Влияние отработанного бурового шлама на окружающую среду

В процессе добычи нефти и газа неизбежно образуется большое количество отходов бурения, из которых почти 50% напрямую сбрасывается в окружающую среду. Если с ними не обращаться должным образом, они окажут серьезное воздействие на окружающую почвенную среду, водную среду и растения, особенно почвенную среду.

Поскольку отработанный ил содержит избыточное количество растворимых солей и щелочей, это приведет к засолению почвы в зоне сброса, что приведет к увеличению общей минерализации почвенной системы, уплотнению почвы и в конечном итоге к значительному снижению урожайности, неспособности диких растений нормально расти и воспроизводиться и серьезному ухудшению качества почвы. Более того, избыточное количество растворимых солей и щелочей прорвется через ограниченную адсорбционную и улавливающую способность почвы после промывки и выщелачивания дождевой водой и переместится в более глубокие слои почвы, тем самым загрязняя грунтовые воды.

Некоторые добавки и шлам в буровых растворах также несут определенное количество тяжелых металлов. Эти ионы тяжелых металлов могут вступать в ряд сложных физических, химических и биологических реакций с почвой. При накоплении в определенной степени они будут влиять на рост и метаболизм почвенных микроорганизмов, подавлять их активность и далее изменять биомассу микроорганизмов, тем самым изменяя структуру сообщества и функции местных почвенных микроорганизмов. Что еще более серьезно, так это то, что синергетические эффекты между тяжелыми металлами в почве часто более токсичны. Например, загрязнение композитом Zn-Cr будет подавлять активность почвенных ферментов и значительно снижать плодородие почвы.

Кроме того, процесс загрязнения почвы тяжелыми металлами не только очень скрыт, но и длится долгое время, что может привести к его обогащению в организме человека через пищевую цепочку. Если отработанный буровой раствор сбрасывается в водную среду без очистки, это также принесет ряд экологических проблем. Содержание взвешенных веществ, таких как частицы глины и бентонита, очень велико. Эти взвешенные вещества находятся в коллоидной форме и обычно стабильны в воде. Они могут существовать в воде в течение длительного времени, делая воду мутной и значительно снижая способность воды к самоочищению.

Добавки, органические вещества и продукты их разложения в отработанном шламе приводят к тому, что содержание ХПК в нем превышает норму в десятки или даже тысячи раз. Эти органические вещества, сбрасываемые в водоемы, вызывают эвтрофикацию, способствуют размножению водорослей, значительно снижают содержание растворенного кислорода в водоемах и приводят к ухудшению внутренней циркуляции качества воды, что приводит к гибели большого количества рыб и других водных организмов, из-за чего водоем начинает вонять и чернеть; некоторые отработанные буровые шламы содержат нефтяные вещества, которые превышают норму в сотни или тысячи раз. Сброс в водоемы изолирует цикл обмена кислорода в воздухе и растворенного кислорода в воде, а его окислительное разложение потребляет большое количество растворенного кислорода, что приводит к снижению содержания растворенного кислорода, тем самым нанося вред выживанию водных растений и животных; тяжелые металлы в отработанном шламе также загрязняют поверхностные воды посредством выщелачивания и стока, что приводит к ухудшению качества водной среды, и будут обогащаться в водных растениях и животных, а затем влиять на здоровье и безопасность человека через пищевую цепочку.

Влияние отработанного бурового шлама также отражается в том, что содержащиеся в нем тяжелые металлы оказывают ингибирующее действие на рост и развитие растений. Для растений, которым для размножения нужны семена, тяжелый металл Cr подавляет прорастание семян, подавляя активность амилазы и перемещение сахаров в гипокотиле. Тяжелые металлы, попадающие в организм растения, могут ингибировать фотосинтез листьев растения, снижать активность множества ферментов в организме растения и изменять проницаемость клеточных мембран, тем самым влияя на нормальный рост и размножение растения.

Хотя отработанный ил содержит ионы кальция, магния, фосфаты и другие ингредиенты, способствующие росту растений, а его органическое вещество может быть преобразовано в гумус после разложения микроорганизмами и может использоваться в качестве источника питательных веществ для почвы, способность растений усваивать из него питательные вещества очень низка, поэтому эти питательные вещества в принципе не могут быть напрямую усвоены и использованы растениями.