Аварийные разливы нефтепродуктов

На каких объектах могут произойти разливы нефтепродуктов?

Разлив нефтепродуктов может возникнуть на объектах переработки нефти, в местах хранения, а также при транспортировке. Изношенность трубных магистралей, танкеров и цистерн, может стать причиной попадания большого количества нефтепродуктов в окружающую среду с тяжелыми последствиями. Можно перечислить несколько основных причин загрязнения:

• Транспортные аварии. Крушения железнодорожных составов приводят к сходу с рельсов цистерн с их повреждением и разливом содержимого на грунт. Также опасность для окружающей среды представляют морские танкеры для транспортировки нефти: крушение приводит к попаданию большого объема жидких углеводородов в моря и океаны.
• Износ трубопроводов, по которым транспортируется нефть и продукты ее переработки. Даже небольшая утечка может привести к серьезному загрязнению грунта, попаданию нефти в природные водоемы. Особенно опасно повреждение подводных трубопроводов.
• Умышленные диверсии. Объекты транспортировки и переработки нефтепродуктов должны тщательно охраняться от противоправных действий.
• Нарушение правил техники безопасности на предприятиях по переработке нефти. Они приводят к авариям пожарам, взрывам.

Аварии с разливом нефтепродуктов часто являются следствием человеческого фактора. Нарушения правил выполнения работ и транспортировки приводят к сильному загрязнению почвы и воды, оно потребует больших затрат на устранение экологических последствий.

Последствия разлива нефти

Аварийный разлив нефтепродуктов причиняет ущерб природе и экономике сразу после возникновения, однако он также опасен долгосрочными негативными последствиями для окружающей среды. Например, после попадания в море 1 тонны нефти из поврежденного танкера образуется нефтяное пятно площадью 12 кв. километров. Оно будет перемещаться, распадаться на более мелкие фрагменты, что в итоге приведет к нарушению природных экосистем и гибели морских животных.

Ключевая особенность нефти, делающая ее особенно опасной для окружающей среды – способность образовывать на поверхности воды и грунта пленку, препятствующую доступу кислорода. Из-за этого начинается массовая гибель рыбы и других обитателей водоемов, а почва становится непригодной для сельскохозяйственного использования.

Нефть и продукты ее переработки долго разлагаются естественным путем, поэтому нефтяное загрязнение крайне опасно в среднесрочной и долгосрочной перспективе. Оно может привести к полному вымиранию определенных видов живых существ на территории, причиненный природе ущерб будет практически невозможно устранить полностью.

Разлив нефти приводит к целому ряду тяжелых последствий для окружающей среды:

• Гибель большого количества птиц в результате прямого контакта с нефтепродуктами. Нефть приводит к разрушению оперения, в результате водоплавающие птицы теряют способность летать, гибнут от переохлаждения.
• Массовая гибель водных обитателей. Нефтяное загрязнение приводит к сокращению биоразнообразия, а небольшие водоемы после попадания нефтепродуктов могут оказаться полностью безжизненными.
• Причинение ущерба экономике. При разливе нефти в воду страдают жители прибрежных районов: вода становится непригодной для использования, страдает рыболовство, при разливе нефтепродуктов в курортной зоне полностью останавливается деятельность всех организаций, работающих в сфере отдыха и туризма.
• Нарушения в работе природных биологических систем. Гибель одних видов животных нарушает природные пищевые цепочки, приводит к быстрому размножению других видов, что может дать длительные негативные последствия.

Тяжесть последствий для окружающей среды во многом зависит от типа нефтепродуктов, попавших в грунт и водоемы. Например, при разливе мазута и тяжелой топливной нефти большое количество живых существ гибнет от удушья, так как нефтяная пленка полностью блокирует доступ кислорода. Образование большого нефтяного пятна может привести к его самовозгоранию: при сгорании нефти в воздух попадает большое количество загрязняющих веществ.

Чтобы минимизировать среднесрочные и долгосрочные последствия загрязнений, необходимо принять все возможные меры, чтобы убрать загрязняющее вещество из природной среды и восстановить нарушенный биобаланс. Для этого применяются самые разные технологии, основанные на физических законах и химических реакциях.

Технологии устранения разлива нефтепродуктов

Ликвидация разлива нефтепродуктов должна начаться как можно быстрее после возникновения утечки. Только за 2018 год Greenpeace зафиксировал в России более 4 тысяч случаев аварийных разливов, основная причина которых – использование изношенных трубопроводов. Любая, даже небольшая утечка приводит к серьезному загрязнению окружающей среды с тяжелыми последствиями.

Ликвидация разливов нефти и нефтепродуктов проводится с использованием 4 методов: механического, термического, биологического и физико-химического. Последний представляет собой удаление нефтепродуктов с поверхности почвы и природных водоемов с помощью сорбентов.

Неорганические сорбенты

Недорогим способом устранения загрязнений являются неорганические сорбенты. Основные разновидности:

• Диатомитовые породы. В том числе кизельгур – широко распространённый рыхлый диатомит;
• Песок различных фракций;
• Пемза – пористое вулканическое стекло с хорошими сорбирующими свойствами;
• Различные виды глины, а также перлит и цеолит.

Ликвидация аварийного разлива нефтепродуктов с помощью неорганических сорбентов предполагает засыпание небольших загрязнённых участков. Такие сорбенты способны поглотить до 70% разлитой нефти, однако они не применяются к некоторым видам нефтепродуктов. Например, они не могут удерживать бензин или дизельное горючее.

После использования сорбенты извлекаются, выжигаются или применяются водой, в которую добавляются ПАВ. В результате можно значительно уменьшить загрязненность грунта или частично собрать нефтяное пятно с поверхности водоемов. Для очистки морей и океанов применяются плавучие сорбенты, которые после поглощения нефти остаются на поверхности воды, что позволяет полностью их собрать.

Такой метод очистки пользуется спросом благодаря невысокой стоимости, однако он имеет ограниченные возможности применения.

Синтетические сорбенты

Такой вид сорбентов получил широкое распространение в развитых странах – он используется там, где активно развивается химическая промышленность. Для устранения разливов нефти используется нетканое полотно, состоящее из полимерных волокон – для его производства используются полипропилен. Также такие сорбенты изготавливаются из полиуретана, гранулированного или губчатого полиэтилена.

Синтетические сорбенты принято делить на две группы:

• Гидрофобные. Они не впитывают влагу, но поглощают более плотные вещества.
• Негидрофобные. Их можно использовать для устранения жидких легких нефтепродуктов.

Синтетические сорбенты поглощают большое количество нефтепродуктов, легко собираются с поверхности после использования. Кроме того, они могут применяться повторно: многие разновидности можно промывать и отжимать, что полностью восстанавливает их первоначальные сорбирующие свойства. Это снижает затраты на устранение нефтяных загрязнений.

Природные органические и органоминеральные сорбенты

Работы по ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов могут проводиться с использованием органических и органоминеральных сорбентов. В их числе модифицированный торф, опилки, древесная щепа, также может использоваться шерстяное волокно или макулатура.

Хорошие результаты демонстрирует природный сорбент, изготовленный на основе сфагнумового мха. Он обладает несколькими преимуществами:

• Возможность использования для сорбции нефтепродуктов и в воде, и на твердой грунтовой поверхности.
• Природное разложение естественным путем. В отличие от полимеров, его не требуется собирать после использования.
• Экологичность. Органические сорбенты сами по себе вписываются в природную среду и н нарушают биологический баланс.
• Возможность механизированного нанесения с помощью распылителей. Это дает возможность быстро обработать большое нефтяное пятно и уменьшить негативные последствия загрязнения.

Органические сорбенты могут использоваться при минусовых температурах – это дополнительно расширяет возможности их применения.

Устройства, использующиеся для устранения разливов нефтепродуктов

Ответственность за разлив нефтепродуктов несет организация, по вине которой возникла аварийная ситуация. Она может самостоятельно заниматься устранением последствий ил обращаться за помощью в специализированные компании. Для устранения загрязнений на различных объектах используются следующие приспособления.

Боновые заграждения

Они предназначены для локализации нефтяного пятна на воде, предотвращения его дальнейшего распространения по поверхности. Конструкция состоит из поплавка, удерживающего заграждение на поверхности воды, надводной и подводной части, препятствующей дальнейшему распространению нефтяного пятна. Специальный груз удерживает заграждение в вертикальном положении, а тяговый трос позволяет поддерживать заданную форму даже при сильном ветре или течении.

В зависимости от назначения боновые заграждения делят на несколько групп:

• Аварийные. Такие конструкции используются во внутренних водах для сдерживания разливов, также они применяются при загрузке танкеров для установки защитного ограждения.
• Заграждения с постоянной плавучестью. Такие конструкции позволяют локализовать большое нефтяное пятно, также их можно буксировать с высокой скоростью.
• Всплывающие. Такие боны в обычном состоянии лежат на дне и не мешаю прохождению судов. При необходимости они надуваются и поднимаются на поверхность, чтобы быстро локализовать пятно нефтепродуктов.
• Огнеупорные. Это многоразовая конструкция, используемая для защиты при выжигании нефтяного пятна. Она не дает ему распространяться, повышая эффективность термического способа борьбы с загрязнениями.
• Универсальные. Такая конструкция используется и для сдерживания нефтяного пятна, и для его сбора с поверхности воды.

Боны позволяют не допустить распространения загрязнения, а затем быстро собрать пролиты нефтепродукты с поверхности воды. Они удобны в использовании, большинство разновидностей рассчитано на многоразовое применение.

Скиммеры

Скиммеры – приспособления, предназначенные для сбора разлитых нефтепродуктов с поверхности воды. наиболее результативными они будут в первые часы после попадания нефтепродуктов в воду, так как в это время толщина пятна будет наибольшей. Однако любые скиммеры неспособны убрать нефть полностью – на месте разлива все равно останется тонкая нефтяная пленка, которая впоследствии убирается сорбентами или выживается с поверхности.

Такие приспособления могут быть самоходными и буксируемыми. По принципу действия различают несколько разновидностей скиммеров для сбора нефтепродуктов:

• Олеофильные. Они преимущественно используются в затонах и на мелководьях, могут работать в водоемах, заросших тиной. Для удаления нефтепродуктов используются непрерывная лента или диски, впоследствии скиммер очищается механическим путем.
• Пороговые. Такие устройства рассчитаны на длительную работу, они убирают нефть с помощью специального порога, после чего она полностью отделяется от воды.
• Циклонные. Этот тип устройств чаще используется при крупных авариях, когда нужно быстро собрать с поверхности воды большое количество нефтепродуктов. Устройства работают быстро и эффективно, позволяют оперативно очистить большую площадь.
• Вакуумные. Принцип действия основан на работе вакуумного насоса, который всасывает загрязнения с поверхности. Такие установки монтируются на мощные суда, с их помощью можно быстро доставить очистительную установку к месту использования.

Выбор скиммера зависит от особенностей аварийного разлива. Учитывается размер водоема и его состояние, возможность быстрой доставки очистительного оборудования, площадь нефтяного пятна. Судовое оборудование требует регулярного обслуживания и очистки от собранных нефтепродуктов.

Нефтесборные системы

Нефтесборные системы предназначены для отделения нефти от поверхности воды и ее удаления при движении судов, то есть непосредственно на ходу. Кроме того, они могут использоваться в стационарных условиях при удалении локальных загрязнений. В зависимости от назначения и принципа работы такие системы делят на две разновидности:

• Буксируемые. Для их доставки используются буксиры, способные двигаться на небольших скоростях с хорошей управляемостью. Такие системы устанавливаются на судах, способных принимать собранную нефть и доставлять ее для утилизации в порт.
• Навесные. Они не буксируются, а навешиваются на борт судна с одной или двух сторон. При движении нефтесборщик удаляет загрязнения с поверхности воды, собранные нефтепродукты попадают в специальные емкости. Судно должно обладать возможностью хорошо маневрировать при перемещении на небольшой скорости. Суда оборудуются танкерами большого объема – это позволяет убирать крупные разливы нефтепродуктов.

Нефтесборные системы устанавливаются на специализированные суда, с помощью которых можно проводить целый комплекс защитных мероприятий. Они используются для постановки боновых заграждений, для сбора нефти по акватории и ее транспортировки в пункт приема и утилизации. Универсальные суда позволяют провести весь объем работ без использования дополнительных плавсредств.

Обязательное условие защиты природной среды – предупреждение разлива нефтепродуктов. Компании, занимающиеся переработкой и транспортировкой, должны постоянно контролировать состояние оборудования и не допускать утечек в окружающую среду. Устранение разливов требует больших затрат, поэтому обязательно необходимо профилактическое обслуживание оборудования и своевременная замена изношенных трубопроводов.