Results of long-term monitoring of snow pollution at oil fields in Khanty-Mansiysk Autonomous Okrug – Yugra

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

A study of the chemical composition of snow at the oil fields of Khanty-Mansi Autonomous Okrug – Yugra (KhMAO – Yugra) was carried out from 2015 to 2023. The snow pH and total contents of heavy metals (Cr, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn), ammonium and nitrate nitrogen, petroleum hydrocarbons, chlorides, and sulfates were analyzed using data of the environmental monitoring. The content of ammonium nitrogen in the snow corresponded to the background concentration, while the same of nitrate nitrogen exceeded the background magnitudes. A certain acidification of precipitation was revealed. In some sites, pollution of the snowmelt waters with petroleum hydrocarbons was found. Zn and Cr are the most commonly found heavy metals. To identify sources of pollution, a correlation analysis was conducted, establishing a relationship between snow composition and specific indices of technogenesis. The pH value of snowmelt water is in negative correlation with a number of flares used for burning associated petroleum gas. A weak positive correlation was identified between the content of petroleum hydrocarbons and pipeline accident rates. The content of Zn depends on the amount of drilling waste and is determined by the intensity of drilling operations. It was concluded that the composition of snow has a pronounced effect upon the ecological state of surface waters since melting of snow increases the content of nitrate nitrogen as well as the concentration of petroleum hydrocarbons. To determine the trends of atmospheric pollution, the monitoring results of 2015–2023 were compared with the data of 2005–2010. A decline in the concentrations of chlorides, sulfates, nitrates, petroleum products, and iron in the snow was found, which can be attributed to reduction of the volume of associated petroleum gas burned in flares and a lowering of the pipeline accidents.

About the authors

D. V Moskovchenko

Tyumen Scientific Centre SB RAS

Email: moskovchenko1965@gmail.com
Tyumen, Russia

A. G Babushkin

Tyumen Scientific Centre SB RAS

Tyumen, Russia

M. N Toptygina

Tyumen State university

Tyumen, Russia

References

  1. Башкин В.Н. Биогеохимические циклы в тундровых экосистемах импактных зон газовой индустрии // Геохимия. 2017. № 1. С. 954–966.
  2. Большунова Т.С. Оценка степени трансформации природной среды в районах нефтегазодобывающего комплекса Томской области по данным изучения снегового покрова и лишайников-эпифитов: дис. канд. геол.-мин. наук. Томск, Томский политехн. ун-т, 2015. 182 с.
  3. Василевич М.И., Безносиков В.А., Кондратенок Б.М. Химический состав снежного покрова на территории таежной зоны Республики Коми // Водные ресурсы. 2011. Т. 38. № 4. С. 494–506.
  4. Геохимия окружающей среды / Ю.Е. Сает, Б.А. Ревич, Е.П. Янин. Москва: Недра, 1990. 335 р.
  5. Грива Г.И. Геоэкологические условия разработки газовых месторождений полуострова Ямал: дис. д-ра геол.-мин. наук. Надым: Фундаментироект, 2006. 375 с.
  6. Доклад об экологической ситуации в Ханты-Мансийском автономном округе – Югре в 2023 году. Ханты-Мансийск 2024. 209 с. // Электронный ресурс. https://prirodnadzor.admhmao.ru/doklady-i-otchyety/doklad-ob-ekologicheskoysituatsii-v-khanty-mansiyskom-avtononnom-okruge yugre/10376694/2023-god/#media-10376694 Дата обращения: 05.04.2025.
  7. Дорожукова С.Л. Эколого-геохимические особенности нефтегазодобывающих районов Тюменской области: автореф.дис. канд. геол.-мин. наук. М.: Ин-т минералогии, геохимии и кристаллохимии редких элементов; Промнефтегазэкология, 2004. 25 с.
  8. Ермолов Ю.В., Махатков И.Д., Худвее С.А. Фоновые концентрации химических элементов в снежном покрове центрального сектора Западной Сибири // Оптика атмосферы и океана. 2014. Т. 27. № 9. С. 790–800.
  9. Касимов Н.С., Кошелева Н.Е., Власов Д.В., Терская Е.В. Геохимия снежного покрова в восточном округе Москвы // Вест. Моск. ун-та. Сер. 5. География. 2012. № 4. С. 14–24.
  10. Касимов Н.С., Власов Д.В., Кошелева Н.Е., Никифорова Е.М. Геохимия ландшафтов Восточной Москвы. М.: АПР. 2016. 276 с.
  11. Климова А.А. Комплексная эколого-геохимическая оценка бурового шлама нефтяных и нефтегазоконденсатных месторождений Томской и Иркутской областей: дис. канд. геол.-мин. наук. Томск: НИИ Томск. политех. ун-т, 2021. 206 с.
  12. Кобелев В.О., Поповичева О.Б., Шинкарук Е.В., Агбалян Е.В., Колесников Р.А., Новигатский А.Н. Кислотность атмосферных осадков зимнего периода на территории районов Ямало-Ненецкого автономного округа с различной антропогенной нагрузкой // Научный вестник Ямало-Ненецкого автономного округа. 2019. № 1 (102). С. 81–88.
  13. Моисеенко Т.И., Гашкина Н.А., Дину М.И., Хорошавин В.Ю., Кремлева Т.А. Влияние природных и антропогенных факторов на процессы закисления вод в гумидных регионах // Геохимия. 2017. № 1. С. 41–56.
  14. Московченко Д.В., Пожитков Р.Ю., Тигеев А.А. Оценка содержания металлов и металлоидов в снежном покрове на участках нефтедобычи Среднего Приобья // Лёд и Снег. 2022. Т. 62. № 4. С. 551–563.
  15. Московченко Д.В., Бабушкин А.Г. Особенности формирования химического состава снеговых вод на территории Ханты-Мансийского автономного округа // Криосфера Земли. 2012. Т. 16. № 1. С. 71–81.
  16. Московченко Д.В., Бабушкин А.Г. Распределение индикаторных гидрохимических показателей в водных объектах Ханты-Мансийского автономного округа – Югры за период 2019–2023 годов // Водные и экологические проблемы Обь-Иртышского бассейна: новые вызовы, передовые решения: сб. материалов науч.-практич. конференции с международным участием, проходившей в рамках Международного водного форума. Ханты-Мансийск, 2025. С. 87–92.
  17. Обзор фонового состояния окружающей природной среды на территории стран СНГ за 2022 г. Росгидромет, Институт глобального климата и экологии им. Ю.А Изразля, 2023. 120 с.
  18. Оксиюк О.П., Жукинский В.Н., Брагинский Л.П., Линник П.Н., Кузьменко М.И., Кленус В.Г. Комплексная экологическая классификация качества поверхностных вод суши // Гидробиологический журнал. 1993. Т. 29. № 4. С. 62–77.
  19. Постановление Правительства ХМАО – Югры от 23.12.2011 № 485-п “О системе наблюдения за состоянием окружающей среды в границах ЛУ на право пользования недрами с целью добычи нефти и газа на территории Ханты-Мансийского автономного округа – Югры и признании утратившими силу некоторых постановлений Правительства Ханты-Мансийского автономного округа – Югры” // Электронный ресурс. https://docs.cntd.ru/document/453113931. Дата обращения: 14.06.2025.
  20. Рапута В.Ф., Смоляков Б.С., Куценогий К.П. Оценка содержания сульфатов и нитратов в снегу окрестностей нефтегазового факела // Сибирский экологический журнал. 2000. № 1. С. 103–107.
  21. Ресурсы поверхностных вод СССР. Т. 15. Алтай и Западная Сибирь. Вып. 3. Нижний Иртыш и Нижняя Обь. Л.: Гидрометеоиздат, 1973. 423 с.
  22. Савичев О.Г., Иванов А.О. Атмосферные выпадения в бассейне средней Оби и их влияние на гидрохимический сток рек // Известия РАН. Сер. География. 2010. № 1. С. 63–70.
  23. Смоляков Б.С., Куценогий К.П., Осипова Л.П., Рапута В.Ф., Павлюк Л.А., Филимонова С.М. Проблема кислотных выпадений на севере Западной Сибири: региональный и локальный аспекты // Оптика атмосферы и океана. 2000. Т. 13. № 6–7. С. 612–616.
  24. Соловьянов А.А. Об экологических проблемах сжигания попутного нефтяного газа на факелах. // Российский химический журнал. 2009. Т. LIII. № 5. С. 10–18.
  25. Таловская А.В. Экогеохимия атмосферных аэрозолей на урбанизированных территориях юга Сибири (по данным изучения состава нерастворимого осадка снегового покрова): дис. д-ра геол.-минер. наук. Томск: НИИ Томск. политех. ун-т, 2022. 373 с.
  26. Уварова В.Н. Современное состояние качества воды р. Оби в пределах Тюменской области // Вестник экологии, лесоведения и ландшафтоведения. 2000. № 1. С. 18–26.
  27. Фотиев С.М. Закономерности формирования иноно-солевого состава природных вод Ямала // Криосфера Земли. 1999. Т. 3. № 2. С. 40–65.
  28. Angulo E. The Tomlinson Pollution Load Index applied to heavy metal, ‘Mussel-Watch’ data: a useful index to assess coastal pollution // Science of the Total Environment. 1996. V. 187. № 1. P. 19–56.
  29. Caritat P., Hall G., Gislason S., Belsey W., Braun M., Goloubeva N.I., Olsen H.K., Scheie J.O., Vaive J.E. Chemical composition of arctic snow: Concentration levels and regional distribution of major elements // Science of the Total Environment. 2005. V. 336. № (1–3). P. 183–199.
  30. Li T., Wang Y., Li W.J., Chen J.M., Wang T., Wang W.X. Concentrations and solubility of trace elements in fine particles at a mountain site, southern China: Regional sources and cloud processing // Atmosphere. Chemistry. Physics. Discussion. 2015. V. 15. P. 8987–9002.
  31. Moskovchenko D.V., Pozhitkov R.Y., Minkina T.M., Sushkova S.N. Trace Metals and Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in the Snow Cover of the City of Nizhnevartovsk (Western Siberia, Russia) // Arch Environment Contam. Toxicol. 2023. V. 84. P. 101–118.
  32. Muller G. Index of geoaccumulation in sediments of the Rhine River // GeoJournal. 1969. V. 2. P. 108–118.
  33. Nriagu J.O., Pacyna J.M. Quantitative assessment of worldwide contamination of air, water and soils by trace metals // Nature. 1988. V. 333. P. 134–139.
  34. Pozhitkov R., Moskovchenko D., Soromotin A., Kudryavtsev A., Tomilova E. Trace elements composition of surface snow in the polar zone of northwestern Siberia: The impact of urban and industrial emissions // Environmental Monitoring and Assessment. 2020. V. 192. № 4. P. 215–221. https://doi.org/10.1007/s10661-020-8179-4
  35. Rudnick R.L., Gao S. Composition of the continental Crust. Treatise on Geochemistry. The Crust; Elsevier Science: New York, NY, USA, 2003. V. 3. P. 1–64. https://doi.org/10.1016/B0-08-043751-6/03016-4
  36. Salih Zh.R., Othman B.A., Aweez S.J. Assessment of heavy metals in rainfall as an indicator of air pollution from Erbil Steel Factory in Iraq // Environment Monitoring Assess. 2024. V. 196. P. 319 https://doi.org/10.1007/s10661-024-12501-9
  37. Salo H., Berisha A.-K., Mäkinen J. Seasonal comparison of moss bag technique against vertical snow samples for monitoring atmospheric pollution. // Journal of Environmental Sciences. 2016. V. 41. P. 128–137.
  38. Shevchenko V.P., Pokrovsky O.S., Vorobyev S.N., Krickov I.V., Manasyrov R.M., Politova N.V., Kopysov S.G., Dara O.M., Auda Y., Shirokova L.S., Kolesnichenko V.A., Zemtsov V.A., Kirpotin S.N. Impact of snow deposition on major and trace element concentrations and elementary fluxes in surface waters of the Western Siberian Lowland across a 1700 km latitudinal gradient // Hydrology and Earth System Sciences. 2017. V. 21. № 11. P. 5725–5746. https://doi.org/10.5194/hess-21-5725-2017
  39. Ushakova E., Menshikova E., Volkova M., Karavaeva T., Vaganov S. Assessment of trace elements pollution in snow piles removed from residential areas in Perm, Russia. // Journal of Water and Land Development. 2023. V. 56. № I–III. P. 109–117. https://doi.org.10.24425/jwld.2023.143751.2023
  40. Vasilevich M.I., Gabov D.N., Beznosikov V.A., Kondratenok B.M. Organic matter in snow cover in the influence zone of emissions from a pulp-and-paper mill. // Water resources. 2009. V. 36. № 2. P. 2170–176.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).