ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2011, том 436, № 4, с. 520-525
= ГЕОХИМИЯ
УДК 504.054
СОДЕРЖАНИЕ И СОСТАВ УГЛЕВОДОРОДОВ В РАЙОНЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ КРАВЦОВСКОЕ
БАЛТИЙСКОГО МОРЯ © 2011 г. И. А. Немировская, В. В. Сивков, Е. В. Булычева
Представлено академиком А.П. Лисицыным 03.06.2010 г. Поступило в редакцию 08.06.2010 г.
Общее количество углеводородов (УВ) разного генезиса, поступающих в Балтийское море, оценивают в 150 тыс. т в год, из которых 56 мас. % приходится на автохтонную, 17.4 мас. % — на аллохтон-ную, 23.3 мас. % — на антропогенную и 3.3 мас. % на петрогенную (поступающих из донных осадков) составляющие [1]. Два последних источника сосредоточены в наиболее судоходных районах и в местах разработки нефтяных месторождений. На современных морских нефтепромыслах потери за счет разливов составляют в среднем 10-410-5 об. % от общих объемов нефти, добываемой на шельфе [2]. Подобные оценки при добыче нефти на шельфе России дают гораздо более пессимистичную картину. Например, в результате аварий количество теряемой нефти в Западной Сибири и некоторых других районах России составляет 1—2% от объемов добычи. При эксплуатации месторождения Кравцовское (платформа Д-6) соблюдается принцип минимизации ущерба, наносимого окружающей среде, т.е. "принцип нулевого сброса", который означает запрещение всех сбросов с платформы Д-6 в море и транспортировку всех отходов на берег для утилизации [3].
С целью определения загрязненности Балтийского моря нефтяными УВ в районе месторождения Кравцовское (рис. 1) было проведено изучение алифатических (АУВ) и полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) во взвеси и донных осадках. Для изучения УВ использовали методы, применяемые для анализа природных и антропогенных органических соединений. Липи-ды экстрагировали из влажных проб метиленхло-ридом ультразвуковым методом. В качестве осушителя добавляли безводный сульфат натрия. Углеводородные фракции выделяли колоночной хроматографией на силикагеле. Содержание АУВ определяли ИК-спектроскопией (в эквиваленте смеси Симмарда), состав алканов — газовой хро-
матографией, содержание и состав ПАУ — высокоэффективной жидкостной хроматографией, органический углерод (Сорг) — методом сухого сожжения. Для пересчета концентраций АУВ в концентрации Сорг использовали коэффициент 0.86. Подробности методики описаны в [1].
Во взвеси средние концентрации АУВ в период исследования оставались практически неизменными, но изменялись от сезона к сезону в интервале 20.7—21.5 мкг/л (табл. 1). Низкие значения стандартного отклонения концентрации (а) могут свидетельствовать о том, что АУВ в достаточной степени трансформированы, или об их незначительном поступлении с нефтяным загрязнением. Концентрации АУВ не достигали 50 мкг/л — ПДК для нефтяных АУВ. Благодаря десятилетнему мониторингу в районе калининградского шельфа, проведенному ФГУНПП "Севморгео", установлено, что концентрация АУВ в растворенном состоянии в последние годы уменьшилась [4]. Их средний уровень в придонных водах с 2006 по 2008 г. снизился с 50 до 10 мкг/л. Согласно нашим данным, с увеличением глубины содержание АУВ на большинстве станций уменьшалось. Для Сорг это выражено в большей степени, чем для АУВ, поэтому в придонных водах происходило увели-
Таблица 1. Концентрация АУВ в фильтрационной взвеси в различные сезоны
Институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской Академии наук, Москва
Концентрация, мкг/л
Сезон интервал средняя стандартное отклонение ст
2008 г.
Весна 2.1-35.5 20.7 15.7
Лето 1.1-45.5 21.5 10.5
Осень 9.8-29.2 22.3 13.5
2009 г.
Лето 12.0-43.2 22.5 9.5
СОДЕРЖАНИЕ И СОСТАВ УГЛЕВОДОРОДОВ
521
с.ш.
55°
7420
.А
6534
а
7326
6532 • 1
7324 □ 2
7422 ▲ 3
20°
21° в.д.
Рис. 1. Схема отбора проб донных осадков летом 2008 г., 95-й рейс нис "Профессор Штокман" (1), и летом 2009 г., 73-й и 74-й рейсы нис "Шельф" (2, 3).
чение их доли в составе Сорг. В частности, летом 2009 г. в поверхностных водах содержание АУВ колебалось в интервале 29—69 мкг/мг Сорг, а в придонных — в интервале 92—500 мкг/мг Сорг. Обусловлено это большей устойчивостью АУВ по сравнению с органическим веществом (ОВ) других классов (белками, углеводами и др.), а также возможным поступлением гидрофобных УВ при взмучивании донных осадков и образовании не-фелоидного слоя.
В составе взвеси в большинстве случаев также происходило увеличение концентрации АУВ с ростом глубины, и между концентрациями взвеси, Сорг и АУВ существовали связи, так как значения коэффициентов корреляции (г) изменялись в интервале 0.54—0.85. Содержание ПАУ во взвеси находилось на уровне чувствительности метода их определения (2—5 нг/л). В составе ПАУ идентифицированы в основном фенантрен и хризен, имеющие природное происхождение. Бенз(а)пи-рен обнаружен в следовых количествах.
Таблица 2. Результаты анализа АУВ в донных осадках
Осадки и их местоположение Количество проб Концентрация, мкг/г Доля в Сор^ %
интервал средняя стандартное отклонение ст
2008 г., 95-й рейс нис "Профессор Штокман"
Песчанистые осадки:
на полигоне Д-6 12 3-480 62 70.1 3.3-82.6
вблизи платформы 4 24-480 128 168 20.3-82.6
на полигоне
в удалении от платформы 8 3-61 16 8 4.9-60.6
на полигоне
прибрежные 5 15-240 76 68 12.7-44.2
все осадки вне полигона Д-6 11 9-240 65 65 7.4-44.2
Илистые осадки 4 286-870 547 252 0.57-1.62
2009 г., 73-й и 74-й рейсы нис "Шельф"
Песчанистые осадки:
на полигоне Д-6 13* 3-56 16 12 2.7-50.0
вне полигона Д-6 16 2-100 22 18 0.5-19.5
Илистые осадки 5 92-326 177 88 0.19-0.70
* Учитывали содержание на ст. 7414 в зоне геоакустической аномалии.
В донных осадках концентрации органических соединений в значительной степени зависят от степени дисперсности осадков [1, 5]. Илистые отложения (особенно при доминировании фракции <0.1 мм) легко поглощают органические соединения, в том числе и загрязняющие вещества из водной толщи со взвесью. Действительно, согласно данным, полученным нами в 2008 г., наиболее высокие концентрации установлены в алеврито-пе-литовых илах станций 6530 и 6536 (750 и 860 мкг/г соответственно). Однако в составе Сорг доля АУВ оказалась низкой — 0.57—1.62% (табл. 2). Ранее в открытых районах Балтийского моря доля АУВ в составе Сорг осадков лишь незначительно превышала 1% [1].
В непосредственной близости от платформы Д-6 в песчанистых осадках концентрации АУВ достигали также высоких величин: максимально на ст. 6541 — 480 мкг/г. При этом в составе Сорг доля АУВ достигала 83%, т.е. ОВ осадков состояло практически из АУВ. Здесь в коричневатом мелкозернистом песке были отмечены черные линзы. На четырех близлежащих к платформе Д-6 станциях средняя концентрация составила 128 мкг/г (а = = 168), а на периферии полигона — почти в 8 раз меньше (16 мкг/г), с меньшим разбросом данных — а = 8 мкг/г (табл. 2, п = 8). Такая изменчивость концентраций на сравнительно небольшой площади в осадках одного литологического типа, скорее всего, обусловлена существованием дополнительного источника АУВ.
Концентрации АУВ до 10 мкг/г в песчанистых осадках и до 100 мкг/г в илистых считаются минимальными, при которых биологические эффекты отсутствуют или не проявляются в виде реакций морских организмов [6]. В исследованной нами акватории Балтийского моря на некоторых станциях (ст. 6530, 6538, 6552, 6553, 6556) концентрации АУВ соответствовали этому фоновому уровню как в пересчете на сухую массу, так и в составе ОВ. В частности, в осадке ст. 6530 доля АУВ составила 1.4%, а на ст. 6536 — 1.79% от Сорг. На других станциях, расположенных поблизости, наблюдали значительное превышение фона — в 5—46 раз, (ст. 6536, 6557, 6558).
Летом 2009 г. в песчанистых отложениях с примесью гравия и гальки концентрации АУВ изменялись в интервале 2—100 мкг/г (табл. 2), а Сорг — 0.003—0.165%. В пелитовых илах темно-серого цвета ст. 7403 и 7419—7422 содержание АУВ увеличилось до 326 мкг/г (табл. 2), а Сорг — до 4.136%. При этом, так же как и в 2008 г., в песчанистых осадках при сравнительно низких концентрациях АУВ их доля в составе Сорг оказалась в 28 раз выше (в среднем 10.7%), чем в илистых осадках (0.38%). За исключением осадка станции 7408 (песок мелкозернистый с раковинами), расположенной в районе нефтепровода, где концентрация АУВ максимальна и их доля в составе Сорг (0.74%) довольно низка, исследованные нами песчанистые осадки можно разделить на две группы. К первой относят осадки ст. 7405, 7406 и 7416—7418
СОДЕРЖАНИЕ И СОСТАВ УГЛЕВОДОРОДОВ
Таблица 3. Состав алканов донных осадков
523
Станция изо-С19/изо-С20 Н-С^/изО-С^ Н-С18/изО-С20 СР1 ^С12-24/^С25-35
^нч/^ч* С12-24 С25-35
2008 г., донные осадки
6536 — - 1.46 1.03 0.83 1.49 1.70
6537 — - 1.00 1.05 0.75 1.39 0.84
6549 1.04 0.75 4.13 0.90 0.73 1.22 1.46
6551 - 2.20 - 0.95 0.78 1.27 1.53
6557 - - 1.00 2.42 1.31 3.81 0.60
6560 0.44 0.63 1.83 0.98 0.85 1.14 1.16
2009 г., донные осадки
7305 - - - 1.03 0.78 1.37 1.00
7413 0.50 2.00 1.00 0.94 0.75 1.20 1.11
7314 - - - 1.04 0.75 1.24 0.56
7317 - - - 0.95 0.68 1.24 0.83
7404 - - - 1.10 0.90 1.60 1.90
7409 - - - 1.25 0.97 1.88 1.57
7410 - - - 1.26 1.00 1.86 1.55
7419 0.64 1.67 0.86 1.68 1.10 2.31 0.69
7420 - - - 1.03 0.79 1.40 1.16
7421 - - - 1.20 0.90 1.69 1.14
7422 - - - 1.50 1.11 2.49 1.56
2008 г., нефтяные агрегаты на пляжах Самбийского полуострова
110 0.33 4.00 1.67 1.05 0.87 1.91 2.00
4 0.67 3.00 2.00 0.95 0.83 1.02 2.15
1 0.80 4.50 4.00 0.80 0.90 0.84 1.90
Примечание. Прочерк означает, что алкан не обнаружен. * Отношение суммарных концентраций нечетных и четных алканов.
с довольно низкими концентрациями АУВ (менее 10 мкг/г) и их низкой долей в составе Сорг (менее 2%). Эти отложения можно считать относительно "чистыми", так как концентрации АУВ в них ниже фонового уровня. Ко второй группе относят осадки ст. 7404, 7407-7410, 7414-7415, где наблюдали превышение углеводородного фона в 1.5-12 раз и повышенную долю АУВ в составе Сорг. В частности, на ст. 7404, расположенной в районе платформы Д-6, содержание АУВ было довольно низким в пересчете на сухую массу (12.5 мк
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.