Ликвидация разливов нефти

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Эффект разлива нефти

2. Ликвидация разливов нефти

3. Последствия разливов нефти

3.1 Загрязнение прибрежных зон, болот, нарушение функционирования морских экосистем

3.2 Гибель птиц, рыб, морских млекопитающих

4. Разлив нефти в Мексиканском заливе

Заключение

Список используемой литературы



Введение

В связи с увеличением количества чрезвычайных ситуаций, которое обусловлено ростом добычи нефти, износом основных производственных фондов (в частности, трубопроводного транспорта), и диверсионными актами на объектах нефтяной отрасли, участившимися в последнее время, негативное воздействие разливов нефти на окружающую среду становится все более существенным. Экологические последствия при этом носят трудно учитываемый характер, поскольку нефтяное загрязнение нарушает многие естественные циклы и взаимосвязи, существенно изменяет условия обитания всех видов живых организмов и накапливается в биомассе.

Несмотря на проводимую в последнее время государством политику в области предупреждения и ликвидации последствий аварийных разливов нефти и нефтепродуктов, данная проблема остается актуальной и в целях снижения возможных негативных последствий требует особого внимания к изучению способов локализации, ликвидации и к разработке комплекса необходимых мероприятий.



1. Эффект разлива нефти

Нефть - продукт длительного распада, она очень быстро покрывает поверхность воды тонким слоем, а образовавшаяся нефтяная плёнка ограничивает доступ света и воздуха.

Агентство по охране окружающей среды США эффект разлива нефти описывает так: через 10 минут после попадания одной тонны нефти в воду, на её поверхности образуется нефтяное пятно толщиной 10 мм. Со временем толщина плёнки уменьшается до 1 мм, а площадь пятна увеличивается. Одна тонна нефти может покрыть водное пространство площадью до 122 км. В дальнейшем изменения происходят под воздействием погоды, ветра и волн. Пятно обычно дрейфует по воле ветра, со временем оно распадается на более мелкие пятна, которые могут удаляться на довольно значительные расстояния от места разлива (рис. 1).

Сильный ветер, шторм ускоряют процесс дисперсии плёнки. Во время катастроф, связанных с разливом нефти, не происходит массовой одномоментной гибели всей флоры и фауны в районе загрязнения, однако, такие техногенные катастрофы имеют очень негативные последствия в средне- и долгосрочной перспективе. Особенно страдают в результате разливов организмы, обитающие в прибрежной зоне, на дне или на поверхности воды.

Рисунок 1 - Разлив нефти на водной поверхности



2. Ликвидация разливов нефти

Локализация и ликвидация аварийных разливов нефти и нефтепродуктов предусматривает выполнение многофункционального комплекса задач, реализацию различных методов и использование технических средств. Независимо от характера аварийного разлива нефти и нефтепродуктов первые меры по его ликвидации должны быть направлены на локализацию пятен во избежание распространения дальнейшего загрязнения новых участков и уменьшения площади загрязнения.

Основными средствами локализации разливов нефти и нефтепродуктов в акваториях являются боновые заграждения. Их предназначением является предотвращение растекания нефти на водной поверхности, уменьшение концентрации нефти для облегчения цикла уборки, и отвод нефти от наиболее экологически уязвимых районов.

В зависимости от применения боны подразделяются на три класса:

· I класс - для защищенных акваторий (реки и водоемы);

· II класс - для прибрежной зоны (для перекрытия входов и выходов в гавани, порты, акватории судоремонтных заводов);

· III класс - для открытых акваторий.

Боновые заграждения бывают следующих типов:

· самонадувные - для быстрого разворачивания в акваториях;

· тяжелые надувные - для ограждения танкера у терминала;

· отклоняющие - для защиты берега, ограждений нефти;

· несгораемые - для сжигания нефти инефтепродуктов на воде;

· сорбционные - для одновременного сорбирования нефти.

Все типы боновых заграждений состоят из следующих основных элементов:

· поплавка, обеспечивающего плавучесть бона;

· надводной части, препятствующей перехлестыванию нефтяной пленки через боны (поплавок и надводная часть иногда совмещены);

· подводной части (юбки), препятствующей уносу нефти под боны;

· груза (балласта), обеспечивающего вертикальное положение бонов относительно поверхности воды;

· элемента продольного натяжения (тягового троса), позволяющего бонам при наличии ветра, волн и течения сохранять конфигурацию и осуществлять буксировку бонов на воде;

· соединительных узлов, обеспечивающих сборку бонов из отдельных секций;

· устройств для буксировки бонов и крепления их к якорям и буям.

При разливах нефти в акваториях рек, где локализация бонами из-за значительного течения затруднена или вообще невозможна, рек. сдерживать и изменять направление движения нефтяного пятна судами-экранами, струями воды из пожарных стволов катеров, буксиров и стоящих в порту судов.

Дамбы

В качестве локализующих средств при разливе нефти на почве применяют целый ряд различных типов дамб, и сооружение земляных амбаров, запруд или обваловок, траншей для отвода нефти и нефтепродуктов. Использование определенного вида сооружений обуславливается рядом факторов: размерами разлива, расположением на местности, временем года и др.

Для сдерживания разливов известны следующие типы дамб: сифонная и сдерживающая дамбы, бетонная дамба донного стока, переливная плотинная дамба, ледяная дамба. После того как разлившуюся нефть удается локализовать и сконцентрировать, следующим этапом является ее ликвидация.

Методы ликвидации

Существует несколько методов ликвидации разлива нефти и нефтепродуктов: механический, термический, физико-химический и биологический.

Одним из главных методов ликвидации разлива является механический сбор нефти. Наибольшая эффективность его достигается в первые часы после разлива. Это связано с тем, что толщина слоя нефти остается так же достаточно большой. При малой толщине нефтяного слоя, большой площади его распространения и постоянном движении поверхностного слоя под воздействием ветра и течения цикл отделения нефти от воды достаточно затруднен. Помимо этого осложнения могут возникать при очистке от нефти акваторий портов и верфей, которые зачастую загрязнены всевозможным мусором, щепой, досками и другими предметами, плавающими на поверхности воды.

Термический метод, основанный на выжигании слоя нефти, применяется при достаточной толщине слоя и непосредственно после загрязнения, до образования эмульсий с водой. Этот метод, применяется в сочетании с другими методами ликвидации разлива.

Физико-химический метод с использованием диспергентов и сорбентов анализируется как эффективный в тех случаях, когда механический сбор нефти невозможен, например, при малой толщине пленки или когда разлившиеся нефтепродукты представляют реальную угрозу наиболее экологически уязвимым районам.

Биологический метод используется после применения механического и физико-химического методов при толщине пленки не менее 0,1 мм.

При выборе метода ликвидации разлива нужно исходить из следующих принципов:

· все работы должны быть проведены в кратчайшие сроки;

· проведение операции по ликвидации разлива не должно нанести больший экологический ущерб, чем сам аварийный разлив.

Скиммеры

Для очистки акваторий и ликвидации разливов нефти используются нефтесборщики, мусоросборщики и нефтемусоросборщики с различными комбинациями устройств для сбора нефти и мусора.

Нефтесборные устройства, или скиммеры, предназначены для сбора нефти непосредственно с поверхности воды. В зависимости от типа и количества разлившихся нефтепродуктов, погодных условий применяются различные типы скиммеров как по конструктивному исполнению, так и по принципу действия.

По способу передвижения или крепления нефтесборные устройства подразделяются на:

ь самоходные;

ь устанавливаемые стационарно;

ь буксируемые и переносные на различных плавательных средствах.

По принципу действия - на пороговые, олеофильные, вакуумные и гидродинамические.

Пороговые скиммеры отличаются простотой и эксплуатационной надежностью, основаны на явлении протекания поверхностного слоя жидкости через преграду (порог) в емкость с более низким уровнем. Более низкий уровень до порога достигается откачкой различными способами жидкости из емкости.

Олеофильные скиммеры отличаются незначительным количеством собираемой совместно с нефтью воды, малой чувствительностью к сорту нефти и возможностью сбора нефти на мелководье, в затонах, прудах при наличии густых водорослей и т.п. Принцип действия данных скиммеров основан на способности некоторых материалов подвергать нефть и нефтепродукты налипанию.

Вакуумные скиммеры отличаются малой массой и сравнительно мизерными габаритами, благодаря чему легко транспортируются в удаленные районы. но они не имеют в своем составе откачивающих насосов и требуют для работы береговых или судовых вакуумирующих средств.

Большинство этих скиммеров по принципу действия являются также пороговыми. Гидродинамические скиммеры основаны на использовании центробежных сил для разделения жидкости различной плотности - воды и нефти. К этой группе скиммеров также условно можно отнести устройство, использующее в качестве привода отдельных узлов рабочую воду, подаваемую под давлением гидротурбинам, вращающим нефтеоткачивающие насосы и насосы понижения уровня за порогом, осуществляющим вакуумирование отдельных полостей. В этих нефтесборных устройствах также используются узлы порогового типа.

Нефтесборные системы

Нефтесборные системы предназначены для сбора нефти с поверхности моря во время движения нефтесборных судов, значит на ходу. Эти системы представляют собой комбинацию различных боновых заграждений и нефтесборных устройств, которые применяются также и в стационарных условиях (на якорях) при ликвидации локальных аварийных разливов с морских буровых или потерпевших бедствие танкеров.

По конструктивному исполнению нефтесборные системы делятся на буксируемые и навесные.

Буксируемые нефтесборные системы для работы в составе ордера требуют привлечения таких судов, как:

· буксиры с хорошей управляемостью при малых скоростях;

· вспомогательные суда для обеспечения работы нефтесборных устройств (доставка, развертывание, подача необходимых видов энергии);

· суда для приема и накопления собранной нефти и ее доставки.

Навесные нефтесборные системы навешиваются на один или два борта судна. При этом к судну предъявляются следующие требования, необходимые для работы с буксируемыми системами:

· хорошее маневрирование и управляемость на скорости 0,3-1,0 м/с;

· развертывание и энергообеспечение элементов нефтесборной навесной системы в цикле работы;

· накопление собираемой нефти в значительных количествах.

Специализированные суда

К специализированным судам для ликвидации аварийных разливов нефти относятся суда, предназначенные для проведения отдельных этапов или всего комплекса мероприятий по ликвидации разлива нефти на водоемах. По функциональному назначению их можно разделить на следующие типы:

· нефтесборщики - самоходные суда, осуществляющие самостоятельный сбор нефти в акватории;

· бонопостановщики - скоростные самоходные суда, обеспечивающие доставку в район разлива нефти боновых заграждений и их установку;

· универсальные - самоходные суда, способные обеспечить большую часть этапов ликвидации аварийных разливов ННП самостоятельно, без дополнительных плавтехсредств.

Диспергенты и сорбенты

Как говорилось выше, в основе физико-химического метода ликвидации разливов нефти лежит использование диспергентов и сорбентов.

Диспергенты представляют собой специальные химические вещества и применяются для активизации естественного рассеивания нефти с целью облегчить ее удаление с поверхности воды раньше, чем разлив достигнет более экологически уязвимого района.

Для локализации разливов обосновано применение и различных порошкообразных, тканевых или боновых сорбирующих материалов. Сорбенты при взаимодействии с водной поверхностью начинают немедленно впитывать нефть и нефтепродукты, максимальное насыщение достигается в период первых десяти секунд (если нефтепродукты имеют среднюю плотность), после чего образуются комья материала, насыщенного нефтью.

Биоремедитация

Биоремедитация - это технология очистки нефтезагрязненной почвы и воды, в основе которой лежит использование специальных, углеводородокисляющих микроорганизмов или биохимических препаратов.

Число микроорганизмов, способных ассимилировать нефтяные углеводороды, относительно невелико. В первую очередь это бактерии, в основном представители рода Pseudomonas, и определенные виды грибков и дрожжей. В большинстве случаев все эти микроорганизмы являются жесткими аэробами. нефть разлив ликвидация мексиканский

Существуют два основных подхода в очистке загрязненных территорий с помощью биоремедитации:

· стимуляция локального почвенного биоценоза;

· использование специально отобранных микроорганизмов.

Стимуляция локального почвенного биоценоза основана на способности молекул микроорганизмов к изменению видового состава под воздействием внешних условий, в первую очередь субстратов питания.

Наиболее эффективно разложение нефти происходит в первый день их взаимодействия с микроорганизмами. При температуре воды от 15 до 25 °С и достаточной насыщенности кислородом микроорганизмы могут окислять нефть со скоростью до 2 г/м2 водной поверхности в день. Но при низких температурах бактериальное окисление происходит медленно, и нефтепродукты могут оставаться в водоемах длительное время - до 50 лет.



3. Последствия разливов нефти

Разлившаяся нефть зачастую приводит к колоссальным последствиям для окружающей среды, как к немедленным, так и к длительным. Последствия разлива нефти ощущаются десятилетиями.

Появление около 35% углеводородов нефти в морских акваториях в начале 70-х было вызвано разливами и сбросами при транспортировке нефти морем. Разливы при транспортировке и выгрузке составляют менее 35% от всеобщих размеров и сбросов нефти на почву и в чистую воду окружающей среды. Данные конца 70-х показывают, что эта цифра возросла до 45% в морских акваториях. В городских районах разливы и выбросы нефти могут составить 10% или немногим меньше. Для сравнения большинство разливов нефти в прибрежных или материковых частях происходит при транспортировке.

3.1 Загрязнение прибрежных зон, болот, нарушение функционирования морских экосистем

Нефть, пролитая из поврежденных трубопроводов, танкеров и добывающих установок, губит все живое к чему «прикасается». Нефть разносится по поверхности воды на многие километры, и когда достигает береговой линии, то намертво цепляется за каждый камень и песчинку на пляже. Из-за загрязнения нефтью гибнет вся растительность. Например, кишащие жизнью и отличающиеся буйной растительностью мангровые болота навсегда исчезают из-за розлива нефти.

Пораженные районы становятся непригодными для обитания диких животных.

Нефть коварна не только тем, что может растягиваться черной пленкой по поверхности воды, но также некоторые ее частицы способны смешиваться с водой и оседать на дно, тем самым, убивая чувствительную морскую экосистему. Многие морские организмы и рыбы погибают или оказываются зараженными.

Так, например, в 1989 году произошла утечка огромного количества нефти на Аляске, были потрачены миллионы долларов на ликвидацию последствий, но анализы проведенные в 2007 году показали, что 26 тысяч галлонов нефти все еще находится в песке вдоль береговой линии. Естественно на этих территориях все еще не восстановились популяции погибших диких животных.

Ученые установили, что остаточная нефть (остатки нефти после ликвидации) исчезает со скоростью 4 % в год от общей массы нефти. Представьте, сколько времени потребуется для полного восстановления пострадавших районов.

Рисунок 2 - Загрязнение прибрежной зоны.

3.2 Гибель птиц, рыб, морских млекопитающих

Птица, покрытая пятнами нефти, сейчас является символом экологического бедствия, вызванного разливом нефти. Утечка нефти, даже небольших объемов может стать смертельным приговором для огромного количества птиц. Некоторые пернатые могут почувствовать опасность и перелететь на безопасное место, например кулики. Но есть птицы, которые живут вблизи воды и питаются исключительно рыбой, покинуть водные просторы для них означает смерть.

Разлив нефти приносит большой ущерб гнездованию, что влечет серьезные последствия для многих видов. Недавний разлив нефти в Мексиканском заливе произошёл в период спаривания и гнездования птиц. Уже сейчас ученые утверждают, что последствия трагедии будут ощущаться несколько десятилетий. Разлив нефти влияет и на миграцию, путем заражения привычных мест остановки перелетных птиц.

Даже небольшое количество нефти на оперении птиц приводит к полной неспособности летать, а также нарушается гидроизоляционная способность, что приводит к переохлаждению и перегреву. Птицы отчаянно пытаются очиститься, тем самым часть нефти оказывается проглоченной, что приводит к отравлению и смерти. Каждый разлив нефти уносит жизни 500 тысяч разнообразных птиц.

Разлитая нефть очень часто приводит к гибели таких морских животных, как киты, дельфины, тюлени и морские выдры. Иногда нефть забивает воздушное отверстие китов, что нарушает нормальное дыхание и способность общаться. Мех выдр, пропитанный нефтью, теряет свои гидроизоляционные способности, что приводит к гипотермии.

Даже если животным удалось вовремя покинуть зараженную территорию, всегда есть риск, что в их рацион питания попадут зараженные организмы. Ученые отметили, что животные, побывавшие в зараженных регионах, приносили больное потомство, и такая тенденция может проявляться в нескольких поколениях.

Нефть является смертельной для рыб, молюсков и других морских обитателей, особенно быстро погибают икра и личинки. Во время разлива нефти на Аляске в 1989 году, в первую очередь погибли миллионы особей молюсков и креветок, миллиарды лосося, сельди и их икры. Популяция этих видов в том регионе до сих пор не восстановилась. А когда- то эти места были промысловыми и славились богатым уловом.

4. Разлив нефти в Мексиканском заливе

20 апреля 2010 на нефтяной вышке «Deepwater Horizon» в Мексиканском заливе прогремел взрыв, в результате чего погибли 11 рабочих, сама вышка рухнула, а в океан вылились тонны неочищенной нефти. Платформа Deepwater Horizon в 2001 году была сдана в аренду нефтегазовой корпорации British Petroleum на три года, и в июле 2001 года она прибыла в Мексиканский залив.

Через повреждения труб скважины на глубине 1500 метров в Мексиканский залив за 152 дня вылилось около 5 миллионов баррелей нефти, нефтяное пятно достигло площади 75 тысяч квадратных километров.

Последовавший после аварии разлив нефти стал крупнейшим в истории США и превратил аварию в одну из крупнейших техногенных катастроф по негативному влиянию на экологическую обстановку.

По первоначальным оценкам, в воды Мексиканского залива попадало 1000 баррелей нефти в сутки, позже, к концу апреля 2010 года, объём утечки нефти оценивался в 5000 баррелей нефти в сутки.

По данным Геологической службы США, обнародованным 10 июня 2010 года, количество вытекавшей до 3 июня нефти составляло от 20 000 до 40 000 баррелей нефти.

К началу августа 2010 года объём утечки нефти составлял 80 000 баррелей нефти в сутки, но она почти полностью собиралась специальными куполами и судами.

Нефтяное пятно достигло площади 75 тысяч квадратных километров.

По состоянию на 29 апреля 2010 года нефтяное пятно достигло в окружности 965 километров и находилось на расстоянии 34 километров от побережья штата Луизиана. Вечером 29 апреля 2010 года нефтяное пятно достигло устья реки Миссисипи, 6 мая 2010 года нефть была обнаружена на острове Фримейсон архипелага Шанделур. 4 июня 2010 года нефть появилась на пляже города Пенсакола штат Флорида, считающимся одним из «самых белых пляжей».

28 июня 2010 года нефть достигла штата Миссисипи, где были загрязнены пляжи в 16 километрах от города Билокси. 6 июля сгустки нефти были обнаружены на пляжах в окрестностях городов Галвестон и Техас-Сити штата Техас, также нефтяные сгустки были обнаружены в крупнейшем озере штата Луизиана Пончартрейн.

В результате разлива нефти было загрязнено 1100 миль побережья, был введён запрет на рыбную ловлю, для промысла были закрыты более трети всей акватории Мексиканского залива. От нефти пострадали все штаты США, имеющие выход к Мексиканскому заливу, сильнее всего пострадали штаты Луизиана, Алабама, Миссисипи и Флорида.

По данным на 25 мая 2010 года на побережье Мексиканского залива было обнаружено 189 мёртвых морских черепах, птиц и других животных, на тот момент разлив нефти угрожал более 400 видам животных, в том числе китам и дельфинам.

По состоянию на 2 ноября 2010 года было собрано 6814 мёртвых животных, в том числе 6104 птицы, 609 морских черепах, 100 дельфинов и других млекопитающих, и одна рептилия другого вида.

Рисунок 4 - Молодая цапля умирает в загрязненных нефтью зарослях после утечки нефти в заливе Баратария

От разлива нефти пострадали рыболовная, туристическая, нефтяная отрасли прибрежных штатов США.

Серьёзный урон рыболовной отрасли нанесло закрытие для рыболовства более 1/3 акватории Мексиканского залива, но и после снятия запрета на рыболовство существовали проблемы с реализацией продукции. В момент аварии без работы остались более 150 000 рыболовов и работников ресторанов.

Туристическая ассоциация США в 2010 году прогнозировала экономические потери туризма на побережье Мексиканского залива от разлива нефти в 23 миллиарда долларов США за три года, на тот момент доходность туристической отрасли пяти стран мексиканского залива составляла 34 миллиарда долларов США в год и в сфере туризма работало 400 000 человек.

Также экономические потери понесла нефтяная отрасль, после аварии на полгода был введён мораторий на бурение, что привело к потере 13 000 рабочих мест и не выплаченным зарплатам на сумму 800 миллионов долларов США.

Рисунок 4 - Неочищенная нефть на берегу Оранж Бич в штате Алабама



Рисунок 5 - Покрытая нефтью мертвая трава смешалась с недавно выросшей в заливе Баратария, штат Луизиана

Рисунок 6 - Судно собирает нефть после взрыва на вышке «Deepwater Horizon»



Заключение

От подобных аварий страдает не только животный и растительный мир. Серьезные убытки несут местные рыбаки, отели и рестораны. Кроме того, с проблемами сталкиваются и иные отрасли экономики, особенно те предприятия, деятельность которых нуждается в большом количестве воды. В случае, если разлив нефти происходит в пресном водоеме, негативные последствия испытывает на себе и местное население (например, коммунальным службам намного сложнее очищать воду, поступающую в водопроводные сети) и сельское хозяйство.

Долговременный эффект подобных происшествий точно неизвестен: одна группа ученых придерживается мнения, что разливы нефти оказывают негативное воздействие на протяжении многих лет и даже десятилетий, другая - что краткосрочные последствия крайне серьезны, однако за достаточно короткое время пострадавшие экосистемы восстанавливаются.

Ущерб от крупномасштабных разливов нефти подсчитать достаточно сложно. Он зависит от многих факторов, таких, как тип разлитых нефтепродуктов, состояния пострадавшей экосистемы, погоды, океанских и морских течений, времени года, состояния местного рыболовства и туризма.



Список используемой литературы

1. Гвоздиков В.К., Захаров В.М. Технические средства ликвидации разливов нефтепродуктов на морях, реках и водоемах: Справочное пособие. - Ростов-на-Дону, 1996.

2. Вылкован А.И., Венцюлис Л.С, Зайцев В.М., Филатов В.Д. Современные методы и средства борьбы с разливами нефти: Научно-практическое пособие. - СПб.: Центр-Техинформ, 2000.

3. Забела К.А., Красков В.А., Москвич В.М., Сощенко А.Е. Безопасность пересечений трубопроводами водных преград. - М.: Недра-Бизнесцентр, 2001.

4. Проблемы совершенствования системы борьбы с разливами нефти на Дальнем Востоке: Материалы регионального научно-практического семинара. - Владивосток: ДВГМА, 1999.

5. Response to Marine Oil Spills. International Tanker Owners Pollution Federation Ltd. London, 1987.

6. «Ликвидация нефтяных разливов» - [Электронный ресурс - http://www.hydroaudit.ru].

7. 2011г. - [Электронный ресурс - http://www.saveplanet.su].

8. 2011г. - [Электронный ресурс - http://ria.ru].

Размещено на Allbest.ru

...