Как ликвидировать разлив нефтепродуктов и устранить загрязнения?

Аварийные разливы нефти и нефтепродуктов, которые происходят на объектах добычи и переработки, а также при их транспортировке, сильно вредят  экологическому состоянию окружающей среды, приводят к  существенным убыткам и обладают негативными последствиями социального характера.

В последнее время такие чрезвычайные ситуации участились.

Специалисты объясняют этот факт следующими причинами:

  • увеличение объемов добычи нефти;
  • износ основных средство производства, транспортировки и добычи (например, трубопроводов и танкеров);
  • увеличение количества диверсионных актов со стороны экстремистских организаций.

Такая ситуация привела к тому, что отрицательное влияние разливов нефти и нефтепродуктов  на экологию становится все более ощутимым и заметным.  При этом быстро оценить масштаб экологического вреда достаточно сложно, так как  такие загрязнения разрушают многие естественные взаимосвязи и циклы, а также значительно меняют условия среды обитания попадающих под их воздействие живых организмов, накапливаясь в биомассе.

Разлив нефтепродуктов

Современные государства проводят политику, цель которой – предупреждение и максимально быстрая ликвидация аварийных разливов нефти и нефтепродуктов, в связи с чем способам локализации и устранения последствий таких чрезвычайных ситуаций уделяется повышенное внимание.   План ликвидации аварийных разливов включает в себя различные методы устранения загрязнений.

Локализация и ликвидация разливов нефти и нефтепродуктов  представляет собой целый комплекс многофункциональных мероприятий с использованием самых разных методик и технических средств. Каким бы ни был характер аварийного разлива ННП (нефти и нефтепродуктов), все мероприятия в первую очередь должны быть направлены  на локализацию нефтяной пленки с целью предупреждения её  дальнейшего распространения и минимизации размера загрязненной поверхности.

Любой план локализации и ликвидации аварий, связанных с разливом ННП, предусматривает использование разного рода заграждений.

Боновые заграждения

Такие заграждения являются основным средством  локализации нефтяных пятен. С их помощью предотвращают растекание ННП по водной поверхности, снижают их концентрацию для облегчения сбора, а также отводят  нефть и нефтепродукты от районов,  наиболее уязвимых в экологическом плане.

Боновые заграждения делятся на:

  • аварийные заграждения;
  • заграждения с постоянной плавучестью;
  • всплывающие заграждения;
  • огнеупорные заграждения;
  • универсальные.

Вне зависимости от вида, в состав всех боновых заграждений входят:

  1. поплавок, призванный  обеспечить плавучесть;
  2. надводная часть, которая препятствует переливанию ННП-пленки через боны (иногда эта часть совмещена с поплавком);
  3. подводная часть (так называемая юбка), которая не позволяет ННП проникать под боны;
  4. балласт (груз), который отвечает за вертикальность бонов на водной поверхности;
  5. тяговый трос, который отвечает за сохранение конфигурации заграждения при сильном ветре и волнении на воде, а также за буксировку заграждения;
  6. соединительные узлы, с помощью которых боны собираются из отдельных частей;
  7. устройства для крепления бонов к буям и якорям, а также отвечающие за их буксировку.

Аварийные надувные  боновые заграждения (АБЗ)

Такие заграждения предназначены для локализации нефтяных разливов, которые возникают при авариях судов на внутренних водах (водохранилищах, портовых акваториях, реках и затонах). Их также используют  для ограждения судов во время приема топлива и  при загрузке нефтеналивных танкеров.

АБЗ представляет собой надувные боны, соединенные между собой замками. Такие замки бывают двух видов: стандартные (внахлест, с помощью четырех болтов) и быстроразъемные, называемые  ASTM или, по-другому,  «Ласточкин хвост».

Аварийный тип заграждения характеризуется высокой прочностью на разрыв и позволяет буксировать его со скоростью до трех узлов. Такая конструкция также обладает максимальной сопротивляемостью ветру и волнам.

Виды боновых заграждений с постоянной плавучестью (БПП)

Такой вид заграждения используется при локализации разливов ННП в тех же случаях, что и  аварийный (см. выше).  БПП также прочны на разрыв, их тоже можно буксировать со скоростью до 3-х узлов, им не страшны ни волны, ни ветер.  Кроме того, они  не поглощают ННП и воду.

Далее приводятся основные характеристики используемых на практике БПП:

  1. БПП-450:
  • Секция в длину – 10, 15 или 20 метров;
  • высота всего бона – 450 миллиметров;
  • высота бона над водой – 160 миллиметров;
  • высота под водой – 290 миллиметров;
  • максимальная нагрузка на разрыв балластной цепи – 1,7 тонно/силы;
  • вес одного погонного метра – 2,5 килограмма;
  • материал – износостойкий полиэфир с с нефтехимостойким покрытием из ПВХ;
  • цвет – сигнальный;
  • волновая нагрузка – до двух баллов;
  • максимальная скорость ветра – до 15-ти метров в секунду;
  • максимально выдерживаемое течение – до двух узлов;
  • температурный режим – от минус 35-ти до плюс 65-ти градусов С;
  • количество буксируемых секций в одной нитке – до 20-ти;
  • максимальная скорость буксировки – три узла;
  • высота слоя ННП, удерживаемого заграждением – 0,05 метра.
Разлив нефтепродуктов

Разлив нефти на море

  1. БПП-600:
  • секция в длину – 10 или 15 метров;
  • высота всего бона – 600 миллиметров;
  • высота бона над водой – 200 миллиметров;
  • высота под водой – 400 миллиметров;
  • максимальная нагрузка на разрыв балластной цепи – 2,6 тонно/силы;
  • вес одного погонного метра – 2,7 килограмма;
  • материал – износостойкий полиэфир с с нефтехимостойким покрытием из ПВХ;
  • цвет – сигнальный;
  • волновая нагрузка – до двух баллов;
  • максимальная скорость ветра – до 20-ти метров в секунду;
  • максимально выдерживаемое течение – до трех узлов;
  • температурный режим – от минус 35-ти до плюс 65-ти градусов С;
  • количество буксируемых секций в одной нитке – до 20-ти;
  • максимальная скорость буксировки – три узла;
  • высота слоя ННП, удерживаемого заграждением – 0,1 метра.
  1. БПП-830:
  • секция в длину – 10 или 15 метров;
  • высота всего бона – 830 миллиметров;
  • высота бона над водой – 250 миллиметров;
  • высота под водой – 580 миллиметров;
  • максимальная нагрузка на разрыв балластной цепи – 3,5 тонна/силы;
  • вес одного погонного метра – 3,5 килограмма;
  • материал – износостойкий полиэфир с с нефтехимостойким покрытием из ПВХ;
  • цвет – сигнальный;
  • волновая нагрузка – до трех баллов;
  • максимальная скорость ветра – до 20-ти метров в секунду;
  • максимально выдерживаемое течение – до трех узлов;
  • температурный режим – от минус 35-ти до плюс 65-ти градусов С;
  • количество буксируемых секций в одной нитке – до 20-ти;
  • максимальная скорость буксировки – три узла;
  • высота слоя ННП, удерживаемого заграждением – 0,15 метра.
  1. БПП-1100:
  • секция в длину – 10 или 15 метров;
  • высота всего бона – 1100 миллиметров;
  • высота бона над водой – 350 миллиметров;
  • высота под водой – 750 миллиметров;
  • максимальная нагрузка на разрыв балластной цепи – 6,3 тонна/силы;
  • вес одного погонного метра – 5,4 килограмма;
  • материал – износостойкий полиэфир с с нефтехимостойким покрытием из ПВХ;
  • цвет – сигнальный;
  • волновая нагрузка – до четырех баллов;
  • максимальная скорость ветра – до 20-ти метров в секунду;
  • максимально выдерживаемое течение – до трех узлов;
  • температурный режим – от минус 35-ти до плюс 65-ти градусов С;
  • количество буксируемых секций в одной нитке – до 20-ти;
  • максимальная скорость буксировки – три узла;
  • высота слоя ННП, удерживаемого заграждением – 0,15 метра.

Такие заграждения используют для ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов на внутренних водах в случае быстрых течений (затоны, водохранилища, портовые акватории и реки). Их также применяют для ограждения судов различного назначения при заливе топлива и при погрузках танкеров.

 Цилиндрический вид боновых заграждений с  постоянной плавучестью (БПП Ц)

В состав БПП Ц входят боны постоянной плавучести, соединяемые между собой замками (либо стандартного типа (внахлест, четыре болта), либо соединениями мягкого типа для крепления секций внутри ленты заграждения).

Такая конструкция также обладает хорошей устойчивостью к волнам и ветру.

Всплывающий тип боновых заграждений (ВБЗ)

При любых операциях с ННП суда всегда огораживают боновыми заграждениями, который ставятся при помощи буксира. Поскольку суда постоянно подходят к причалу и отходят от него, их необходимо постоянно снимать и ставить снова. Применение стандартных типов заграждений подразумевает круглосуточное дежурство как буксира с командой, так и специальной рабочей бригады.

Для того, чтобы облегчить этот процесс, существуют всплывающий тип боновых заграждений. Их ставят один раз и, по мере необходимости, дистанционно выпускают из них воздух. Боны ложатся на дно и не мешают прохождению судов.  Как только в них возникает нужда – в них также с берега закачивают воздух, и они всплывают, образуя заданную изначально конфигурацию. Находящийся на дне комплекс имеет длительный срок службы и готов к эксплуатации в любое время дня и ночи в любое время года. ВБЗ можно использовать как в пресной, так и в соленой воде.

Такие заграждения делятся на:

  1. аварийные. Применяются только в экстренных случаях. В каждой секции такого заграждения есть впускные невозвратные и травяще-предохранительные клапаны.  По окончании работ по ликвидации разлива нефти и нефтепродуктов, из каждой секции воздух выпускают с борта плавсредства.  Аварийные ВБЗ ставят, как правило, для разделения портовой акватории на секции, а также на входе в порт или нефтеналивной терминал, что позволяет в экстренных случаях предотвратить растекание ННП по всей акватории. Также такие заграждения часто ставятся на реках, в местах, где под водой  проходит магистральный нефтепровод. Для быстрого наполнения бонов аварийного БЗ применяются  баллоны с высоким давлением;
  2. рабочие. Их применяют постоянно для ограждения танкеров и судов, принимающих топливо.  В таких БЗ воздух подается и выпускается  дистанционно, поднимая их со дна по мере надобности.  В качестве станции газонаполнения используется компрессор с давлением, достаточным для конкретного заграждения.

Вне зависимости от вида, ВБЗ можно ставить как в соленой, так и в пресной воде, на глубине 25-30 метров.

Огнеупорный тип бонового заграждения (ОБЗ)

Используются при термическом способе удаления с водной поверхности нефтяного пятна. Являются многоразовыми.
Применение таких заграждений позволяет сжигать от 600-т до 1800-т баррелей ННП в час.

Кроме того, ОБЗ используют для локализации пожаров, возникающих на поверхности воды. Это позволяет эффективно ликвидировать возгорание на ограниченном участке.

Универсальный вид бонового заграждения (УБЗ)

Представляет собой две автономных оболочки, соединенных между собой и располагающихся вертикально по отношению друг к другу. Одна из оболочек заполняется воздухом, вторая – водой. Воздушная оболочка находится над водонаполняемой, что дает возможность одновременно формировать как надводное заграждение (воздушная часть), так и подводную юбку (водонаполняемая часть).

Принцип работы УБЗ:

  • заграждение разворачивают с установленной на судне – постановщике бонов вьюшки, одновременно заполняя обе оболочки соответствующим содержимым;
  • воздух нагнетается из воздуходувки,  вода – из отвода установленного водомета; возможно заполнение оболочек с помощью компрессора или другого источника воздуха, и насоса (пожарного или балластно-осушительного).

В целях облегчения постановки УБЗ при сильных течениях, оболочки, как правило, заполняют раздельно: вначале – воздушную, затем ставят бон на якорь, потом заполняют водобалластную.

После того, как разлив нефтепродуктов локализован, с бонопостановщика спускают специальное устройство – скиммер, у которого есть воздушный привод, питаемый  от компрессора на борту судна. Скиммер собирает нефтепродукты в  водозаполняемую оболочку. Вода в ней вытесняется нефтью. После окончания сбора заграждение можно буксировать к месту утилизации ННП.

Разлив нефтепродуктов

Преимущества универсальных боновых заграждений:

  1. их удобно хранить на складе, транспортировать и ставить;
  2. в таких БЗ нет балластной цепи, что значительно снижает вес конструкции и позволяет увеличить длину одной секции до 250-ти метров;
  3. нет нужды в дополнительных емкостях для сбора разлившейся нефти; выполняющая роль балласта водонаполняемая оболочка одновременно служит для сбора ННП.

Дамбы

Для локализации разливов ННП на земляных поверхностях используются  различные типы дамб, с обваловками и траншеями для организации отвода нефтепродуктов. Выбор типа дамбы зависит от того, насколько велик розлив, характера местности, времени года и прочих факторов.

Дамбы бывают сифонными, сдерживающими, бетонными с донным стоком, переливные плотинные и ледяные. После локализации начинается непосредственная ликвидация разлива нефти и нефтепродуктов.

Методы ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов

Основными методами ликвидации разлива нефти и нефтепродуктов являются:

  1. механический;
  2. физико-химический;
  3. термический;
  4. биологический.

Механический метод

Этот способ является одним из основных, применяемых в настоящее время. Наиболее эффективно его применение в самом начале разлива (в первые его часы) поскольку толщина нефтяного слоя в этот момент – наибольшая. Отделение ННП от воды сильно затрудняется, если толщина слоя маленькая, площадь распространения пятна – большая, и сам слой постоянно перемещается под действием течения и ветра. Механическая очистка также затруднена в портовых акваториях и на верфях, поверхность воды которых сильно загрязнена разного рода мусором, досками и щепой.

Для успешного применения этого способа необходимо, чтобы технические характеристики применяемых средств соответствовали условиям конкретного разлива.

Основными достоинствами механического сбора ННП являются:

  • высокая эффективность работ;
  • возможность собирать самые разные виды ННП;
  • всесезонность.

Стоит отметить, что на месте механического сбора все равно на воде остаётся тонкий слой нефти или нефтепродуктов.

В качестве технических средств для механического сбора применяются специальные  суда-нефтесборщики или скиммеры.

Суда-нефтесборщики представляют собой самоходные плавсредства, которые самостоятельно осуществляют сбор нефти и нефтепродуктов.

Скиммеры  собирают нефть непосредственно с водной поверхности.  По способу своего крепления и передвижения они делятся на переносные и стационарные, а также на самоходные и буксируемые.  По принципу своего действия  скиммеры делятся на гидродинамические, вакуумные, , олеофильные и пороговые.

Устрание загрязнений физико-химическим способом

Этот метод подразумевает использование разного рода диспергентов и сорбентов. Он эффективен тогда, когда нет возможности применить механический способ сбора, к примеру, из-за слишком тонкого нефтяного слоя или если ННП несут реальную угрозу районам, уязвимым с экологической точки зрения.

Разлив нефтепродуктов

Ликвидация аварийных разливов нефти

Применение диспергентов

Диспергенты – это особые химические вещества, которые используются как катализаторы процесса естественного рассеивания ННП. Цель их применения – облегчение  удаление разлившегося пятна до того, как оно доберется до  экологически уязвимого места.

Диспергенты используют в экстремальных условиях, когда механически удалить разлив – сложно или невозможно (например, на глубинах более десяти метров,  если температура воды ниже пяти градусов C или температура окружающего воздуха ниже, чем десять градусов C).

Применение диспергентов применяется при  оперативной ликвидации аварийных  разливов нефти и нефтепродуктов.   Их использование возможно в комплексе с другими техническими средствами.

Основной недостаток диспергентов – их высокая токсичность и ограничения применения в зависимости от температуры.

Сорбенты

Сорбенты бывают тканевыми, порошкообразными и боновыми. Вступая во взаимодействие с водной средой, они сразу начинают впитывать в себя нефть и нефтепродукты. При их средней плотности сорбенты максимально насыщаются за первые десять секунд сбора. После этого на поверхности воды остаются  легко собираемые комки нефтенасыщенного материала.

Основные достоинства – их можно применять вне зависимости от условий окружающей среды, а также минимальные затраты на их хранение и доставку до места ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов.

Сорбенты можно применять совместно с любыми бонами постоянной плавучести. Их применяют не только при уже случившейся аварии, но и для предупреждения оной, например, их рассыпают вокруг морских добывающих  платформ и вблизи нефтеналивных комплексов. Эти элементы способны впитывать все нефтяные загрязнения, удаляя при этом даже радужную пленку.

Установления сорбирующих боновых заграждений на реках, где нет судоходства, значительно улучшают их экологию.

Сорбирующие боны ставятся также с целью  защиты берегов от нефтяных  разливов, используются для сорбции ННП в условиях закрытых водоемов, применяются на ТЭЦ (в выпускных коллекторах), для локализации утечек на палубах нефтеналивных танкеров и на нефтяных хранилищах.

Целесообразно их применять как дополнительный рубеж в комплексе с боновыми заграждениями других видов.

Ликвидация последствий  разлива ННП термическим способом

Суть этого метода заключается в выжигании разлившегося слоя ННП.

Для его эффективного применения необходимо соблюдение следующих условий:

  • толщина плёнки нефти/нефтепродукта – не менее 3-х миллиметров;
  • скорость ветра не более 35-ти километров в час;
  • наличие безопасного расстояния по направлению ветра – в пределах 10 километров от места предполагаемого сжигания.

Достоинства этого способа:

  • быстрота ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов;
  • использование минимального количества техсредств;
  • минимальные материальные затраты.

Стоит отметить, что применение термической методики требует соблюдения повышенных противопожарных мер.

Основным недостатком такого способа считается то, что неполное сгорание нефти или нефтепродуктов приводит к выделению в атмосферу стойких веществ канцерогенного характера.

Для локализации пламени при термическом удалении разлившегося слоя используют ОБЗ (см. выше).

Устранение загрязнений биологическим способом

Он используется после того, как применены механический и физико-химический методы. Толщина удаляемого слоя должна быть не меньше 0,1 миллиметра.

Суть этой методики заключается в процессе  биоремедитации, который представляет собой очистку загрязненных ННП воды или почвы с помощью  специальных  микроорганизмов или препаратов, окисляющих углеводородные соединения.

Количество живых микроорганизмов, которые могут ассимилировать  углеводородные соединения, довольно мало. В основном это – бактерии рода  рода Pseudomonas, а также некоторые виды дрожжей и грибков. Как правило, такие микроорганизмы – жесткие аэробы.

Разлив нефтепродуктов

Разновидностей подхода к такой очистке – два:

  • локальная стимуляция биоценоза в почве;
  • применение отобранных особым образом микроорганизмов.

Первый подход основан на способности некоторых микроорганизмов изменять свой видовой состав под действием условий окружающей их среды.

Наибольшая эффективность этого метода достигается в первые сутки их применения. Если  температура воды находится в пределах от 15-ти до 25-ти градусов С, и она достаточно насыщена кислородом, то окисление ННП с помощью микроорганизмов  проходит со скоростью  2 грамма на один квадратный метр поверхности в сутки. Чем ниже температура – тем медленнее происходит бактериальное окисление. Иногда ННП могут сохраняться в водоемах  до полувека.

Таким образом, план по предупреждению и ликвидации разливов нефтепродуктов должен включать в себя все необходимые мероприятия, наиболее подходящие под конкретные условия загрязнения.

Оцените статью: 1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд
Загрузка...

Добавить комментарий

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Наверх!