1 Кокшетауский технический институт Министерства по чрезвычайным ситуациям Республики Казахстан
 Скачать 2.37 Mb.
|
|
Факторы, ограничивающие применение диспергаторов. К сожалению, диспергаторы не являются эффективным средством при всех обстоятельствах. Отсюда, важно понять, какие факторы ограничивают применение химреагентов, прежде чем приступать к их распылению, и поэтому следует помнить о следующих моментах. Если нефть слишком вязкая, диспергирующие растворители не смогут проникнуть в нее, и энергии от дробильных щитов или естественной турбулентности будет недостаточно, чтобы деформировать и разбить нефть на крошечные капли. Фактор ограничения вязкости трудно определить точно Поэтому тяжелый мазут невозможно диспергировать, в то время при благоприятных условиях, скажем, при высоких температурах морской воды, легкая топливная нефть может поддаться обработке. Никакое увеличение объемов вносимых химреагентов, направленное на диспергирование нефти, не поможет, если эта нефть слишком вязкая. Если вы хотите обеспечить экономическую эффективность применения диспергаторов, то не пытайтесь обрабатывать очень вязкую нефть. Наиболее эффективно диспергаторы действуют, когда они вносятся в концентрированном виде в свежий нефтепродукт, так как процесс выветривание нефти способен повысить ее вязкость. Очень важно, чтобы диспергаторы были применены как можно скорее, идеальным вариантов будет их внесение в течение 24 часов после факта разлива. Температура морской воды также может иметь существенное воздействие на применение диспергаторов. Если она ниже температуры текучести нефти, то это приведет к тому, что обработать будет невозможно даже нефть с низким показателем вязкости, так как образуется толстая линза нефти, которая не будет растекаться по воде. Для каждого диспергатора характер свой собственный диапазон эффективности. Диапазон эффективности связан с концентрацией эмульгаторов в рецептуре, эффективностью эмульгаторов и типом используемого растворителя. После того, как нефть диспергируется на капельки, необходимо обеспечить определенную степень поверхностного 48 перемешивания, чтобы удерживать капельки ниже поверхности на тот период, когда течения будут уносить их прочь от места разлива. Если на море полный штиль, то нефтяные капельки, в конечном счете, всплывут и соединятся в одно нефтяное пятно. Диспергаторы сводятся в одну рецептуру для воздействия на нефть в соленой воде, и обычно они не действуют в пресной воде, если только они специально не предназначены для этого. Применение диспергаторов в пресной воде обычно запрещено, и часто оно бесполезно, если отсутствует надлежащее взбалтывание и перемешивание в воде. По мере того, как диспергаторы «стареют», их эффективность падает, если не обеспечивать их надлежащее хранение. Их необходимо хранить в антикоррозийных, герметичных (от воздуха) контейнерах, подальше от прямых солнечных лучей. Одним из недостатков диспергаторов является то, что они могут стать вторичным источником загрязнения морской среды, и действительно, именно с этим фактов связано большинство возражений против их использования. Однако, хотя первоначальные диспергаторы были высокотоксичными материалами, это далеко не так в том, что касается современных химреагентов. Если диспергатор оказывает эффективное действие, то это означает, что он убирает нефть с поверхности воды и распределяет её через толщу воды. Верхний сектор (обычно верхние 3 метра) толщи воды содержат в себе довольно высокие концентрации нефти, которые могу достигать токсичных уровней, но только на короткий период времени, так как движение воды обеспечит постоянное и быстрое разбавление нефтяных капелей. В разных странах мира, органы власти, выдающие разрешения на применение диспергаторов, имеют на вооружении разные установки относительно минимальной высоты водной толщи, которую требуется обеспечить, прежде чем применять диспергаторы. В Великобритании министерство сельского хозяйства, рыболовства и продовольствия, например, требует обеспечивать 20 метров. В основе требований министерства относительно тестов на токсичность (требование, необходимое для получения разрешения в Великобритании) лежит тот аргумент, что диспергаторы не должны вести к повышению токсичности диспергированной нефти, т. е. сумма нефть + диспергаторы не должна быть более токсичной, чем одна только нефть. Когда нельзя применять диспергаторы. От применения диспергаторов обычно следует воздерживаться в следующих местах или рядом с ними: Рядом с водозаборами электростанций, опреснительных установок и перерабатывающих установок В районе солончаков В районе моллюсковых банок В районах рыбопитомников В любых стоячих водах, в которых отсутствуют факторы разбавления Тщательно планируя свои действия, все запретные зоны должны быть нанесены на карту при консультации со специалистами-экологами. Это может помочь получить предварительное разрешение на применение 49 лицензированных диспергаторов или, по крайней мере, к появлению механизма, который может помочь быстро определить необходимые источники выдачи разрешения. Сорбент. Под определение сорбентов подходит любой материал, который обеспечивает сбор нефти с помощью либо абсорбции, когда нефть проникает в поры сорбентного материала, или адсорбции, когда нефть пристает к сорбентной поверхности и затем прилипает к ней. Сорбенты повсеместно имеются на рынке в виде полотен, рулонов, подушек и бонов или в какой-то особой форме. Сорбентный материал может состоять из природных продуктов, таких, как торф или солома, минеральных соединений, таких, как зола, вермикулит (вид слюды) или перлит (вулканическое стекло), и чаще всего синтетических материалов, таких, как полиэтиленовая, полипропиленовая или полиуретановая пена. Сорбенты не считаются главным методом очистки при больших разливах, скорее они обычно используются на заключительных стадиях очистки для удаления небольших количеств оставшейся нефти, особенно на береговой линии. Кроме того, они применяются для удаления нефти из районов, недоступных для нефтесборщиков и других технических средств сбора нефти. Возможно, наиболее часто сорбенты применяются при очистке во время небольших производственных разливов на предприятиях, таких, как нефтеперерабатывающие заводы и установки. Возможности адсорбентного материала связаны с величиной поверхностной площади, к которой пристают нефтепродукты. Адсорбционная способность сорбентного материала увеличивается с возрастанием поверхностной площади. В противоположность этому сорбционная способность абсорбентных материалов зависит от капиллярного эффекта. Отсюда по мере того, как возрастает пористость материала, возрастает его возможности абсорбции нефти в капилляры. Абсорбирующая способность того или иного материала также зависит от удельного веса и вязкости разлитой нефти. Абсорбенты лучше действуют при разливе легких нефтепродуктов в отличие от тяжелых нефтепродуктов, потому что втягивание легких нефтей в капиллярную систему будет происходить гораздо интенсивнее. Некоторые из сорбентов обрабатываются олеофильными или гидрофобными реагентами в целях повышения их способности к улавливанию нефти. Олеофильные реагенты привлекают нефть, в то время как гидрофобные реагенты отталкивают воду. Оба типа реагентов способствуют тому, что сорбент подберет нефть, а не воду. Обработка олеофильными реагентами не только склонна повысить количество сорбированной нефти, но также и повысить количество удержанной нефти, когда материал извлекается из воды. Без обработки гидрофобными реагентами многие сорбенты, особенно природные сорбенты, такие, как торфяниковый мох, тонут после того, как они пропитаются нефтью, и потому насыщаются водой. 50 Таблица 5 - Классификация сорбентов Природные сорбенты В целом природные сорбенты в состоянии впитать количество нефти, от трех до шести раз превышающее их собственный вес, и они нетоксичные и подвержены биологическому распаду. Проблема с природными сорбентами заключается в том, что они абсорбируют как нефть, так и воду, и, как упоминалось выше, тонут при насыщении водой. Большие объёмы природных сорбентов той или иной формы порой требуют значительного числа человеческих рук для того, чтобы их собрать. Однако многие виды природных сорбентов присутствуют в сжатых формах, что уменьшает проблемы, связанные с их удалением. Сбор нефти природными сорбентами происходит за счёт перекрестного расположения их волокон, а не за счёт капилляров внутри материала. Попадая в промежутки между волокнами, нефть оказывается в западне, и маловязкие нефти могут вытечь, когда такие сорбенты поднимаются из воды Сорбенты на минеральной основе Эти сорбенты обладают несколько более высокой сорбционной способностью, чем природные сорбенты, впитывая нефть, превышающую по весу их собственный вес от четырех до восьми раз. Эти материалы отличаются легкостью, и если не применить соответствующую упаковку, то с ними будет трудно работать в ветреный день. Вдыхание пыли из них может вызвать проблемы дыхательных путей, и тот факт, что они не подвержены биораспаду, вынуждает проводить их полный сбор с места разлива Синтетические сорбенты Эти сорбенты отличаются самой высокой эффективностью сбора нефтепродуктов. Некоторые из сорбентов можно выжать и снова использовать, и их в целом легче разместить по площади и потом собрать, чем природные или минеральные сорбенты. Аналогично минеральным сорбентам, синтетические сорбенты сравнительно недороги, и после употребления их необходимо полностью удалять из района разлива, потому что они не подвержены биораспаду Другие химические реагенты. Деэмульгатор. Используется для отделения воды от нефти в случае образования эмульсии. Обретённые выгоды включают в себя максимизацию пространства для хранения в силу отделения декантированной воды и снижения вязкости собранного нефтепродукта, что облегчает проведение откачки. Объемы дозировки колеблются между 1:500 до 1:2000, также требуется некоторое взбалтывание и перемешивание. Реагенты поверхностного сбора. Эти реагенты, которые иногда называют «пастухами», используются в качестве химических бонов. В силу того, что эти «пастухи» расползаются по воде быстрее, чем нефть, они замедляют скорость расползания нефтяного пятна. Они хороши только в условиях полного штиля и для легких нефтепродуктов. 51 Гелеобразующие вещества. Применяются для химического отверждения нефти. Необходимы большие объемы дозировки и активное перемешивание. Весьма дороги. Вязкоупругие добавки. Применяются для связывания нефтяного пятна, что облегчает сбор разлитых нефтепродуктов. Примерная дозировка составляет 1:300, и для полного растворения продукта в нефти требуется по крайней мере один час. 3.1.5 Сжигание на месте Когда стратегия ликвидации ставит перед собой задачу сжигания нефти на месте, необходимо провести тщательное планирование соответствующих действий, так как сжигание приводит к визуальному загрязнению атмосферы и создает потенциальные проблемы с безопасностью работ и людей. Чтобы сжигание прошло успешно, его необходимо проводить прежде, чем нефть выветрится настолько, чтобы перейти, в частности, в состояние эмульсии. Большое водосодержание сильно затруднит возгорание нефти, и процесс горения будет трудно поддерживать. Рисунок 17 - Нефть горит во время контролируемого пожара 6 мая в Мексиканском заливе. Береговая охрана США проводит специальные сожжения нефти после утечки от взрыва на нефтяной вышке «Deepwater Horizon Чтобы горение было результативным, толщина слоя нефти должна быть по меньшей мере 3 сантиметра. Это требует применения специальных керамических бонов в морской воде, помимо решения всех остальных практических проблем, связанных с материально-техническим обеспечением при операциях по локализации нефтяного пятна. Теоретически возможно сжечь до 98% плавающей нефти, но всегда останутся смолистые остатки, сбор которых осуществить чрезвычайно трудно. 52 Если нефть не слишком эмульгирована и толщина слоя не слишком велика, то для ее сжигания на месте можно применить желатизированное топливо (напалм). 3.1.6 Биологическая обработка Биологическая очистка - очистка воды или почвогрунтов с применением специальных бактерий, простейших и некоторых высших организмов (растений). Биологическая очистка воды или почвы базируется на приемах, обеспечивающих стимуляцию естественных процессов деградации нефти и нефтепродуктов в воде. С этой целью рекомендуется обработка загрязненной нефтью водной поверхностью суспензиями, содержащими активные культуры нефтеокисляющих бактерий и поверхностно-активные вещества. Такой метод очистки воды, как правило, осуществляется непосредственно на месте загрязнения. В индустриально развитых странах биологические методы все более активно используются для решения проблем очистки загрязненных сред, в том числе и нефтепродуктами, а использование биодеградирующей способности природных микроорганизмов для восстановления нарушенных экосистем занимает приоритетное место в программах США и других стран по охране окружающей среды. За рубежом направление исследований и разработок, связанных с использованием биотехнологий для очистки природных сред, в частности применительно к очистке почв, грунтов, обезвреживанию токсичных отходов в природных средах получило название биоремедиации. Данное направление является в настоящее время наиболее бурно развивающейся ветвью биотехнологии. Это связано с актуальностью проблем очистки природных сред, с успехами в области создания, селекции и конструирования активных систем (прежде всего микробиологических) и низкими затратами при использовании биологических методов по сравнению с другими. Сравнительная экономическая оценка различных методов обезвреживания трудно разлагаемых отходов (загрязненных почв) показывает, что затраты на их переработку составляют следующие величины: экстракция растворителями - 35-100%, замена почвы - 10-60%, промывка почвы - 35%, термическая десорбция - 5-20%, биоремедиация – 4-15%. Экономические преимущества микробиологических методов определяются в первую очередь относительно небольшими расходами действующего начала на единицу обрабатываемого объекта или поверхности по сравнению с химическими агентами и меньшими затратами на очистку по сравнению с другими методами. При использовании биотехнологических методов для очистки существуют несколько принципиально различных подходов [15]: 53 1) Стимулирование дикой (аборигенной) микрофлоры в загрязненной природной среде путем создания необходимых условий для активизации ее жизнедеятельности. Преимущества данного варианта очистки связаны с отсутствием специальных разрешений на применение микроорганизмов - биодеструкторов и относительно низкие затраты, однако считается, что этот подход можно использовать только при невысоком уровне загрязнения. При аварийных ситуациях и высоких уровнях загрязнения этот вариант очистки не- эффективен. 2) Выделение наиболее активной составляющей дикой микрофлоры непосредственно на месте загрязнения, подбор оптимальных условий культивирования, производство биомассы, внесение ее в загрязненную среду с последующей активизацией обычными агротехническими приемами. Данный подход можно использовать при высоком уровне загрязнения. Его недостатки - требуются предварительные лабораторные и опытно-экспериментальные исследования на каждом объекте, а также специальные разрешения на применение биодеструкторов. Другие недостатки связаны с низкой эффективностью при аварийных ситуациях и высокой стоимостью при эксплуатации. Такой подход не может быть применен в случае загрязнения экологически чистых сред, т.к. в них может не оказаться активного на данный тип загрязнения штамма. Наиболее перспективно использовать этот метод на почвах и в других средах с многолетним загрязнением. 3) Выделение из различных природных экосистем, отбор наиболее активных штаммов-деструкторов, подбор оптимальных условий их культивирования, промышленная наработка биопрепаратов, их последующее внесение в природную среду и создание подходящих условий для их жизнедеятельности. В принципе, данный подход обеспечивает выигрыш в скорости ликвидации загрязнений, он может быть применен в случае загрязнения экологически чистых территорий, эффективен при высоком уровне загрязнения, однако в целом дороже по сравнению с первым вариантом и требует решения дополнительных вопросов, связанных с внесением посторонней микрофлоры в окружающую среду (получение разрешения на использование биопрепарата и др.) [10]. Кроме того, при этом варианте возникает проблема подбора специфических биодеструкторов для данного типа загрязнения с учетом специфики конкретной загрязненной среды [13]. По способу организации процесса биологической очистки принято различать способы: in situ, on situ, ex situ. Способ in situ связан с обработкой загрязненного участка непосредственно по месту загрязнения. Способ on situ предполагает сбор и обработку загрязненного материала вблизи места загрязнения. Способ ex situ связан со сбором и обработкой загрязненного материала на специально оборудованных площадках, в биореакторах и других установках. Самый простой в реализации – способ in situ, но наиболее оптимальные условия для работоспособности микроорганизмов может обеспечить способ ex situ. 54 В случае очистки загрязненной почвы in situ путем стимулирования природной микрофлоры проводят активизацию природного микробного почвенного комплекса, что ведет к активному потреблению или деструкции загрязнителя. Например, при использовании такой технологии для переработки 10000 т почвы, удаленной с территории вблизи нефтеперерабатывающего завода (г. Роттердам, Голландия), за 75 дней обработки концентрация нефтепродуктов в почве снизилась до нормативного уровня. Проведение процесса очистки загрязненных материалов на оборудованных площадках повышает скорость очистки загрязненного материала, однако данный вариант очистки связан с дополнительными затратами на сбор и складирование материала. Для очистки загрязненных вод, грунтов, почв, других материалов по методу ex situ могут использоваться биореактора, которые в случае очистки воды, газов чаще всего представляет собой биофильтр с минеральной или органической загрузкой. В биореакторах можно достичь наиболее высоких скоростей деструкции, создавая оптимальные условия. Однако это обеспечивается ценой более высоких затрат. Биоочистку можно комбинировать с физическими методами, такими как экстракция паром или адсорбция на угле для, удаления летучих соединений, или с химическими методами для удаления токсичных компонентов или металлов. Метод биологической очистки может применяться при долгосрочной окончательной обработке некоторых типов замазученного побережья. В настоящее время нет никаких убедительных свидетельств того, что биообработка несёт с собой большие выгоды при ликвидации морских разливов нефти. 3.1.7 Очистка побережья Каким бы ни был тип береговой линии, подвергшейся воздействию нефти, методы очистки обычно требуют большого напряжения и нередко деморализуют участников очистки. После того, как нефть оказывается на берегу, обычно меры по ликвидации нефтяного разлива меняются от аварийных методов до рабочих методов, и организация их должна проходить соответствующим образом. При проведении очистной операции на берегу важно всегда знать, когда надо остановиться, так как определение «чистого» берега может быть спорным. Зачастую это может быть компромиссным решением, принятым заинтересованными сторонами, то есть специалистами-экологами, местными властями, землевладельцами, бригадами, занятыми работой по очистке и т. д. Важно отметить, что использование неподходящих приемов и неадекватной организации может только ухудшить, а не смягчить размеры ущерба, причиненного загрязнением. Очистка береговой линии от загрязнения проходит в три этапа [12]: 55 Этап 1. Удаление плавающей нефти у кромки берега и толстых скоплений нефтепродуктов на берегу. Этап 2. Очистка от умеренного загрязнения, осевших нефтепродуктов и замазученного берегового материала. Этап 3. Очистка слабозагрязненной береговой линии и чистовая обработка (то есть удаление нефтяных пятен). Рисунок 18 - Ликвидация последствий нефтяного разлива В некоторых обстоятельствах может вообще не возникнуть необходимости в очистке. Иногда, может быть, лучше оставить нефть на берегу, чтобы дать ей выветриться и разложиться естественным образом. Прежде чем, предпринимать какую-либо операцию по очистке зоны берега, чрезвычайно важно получить рекомендации от признанных экологических организаций относительно того, каким образом лучше всего действовать, чтобы не нарушить экологию района. Приемы очистки камней, валунов и техногенных строений. На первом этапе: - использовать устройства-нефтесборщики, насосы, вакуумные агрегаты или вакуумные баки-автоприцепы; - рассмотреть возможность применения сорбентных материалов; - использовать ведра и лопаты. На втором этапе: - если после того, как подвижная нефть удалена, есть необходимость продолжить очистку, тогда удалить нефть с камней сильной струей воды (холодной или горячей); - обеспечить локализацию стоков с помощью бонов у кромки воды. На третьем этапе: для удаления нефтяных пятен можно использовать диспергаторы (если есть на это разрешение специалистов и местных органов). 56 Приемы очистки булыжников и крупной гальки. Этот тип береговой линии, вероятно, является самым трудным с точки зрения удовлетворительной очистки, потому что большая часть нефти успеет просочиться в пустоты между камнями глубоко в берег. На первом этапе, необходимо, так же как и с камнями и валунами. При этом осторожно подходите к применению тяжелой техники, так как способность таких берегов выдерживать нагрузки невелика. На втором этапе, для смыва поверхностной нефти к кромке воды можно применить подачу воды под большим напором, но часть нефти также будет смещена в сторону берега (нефть, смещенная на берег, будет неделями медленно сочиться глянцевой жидкостью). Удалять замазученные камни, возможно, будет нецелесообразно, так как это может закончиться эрозией берега. На третьем этапе: - применение диспергаторов нежелательно, потому что они могут привести к распространению нефти в глубину берега; - одним из способом удаления жирной пленки, оставшейся после промывки берега сильной струей воды, является механическое перемещение верхнего слоя камней в море, где сила трения, порожденная прибоем, может очистить их. Приемы очистки песчаных берегов. На первом этапе: Обычно к пляжам культурно-бытового значения имеется хороший доступ, однако применение тяжелой техники на таком пляже будет зависеть от типа данного берега. Пляжи, сложенные из крупнозернистого песка, зачастую не выдерживают веса автомобилей. В этих случаях необходимо пользоваться ручными методами. Сбор нефтепродуктов, замазученных сорбентных материалов и мусора можно осуществлять в плотные пластиковые пакеты. Обеспечьте наличие хорошего доступа. Ровные пляжи, сложенные из твердого плотного песка, могут выдерживать вес тяжелых механизмов, таких как фронтальные автопогрузчики и грейдеры. Грейдеры могут быть задействованы для сбора нефтепродуктов как раз ниже поверхности замазученного берега параллельно береговой линии. Работа должна вести с верху берега вниз. Сбор нефти будет осуществляться фронтальными погрузчиками. Нефть можно сдвигать в траншеи, выложенные пластиковым покрытием, и в дальнейшем собранные нефтепродукты будут откачены с помощью вакуумного агрегата. Однако впоследствии это может вызвать проблемы с утилизацией в связи с большими объемами удаленной песчаной массы. Следующий метод заключается в аккуратной промывке водой покрытой нефтью твердой песчаной поверхности. Нефть затем направляют в сторону насыпи вогнутой формы с дренирующими трубами, для контроля потока в сторону траншей с наклонными стенками. Чтобы не допустить проседания, стенки этих траншей необходимо укрепить деревянными планками. 57 На втором этапе: Удалить вручную замазученный песок, набрасывая лопатами собранный материал прямо в ковш погрузчика, чтобы не допустить неразборчивое удаление песка. Собранный материал вывозится в места временного хранения. Если тип берега не позволяет применить автомобильный транспорт, то собранный замазученный песок придётся выносить с пляжа в прочных пластиковых мешках. Примечание. Старайтесь не переполнять и не оставлять замазученный материал в пластиковых пакетах под прямыми солнечными лучами в течение длительных периодов времени, так как это приведет к их порче. На третьем этапе: После первого и второго этапов оставшийся песок, скорее всего, будет масленым и обесцвеченным. В некоторых обстоятельствах, на берегу могут остаться только маленькие мазутные шарики, удалить которые можно с помощью уборочных машин, специально сконструированных для пляжей, или вручную с помощью лопат, набрасывая замазученный песок на просеивающее сито. Для городских или туристских пляжей, возможно, понадобится привести свежий песок и разбросать его поверху обесцвеченного песка. Приемы очистки заиленных берегов. При возможности оставляйте нефть на таких берегах, чтобы дать ей выветриться естественным образом. В большинстве случаев очистка принесет больше вреда, чем пользы в силу чрезвычайно экологической чувствительности этих местообитаний. Практическая организация. Назначьте ответственного за береговую зону, чтобы он отвечал за все выполняемые работы по очистке территории. Разделите весь рабочий персонал на группы, не более десяти человек каждая, и назначьте руководителей групп. Обеспечьте проведение полновесных инструктажей по технике безопасности с каждым человеком, работающим на берегу. Обеспечьте наличие необходимых средств индивидуальной защиты. Выделите каждой рабочей группе сектор берега, чтобы каждая из них точно знала, в чём её задача. Обеспечьте, чтобы все работники имели регулярные перерывы для приема горячих напитков, на обед и т. д. Обеспечьте наличие в районе работ комнат для смены одежды, переносные туалеты. Организуйте ведение журнала, в котором записывались бы все проводимые работы. Обеспечьте выдачу персоналу чистых резиновых сапог, непромокаемых штормовок и т.д. к концу дня, чтобы их можно было успеть очистить для повторного использования на следующий день. 58 Контролируйте количество движения автотранспорта на месте работ и по их периметру. При возможности привлекайте местное население, чтобы они участвовали в общей работе. В некоторых случаях согласованная стратегия ликвидации предполагает естественный вынос нефти на берег, чтобы потом можно было собрать ее. Эти берега иногда называют «жертвенными» берегами, хотя более приемлемым вариантом было бы определить их как «районы усиленного сбора». Их могут выбрать по причине отсутствия чувствительных ресурсов, доступности и других характеристик, которые позволяют произвести очистку относительно легко.После того, как нефть окажется на берегу, главным методом ее сбора станет физический метод. Если доступ к берегу хороший и количество нефти велико, то можно применить механические средства сбора. Нефть может быть собрана в «карманы» на берегу и быть извлечена оттуда с помощью систем нефтесбора или откачки. Для сбора сильнозагрязненных береговых материалов можно использовать технику для земляных работ. В труднодоступных местах, там, где применение механизмов может привести к неприемлемому ущербу, ручной труд остается одним из главных решений проблемы. Следует помнить, что для собранной нефти и замазученного берегового материала необходимо обеспечить условия временного хранения. Во многих ситуациях чрезвычайно трудно найти санкционированные места для вывоза таких материалов или другие средства конечной утилизации загрязненных материалов. Применение того или иного способа ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов не дает сто процентной гарантий успешного проведение работ, так как данное обстоятельство будет зависеть от многих факторов. Поэтому одним из лучших методов борьбы с нефти разливами является комбинированный способ. Данный способ включает в себя применение всех имеющихся способов при ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов. Наглядным примером полномасштабного использования всех возможных методов и тактики ликвидации уникальной аварии и последствий от неё является работа международных подразделений по реагированию на крупные аварии уровня 3 и выше в Мексиканском заливе у южных берегов Северной Америки в 2010 году. Данная трагедия произошла 20 апреля 2010 года на нефтяной вышке "Transocean Deepwater Horizon" у берегов Луизианы Соединённых Штатов Америки. Управляемая британской нефтяной компанией (BP) нефтяная платформа Deepwater Horizon была построена в 2001 году в Мексиканском заливе южнокорейской компанией Hyundai. Длина установки 120 метров, ширина – 78 метров. Ее оператором является компания Transocean. Нефть на этой платформе добывалась с рекордной глубины в 1,5 тысячи метров. В результате пожара на нефтяной платформе Deepwater Horizon произошел взрыв и деформация платформы, в следствии чего произошла утечка нефти в Мексиканский залив. 59 Береговая охрана, посланная на место катастрофы, чтобы устранить утечку нефти, не справилась с задачей, в результате чего в Мексиканский залив каждый день попадало несколько тысяч баррелей неочищенной нефти. Авария в Мексиканском заливе, где после взрыва и затопления буровой платформы на воде образовалось огромное нефтяное пятно, стала первой подобной катастрофой в истории человечества. Рисунок 19 - Пожарные суда тушат горящую буровую вышку Deepwater Horizon Для ее ликвидации, как отмечали эксперты, возможно, придётся применить экстраординарные средства, а последствия чрезвычайной ситуации могут заставить пересмотреть планы развития нефтедобычи на морском шельфе. Рисунок 20 - Специальная система отсасывает нефть из Мексиканского залива 60 Причиной аварии могли стать дефекты в устройстве, которое должно было не допустить разлив нефти из скважины в Мексиканском заливе. К такому выводу пришли эксперты американского конгресса. За период с момента взрыва на нефтяной вышке «Deepwater Horizon» в Мексиканском заливе 20 апреля 2010 года и продолжающейся утечки нефти, было сделано много попыток сократить масштабы катастрофы. Рисунок 21 - Защитные боны окружают озеро Мачиас 9 мая 2010 года после утечки нефти в Мексиканском заливе, угрожающей прибрежным островам штата Луизиана В море разбрызгивались нефтяные дисперсанты, возводились сдерживающие боны, строились защитные барьеры, проводились контролируемые сжигания нефти, на морское дно опускали специальные устройства в попытке устранить утечку. Однако все эти попытки не увенчались успехом. Количество выливающейся в море нефти проследить очень трудно, эксперты оценивали объемы катастрофы в 5000 баррелей нефти (а может и больше), которые продолжались выливаться в залив каждый день. Однако не смотря на все предпринимаемые меры за время аварии в воды Мексиканского залива вылилось около 4 млн. барр. нефти. Затрачено более 8 млрд. долл. на ликвидацию последствий экологической катастрофы и компенсации потерпевшим. По оценкам аналитиков, авария в конечном счете обойдется BP в десятки миллиардов долларов. 3.2 Ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов на материке Разлив на непроницаемую поверхность распространяется быстро, собираясь в лужи. Распространение зависит от типа нефтепродукта, его количества и температуры окружающей среды. Легкие, летучие нефтепродукты испаряются быстро, и необходимо соблюдать крайнюю осторожность. Если 61 риск взрыва невелик, то намного легче будет собрать нефть, если предпринять меры по её локализации и концентрации в одном месте. Все пути выхода должны быть блокированы, такие как водостоки и канализационные отверстия, кабелепроводы и трубопроводы. Для этих целей полезными могут оказаться резиновые футбольные камеры и абсорбирующие подушки, а пластиковый пакет, наполненный водой, вполне может эффективно перекрыть сливную крышку. Для сбора нефти используются поршневые насосы, водосточные всасыватели и абсорбирующие материалы. Для целей временного хранения могут использоваться скиповые короба и бочки, при условии отсутствия риска взрыва. Рисунок 22 - Сбор разлива нефтепродуктов вакуумным насосом Следует проявлять большую осторожность при использовании вакуумных насосов, таких, как водосточные всасыватели, так как вполне возможно, что вакуумное разрежение может спровоцировать взрыв нефтяных паров. Нефть проникает в пористые почвы исключительно под воздействием силы тяжести и капиллярного действия. Характер её проникновения вниз будет зависеть от количества разлитой нефти, типа нефти, погоды, способности почвы к удержанию и глубины зеркала грунтовых вод. По мере того, как нефть будет уходить в почву, она может встретиться с разными слоями. Проницаемость этих разных слоев будет влиять на характер распространения нефти. Разлив легкой нефти на крупный гравий приведет к быстрому просачиванию нефти вниз при минимуме ее горизонтального распространения. На песке её продвижение будет более замедленным, и нефть здесь будет распространяться в стороны. Если нефть очень плотная, тогда очевидно она будет склонна к большему распространению, а просачиваться вниз очень медленно. Это может также быть вызвано очень холодными температурами 62 почвы, под воздействием которых нефть приобретёт еще большую вязкость. Но единственно верным способом помешать нефти просачиваться дальше будет наличие непроницаемого слоя. Различные почвы в состоянии удерживать разные количества нефти. Если вам известен потенциал удержания почвы, то это послужит неплохой наводкой в отношении количества нефти, проникшего в почву, при условии, что вам известен объём разлива. Например, если вы знаете, что размеры разлива составляют 80 литров, пролитых в мелкозернистый песок, то вероятнее, всего под воздействием оказалось не больше 2 куб. м. почвы. Потенциал удержания редко превышает 50 литров на кубометр. Если залить водой дно обвалованной площадки, то это не позволит нефти просачиваться в почву. Если же территория не обвалована, то возможно будет уменьшить глубину проникновения, распространив слой нефти как можно на большей площади, с тем, чтобы уменьшить давление нефти на почву и соответственно её проникновение вниз. Это распространение также будет способствовать процессу испарения, поэтому помните о летучих газах. Одновременно распространение нефти уже не позволит так легко действовать нефтесборщикам-скиммерам и насосам, собирающим её с поверхности, и вам придется полагаться на абсорбентные материалы при сборе нефти. 3.2.1 Удаление замазученной земли Если распространение фронта загрязнения не дошло до зеркала грунтовых вод, то все, что вам надлежит делать, это избавиться от замазученной земли, но это отнюдь не лёгкая задача. Существуют два основных метода её достижения: 1. Рекультивация. Зачастую известна как перепахивание земли («лендфарминг»). Загрязнённая земля аэрируется с помощью перепахивания, которое необходимо делать как можно чаще, особенно в теплую погоду. Это позволяет воздуху получить доступ к нефти, с тем, чтобы бактерии смогли обеспечить ее разложение в возможно короткие сроки. Перепахивание и перемешивание также помогут уменьшить содержание нефти, разбив большие «карманы» нефти и активизировав процесс биораспада. Также поможет, если в загрязненную почву внести удобрения. Технику рекультивации на месте никогда не следует использовать, если есть угроза загрязнения грунтовых вод. 2. Выемка земли. При наличии опасности загрязнения грунтовых вод замазученную почву необходимо как можно быстрее удалить. Прежде чем сделать, это нужно свериться с существующими планами местности на присутствие кабелей, трубопроводов и других подземных коммуникаций. 63 Рисунок 23 - Проведение работ по выемки замазученной почвы Удалению подлежит только та почва, загрязнение которой бросается в глаза. Для ликвидации значительных жидкостей, извлечённых из загрязнённой массы, можно использовать установки для сжигания. 3.2.2 Грунтовые воды Грунтовые воды присутствуют во многих районах, и если они присутствуют в извлекаемых объемах, то порода или почва в которых они залегают, именуются водоносными горизонтами. Грунтовая вода не статична, - она течет через породу или почву очень медленно, обычно 1 или 1.5 метра в день. Именно водоносные горизонты питают колодцы, и во многих странах грунтовая вода имеет чрезвычайно важное значение в качестве источника чистой питьевой воды. Во время влажных сезонов поверхность грунтовых вод, известная под названием зеркало грунтовых вод, может подниматься близко к поверхности, но глубина зеркала грунтовых вод меняется в зависимости от местных геологических условий, а также погоды. Если нефть достигает уровня грунтовых вод, то необходимо проследить ее продвижение от источника, прежде чем предпринимать сколько-нибудь серьезные попытки её извлечения и сбора. Это можно сделать с помощью опытных скважин и специального оборудования, позволяющего обнаружить присутствие нефтепродуктов в грунтовой воде. После того, как результаты исследования показывают прогнозируемое направление и скорость распространения нефтяного пятна в грунтовой воде, можно рассмотреть два метода извлечения нефти. 1. Метод перехвата. Применяется в тех случаях, когда зеркало воды находится не более 3 метров от поверхности земли. Выкапывается траншея, которая должна пересечь путь миграции продвигающегося нефтяного пятна в целях его перехвата. Дно траншеи должно находиться примерно в 1 метре ниже уровня грунтовой воды. Возможно, понадобится сохранить дно воды в 64 траншее. Перехватывающие траншеи обычно действуют в течение многих месяцев по мере того, как нефть медленно удаляется из грунтовой воды. 2. Воронка депрессии. Используется в тех случаях, когда уровень грунтовой воды находится слишком глубоко, чтобы можно было применить метод перехвата, или тогда, когда предполагается, что объемы извлекаемой нефти велики, так же, как и период времени, необходимый для этого извлечения. Техника действий аналогична технике, применяемой при перехвате, в том отношении, что уровень зеркала воды искусственно понижается в целях создания эффекта водослива. Проделывается скважина на глубину ниже зеркала грунтовой воды, и с помощью насосов образуется воронка в зеркале воды, куда под воздействием силы тяжести уходит нефть. Системы воронки депрессии могут оставаться на месте годами, когда загрязнение грунтовых вод особенно велико. Существует целый ряд чисто специальных приёмов, с помощью которых осуществляются извлечение и сбор нефти из грунтовых вод, в том числе использование инертных газов или специальных нефтесборщиков. |