книга борьба полная версия. Аварийных разливов
 Скачать 5.47 Mb.
|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Технология | Описание |
| Заводнение | Заполнение понижения (или участка между дамбами) водой, которая позволяет собирать нефть с поверхности воды, смывать ее брандспойтами с поверхности земли. |
| Смыв холодной водой | Предусматривает использование высоконапорных насосов, шлангов и брандспойтов для удаления, мобилизации и перемещения нефти в точки сбора. |
| Смыв горячей водой | Вода предварительно подогревается до 2535°С для снижения вязкости нефти и оптимизации процесса. Использование теплой воды обеспечивает безопасность и позволяет сохранить животные и растительные организмы почв. |
| Уборка граблями | Производится для удаления больших слоев нефти с поверхности грунта. |
| Очистка резиновыми скребками | Использование резиновых скребков для удаления нефти с поверхности грунта и перемещения ее в места сбора. |
| Механическое снятие загрязненного грунта | Проводится с использованием техники для удаления зама-зученных материалов и обычно предусматривает удаление некоторого слоя грунта. |
| Откачка | Откачка нефти с использованием различных электронасосов в емкости или автоцистерны для перевозки. |
| Нефтесборщики | Использование различных типов скиммеров, предназначенных для сбора нефти различной вязкости с водных поверхностей. |
| Зумпф | Вырытые небольшие углубления, которые устраиваются в районах сбора нефти вниз по склонам. |
| Вакуумная откачка | Производится с использованием передвижных вакуумных насосов, шлангов и емкостей для откачки нефти с поверхности воды. |
| Сжигание | Сжигание может производиться для удаления нефти с поверхности грунта и воды и для утилизации ее после сбора. Для поджигания нефти используются факелы. Необходимы меры предосторожности для предотвращения возгорания прилежащих территорий и обеспечения ТБ. |
| Водоотводящие каналы | Устраиваются в зимне-весенний период для отвода грунтовых вод на переувлажненных участках. |
317
Предупреждение и ликвидация аварийных разливов нефти и нефтепродуктов
п
омощи троса, прикрепленного к лебедкам двух тракторов, находящихся на локализующих дамбах.В северных условиях сбор аварийной нефти может осуществляться при помощи одноковшовых экскаваторов и бульдозеров.
Для России злободневной является ликвидация нефтяных разливов, которые происходят в зимнее время (например, разлив нефти на реке Белой в 1995 году).
В случае разлива нефти на ледовой поверхности она собирается механическим способом, может сжигаться или собираться специальными сорбентами. Однако в случае разлива нефти подо льдом сценарий детально не разработан, а только намечен. Так, если разлив небольшой (до 100 тонн), рекомендуется прорезать траншеи под углом 50-60° от оси движения нефтяного пятна, очистить траншеи ото льда, механическим способом собрать нефть или сжечь ее. Несожженную часть нефти можно собрать специальным сорбентом.
При обширном разливе подо льдом (более 100 тонн нефти) - предлагается прокладывать ледоколом 1-3 прохода на пути движения нефтяного пятна. Всплывшую нефть можно собрать механическим путем, сжечь или собрать сорбентом. Разработчики предпочитают сжигание, полагая, что в условиях полыньи нефть не будет сильно эмульгирована из-за отсутствия волнения.
Технологии рекультивации нефтезагрязненных земель
Когда завершается сбор «видимой» нефти, тогда замеряется остаточная концентрация нефти в грунте, которая зависит, в частности, и от применяемых технологий.
После аварии власти часто ставят задачу полностью очистить территорию от нефтяного разлива. Но оказалось, чтобы выполнить такие жесткие нормативы, пришлось бы полностью уничтожить верхний слой не только на месте разлива. Ученые предложили отказаться от обязательного требования очистить почву до такой степени, чтобы на всей территории разлива содержание нефти было не более 1 г на 1 кг почвы, и поднять остаточное содержание нефти от 3 до 8 граммов - в зависимости от того, как используется земля. Во многих случаях не стоит даже пытаться восстановить полностью исходную экосистему. Во-первых, потому, что это практически невозможно, во-вторых, потому, что с определенными концентрациями нефти природа справляется сама.
Для экосистемы иногда гораздо более вредно, когда человек пытается исправить последствия незначительных загрязнений, пуская в ход тяжелую технику или сильные химические реагенты. Особо остро реагирует на такое грубое вмешательство природа Крайнего Севера. С другой стороны, северная природа весьма чувствительна и к самому нефтяному загрязнению, поскольку нефть здесь разлагается намного
318
Глава 5. Технологии и средства ликвидации разливов нефти
м
едленнее, и разливы могут оставаться на поверхности в течение десятков лет.Целесообразно привязать нормативы загрязненности к различным природным зонам - тундре, тайге, широколистным лесам, лесостепям и так далее. Разные по своему строению и биохимическому составу почвы тоже ведут себя по отношению к загрязнению по-разному. Хуже всего дело обстоит с торфяником, который практически сразу впитывает нефть и нефтепродукты, и их практически невозможно извлечь. Килограмм торфа может удерживать от 100 до 500 граммов нефтепродуктов. Песчаные и глинистые почвы впитывают примерно в 100 раз меньше, и в случае разлива нефтяное пятно почти полностью остается на поверхности [44, 54].
Задача состоит в том, чтобы определить, при каком уровне загрязненности не наблюдается угнетение экосистемы, и выбрать вариант очистки почв до допустимого уровня без нанесения большого ущерба окружающей среде. Наиболее жестким должен быть подход в тех случаях, когда продукты нефтяного загрязнения могут попасть в открытые водоемы -реки, озера, море.
Под термином «рекультивация нефтезагрязненных земель» понимается комплекс мер, направленный на ликвидацию разлива нефти как источника вторичного загрязнения природной среды, нейтрализацию остаточной нефти в почве до уровня фитотоксичности и восстановление плодородия загрязненных почв до приемлемой хозяйственной значимости.
Но нет четких нормативов, до какой степени надо очищать почву от разливов нефти и нефтепродуктов. Сегодня эта задача передана на региональный уровень, поскольку нормативы по загрязнению зависят от большого числа сугубо местных факторов. Эта работа весьма актуальна. Определение допустимых параметров нефтяного загрязнения, во-первых, позволит снизить как прямой, так и побочный экологический ущерб, возникающий при проведении работ по рекультивации земель. Во-вторых, даст возможность нефтяным компаниям выработать оптимальные корпоративные природоохранные стратегии. И, наконец, в-третьих, позволит государственным контролирующим органам эффективнее воздействовать на нарушителей.
Для успешной борьбы с последствиями разливов нужно достоверно знать степень их воздействия на природу, а это до сих пор представляется даже специалистам весьма сложным. В определенных концентрациях нефть может и не наносить ущерба почве - иногда гораздо больший вред наносят действия человека по ее очистке.
В советское время не существовало никаких нормативов, которые бы определяли, до какой степени предприятия должны были очищать почву, которая загрязнялась в процессе выполнения тех или иных работ. Теоретически считалось, что почву надо было очищать до исходного природного состояния.
319
Предупреждение и ликвидация аварийных разливов нефти и нефтепродуктов
В
1993 году Госкомэкология разработала методический документ о «Порядке исчисления и определения размеров ущерба от загрязнения земель химическими веществами», в котором впервые были приведены уровни загрязнения земель в зависимости от содержания того или иного вещества. Для нефти и нефтепродуктов низкий уровень загрязненности был определен в 1 грамм на 1 килограмм почвы.С осознанием масштабов загрязненных земель специалисты пришли к выводу, что достичь уровня в 1 г на 1 кг, от которого отталкивалась первая методика по расчету ущерба, на огромных территориях России практически нереально.
Минприроды России издало приказ от 12 сентября 2002 года № 574 «Об утверждении Временных рекомендаций по разработке и введению в действие нормативов допустимого остаточного содержания нефти и продуктов ее трансформации в почвах после проведения рекультивацион-ных и иных восстановительных работ».
Настоящий документ может быть использован при разработке, утверждении и введении в действие нормативов допустимого остаточного содержания нефти и продуктов (нормативы ДОСНП), ее трансформации в почве после проведения рекультивационных и иных восстановительных работ на земельных участках, подвергшихся загрязнению нефтью, независимо от целевого назначения (категории), вида использования земель, формы собственности на землю.
На территории субъектов Российской Федерации, в которых в установленном порядке не введены в действие нормативы ДОСНП по согласованию с территориальными органами Министерства природных ресурсов Российской Федерации, могут быть использованы соответствующие значения нормативов ДОСНП других регионов, исходя из однотипности биоклиматических и ландшафтно-литологических условий, либо соответствующее обоснование допустимого уровня остаточного загрязнения должно содержаться в проекте рекультивации нефтеза-грязненных земель.
Организация разработки нормативов ДОСНП осуществляется органами исполнительной власти субъектов Российской Федерации во взаимодействии с территориальными органами Министерства природных ресурсов Российской Федерации и Федеральной службы земельного кадастра России, заинтересованными субъектами хозяйственной и иной деятельности, в результате которой происходит загрязнение земель нефтью, или существует риск такого загрязнения.
Корректировка нормативов ДОСНП, введенных в действие на территории субъекта Российской Федерации, осуществляется территориальными органами Министерства природных ресурсов Российской Федерации по обоснованным предложениям заинтересованных министерств и ведомств, субъектов хозяйственной и иной деятельности.
320
Глава 5. Технологии и средства ликвидации разливов нефти
Д
опустимое остаточное содержание нефти в почве после проведения рекультивационных и иных восстановительных работ определяется таким, при котором:
исключается возможность поступления нефти и продуктов ее транс
формации в сопредельные среды и на сопредельные территории;
допускается вовлечение земельных участков в хозяйственный обо
рот по основному целевому назначению с возможными ограниче
ниями (не природоохранного характера) режима использования или
вводится режим консервации, обеспечивающий достижение сани
тарно-гигиенических нормативов содержания в почве нефти и про
дуктов ее трансформации или иных установленных в соответствии
с действующим законодательством нормативных значений в про
цессе самовосстановления, т.е. без проведения дополнительных спе
циальных ресурсоемких мероприятий.
Очень многие вопросы, связанные с рекультивацией, с тем, сколько можно оставлять в почве нефти и нефтепродуктов, были подняты после аварии в Усинском районе Коми, которая произошла на промысловом трубопроводе «Коминефти» Возей - Головные сооружения в 1994 году. Тогда на поверхность вылилось, по разным оценкам, до 100 тыс. тонн нефти.
Различают техническую и биологическую рекультивацию зараженных земель.
Цель и задачи технической рекультивации - максимальное снижение риска распространения загрязнения за пределы очага выброса нефти, уборка нефти с поверхности, максимально возможное снижение уровня загрязнения почвы. В конечном итоге - подготовка загрязненных субстратов к биологической рекультивации или самовосстановлению.
Использование методов технической рекультивации после аварийных разливов нефти необходимо и неизбежно.
В зарубежной и российской практике восстановления нефтезагряз-ненных почв технические технологии рекультивации классифицированы по категориям ex situ и in situ.
Технологии exsituиспользуется для обработки загрязненной почвы, предварительно удаленной с поверхности выделенного участка земли. Изоляция и обработка загрязненных материалов вне участка позволяют применять особо сложные приемы обработки, которые могут быть более эффективными и быстродействующими, а также более безопасными для грунтовых вод, животного и растительного мира и местных жителей.
Экскавация и последующий вывоз загрязненной почвы или грунта широко применяется для очистки почвы от любых видов загрязнителей. При этом почву снимают и помещают в специальные резервуары, в некоторых случаях проводится дополнительная обработка почвы, предшествующая ее транспортировке, переработке или захоронению. Однако данная технология имеет существенные недостатки. Стоимость работ по
321
Предупреждение и ликвидация аварийных разливов нефти и нефтепродуктов
о
чистке может быть весьма высокой. В данном случае не происходит естественного восстановления почвенного слоя, почву после восстановления необходимо или помещать в исходное место экскавации, или использовать каким-либо иным способом.Технология ex situ предусматривает обработку привезенных с участка разлива грунтов на специально оборудованных площадках. Вывозка загрязненного грунта позволит быстро ликвидировать загрязнение. После снятия слоя грунта на торфяниках вносятся минеральные удобрения, а на минеральных грунтах вносят дополнительно органические удобрения. Грунт, очищенный от нефти, для возврата на восстановленные участки должен иметь остаточное содержание нефти ниже установленного ОДК нефти.
Расчетные ориентировочно допустимые концентрации (ОДК) нефти в грунтах после проведения восстановительных работ приведены в таблице 33.
Таблица 33
Ориентировочно допустимые концентрации нефти в грунтах после проведения восстановительных работ
| Направление использования земель | Содержание нефти и нефтепродуктов в слое 0-20 см (ОДК) | |
| Минеральная почва, г/кг абсолютно сухой пробы почвы | Торфяники, г/кг сухого торфа | |
| Сельскохозяйственное Пашня | 1,0 | 5,0 |
| Сельскохозяйственное и лесохозяйственное Леса, сенокосы, пастбища | 10,0 | 30,0 |
| Лесохозяйственное и природоохранное Торфяное болото | | 50,0 |
| Строительное Промплощадки | 30,0 | 80,0 |
При этой технологии почву снимают и помещают в специальные резервуары, в некоторых случаях проводится дополнительная обработка почвы, предшествующая ее транспортировке, переработке или захоронению. Сжигание в печах является одним из наиболее хорошо изученных и известных методов обработки. Другими методами являются: термическая десорбция при 100-550°С, экстракция загрязненной почвы паром, промывка в барабанах под высоким давлением и др.
Однако данная технология имеет существенные недостатки. Стоимость работ по очистке может быть весьма высокой. В данном случае не про-
322
Глава 5. Технологии и средства ликвидации разливов нефти
и
сходит естественного восстановления почвенного слоя, почву после восстановления необходимо или помещать в исходное место экскавации, или использовать каким-либо иным способом.Технологии insituимеют преимущество вследствие непосредственного применения их на месте загрязнения. Выбор и применение технологий in situ могут быть сделаны только на основании полученных данных о качестве обрабатываемой поверхности почвы. Кроме того, может потребоваться специализированная очистка загрязненной зоны. При неблагоприятных окружающих условиях могут также возникнуть сложности по отношению к устойчивым загрязняющим веществам.
Технологии in situ используют биологические, механические и физико-химические методы. Наиболее перспективными считаются биологические методы.
Наилучшие результаты отмечаются при комплексном методе рекультивации загрязненных почв с использованием агротехнологий с внесением минеральных удобрений и высевом трав-мелиорантов. Это технология направлена на активизацию аборигенной нефтеокисляющей почвенной микрофлоры и не требует значительных материальных затрат.
Для фиторекультивации нефтезагрязненных земель используются наиболее доступные семена однолетних и многолетних трав, обладающих развитой корневой системой, повышенной устойчивостью к нефтяному загрязнению почвы, адаптированные к местным условиям.
Мероприятия по рекультивации загрязненных нефтью территорий проводятся в несколько этапов, сроки их проведения зависят от характера загрязнения, даты разлива и состояния растительности на конкретном участке. Содержание этапов может меняться в зависимости от вида и степени сложности участка, загрязненного нефтью.
Биологическая рекультивация - этап рекультивации земель, включающий мероприятия по восстановлению их плодородия, осуществляемый после технической рекультивации. Принято различать в биологическом этапе восстановления земель два направления. Первое - это активизация разложения нефти в почве (восстановление почвы), второе - восстановление растительного покрова. Выбор направления зависит от исходного состояния почвы после технической рекультивации.
Когда дальнейшее проведение технической уборки уже не дает должного эффекта и может стать причиной уничтожения легкоуязвимых почв, тогда активизация микробиологического разложения нефти в почве (био-ремедиация) остается единственно возможной мерой для ее доочистки. Под термином биоремедиация принято понимать применение технологий и устройств, предназначенных для биологической очистки почв и водоемов, т.е. для удаления из почвы и воды уже находившихся в них загрязнителей.
323
Предупреждение и ликвидация аварийных разливов нефти и нефтепродуктов
К
основным принципам технологий биоремедиации почв относятся: биостимуляция insiti, биостимуляция invitroи биоаугментация.Биостимуляция insiti(биостимуляция на месте загрязнения). Этот подход основан на стимуляции роста природных микроорганизмов, естественно содержащихся в загрязненной почве и потенциально способных утилизировать загрязнитель, но не способных делать это эффективно из-за отсутствия полного набора пищевых компонентов (недостаток соединений азота, фосфора, калия и др.). В этом случае в ходе лабораторных испытаний с использованием образцов загрязненной почвы устанавливают, какие именно пищевые добавки и в каких количествах следует внести в загрязненную почву, чтобы стимулировать рост микроорганизмов, способных утилизировать загрязнитель.
Биостимуляция invitro. Отличие этого подхода от вышеописанного в том, что биостимуляция образцов естественной микрофлоры загрязненной почвы или воды проводится сначала в лабораторных или промышленных условиях (в биореакторах или в ферментерах). При этом в биореакторах обеспечивается преимущественный и избирательный рост тех микроорганизмов, которые способны наиболее эффективно утилизировать данный загрязнитель.
Затем таким образом «стимулированную» (специально отселекциони-рованную, обогащенную) микрофлору вносят в загрязненную почву. При этом одновременно со «стимулированными» микроорганизмами вносят и необходимые пищевые добавки, повышающие эффективность утилизации загрязнителя. Иногда бывает необходимо обеспечить принудительную аэрацию загрязненной почвы, чтобы повысить скорость микробного окисления загрязнителей.
Биоаугментация (биоулучшение). В этом случае в загрязненную почву вносят относительно большие количества специализированных микроорганизмов, которые заранее были выделены из различных загрязнений и/или генетически модифицированы.
Основная цель агробиологических методов - это активизация аборигенной микрофлоры путем изменения субстратных условий (усиление аэрации почвы рыхлением и внесением органических удобрений, создание необходимого водного режима грунтов мелиоративными методами, улучшение минерального баланса добавлением в почву минеральных удобрений).
Достаточно важное место в успешном решении проблемы восстановления растительного покрова на участках, подвергшихся загрязнению нефтью и нефтепродуктами, занимает подбор видов многолетних трав, способных успешно развиваться в жестких рамках климатических условий и загрязняющих факторов.
Но в ряде случаев необходимо внесение специально подобранных уг-леводородокисляющих микроорганизмов.
324
Глава 5. Технологии и средства ликвидации разливов нефти
И
спользование микробиологических препаратов часто рассматривают как альтернативу агротехнической биорекультивации. Существуют ситуации, когда использование специальных микробиологических препаратов просто необходимо. В частности, это оправдано для районов с непродолжительным теплым периодом, где внесением интродуцента можно искусственно усилить процессы биодеструкции нефти в почве.При благоприятных условиях среды (оптимальная температура, соленость, рН, достаточная степень аэрации, обеспеченность элементами минерального питания) удачно подобранная культура или смесь штаммов способны за короткое время практически полностью утилизировать десятки тонн нефтяных углеводородов, трансформируя их в органическое вещество собственной биомассы, углекислый газ и безвредные для окружающей среды продукты.
5.3. Средства ликвидации разливов нефти
Мировой опыт борьбы с загрязнением окружающей среды нефтью и нефтепродуктами показывает, что для оперативного реагирования на аварийные ситуации необходим постоянно находящийся в готовности комплекс технических средств [35].
Процесс ликвидации аварийного разлива нефти условно можно разбить на 3 стадии: первая - локализация разлива, вторая - собственно сбор и извлечение продукта с поверхности воды или почвы, и третья -транспортировка собранного продукта к месту переработки или утилизации.
Каждой стадии присущи свои средства и технологии.
Современное средства для локализации и ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов можно подразделить на 6 больших групп:
боновые заграждения;
скиммеры (устройства для сбора нефти с поверхности воды);
сорбенты (материалы, собирающие нефть способом адсорбции и аб
сорбции (налипания или впитывания);
диспергаторы (специальные химические вещества, ускоряющие про
цессы биологического разложения нефти);
биохимические препараты (органические сорбенты, предназначен
ные для ликвидации загрязнений воды и почвы нефтью);
микробиологические средства;
вспомогательные средства (плавсредства, насосы, цистерны, назем
ные и воздушные транспортные средства, средства связи и др.).
В общем случае к средствам локализации и ликвидации последствий аварийных разливов нефти относят технические (механические), химические и микробиологические средства.
325
Предупреждение и ликвидация аварийных разливов нефти и нефтепродуктов
К
наиболее типичным средствам, используемым при ЛАРН на воде, относятся:
боновые заграждения;
скиммеры;
сорбенты;
разбрызгиватели;
диспергаторы;
специальные суда (нефтесборщики);
катера и буксиры;
насосы и рукава;
цистерны и баржи;
авиация;
средства радиосвязи.
Для осуществления операций по сбору и удалению плавающей нефти с водных поверхностей используются боны, различные нефтесборные системы, нефтеперекачивающие устройства, диспергаторы и сорбенты.
Боновые заграждения (боны) обеспечивают эффективную локализацию возможных зон разлива и перемещения нефти в акватории портов, водохранилищах, затонах, реках, в открытом море, а также используются для ограждения нефтеналивных судов в процессе произведения грузовых операций, тем самым обеспечивая надежную защиту от загрязнения водных акваторий.
Боновые заграждения изготавливаются из специальной ткани, обладающей высокой прочностью, стойкостью к воздействию кислот, щелочей, нефти и нефтепродуктов. Конструкция соединений обеспечивает оперативное развертывание боновых заграждений.
Боновые средства применяются как самостоятельно, так и в сочетании с другими средствами для локализации нефтяных полей, ограждения участков акватории, расширения зоны захвата нефтесборных средств и т.д.
Боновые заграждения принято группировать по условиям применения:
1-й класс бонов - для защищенных акваторий;
2-й класс бонов - для прибрежной зоны, перекрытия входов в гавани, порты, акватории судоремонтных заводов и т.д.;
3-й класс бонов - для открытого моря.
Боновые устройств по своему предназначению можно разбить на несколько групп:
нефтеудерживающие;
сорбционно-удерживающие;
огнестойкие.
В настоящее время известно более 150 видов боновых заграждений.
Нефтеудерживающие боны изготавливаются для различных условий работы: в открытом моря, акваториях портов, полузакрытых водоемах и т.п.
326