خطرات زیست ‌محیطی در صنعت نفت و گاز

در این مطلب به بررسی خطرات زیست محیطی در صنعت نفت و گاز می پردازیم که در ایزو 14001 شاید به کمک شما بیاید.

صنعت نفت و گاز، صنعتی جهانی است كه فعالیت‌هایش در هر نقطه از جهان و در هر گونه آب و هوا، از قطب گرفته تا بیابان، از جنگل‌های حاره‌ای تا بیشه‌زارهای معتدل و در دل دریاها انجام می‌پذیرد.

با توجه به رشد اقتصادی كشورهایی نظیر چین و هند و نیاز روزافزون آنها به انرژی، میزان تقاضا و مصرف نفت و گاز افزایش خواهد یافت. لذا چالش موجود، رفع نیازهای انرژی جهان با كمترین اثرات نامساعد زیست محیطی می‌باشد.

البته، بهره‌برداری از مخازن نفت و گاز هیچگاه بدون اثرات جانبی اكولوژیكی صورت نگرفته است؛ نشت مواد آلوده‌كننده، آسیب رساندن به زمین‌های اطراف، آتش‌سوزی و آلودگی آب و هوا در نقاط مختلف مشاهده شده‌اند. اخیرا مواردی چون تبعات و پیامدهای اجتماعی ناشی از اجرای پروژه‌ها بویژه در مناطق دورافتاده، توجه كارشناسان و مسوولین را به خود جلب كرده است. صنعت نفت و گاز جهان مدت زمان طولانی است كه برای حفاظت از محیط زیست دست به كار شده و به نتایج درخور توجهی نیزنائل گشته است؛ اما باید توجه داشت كه همواره می‌توان به پیشرفتهای بیشتری دست یافت.

بدین منظور ضروری است به بررسی مسایل زیست محیطی در صنایع اكتشاف و استخراج نفت و گاز و بهترین رویكردها در دستیابی به عملكرد زیست محیطی مناسب‌تر بپردازیم. البته در اینجا تنها به فعالیتهای اكتشاف و استخراج پرداخته شده و پیرامون ذخیره‌سازی، انتقال یا فرآیندهای پایین‌دست نفت و گاز بحث نمی‌شود.

اثرات زیست محیطی

فرآیندهای اكتشاف و استخراج نفت و گاز می‌تواند آثار زیست محیطی گوناگونی درپی داشته باشند كه بسته به مرحله فرآیند، پیچیدگی و حجم پروژه، ماهیت و حساسیت محیط اطراف، میزان اثربخشی طرح و برنامه، روش‌های پیشگیری از آلودگی و تكنیك‌های كنترل و كاهش اثرات، می‌توانند متغیر باشند. البته تلاش‌های زیادی در جهت توسعه سیستم‌های مدیریتی، روش‌های عملیاتی و فن‌آوری مهندسی به منظور كاهش آثار زیست محیطی صورت گرفته و به میزان قابل توجهی میزان خسارات زیست محیطی را كاهش داده است.

فعالیت‌های مربوط به اكتشاف و استخراج می‌توانند آثار گوناگون انسانی، اجتماعی، اقتصادی، فرهنگی و اثراتی بر جو، آبزیان، جانوران خشكی و بطور كلی زیست كره بر جای بگذارند. اولین مراحل در اكتشاف ذخایر نفت و گاز (مطالعات اولیه، نقشه‌برداری هوایی، لرزه‌نگاری و حفاری اكتشافی) كوتاه مدت هستند اما در صورت اكتشاف موفقیت‌آمیز، ماهیت پروژه طولانی‌تر شده و تبدیل به برآورد، توسعه و پس از آن استخراج می‌شود. با برنامه‌ریزی، طراحی و كنترل صحیح عملیات در هر فاز، آثار نامطلوب قابل پیشگیری و كاهش می‌باشند. باید توجه داشت كه می‌توان پیامدهای احتمالی و آثار نامطلوب تمام مراحل اكتشاف و تولید را پیش از شروع پروژه، به صورت سیستماتیك ارزیابی كرده و اقدامات مناسب را انجام داد.

آثار انسانی، اجتماعی، اقتصادی و فرهنگی

فعالیت‌های اكتشاف و استخراج می‌توانند آثار اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی داشته باشند. این آثار و تغییرات حاصل از آن بویژه در مورد افراد بومی كه زندگی سنتی آنها تحت تاثیر قرار می‌گیرد از اهمیت به‌سزایی برخوردار است. این آثار كلیدی ممكن است شامل تغییر در موارد زیر باشد:

- اثر مستقیم آن تغییر الگوی كاربری (كشاورزی، ماهیگیری، جنگل، شكارگاه) به صنعتیاست. ایجاد راه‌های ارتباطی جدید، مناطق مسكونی طراحی نشده و بهره‌برداری از منابع طبیعی، از جمله آثار ثانویه می‌باشند؛

 - تغییر در میزان جمعیت منطقه در اثر مهاجرت افراد (نیروی كار) و مهاجرت جمعیت مناطق دورافتاده به سایر مناطق بواسطه ایجاد راه‌های ارتباطی جدید؛

 - تغییر سیستم‌های اقتصادی، اجتماعی در نتیجه ایجاد موقعیت‌های شغلی جدید، درآمد ناهمسان، تورم و تغییر درآمد سرانه؛

 - تغییر در سیستم‌های فرهنگی، اجتماعی، تخریب میراث فرهنگی، تغییر در آداب و رسوم و عقاید و دگرگونی ارزش‌ها در اثر حضور افراد غیر بومی؛

- دسترسی و مهیا بودن كالاها و خدماتی از قبیل اسكان، آموزش، بهداشت، آب، سوخت، برق، فاضلاب و كالاهای مصرفی كه به دلیل انجام پروژه‌ها به محل منتقل می‌شوند؛

- بروز تضاد بین طرح‌های توسعه و حفاظت از محیط زیست، منابع طبیعی، توریسم و ذخایر تاریخی و فرهنگی منطقه كه باید برای رفع آنها برنامه‌ریزی شود؛

- تخریب زیبایی‌های منطقه به دلیل ساخت تاسیسات پر سر و صدا و بدمنظره؛

- تغییر در روش‌ها و سیستم‌های حمل و نقل در اثر توسعه راه‌ها، زیرساخت‌های دریایی و هوایی و پیامدهای حاصل از آن (مثل سروصدا و خطر تصادف و ...).

در صورت مشاوره و همكاری مناسب با متخصصین، این موارد آثار مثبتی از خود بر جای می‌گذارند، مثلا توسعه زیرساخت‌ها، منابع آب، سیستم‌های فاضلاب و تصفیه، بهداشت و آموزش از آثار مثبت این تغییرات به‌شمار می‌روند. با این حال، به دلیل توزیع نامتعادل امكانات و ناتوانی برخی مدیران محلی در پیش‌بینی پیامدهای حاصل از این تغییرات، مشكلات پیش‌بینی نشده‌ای بروز پیدا می‌كنند. با برنامه‌ریزی دقیق، مشاوره، مدیریت مناسب و مذاكره با ساكنین محل می‌توان از این آثار و عواقب ناخوشایند جلوگیری كرد.

آثار جوی

توجه روزافزون به مشكلات جوی، صنعت نفت و گاز را به سمت تمركز بر روش‌های كاهش انتشار آلاینده‌ها سوق داده است. به منظور بررسی آثار حاصل از اكتشاف و استخراج، ضروری است كه منابع و ماهیت انتشار آلاینده‌ها و سهم آنها در آثار جوی مورد بررسی قرار گیرند. منابع اصلی انتشار آلاینده‌ها در صنایع نفت و گاز عبارتند از:

- گازهای حاصل از تهویه، پالایش و سوزاندن گاز اضافی

 - فرآیندهای احتراقی از قبیل موتورهای دیزل و توربین‌های گازی

- گازهای فرار حاصل از عملیات بارگیری و ذخیره‌سازی و یا اتلاف از تجهیزات

- انتشار ذرات هوابرد ناشی از برهم خوردن خاك حین ساخت و ساز و حركت وسایل نقلیه

- ذرات حاصل از سایر منابع مانند تست چاه

گازهای آلاینده مهم شامل دی‌اكسیدكربن، مونواكسید كربن، متان، كربن‌های آلی فرار VOC، اكسیدهای نیتروژن، اكسیدهای گوگرد و سولفید هیدروژن می‌باشند.

حجم مواد انتشار یافته در جو و آثار آن به ماهیت فرآیند بستگی دارد. البته انتشار آلاینده‌ها در فعالیت‌های اكتشافی معمولا كم در نظر گرفته می‌شود اما در حین استخراج، با توجه به فعالیت‌هایی كه انجام می‌پذیرد میزان انتشار بیشتر است. سوزاندن گاز اضافی در استخراج، عمده‌ترین منبع انتشار آلاینده‌ها در جو می‌باشد؛ بویژه در جایی كه زیرساخت‌های لازم یا بازار مناسب برای مصرف آن در دسترس نمی‌باشد. البته در صورت عملی بودن، گاز اضافی فرآوری شده و به عنوان فرآورده جانبی توزیع می‌شود. بنابراین، با توسعه یكپارچه و بازاریابی مناسب، سوزاندن گاز به شدت كاهش می‌یابد. سوزاندن گاز اضافی، تهویه و احتراق از منابع اصلی انتشار دی‌اكسیدكربن و مونواكسیدكربن در فرآیند هستند. منابع تولید كننده سایر آلاینده‌ها نیز می‌بایست درنظر گرفته و كنترل شوند. مثلا كنترل متان ایجاد شده از تهویه فرآیند و در حجم كمتر از نشت تجهیزات و سوزاندن گاز.

به طور كلی می‌بایست با استفاده از تكنولوژی‌ها و روش‌های مدیریتی جدید از ایجاد آلاینده‌ها و انتشار آن در جو جلوگیری به عمل آورد.

تاثیر بر آبزیان

منابع عمده ایجاد آب‌های آلوده حاصل از عملیات اكتشاف و استخراج عبارتند از:

- آب حاصل از چاه

- سیالات حفاری، كنده‌ها و مواد شیمیایی آماده‌سازی چاه

- آب فرآیندی، شستشو و فاضلاب

- فاضلاب‌های بهداشتی محل كمپ

- ریختن و نشت مواد شیمیایی

- آب مورد استفاده به عنوان خنك كننده

حجم ضایعات تولیدی بستگی به مرحله فرآیندهای اكتشاف و استخراج دارد، بطوریكه طی فعالیت‌های لرزه‌نگاری حجم آلودگی‌ها در كمترین میزان خود بوده و عمدتا به فعالیت‌های داخل كمپ و یا مخازن مورد استفاده مربوط می‌باشد. در حین حفاری عمده پسماندها مربوط به سیالات حفاری و بریده‌ها می‌باشند؛ در حالیكه در حین استخراج عمده پسماند مربوط به آب تولید شده از چاه می‌باشد.

نوع و سمیت مواد شیمیایی مورد استفاده در اكتشاف و استخراج، در منابع مختلف موجود می‌باشد. البته مشخص شده كه در حین حفاری، سیالات حفاری پایه آبی كمترین اثرات را بر محیط زیست می‌گذارند. مهمترین مواد تشكیل دهنده سیالات پایه آبی، خاك رس و بنتونیت می‌باشند كه از نظر شیمیایی بی‌اثر و غیرسمی هستند؛ بعلاوه برخی از عناصر آن نیز زیست‌فروپاش می‌باشند و سایر اجزای آن نیز به دلیل رقیق شدن با آب، سمیت بسیار كمی پیدا می‌كنند. فلزات سنگین موجود در گل نیز (Pb, Zn, Cd, Ba) كم می‌باشد زیرا فلزات در مواد معدنی موجود در گل پیوند خورده و دسترسی زیستی به آنها محدود می‌شود، اما سیالات پایه روغنی و كنده‌های روغنی اثر سمیت بالایی دارند.

تخلیه گل‌های پایه آبی و كنده‌ها در اقیانوس و دریاها موجب خفگی ارگانیزم‌های دریایی تا فاصله حدود 25 متری از محل تخلیه می‌گردد و بر روی بعضی از گونه‌های مختلف تا 100 متر فاصله از محل تخلیه موثر می‌باشد. اما گل‌ها و كنده‌های پایه روغنی با افزایش غلظت هیدروكربن در آب، بر موجودات دریایی تاثیر می‌گذارند كه دامنه اثر آن می‌تواند تا شعاع 800 متری از محل تخلیه وجود داشته باشد. اثر گل‌ها و كنده‌های پایه آبی بر طبیعت، اغلب موقتی می‌باشد. البته برای گل‌ها و كنده‌های پایه روغنی حد آستانه مجاز تعریف می‌شود كه برای انواع مختلف متفاوت است. امروزه سعی بر این است كه با افزایش قابلیت‌های گل‌های سنتتیك و توسعه آنها، رفته رفته گل‌های پایه روغنی را بوسیله آنها جایگزین كنند.

بخش عمده پسماندها، آب تولید شده از چاه می‌باشد. برخی دیگر از عناصر موجود در پسماند شامل مقادیر مختلف نمك‌های غیرآلی، فلزات سنگین، ذرات جامد، مواد شیمیایی تولید شده، هیدروكربن‌ها، بنزن، DHA و گاهی نیز مواد NORM¹ می‌باشند.

اثرات زیست‌محیطی پسماندهای ورودی به آبهای غیرآزاد بستگی زیادی به مقادیر پسماند، عناصر موجود در آن، مشخصات محیط دریافت كننده و حالت‌های پراكنش آن دارد. میزان اثرات از طریق ارزیابی زیست‌محیطی مشخص می‌شود. بنابراین، تخلیه پسماندها به آبهای محصور و همچنین منابع آبی با حجم كم نیازمند توجه و مراقبت‌های خاص می‌باشد.

البته حجم آب تولید شده از چاه به نوع استخراج (نفت یا گاز) و طول عمر عملیات بستگی دارد. مثلا در نواحی دریای شمال حدودا به میزان 2400 – 40000  m³/day در تاسیسات نفتی و 2 – 30 m³/day برای استخراج گاز می‌باشد. همچنین كنده‌های آبی در شروع استخراج از ناحیه كم هستند. اما به مرور زمان آب بیشتری از مخزن برداشتی تولید شده و ممكن است در انتهای ناحیه به 80% یا بیشتر هم برسد.

نشتی مواد شیمیایی و تخلیه فاضلاب محل اسكان نیز می‌توانند باعث آلودگی آب‌های سطحی یا سفره‌های زیرزمینی شوند. جلوگیری از این آلودگی‌ها بویژه زمانی كه از این منابع در مصارف خانگی استفاده می‌شود یا از آب ها به عنوان حوزه‌های ماهیگیری یا مناطق مهم اكولوژیكی بهره‌برداری می‌گردد اهمیت بسیار دارد. لازم به ذكر است در صورت ساخت نامناسب راه ها و محوطه كاری، تغییراتی در الگوهای آبگیر محلی و هیدرولوژی سطحی ایجاد می‌شود.

تاثیر در خشكی

عملیات اكتشاف و استخراج می‌توانند بطور بالقوه آثاری را بر خاك داشته باشند كه از سه منبع عمده ایجاد می‌شوند:

- اختلاط و به هم خوردن فیزیكی خاك  در نتیجه ساخت و ساز

- آلودگی‌های ناشی از سرریز و نشت و همینطور دفع زباله‌های جامد

- اثرات غیرمستقیم حاصل از ایجاد راه‌های جدید و تغییرات اجتماعی

آثار احتمالی در اثر طراحی و ساخت وساز نامناسب موجب فرسایش خاك می‌گردد. تا وقتیكه خاك به هم نخورده باشد و پوشش گیاهی آن حفظ شده باشد، یكپارچگی خود را حفظ می‌كند؛ اما در صورت حذف پوشش گیاهی و ظاهر شدن خاك، فرسایش آغاز می‌گردد. تغییر در شرایط و ویژگی‌های خاك می‌تواند اثرات گسترده‌ای بر روی هیدرولوژی سطحی در منطقه و الگوهای حوزه آبگیر، باتلاق‌های افزایش یافته و آسیب به زیستگاه‌ها، كاهش قابلیت محیط در حفظ پوشش گیاهی و گونه‌های جانوری داشته باشد.

به علاوه، برداشتن پوشش گیاهی می‌تواند مشكلات اكولوژیكی ثانویه به وجود آورد. بویژه در مواقعی كه بسیاری از مواد مغذی در گیاهان منطقه مورد نظر وجود داشته باشد (مثل جنگل‌های بارانی حاره‌ای)، یا جایی‌كه حتی همان تعداد كم درختان موجود برای بقای حیات وحش حیاتی است (مانند درختان ساوانا) یا در مناطقی كه احیاء و بازیابی طبیعی به كندی صورت می‌گیرد (مانند اكوسیستم‌های قطبی و بیابانی). به علاوه آماده‌سازی محل عملیات، می‌تواند افراد بومی را به برداشت بیشتر پوشش گیاهی در تامین نیازها و خواسته‌های خود ترغیب كند.

دفن زباله‌ها و ریختن آنها در گودال‌هایی نزدیك محل حفاری یا استخراج، روشی رایج برای دفع زباله‌ها بوده است. بنابراین در صورت تراوش و آب‌شویی این مواد، با عبور آلودگی‌ها از میان خاك به آن آسیب وارد می‌كنند و به علاوه به منابع آب (سطحی و زیرزمینی) نیز آسیب می‌زنند.

در گذشته كشاورزی و پراكنش در زمین یكی از عمده‌ترین راه‌های تصفیه زباله‌های نفتی، گل‌ها و كنده‌های پایه آبی بوده است. در حفاری یك نمونه چاه در عمق m 3000، حدود 600-300 تن گل استفاده و در حدود 1500-1000 تن كنده تولید می‌شود، استفاده از روش‌های ذكر شده می‌توانند خطرات زیادی را به دنبال داشته باشند. البته به شرط ارزیابی و در نظر گرفتن ملاحظات مربوطه می‌توان از آنها به عنوان یكی از گزینه‌ها در دفع و تصفیه مواد استفاده كرد. این ملاحظات عبارتند از نقشه‌برداری و تعیین هیدرولوژی منطقه، شناسایی تركیبات شیمیایی موجود در زباله‌های حاصله و تركیب حاصل از اختلاط خاك با این مواد.

آثار اكوسیستمی

جوامع گیاهی و جانوری در اثر تغییراتی كه در محیط اطراف و محل زیست آنها ایجاد می‌شود و همچنین تغییر ویژگی‌های آب، هوا و خاك و ایجاد اختلالات ناشی از سر و صدا و نورهای مزاحم و ... تحت تاثیر قرار گرفته و آسیب می‌بینند. این تغییرات مستقیما بر روی اكولوژی تاثیرگذار می‌باشند؛ مثلا تغییرات در زیستگاه‌ها، محل تأمین غذا و مواد مغذی، مناطق رشد و تولید مثل جانوران، مسیر كوچ و جابجایی حیوانات، آسیب‌پذیری غیرمستقیم حیوانات شكارچی در نتیجه از بین رفتن چراگاه جانوران گیاهخوار كه خوراك این حیوانات می‌باشند.

تغییر كاربری زمین و برهم زدن خاك منطقه، باعث حذف پوشش گیاهی شده و اثرات ثانویه آن از قبیل فرسایش و ایجاد شنزارها و لجنزارها به یكپارچگی اكوسیستم آسیب وارد می‌كنند و می‌توانند تعادل موجود از نظر مواد مغذی و فعالیت میكروبی را بر هم بزنند. در صورت كنترل نامناسب، در بلندمدت موجب از بین رفتن زیستگاه‌ها و كاهش جمعیت و انقراض گونه‌های جانوری و گیاهی شده و در نتیجه چرخه حیات طبیعی دستخوش تغییر می‌شود. بعلاوه تغییرات اكولوژیكی بر جمعیت بومی منطقه و زندگی سنتی آنها نیز اثر گذاشته و به آنها آسیب وارد می‌كند.

یشامدهای اضطراری بالقوه

در طرح ریزی و برنامه‌ریزی عملیات لرزه‌نگاری، حفاری یا استخراج نحوه برخورد و تعامل با پیشامدهای اضطراری بالقوه كه افراد، محیط‌زیست و تاسیسات را تهدید می‌كند باید مشخص شود. البته با وجود برنامه‌ریزی و طراحی مناسب و اجرای روش‌های كنترلی صحیح و آموزش پرسنل، پیشامدهای ذیل احتمال وقوع خواهند داشت:

- ریختن سوخت، نفت، گاز، مواد شیمیایی و مواد خطرناك

- فوران چاه نفت یا گاز

- حریق (در تاسیسات و محیط اطراف)

- نواقص و از كار افتادن غیرمنتظره تجهیزات

- سوانح طبیعی و پیامدهای آن بر فعالیت‌ها

- خرابكاری عمدی

در طرح ریزی و برنامه‌ریزی پیشامدهای اضطراری بالقوه، ریسك، میزان آن، ماهیت و پیامدهای احتمالی آنها و سناریوهای گوناگون می‌بایست مورد بررسی قرار گیرند.

1- Naturally Occuring Radioactive Material