Проблемы ликвидации последствий разливов нефти и пути их решения

Станислав МЕЩЕРЯКОВ, заведующий кафедрой промышленной экологии РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина, д.т.н., профессор

Иван ЕРЕМИН, доцент кафедры промышленной экологии РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина, к.т.н.

Одной из важнейших проблем современности является загрязнение окружающей среды нефтью и нефтепродуктами. С каждым годом число нефтяных загрязнений растет и, по нашему мнению, продолжит расти, если экологическое сообщество и нефтегазовые компании не начнут действовать сообща по направлению минимизации источников их возникновения. Причиной попадания нефти и нефтепродуктов в природу могут послужить аварийные разливы и утечки, возникающие во время осуществления производственных работ.

При поступлении нефти в объекты окружающей среды происходят преобразования как нефти, так и объекта, в который она попала [1-2]. Например, при загрязнении почвы изменяются ее физико-химические и реологические свойства, нарушается воздухообмен, ухудшается поступление воды и питательных веществ, что существенно сказывается на ее плодородии и вредит всей экосистеме в целом. Если же нефть попадет на водную поверхность, то практически сразу начинаются процессы, при которых легкие углеводороды выветриваются и испаряются в атмосфере, а более тяжелые углеводороды либо перемещаются по поверхности воды, либо переходят в толщу воды, образуя при этом дисперсную систему, которая очень трудно поддается разделению.

Процессы, происходящие с нефтью, можно классифицировать на две основные группы. К первой группе будут относиться процессы, влияющие на перенос и миграцию нефти в окружающей среде (рисунок 1).

Ко второй же группе будут относиться процессы, которые влияют на физико-химические свойства нефти и нефтепродуктов (рисунок 2).

Скорость изменения состава нефти и нефтепродуктов будет зависеть от их физико-химических и реологических свойств, а также от климатических и метеорологических условий региона, в котором произошел разлив. Поэтому очень важно вовремя среагировать на разлив, локализовать его и ликвидировать, иначе при длительном нахождении нефти и нефтепродуктов в объектах окружающей среды возможны процессы их превращения, которые приведут к потере товарных и эксплуатационных свойств.

Сложность прогнозирования последствий разливов нефти, а также необходимость их локализации и ликвидации вынуждают нас искать новые методы и технологии по борьбе с ними, что доказывает актуальность темы и ее важность для природы и человечества.

Классификация методов ликвидации разливов нефти

Существует множество методов и технологий борьбы с последствиями разливов нефти, но ни один из них не является универсальным, поэтому большинство из существующих способов необходимо использовать в комплексе совместно с другими методами и технологиями. Работы по классификации методов ликвидации разливов нефти ведутся давно и широко освещены в трудах Мерициди И. А., Мазловой Е. А., Смирновой Т. С. Можно выделить следующие методы борьбы с нефтяными разливами [3–6]:

·         Механический метод. В нем преимущественно используется сбор нефти и нефтепродуктов вакуумной (скиммеры, нефтесборщики) и экскаваторной техникой.

·         Термический метод достаточно удобен и наиболее эффективен, если разлив нефти произошел в ледовых условиях, а также в тех случаях, где требуется немедленно его ликвидировать во избежание более негативных последствий. Все, что для него требуется, – это наличие огнеупорных бонов и воспламенителя.

·         Физико-химический метод. Подразумевает использование различных химических веществ. таких как диспергенты и поверхностно-активные вещества. Данные средства несут две основные функции, они действуют как разбавитель, а также способствуют естественной дисперсии путем ослабления поверхностного натяжения нефти и воды.

·         Сорбционный метод позволяет удалить нефть с поверхности воды с помощью специальных сорбирующих материалов и изделий. Данный метод широко применяется в аварийных ситуациях и позволяет собрать пролитую нефть и вернуть ее часть обратно в технологический процесс, что характеризует данный метод с положительной стороны, так как он направлен на сбор пролитой нефти, а не на ее уничтожение.

·         Биологический метод может быть использован при доочистке загрязненной почвы или акватории от остаточного нефтяного загрязнения. Данный метод является одним из самых эффективных, однако требует строгого соблюдения технологического режима для поддержания работы штаммов микроорганизмов, а также длительного времени осуществления работ.

Каждый из перечисленных методов уникален и обладает как преимуществами, так и недостатками. Многие сервисные компании, практикующие только один из перечисленных методов, утверждают, что именно он является самым эффективным, однако, к сожалению, это далеко не так. Например, механический метод очистки с помощью вакуумной или экскаваторной техники способен удалить только загрязнение с высоким содержанием нефти или нефтепродуктов. При концентрации менее 10 % в почве данный метод становится неэффективным. При использовании термического метода ликвидации образуется огромное количество продуктов сгорания, что приводит к вторичному загрязнению окружающей среды. Физико-химический метод с использованием диспергентов вообще запрещен во многих развитых странах и является крайней мерой при борьбе с разливами нефти. Многие поверхностно-активные вещества обладают токсичными свойствами и полностью уничтожают аборигенную микрофлору почвы, что приводит к замедлению процессов ее самовосстановления. Сорбционный метод требует дополнительного оборудования для нанесения, сбора и отжима сорбирующего материала. Также отработанный сорбент необходимо утилизировать, что требует дополнительных затрат при его использовании. Биологический метод хоть и показывает свою эффективность, но он все равно не до конца изучен, поэтому нельзя с уверенностью сказать, что процесс биодеградации нефти не обладает никакими побочными действиями. Обобщив вышесказанное, можно заключить, что при ликвидации последствий разливов нефти и нефтепродуктов перечисленные методы будут показывать свою эффективность только при их комплексном использовании. В противном случае мы рискуем реализовывать работы не в полном объеме, что приведет к дополнительному ущербу как человечеству, так и окружающей среде.

Авария в Норильске: кто виноват и что делать?

К сожалению, наша страна столкнулась с новым вызовом, требующим незамедлительных мер и решений. 29 мая 2020 г. на ТЭЦ-3 в районе Кайеркан г. Норильска произошла экологическая катастрофа. Объект принадлежит дочерней компании «Норникеля» – Норильско-Таймырской энергетической компании (НТЭК) – и находится в удалении от Норильска, поэтому сам город не пострадал. По официальной версии, произошло проседание опор резервуара с дизельным топливом, что привело к его попаданию в окружающую среду. По мнению экспертов ПАО «ГМК «Норильский никель», причиной данной аварии стало, возможно, растепление мерзлоты, что привело к разгерметизации резервуара. Стоит отметить, что сам резервуар эксплуатируется с 1985 г., то есть более 35 лет. В результате аварии в объекты окружающей среды попало около 21,2 тыс. тонн дизельного топлива. Разлив был локализован с помощью боновых заграждений в районе реки Амбарной. В общей сложности к ликвидации последствий разлива нефтепродуктов привлечено 650 человек и 250 единиц техники. Организован регулярный мониторинг водных объектов Норило-Пясинской водной системы [7].

Сегодня активно ведутся работы по ликвидации последствий разлива дизельного топлива. По состоянию на 30.06.2020 г. с акватории реки Амбарной спасатели собрали более 25 563 м³ топливно-водяной смеси. С территории ТЭЦ-3 откачано 7468 м³ топливно-водяной смеси и вывезено более 157 тыс. тонн загрязненного грунта. Было обработано 118,7 км береговой линии сорбирующими материалами и 228 720 м² загрязненной территории. Объемы, образованные в результате аварии, необходимо перерабатывать. Однако опасность может таиться не только в загрязненных водных и почвенных объектах, но в самом резервуарном парке ТЭЦ, а точнее – под ним. Есть вероятность, что до возникновения аварии под территорией резервуарного парка была сформирована техногенная углеводородная линза, которая также вносила свой вклад в загрязнение почвенных и водных объектов. Проблема образования, мониторинга, локализации и ликвидации техногенных линз является на сегодняшней день важной научной и технологической задачей, которая требует решения. В случае наличия подобной линзы под резервуарным парком ТЭЦ может произойти сценарий, при котором меры, направленные на ликвидацию последствий разлива топлива, не будут реализованы полностью. Так как, если мы ликвидируем последствия разлива, но оставим техногенную линзу без внимания, углеводороды так и будут поступать и загрязнять объекты окружающей среды. Поэтому для полного предотвращения угрозы распространения разлива дизельного топлива необходимо провести следующий комплекс мероприятий (таблица 1):

Выводы:

Только проведение комплексного геоэкологического мониторинга резервуарного парка и определение наличия или отсутствия под ним техногенной линзы позволит нам ликвидировать последствия аварии и восстановить окружающую среду до ее прежнего состояния.

Литература:

·         Дугов Ю. С. Экологические анализы при разливах нефти и нефтепродуктов / Ю. С. Дугов, А. А. Родин // С.- Пб., 2000. – 250 с.

·         Насибуллин Р. И. Интегральная биодиагностика состояния почвы в условиях загрязнения нефтяными углеводородами / Р. И. Насибуллин, А. Р. Гареева, А. С. Григориади, Н. А. Киреева // Биодиагностика в экологической оценке почв и сопредельных сред: тезисы докладов – М.: Бином. Лаборатория знаний, 2013. – 153 с.

·         Мещеряков С. В., Еремин И. С., Зайцева Е. А. Применение сорбирующих материалов при ликвидации последствий разливов нефти // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. – 2020. № 2 (293). – С. 21–25.

·         Куликова О. А., Мазлова Е. А., Брадик Д. И., Кудрова Е. П. Использование реагентов на основе поверхностно-активных веществ для очистки почв от нефтяного загрязнения // Химия и технология топлив и масел. 2018. № 6 (610). – С. 47–51.

·         Панина Ю. Ю., Смирнова Т. С., Вишнецкая М. В., Мкртычан В. Р.// Оценка влияния углеводородного загрязнения на качество городских почв//Экология и промышленность России. – 2018. № 5. – С. 59–63.

·         Техника и технологии локализации и ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов. Справочник. Авторы: под редакцией И. А. Мерициди. Год издания: 2008. Объем: 820 с.

https://www.nornickel.ru/news-and-media/press-releases-and-news/khod-rabot-po-likvidatsii-avarii-obn... [дата посещения 20.07.2020]

Журнал «Нефть и газ Сибири» 3(40)2020