей силы, удалённость трасс от населённых
пунктов, большую протяженность нефтепроводов, затруднения с доставкой ГСМ и
техникой к месту работ, что требует привлечения дополнительных материальных и
финансовых средств. Это, несомненно, способствует повышению себестоимости
продукции. В последние годы наблюдается тенденция ужесточения природоохранного
законодательства как у нас в стране, так и за рубежом. Решить проблемы
производства без привлечения научного потенциала очень сложно. Все это требует
иных подходов к решению существующих проблем.
За рубежом интерес исследователей вызывает химический
метод уничтожения нежелательной растительности. Данный способ очистки газо- и
нефтепроводов нашёл широкое применение в США, Швейцарии, Норвегии, ФРГ, Англии,
Чехии, Австралии и ряде других странах. В лесах Западной Сибири химическим
уходом охвачено всего 2% насаждений, нуждающихся в прочистках, в то время как в
странах дальнего зарубежья им охватывается более 15-20% [2,3]. Приведенные
цифры показывают, что опыт применения и использования химических препаратов в
лесном хозяйстве Западной Сибири используется недостаточно. В нефтяной и
газовой промышленности при очистке территорий нефтепроводов химический метод в
настоящее время вообще не нашел применения.
В последние годы возрос интерес исследователей к
регуляторам роста растений, так как использование веществ данного класса
отвечает современным требованиям экологического законодательства России, что
позволяет решать, в том числе и прикладные проблемы. Особый интерес вызывает
системный арборицид и гербицид раундап. Госкомитетом по лесному хозяйству
Российской Федерации он разрешён к применению в нашей стране [4]. Целью
настоящего исследования явилось изучение действия раундапа на растительность,
произрастающую в зоне отчуждения промышленных объектов. Для этого проводились
многолетние наблюдения за растительностью, обработанной раундапом. Эти
обработки впервые предложены Филиалом Института леса им. В.Н. Сукачева при
очистке трассовых территорий от древесно-кустарниковой растительности.
Объектом исследования послужили части территорий
трасс, заросших лиственным молодняком со средней высотой от 3 до 5 м с полнотой
от 0,3 до 0,5. Опытные площади располагались на территории средней и южной
тайги Западной Сибири.
В среднюю подзону тайги входят леса, расположенные на
средней территории Тюменской области, северной части Томской, Омской,
Новосибирской областей и западной части Красноярского края Енисейского района.
Ее заболоченность составляет 39%, лесистость - 59%. В древостое преобладают
сосна и кедр. По данным лесоустройства в районе господствующее положение
занимают зеленомошные (62 %) и сфагновые (27,3 %) типы леса. Южная тайга
проходит по территориям Тюменской, Омской, Новосибирской, Томской областям и
западной части Красноярского края. Лесистость зоны составляет 61%, а болота и
сельскохозяйственные угодья доходят до 35% территории. В древостое преобладают
лиственные (береза и осина) породы и пихта, а среди типов леса - травяные [5].
Известно, что степень зарастания трасс магистральных
нефте - и газопроводов зависит от района их прохождения, т.е. от климатических
и эдафических условий местопроизрастания и породного состава окружающих их
лесных фитоценозов. В частности, в подзоне средней тайги осина, растущая по Iа
классу бонитета, до 10 лет имела средний прирост 0,63 м в год, по III классу -
0,5-0,6 м. На обследованном объекте ее годичный прирост доходил до 1 м в год.
Берёза II и III классов бонитетов до 10-летнего возраста достигала годичного прироста
0,4-0,3-0,2 м соответственно. Прирост берёзы в год обследования в I-II классах
бонитета доходил до 1 м. Ива I, II и III классов бонитета в возрасте 5-10 лет
имела годичный прирост 0,63-0,70; 0,50-0,55; 0,38-0,30 м, а на богатых почвах -
до 1-1,2 м. Кедр III класса в возрасте до 10 лет имел годичный прирост 0,13 м,
а в возрасте 11-20 лет в классах бонитета II, III, IV - V 0,25; 0,16; 0,15;
0,08 соответственно. Пихта и ель, растущие по I-IV классам бонитета, в возрасте
до 10 лет имели годичный прирост 0,39-0,2 м; в возрасте 11-20 лет - 0,16 м; а в
возрасте 21-30 лет - 0,35-0,22 м. Сосна III класса бонитета в возрасте до 5 лет
имела годичный прирост - 0,16 м; 6-10 лет - 0,2 м; 11-15 лет - 0,6 м; 16-20 лет
- 0,48 м и высота деревьев к 20 лет может достигать 8,4 м.
Из приведённых данных следует, что в условиях средней
тайги Западной Сибири осиновые, берёзовые и ивовые молодняки, в первую очередь
формирующиеся на трассовых территориях, к 5-6 годам способны вырастать в высоту
до 3-6 метров. Следовательно, учитывая интенсивность ростовых процессов
древесной растительности, очистку трасс от лиственных молодняков I-III классов
бонитета необходимо проводить через каждые 5-10 лет. Пихтово-еловые молодняки
I-II классов бонитетов 6-метровой высоты способны достигать в 15-летнем
возрасте, а кедровые молодняки (II-III класс бонитета) - примерно в 25-30
летнем возрасте. Сосновые молодняки I-II классов бонитета 6 метров достигают в
возрасте 10 лет, а в III классе - в возрасте 25-30 лет. То есть, трассовые
территории, заросшие хвойными породами (пихтой, елью, кедром, сосной) и
отнесенные к высшей группе класса бонитета требуют очистки с периодом 10-20
лет.
В подзоне южной тайги отчужденные территории обычно
зарастают лиственными породами (береза, осина, ивы и др.). После механического
удаления их надземных частей восстановление древесной растительности происходит
усиленными темпами. За летний период побеги способны достигать полутора-двух
метров высоты.
Опыты с применением раундапа показали, что на динамику
дефолиации и гибель древесно-кустарниковой и травянистой растительности
оказывают влияние дозы препарата, способы и сроки нанесения его на
растительность, состав видов деревьев и трав, произрастающих на территории
просек.
В частности, самыми чувствительными к химпрепарату оказались
калина и береза, промежуточное положение - у акации, а самые устойчивые - осина
и ивы. Чем выше и старше древесно-кустарниковая растительность, тем медленнее
идет дефолиация и требуются более высокие дозы препарата. При соблюдении
технологии, разработанной в Филиале Института леса СО РАН, 100% дефолиация
наступает на 20-30 день. Изучение физиологического состояния
древесно-кустарниковых пород подтвердили разрушительное действие раундапа на
синтетические процессы в органах и тканях растений.
Аналогичные изменения происходят в травяном ярусе. Чем
выше доза препарата, тем больше доля пораженных растений и выше степень
засыхания их надземных частей, тем быстрее темпы отмирания. Наиболее
чувствительными к препарату оказались виды из семейств бобовых и злаков,
наименее - хвощ лесной и сныть, промежуточное положение занимают виды из
семейств розоцветных, зонтичных (кроме сныти), сложноцветных, лютиковых. Через
месяц после воздействия препарата произошло снижение проективного покрытия
напочвенного покрова в 2-5 раз (с 70-95 до 10-50%).
На третий год у древесной растительности корневая
система погибла, отсутствовала и корневая поросль. В травяном покрове за это
время произошла постепенная замена высокотравных группировок на низкотравные с
частичной сменой видового состава, а его проективное покрытие восстановилось до
исходного (90-100 %). Эти условия для появления и развития подроста березы
(Betula L.) семенного происхождения не очень благоприятны: количество всходов
березы не превышало десяти тысяч на гектар, а высота была в пределах 3-50 см.
В отличие от химической очистки удаление древесной
растительности бульдозером приводило к уничтожению гумусового горизонта почвы с
образованием валов, которые в течение двух - трех летних месяцев зарастали в
основном сорной растительностью с невысоким проективным покрытием (15-30%).
Такие сообщества больше подготавливают почву для интервенции нежелательной
древесно-кустарниковой растительности. Одновременно минерализация почвы
способствует беспрепятственному проникновению семян древесных пород.
Следовательно, площади, лишенные дернины, способны быстро обсеменяться семенами
ивы, березы, осины и усиленными темпами за 3-4 года зарастать густым
молодняком. Поэтому становится ясным, что данная территория за короткие сроки
может полностью зарасти лиственными породами. Соответственно, возникнут
затруднения в обслуживании технологического оборудования, или через каждые
два-три года необходимо будет проводить удаление нежелательной растительности.
По данным экономистов промышленного предприятия, проводившего внедрение
технологии химической очистки трасс с помощью раундапа в производство, затраты
на удаление нежелательной растительности существенно ниже в сравнении с
бульдозерной технологией.
С экологических позиций приемлемость использования
раундапа для уничтожения нежелательной растительности на трассовых территориях
в Западной Сибири доказана в исследованиях и других компонентов биоценозов.
Высокая скорость фильтрации эллювиальной части профиля почв региона и вымывание
препарата и его производных при разрушении из корнеобитаемой зоны, способствует
его быстрому выведению из процессов, протекающих в ландшафте. Как показали
анализы, даже при максимальных применяемых дозах раундапа ни в почвах, ни в
поверхностных водах не достигается ПДК. Экологические последствия обработок
раундапом для животных незначительны и больше связаны с изменениями условий
местообитания (световой и пищевой режимы), чем с действием препарата. Прямого
угнетающего влияния применяемых доз раундапа на различных беспозвоночных
животных не выявлено. Таким образом, применение раундапа на трассах нефте - и
газопроводов в Западно-Сибирском регионе с его природно-географическими,
климатическими и экономическими условиями более эффективно по сравнению с
существующими технологиями. Внедрение новых способов очистки отчужденных
территорий от нежелательной растительности в практику будет способствовать
устойчивости развития нефтегазовых регионов России. Соответственно, появляется
возможность снизить количество техногенных аварий и уменьшить вред, наносимый
ими окружающей среде. Кроме того, технология такой очистки повышает
экологическую безопасность региона и соответствует современным требованиям в
области охраны труда Она отвечает современным технологическим требованиям
производственного цикла, способствует проведению оперативного устранения
технических неисправностей и позволяет избегать резкого изменения среды
обитания.
Список литературы
1. Мартынов А. Н., Красновидов А. Н., Фомин А. В.
Применение Раундапа в лесу. - Спб.: СПбНИИЛХ, 1998. - 148 с.
2. Шутов И.В., Мартынов А.Н. Применение арборицидов в
лесу. Изд-во "Лесная промышленность", -М., 1982 г., 208 с.
3. Применение арборицидов при уходе за молодняками в
зарубежных странах: экспресс-информация, вып. 11. -М., ЦБНТИ лесхоз, 1985, 20
с.
4. Список гербицидов и арборицидов для борьбы с
сорняками и нежелательной древесной и травяной растительностью, разрешённых для
применения в лесном хозяйстве на 1984-1985 гг. -М., 1984, 8 с.
5. Бех И.А. Антропогенная трансформация таежных лесов.
Новосибирск: ВО ІНаукаІ. Сибирская издательская фирма, 1992. - 200 с.