Экология газового факела

Дожимная насосная газостанция на Приобском нефтегазовом месторождении.
Фото РИА Новости

Факелы, в которых сгорает попутный нефтяной газ (ПНГ), являются привычным элементом природно-антропогенного ландшафта, формирующегося в местах добычи нефти. Только в Ханты-Мансийском автономном округе – Югре (ХМАО), где из недр извлекается почти 60% российской нефти, таких факелов насчитывается более тысячи. Из космоса же небо над ХМАО выглядит угрожающе красивым и имеющим красноватый оттенок. Именно угрожающе, поскольку последствия горения ПНГ для природной среды и населения весьма неблагоприятны.

Структура газовой «горелки»

При сжигании ПНГ на факеле, особенно при нарушении оптимальных режимов горения, происходит выброс в атмосферный воздух разнообразных загрязняющих веществ, среди которых – суперэкотоксиканты типа полихлорированных дибенздиоксинов, канцерогенные полиароматические соединения и соли различных металлов. Доминируют же в выбросах углеводороды, монооксид углерода, сажа, диоксид серы, оксиды азота. Расчеты показывают, что, например, ежегодное поступление оксидов азота при сгорании 15 куб. м ПНГ должно составлять около 20 тыс. тонн. Для диоксида серы этот показатель превышает 200 тонн.

В ПНГ, поступающем на факел, можно обнаружить практически все органические и неорганические соединения, которые присутствуют в сырой нефти и пластовых водах, и в результате в шлейфах, например, Самотлорского месторождения есть соли железа, марганца, магния, свинца, ртути, хрома, никеля, титана, алюминия, меди, бария и ряда других металлов.

Продукты сгорания ПНГ могут достигать высоты не менее 600 м, распространяясь в дальнейшем на большие расстояния. Такой компонент аэрозоля, как сульфаты, могут мигрировать в атмосфере в течение приблизительно 40 дней после выброса. При этом около 40% их выпадает вблизи факела, около 30% – на расстоянии нескольких сотен километров от источника и оставшиеся 20% – на расстоянии от тысяч до десятков тысяч километров.

Даже при относительно слабом ветре значимые концентрации углеводородов, аммиака и монооксида углерода обнаруживаются на расстоянии до 15 км от факела, сероводорода – до 10 км, оксидов азота – до 3 км.

В наибольшей степени влияние загрязняющих веществ ощущается, естественно, вблизи горящих факелов. Так, в результате поступления в атмосферу Нижневартовска оксидов азота над городом в теплое время на высоте около 400 м образуется «озоновая дыра». Зоны повышенного аэрозольного загрязнения (от 2 до 10 ПДК) формируются вблизи промышленных центров ХМАО, таких как, например, город Мегион и поселок Высокий.

Горение ПНГ вызывает также локальные изменения климата, например образование кучевых облаков в 1–2 балла высотой 200–300 м и ослабление инсоляции.

Снижение инсоляции и устойчиво высокие концентрации загрязняющих веществ в атмосфере неблагоприятно влияют на здоровье жителей населенных пунктов, расположенных в зоне влияния горящих факелов. Так, известно, что заболеваемость населения Среднего Приобья приблизительно на 40% выше, чем в среднем по России, а уровень онкологических заболеваний выше в три раза. Кстати, у мышевидных грызунов, обитающих вблизи факелов, злокачественные опухоли встречаются значительно чаще, чем у таких же животных, чьи места обитания находятся вдали от подобных объектов.

При горении ПНГ интенсивному тепловому и химическому воздействию подвергаются почвенный покров и растительность, причем результат этого воздействия ощущается по разным данным на расстоянии от нескольких сотен метров до нескольких километров. В зависимости от мощности факела на расстоянии от 50 до 150 м происходит выжигание органического вещества почвы и соответственно почвенной флоры и фауны, грунт прокаливается до превращения в пылящий бесструктурный песок или спекшийся суглинок. Дефолиация и значительное угнетение растительности в зависимости от местных условий наблюдается на расстоянии от 400 до 800 м.

В результате выбросов горящих фракций нефти, присутствующей в ПНГ, возникают лесные пожары, охватывающие площади в десятки гектаров, при которых погибают животные, птицы и насекомые. Выбросы «капельной» нефти и выпадение аэрозольных компонентов приводят к загрязнению прифакельной территории углеводородами, сульфатами, нитратами, сажей, полиароматическими углеводородами, 3,3-бензпиреном, диоксинами и тяжелыми металлами. При этом концентрации полиароматических углеводородов и 3,4-бензпирена могут составлять от 10 до 20 ПДК, а содержание нитратов и сульфатов в десятки раз превышать фоновые концентрации даже на расстоянии 600–800 м от факела.

Весьма приблизительная оценка площади нарушенных земель и пострадавших в той или иной степени древесных насаждений в результате функционирования факельных устройств на всех нефтяных месторождениях России дает величину порядка 100 тыс. га. При этом можно процитировать главного научного сотрудника Института леса им. В.Н.Сукачева СО РАН В.Н.Седыха: «Сейчас никто не может сказать, какое количество нарушенных земель в действительности присутствует в районах нефтегазодобычи. Информация подобного рода в нефтегазодобывающих компаниях (если она имеется) является закрытой, а государственные учреждения до сих пор не пытались и не пытаются получить подобные сведения».

Стоимость бесхалатности

Отдавая себе отчет в большой неточности эколого-экономических оценок последствий сжигания ПНГ на факелах, попробуем получить хотя бы приблизительные цифры, характеризующие эту проблему. В соответствии с нормативами платежей за воздействие на окружающую среду, введенными постановлениями правительства Российской Федерации № 344 от 12 июня 2003 года и № 410 от 1 июля 2005 года, и исходя из того, что на факелах сгорает 15 млрд. куб. м ПНГ, в котором содержится около 80% метана, в целом нефтедобывающие предприятия должны платить за факельные выбросы загрязняющих веществ приблизительно 0,7 млрд. руб.

По коммерческим данным нефтедобывающих компаний затраты на реабилитацию земель, загрязненных нефтепродуктами и другими химическими веществами, в зависимости от характера почвы, степени и вида загрязнений и вида применяемых технологий, составляют от 0,3 до 1,3 млн. руб. за гектар. Отсюда следует, что затраты на реабилитацию территорий общей площадью 100 тыс. га должны варьировать в интервале от 30 до 130 млрд. руб.

Оценка ущерба лесному хозяйству в предположении, что безвозвратные потери древесины уже составили около 2,5 млн. куб. м, а аукционная цена обезличенного кубометра древесины варьирует в интервале от 100 до 200 руб., приводит к величине потерь около 0,4 млрд. руб. Дополнительно ежегодно теряется от 25 до 100 тыс. куб. м обезличенной древесины, стоимость которой составляет от 2,5 до 20 млн. руб.

Можно оценить, наконец, условные потери от неиспользования механизмов гибкости Киотского протокола. При объемах выбросов парниковых газов, сопровождающих горение ПНГ, 80–100 млн. тонн в СО2-эквиваленте и рыночной стоимости тонны – 10 евро – реализация мероприятий по предотвращению этих выбросов могли бы привлечь иностранные инвестиции в размере до 50 млрд. руб. в год.

К сожалению, практически нет данных, которые позволили бы оценить, даже приблизительно, ущерб поверхностным и подземным водам, животному миру и здоровью населения, объектам промышленной и жилой инфраструктуры, негативный вклад в изменение климата. Но даже при их отсутствии можно утверждать, что общий счет идет на сотни миллиардов рублей, что, кстати, никак не компенсируется потенциальными платежами за негативное воздействие в размере 0,7 млрд. руб.