Утечки нефти и причины их возникновения реферат

Обновлено: 05.07.2024

Взрыв танкера Исток-1 у берегов Мексики в 1978 году (разлив 1 376 000 тонн нефти), авария танкера Амоко Кадис у побережья Бретани (Франция) - в том же 1978 году (237 000 тонн нефти), танкера Торрей Каньон у английских берегов в 1967 году (130 000 тонн нефти), и танкера Метула в Магеллановом проливе в 1973 году (60 000 тонн нефти),

Содержание работы

Содержание.
1) Примеры аварий с разливом нефти.
2) Ликвидация аварийных разливов нефти
3) Средства локализации и ликвидации разливов нефти

Содержимое работы - 1 файл

Реферат по экологии.docx

Кафедра региональной экономики и природопользования

Реферат на тему:

Подготовил: студент первого курса

Проверил: Доцент кафедры

Санкт-Петербург, 2011 год

Примеры аварий с разливом нефти.
Ликвидация аварийных разливов нефти
Средства локализации и ликвидации разливов нефти

Примеры аварий с разливом нефти.

Крупные разливы нефти в мире.

Однако из жалобы жителей деревни Чатово выяснилось, что последствия разлива нефти не только не ликвидированы полностью, но и распространились на еще более обширной территории. Даже сам процесс ликвидации аварии нарушил плодородный слой лесной почвы. Нефтепродуктами, в общей сложности, загрязнено 8 га почвы, большая часть из них — это сельхозугодья. Анализ проб почвы, взятых на глубине до 20 см от поверхности, показал, что содержание нефтепродуктов превышает предельно допустимые концентрации (ПДК) в 10-20 раз.

14 января 2006 года в Самарской области по предварительным данным из-за незаконной врезки в нефтепровод "Дружба-1" произошел разлив 10 т нефти. Загрязнено 900 кв.м ледового покрова реки Чапаевка и 4 тыс. кв.м береговой зоны реки.

25 января 2006 года из магистрального нефтепровода "Дружба" в Пензенской области утекло 20 т нефти. Причина - разрыв фланца задвижки трубопровода.

18 января 2010 года авария, вызвавшая разлив нефти, произошла на участке ВСТО западнее города Ленск. Тогда сообщалось об "утечке 450 кубометров нефти на площади 20 тысяч квадратных метров".

Взрыв на нефтяной платформе Deepwater Horizon в Мексиканском заливе в апреле 2010 года обернулся крупнейшей экологической катастрофой в истории США. В воды Мексиканского залива вылилось около 5 миллионов баррелей нефти. Остановить утечку нефти удалось лишь к 4 августа. В результате аварии погибли 11 человек.

После инцидента более 100 тысяч рыболовов, туристических фирм и прочих лиц и компаний, считающих, что понесли убытки в связи с аварией, подали к ВР иски о возмещении материального ущерба. Как уточняется в документах, часть исков основывалась на законодательных нормах штата, в то время как остальные иски были поданы по факту возможного нарушения федеральных законов.

Ликвидация аварийных разливов нефти

механические методы (выемка почв, сбор нефтепродуктов)
физико-химические методы (промывка, дренирование, сорбция);
Биологические методы (биоремедиации и фиторемедиации)
Ликвидация аварийных разливов нефти

Сорбционная очистка воды является одним из эффективных способов. Преимуществами данного метода, безусловно, можно отнести возможность удаления загрязнений любой природы практически до любой остаточной концентрации, управляемость процессом и быстрота воздействия(максимальная сорбция происходит в первые 4 часа).

Основными сорбентами являются лигнин, алюмосиликат, графит, опилки, торф.

Биологические методы являются наиболее экологически безопасными и способствуют восстановлению аварийных и систематических нефтеразливов в водоемах и водотоках до нормативных показателей. Ликвидацией аварийных разливов нефти занимаются специализированные организации, имеющие лицензию на ведение аварийно-спасательных работ данного типа.

Одной из современных технологий очистки нефтестоков является так называемое биокомпостирование — управляемый биологический процесс окисления (разложения) нефтяных углеводородов специализированной микрофлорой до безопасных соединений окиси углерода, воды и органического вещества биомассы. Биокомпостирование проводят на специально организованных площадках (временных или стационарных) — в оформленных грядах-буртах, состоящих из структурирующих материалов — торфа, опилок. Эффективность процесса достигается поддержанием определенного тепловлажностного режима компоста, содержания кислорода, соотношением азотно-фосфорных компонентов и количества нефтеокисляющей микрофлоры. Весь процесс занимает от 2 до 4 месяцев.

Особенности метода биокомпостирования:

Предварительно производится сортировка — удаление из осадков инородных предметов, измельчение крупных кусков, нефтяные шламы перемешиваются и размещаются в грядах на подготовленной площадке;
В гряды вносятся (БАКи), структураторы, стабилизаторы, биологические активные композиции, минеральные удобрения;
В процессе биодеструкции периодически производят рыхление и увлажнение компоста.

Средства локализации и ликвидации разливов нефти

Боновые заграждения

Основными средствами локализации разливов ННП в акваториях являются боновые заграждения. Их предназначением является предотвращение растекания нефти на водной поверхности, уменьшение концентрации нефти для облегчения процесса уборки, а также отвод (траление) 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 ННП;
несгораемые - для сжигания ННП на воде;
сорбционные - для одновременного сорбирования ННП.

Все типы боновых заграждений состоят из следующих основных элементов:

1) поплавка, обеспечивающего плавучесть бона;
2) надводной части, препятствующей перехлестыванию нефтяной пленки через боны (поплавок и надводная часть иногда совмещены);
3) подводной части (юбки), препятствующей уносу нефти под боны;
груза (балласта), обеспечивающего вертикальное положение бонов относительно поверхности воды;
4) элемента продольного натяжения (тягового троса), позволяющего бонам при наличии ветра, волн и течения сохранять конфигурацию и осуществлять буксировку бонов на воде;
5) соединительных узлов, обеспечивающих сборку бонов из отдельных секций;
устройств для буксировки бонов и крепления их к якорям и буям.

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

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 самоходные; устанавливаемые стационарно; 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 малыми габаритами, благодаря чему легко транспортируются в удаленные районы. Однако 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, либо гидроэжекторам, осуществляющим ва-куумирование отдельных полостей. Как правило, в этих нефтесборных устройствах также используются узлы порогового типа.

В реальных условиях по мере уменьшения толщины пленки, связанной с естественной трансформацией под действием внешних условий и по мере сбора ННП, резко снижается производительность ликвидации разлива нефти. Также на производительность влияют неблагоприятные внешние условия. Поэтому для реальных условий ведения ликвидации аврийного разлива производительность, например, порогового скиммера нужно принимать равной 10-15% производительности насоса.

Работа щёточного нефтесборщика основана на прилипание нефти к поверхности вращающихся щёток. При прохождении щёток через слой нефть/вода, нефть налипает на поверхность щёток и удаляется скребком. Продукт собирается в нефтесборнике и затем удаляется встроенным насосом ОДН.

Нефтесборные системы

Нефтесборные системы предназначены для сбора нефти с поверхности моря во время движения нефтесборных судов, то есть 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:

1) буксиры с хорошей управляемостью при малых скоростях;
2) вспомогательные суда для обеспечения работы нефтесборных устройств (доставка, развертывание, подача необходимых видов энергии);
3) 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 процессе работы;

· накопление собираемой нефти в значительных количествах.

Специализированные суда

К специализированным судам для ликвидации аварийных разливов ННП 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:

1) нефтесборщики - самоходные суда, осуществляющие самостоятельный сбор нефти в акватории;
2 бонопостановщики - скоростные самоходные суда, обеспечивающие доставку в район разлива нефти боновых заграждений и их установку;
2) универсальные - самоходные суда, способные обеспечить большую часть этапов ликвидации аварийных разливов ННП самостоятельно, без дополнительных плавтехсредств.

Достижения технического прогресса все больше приносит губительных последствий для окружающей среды, вызывая угнетение экологических систем и исчезновение уникальных природных комплексов. Особое место в этом вопросе отводится нефтяной промышленности, которая вносит свой немалый вклад в отравление природы. Выбросы токсичных веществ переработанной нефти, аварии танкеров, взрывы нефтяных платформ, аварии на буровых установках и скважинах. Предупредить все возможные катастрофы в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей отрасли на сегодняшний день практически невозможно. Но существует ряд мер по ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов, своевременное принятие которых в силах остановить пагубное воздействие на экосистемы.

Причины разлива нефти

Добыча нефти объединена целым комплексом производственных сооружений, которые взаимосвязаны различными системами трубопроводов и энергопередач, а также организацией самим процессом работы. Из основных сооружений этого комплекса выделяют:

скважины (добывающие, разведочные, наблюдательные и нагнетательные),
станции,
нефтехранилища,
трубопроводы,
площадки и другое.

И каждое из них несет потенциальную угрозу разлива нефти и нефтепродуктов. Почти все этапы операции в нефтяной отрасли, как показывает практика, сопровождаются отдельными авариями.

Основные причины разливов:

Аварийные проливы при добыче и транспортировке.
Незаконные врезки в нефтепроводы.
Изношенность оборудования.
Нарушение правил эксплуатации оборудования.
Неоперативное реагирование.
Несовершенство технологий.

Аварийный разлив нефтепродуктов

К сожалению, экологические бедствия, спровоцированные наземными разливами нефти, становятся все более частыми. Под разливом следует понимать сброс нефти и нефтепродуктов на почвенный покров (грунт), поверхность воды, прибрежную зону рек и других водоемов. В результате этого наносится существенный урон длительного характера всей окружающей природе.

Аварийный разлив нефтепродуктов охватывает немалые площади. На отдельных месторождениях количество разливов порой достигало нескольких аварий в день. Но вовремя принятые меры помогали стабилизировать ситуацию и уменьшить негативные последствия. Следует заметить, что не всегда сразу удается ликвидировать причины аварии из-за невозможности быстро подоспеть к месту происшествия. И, как следствие, нефть заливает значительные угодья и попадает в воду. Ежегодное количество разливающейся нефти в России в среднем составляет 19-20 млн тонн в год, а это около 7% добычи.

Последствия нефтяных загрязнений

Разлив нефтепродуктов является одной из самых распространенных причин загрязнения наземных и водных экосистем. Как следствие этого, нарушается ход естественных процессов, что приводит к изменению условий обитания живых организмов. Пролитая нефть из танкеров, трубопроводов несет гибель всему, с чем соприкасается: уничтожается вся растительность, районы поражения становятся непригодными для обитания каких-либо животных. К примеру, некогда кишащие жизнью мангровые болота теперь исчезают и уходят в историю.

Нефтяная пленка на поверхности водоема нарушает его биологические процессы и вызывает дефицит кислорода, изменяя состав воды. Оседающие на дне масла и мазут дают вторичное загрязнение. Все это приводит к уменьшению популяции рыб, водоплавающих птиц и млекопитающих. Символом экологической катастрофы вызванной нефтяной промышленностью стала покрытая нефтью птица.

Нефть наносит необратимый ущерб и здоровью человека, попадая в хозяйственно-питьевые водоемы и объекты. За последние только годы количество онкологических заболеваний возросло почти в два раза в таких городах, как Лангепас, Мегион, Радужный. В Нижневартовске питьевая вода загрязнена нефтепродуктами на 97%. Последствия от аварийных разливов будут давать о себе знать еще многие десятилетия.

Угроза Мировому океану

Нефтяные загрязнения представляют наибольшую угрозу для жизни Мирового океана. Ежегодно в него поступает до 14 млн тонн нефтепродуктов. Образуемая на поверхности воды пленка лишает кислорода морскую флору и фауну. Было подсчитано, что литра нефти достаточно, чтобы лишить кислорода 4О0 тыс. литров морской воды. Также нарушается регулярный обмен теплом, влагой, газами, энергией между океаном и атмосферой. От токсичных соединений погибают, прежде всего, мальки и планктон.

Самую серьезную опасность представляют крупные аварийные разливы нефти и нефтепродуктов при крушении танкеров и разрыве трубопроводов. Тонна нефти способна покрыть пленкой площадь в 12 км 2 поверхности моря. Загрязнение таких морей, как Ирландское, Северное, Яванское, Средиземное, а также Мексиканского, Токийского и Бискайского заливов заставляют бить тревогу экологов всего мира. Следует помнить, что именно Мировому океану отводится значимая роль в формировании климата планеты, он вырабатывает 70% кислорода для обеспечения жизни на Земле.

Локализация разливов

Каким бы ни оказался масштаб разлива нефтепродуктов потерь избежать не удастся. Это настоящая трагедия для местной окружающей среды. Поэтому локализация разлива является первостепенной задачей. Сегодня существует множество технологий для быстрого реагирования на местах аварии. На суше главной опорой служит подпорная стенка, которая представляет собой массивное ограждение. Но в случае больших разливов нефти к локализации подключают траншеи.

В водной среде локализация нефтяного пятна осуществляется с участием боновых заграждений. Они делятся на следующие типы:

отталкивающие (используют в важных экологических местах и защиты побережья),
сорбирующие (впитывают нефть, уменьшая ее концентрацию),
надувные (первоначальное окружение пятна).

Немедленная локализация места аварии является самым первым пунктом в плане ликвидации разлива нефтепродуктов.

Основные методы устранения разлива

Выбор метода для ликвидации нефтяных загрязнений будет индивидуальным для каждого конкретного случая. Это связано с природными, климатическими условиями, с рельефом местности и с объемом пролитого нефтепродукта. Ликвидация разлива представляет собой очень трудоемкий процесс и огромные финансовые затраты, поэтому предупреждение проблемы всегда предпочтительней, чем ее устранение.

Для устранения нефтяных загрязнений применяют следующие методы:

Термический. Этот метод заключается в выжигании слоя нефти при ее достаточной толщине.
Механический. Подразумевает сбор нефти от ручного вычерпывания до машинного оборудования.
Физико-химический. Метод используется при малой толщине нефтяной пленки с применением сорбентов и диспергентов.
Биологический. Преимущество этого метода заключается в использовании природных микроорганизмов.

Стоит отметить, что даже с указанными методами достигнуть хороших результатов очистки на местах нефтяных аварий довольно затруднительно.

Сбор нефтепродуктов с водной поверхности

Для ликвидации разлива нефтепродуктов применяются специальные технические средства нефтесборщики, имеющие специфичные комбинации устройств. Нефтесборщики оснащены скиммерами (нефтесборными устройствами), которые собирают верхний слой воды вместе с нефтяной пленкой. Исходя от объема разлившихся нефтепродуктов и их состава, а также от погодных условий используются разные типы скиммеров.

Скиммеры подразделяются на самоходные, стационарные, буксируемые и переносные. Также они различаются по принципу своего действия:

гидродинамические (разделение жидкости разной плотности – нефти и воды),
вакуумные (всасывание поверхностного слоя воды для последующего отделения нефти),
пороговые (через прохождение порога отделяется вода от нефти),
олеофильные (продукты нефти налипают к олеофильным материалам).

Утилизация отходов

После ликвидации разлива нефтепродуктов огромные объемы собранных отходов требуют утилизации. Сразу следует уточнить, что только соответствующие органы могут принимать окончательное решение о методе работы с отходами. В первую очередь материал помещают на временное хранение до конца проведения мероприятий по устранению аварии. К примеру, если шла очистка береговой линии, то место хранения отходов располагается в верхней части пляжа, обязательно выше линии прилива. Вывоз будет осуществляться в два этапа: от временного хранения к промежуточному, затем на окончательную утилизацию или обработку.

К сожалению, в Российском государстве утилизация нефтяных отходов чаще всего подразумевает захоронение в специальных могильниках. Но такой способ утилизации весьма ненадежный, так как отходы продолжают наносить вред окружающей среде.

Предотвращение разлива нефтепродуктов

Заранее предвидеть точное время и место аварии, а также масштабы всей катастрофы невозможно. Но чтобы максимально предотвратить риски разлива нефтепродуктов разрабатывается индивидуальный план для каждого конкретного предприятия, где добывают, хранят или транспортируют нефть. В плане рассматриваются все возможные чрезвычайные ситуации и определяются меры по их предотвращению, защите территории и окружающей среды при ликвидации аварии. Обстоятельно прогнозируются все моменты последствий разлива: маршруты стекания и скопления нефтепродуктов, воздействие на природные и хозяйственно-бытовые объекты.

Для обеспечения большей эффективности мероприятиям по предупреждению нефтяных аварий и их ликвидации правительством РФ был утвержден комплекс нормативных документов, регулирующий деятельность предприятий по добыче, транспортировке, переработке нефти и нефтепродуктов.

Заключение

2
Оглавление
1.Введение. 3 2.Основные причины нефтяного загрязнения. 4 3.Негативное влияние на окружающую среду. 6 3.1. На водные ресурсы. 6 3.2. На почву. 8 3.3. На живых существ. 9 3.4. На человека. 10 4. Методы борьбы с нефтяным загрязнением. 11 5. Заключение. 13 6. Источники информации. 14

4
Основные причины нефтяного загрязнения
По характеру поступления в экосистему загрязнения подразделяются на
естественные и антропогенные
Естественные
Нефть - полезное ископаемое природного происхождения. Через естественные разломы и трещины в земной коре (Причиной возникновения которых может быть тектоническая или вулканическая активность) нефть просачивается в мировой океан.
Антропогенные
Основные причины нефтяного загрязнения происходят в результате деятельности человека и связаны они с процессами добычи, транспортировки и использования нефти и её производных. Выделяют следующие антропогенные причины нефтяного загрязнения:
1.Загрязнения при транспортировке
Посредством танкеров и подводных трубопроводов в гидросферу выливается около
20% общего нефтяного загрязнения от всех источников. Чаще всегопри транспортировке нефть разливается в небольших объёмах, и такие загрязнения поддаются скорой ликвидации. Однако подобные постоянные небольшие проливы образуют устойчивые маслянистые плёнки в местах нефтедобычи и по пути транспортировки нефти. Это связано с несовершенством технологий штатных перевозок сырья. Справедливости ради стоит отметить тенденцию к снижению транспортных потерь в суммарном объёме загрязнений от нефтепродуктов.
2.В результате аварий
Аварийные ситуации техногенного характера встречаются нечасто, но истории известны случаи массовых катастрофических сбросов нефти в гидросферу. В настоящее время потенциальными источниками аварийных выбросов служат системы приготовления и циркуляции буровых растворов и жидких реагентов, а также блоки хранения горюче-смазочных материалов.
Авария может произойти при испытаниях на герметичность эксплуатационных колонн, оборудования устья скважины, а также при демонтаже установки. Если авария сопровождается образованием фонтанов и грифонов, то неизбежно быстрое загрязнение внушительных водных территорий.

5
Также особую опасность представляют аварийные ситуации, возникшие по причине незаконной врезки в трубопровод.
3.В процессе бурения скважин и добычи нефти
При разведке и добыче углеводородного сырья в основном действуют такие загрязняющие факторы:
• проливы буровых и тампонажных растворов;
• несанкционированный сброс пластовых вод и шламов;
• случайные мелкие утечки самого сырья.
Замутнение воды и донного осадка нефтепродуктами при бурении скважин так же считается загрязнением, но имеет кратковременный характер.
Основные причины нефтяного загрязнения по вине человека условно разделяют в следующем соотношении:
• штатная транспортировка - 30%;
• аварии при перевозках судами - 4,9%;
• отходы при очистке сырца - 3,3%;
• выбросы техникой в атмосферу - 9,8%;
• выполнение операций при добыче - 0,3%;
• промышленные и городские отходы - 9,8%;
• аварии на нефтедобывающем заводе - 2%.
Итого — 60,1%. По последним сведениям, в год от 200 тысяч до 2 миллионов тонн нефтяных отходов попадает в океан с течением рек. Это чуть меньше половины общего потока. Но незаинтересованность добытчиков нефти в истинной статистике мешает выяснить источники засорений. Поэтому невозможно однозначно утверждать, что на оставшиеся 40%, нефтяное загрязнение акватории возникает по вине человека или воле природы. Учитывая факты нарушения экологического законодательства со стороны производителей, предполагается, что 10% загрязнений в реках приходится на долю естественного поступления. Остальные 30% — антропогенный фактор. Из списка также видно, что последствия загрязнений нефтью с судов и трубопроводов приходится ликвидировать реже, чем проблемы из- за несовершенства методов добычи и транспортировки.

6
Основные районы загрязнений
Анализ снимков из космоса показывает, что очаги глобального нефтяного загрязнения совпадают с трассами морских транспортировок нефти и с устьями крупнейших рек. Также нефтяные разливы зафиксированы в нефтеносных районах, расположенных в континентальных шельфах Мексиканского и Персидского заливов, в Карибском море, у берегов Южной Калифорнии, в Жёлтом море у побережья Китая.
Негативное влияние на окружающую среду
1.На водные ресурсы
Даже незначительная утечка нефти на поверхность воды оборачивается крайне негативными последствиями. Дело в том, что нефть быстро растекается по обширной территории, образуя плёнку, толщина которой зависит от количества пролитого сырья.
Нефтяной слой нарушает кислородный и углекислотный обмены на поверхности воды, уменьшает проникновение солнечного света, препятствует фотосинтезу в гидросфере, уменьшает теплопроводность и теплоёмкость воды.
Часть производных нефти испаряется, некоторая часть остаётся на поверхности воды, и ещё одна часть, образуя совместно с водой дисперсию, медленно опускается на дно.
Механизмы образования пленки на воде
Основное загрязнение нефтью и продуктами ее переработки всех экосистем происходит при попадании этих веществ в Мировой океан. 1 тонна разлитого сырца или нефтепродукта способна засорить 12 км2 площади. На поверхности воды образуется пленка. Она препятствует проникновению кислорода в толщу. Морским обитателям не хватает воздуха. При концентрации нефтепродуктов 17 г/моль и толщине слоя 4,1 мм, в течение 25 дней сокращается поступление кислорода в воду на 40%.
Черное золото — многокомпонентное вещество. Экологические последствия нефтяного загрязнения зависят от размеров фракций, их характера, а также степени уязвимости организмов к влиянию токсинов. Под действием воды, ультрафиолетовых лучей, ветра, температуры, времени, состав меняется.
Загрязняющий слой плывет по воде, разносится ветром и течением. С ним последовательно происходят процессы:

7
• Окисление — происходит под действием солнечного света. Влияние нефти на гидросферу определяется толщиной слоя. Чем он тоньше, тем быстрее окисляется, становится менее вреден. В результате контакта с водными микроорганизмами нефтепродукты расщепляются на углеводороды и другие соединения. Но микробы воздействуют только при определенных условиях, они не в силах разложить тяжелые фракции. В среднем разлагается от 40 до
80% нефти. Активность организмов определяется химическим составом пленки, температурой воды, содержанием в ней кислорода, водорода, питательных веществ.
• Испарение. Если составляющие нефти или продукта ее переработки обладают малой молекулярной массой, то они улетучиваются на 75%, большой — на
10%. Осуществляется выброс окислителей и других вредных веществ в воздух. Наиболее опасен 3,4-бензапирен, который служит источником канцерогенов и вызывает мутации. Воздействие нефтяного загрязнения на экосистемы продолжится, когда вместе с осадками испарившиеся фракции попадут в почву.
• Устремление ко дну. Фитопланктон и взвешенные в воде частицы увлекают тяжелые фракции за собой в глубину, где откладываются на неопределенный срок. Залежи могут быть выброшены на поверхность и снова образовать пленку.
• Уплотнение. После испарения легких частиц пятно сжимается, образуя еще более густую пленку. Эта масса не распадается длительное время. Нарушается фотосинтез, затрудняется поступление кислорода. Течением пятно может отбросить к берегу, что негативно скажется на флоре и фауне прибрежной зоны.
Нефть и продукты ее переработки разлагаются за сутки. Пленку образуют уже совсем другие, не менее опасные соединения. Разложение происходит неравномерно по зонам водоемов, большое значение имеют также времена года. При холодном климате процесс займет годы, теплом — минимум 4 месяца.
С течением и ветром нефтяное пятно на поверхности водоема достигает берегов.
Отсюда оно проникает в почву, разносится грунтовыми водами, штормами может быть обратно выкинуто в океан. Вариантов много, часто все эти процессы сочетаются. Через почву нефть попадает в пресные водоемы, которые используются в качестве питьевых источников. 1 г нефти портит 100 л воды, а характерный привкус появляется уже при содержании 0,5 мл/литр.

8
Классификация
Загрязнение нефтью Мирового океана и любых других водоемов различают по степени воздействия:
• Слабое — отсутствие пленки, обменные процессы протекают без изменений.
Рыбы сохраняют инстинкт размножения, но при их поедании обнаруживается привкус нефтепродуктов. Фиксируется незначительное влияние токсинов на планктон.
• Среднее — не сказывается на газообмене, окисляемости и минерализации или мало отличается от нормы. Вода и рыба имеют характерный привкус и запах.
Наблюдаются случаи аномального развития и летального исхода личинок рыб.
Пятна образуются на отдельных участках.
• Сильное нефтяное загрязнение — миграция рыб, гибель случайно заплывших особей и икры, отсутствие бентоса и планктона в результате нарушения обменных процессов и нехватки кислорода. Пленка уверенно образуется на отдельных участках поверхности.
• Очень сильное — загрязняющий слой представляет собой сплошное пятно на поверхности. В зараженной области отсутствуют бентос, рыбы и планктон. На дне наблюдаются отложения тяжелых фракций. Полностью изменен ход обменных процессов. Флора и прибрежная зона покрыты мазутом и нефтью.
Разливы нефти при транспортировке — наиболее частая причина таких загрязнений.
Настоящие экологические бедствия, согласно этой классификации, наступают в 2 последних случаях. Но также видно, что изменения у рыб происходят и при слабом засорении. А ведь они служат источником питания для многих млекопитающих.
2.На почву
Загрязнение нефтью почвы образуется, когда пятно достигает берега или при выбросе продуктов непосредственно на землю. Риск заражения увеличивается в зонах добычи и переработки. Здесь загрязнение экосистемы вызвано нарушением технологических процессов, целостности и герметичности оборудования. Также процедура вывоза отходов сложная, а хранилища переполнены. Поэтому предприятия просто сливают их в окружающую среду.
Усиливаются социально-экономические последствия загрязнения нефтью, так как под угрозой находятся лесные угодья и сельскохозяйственные культуры.

9
При попадании на землю, нефтепродукты не успевают обрабатываться ультрафиолетом, утекают в почву. Глубина залегания отходов составляет от 12 см до 1 метра. Величина зависит от молекулярной массы частиц.
Битумные фракции из-за своей тяжести опускаются на минимальное расстояние от поверхности. Они отделяются почвенными частицами и склеивают их. Образуется твердая корка, с которой природа редко справляется самостоятельно.
Особенно опасно проникновение самой нефти. Легкие компоненты опускаются в глубь, а тяжелые мешают их испарению, образуя мертвую зону недалеко от поверхности. Сначала погибает микрофлора, затем — растения. При небольшой толщине корки за год образуется перегной. Тогда слой постепенно разрушается.
Другой фактор влияния отходов — токсичность отдельных компонентов. Успех борьбы за выживание зависит от умения видов приспосабливаться к новой среде.
Естественная защита окружающей среды от нефти осуществляется бактериями, которые способствуют окислению вредоносных продуктов. Состояние почвы в этом случае будет зависеть от распространенности таких микробов. Действие отходов на флору продолжается от нескольких недель до 5 лет.
3.На живых существ
Вместе со взвешенными частицами и фитопланктоном тяжелые соединения оказываются в толще воды. По пути ко дну неопределенный процент поглощается двустворчатыми моллюсками, зоопланктоном.
Отдельные виды глубинных обитателей способны выполнять функции хранилища токсичных отходов. Для других — пища губительна или вызывает болезни и мутации. Воздействие на беспозвоночных из-за их малой подвижности продолжается десятилетиями.
Влияние нефтяного загрязнения на рыбу сказывается на всех ее видах в разной мере. Наиболее негативному воздействию подвержены икра, молодые особи.
Исследования рыб, умерших от черного золота, показали видоизменения печени, нарушение сердечных сокращений. Нефть лишает их плавательной функции за счет разрушения плавников. Распространение заражающих веществ усугубляется посредством пищевой цепи.
Макрофиты, являясь прикрепленными организмами моря, представляют главную мишень воздействия нефтепродуктов, они особенно остро реагируют на любые изменения качества водной среды.

10
Изучение видового состава и функционирования прибрежных водорослевых сообществ в условиях нефтяного загрязнения моря тесно связано с познанием процессов самоочищения водной среды и скорости восстановления фитоценозов.
Влияние нефти на животных изучено недостаточно. Жировой слой китообразных, сивучей и тюленей, окутанный пленкой, вызывает расход тепла. Мех полярных медведей, выдр, новорожденных морских котиков и других пушистых обитателей скомкивается. Из-за этого утрачивается способность сохранять тепло и влагу, что приводит к смерти.
Нефть способна проникать через кожу некоторых животных, вызывая отравление.
Отдельные виды переваривают отходы, употребляемые с пищей, водой и воздухом.
Полярные медведи наименее защищены от масштабных загрязнений.
Воздействие на птиц происходит в следующих направлениях:
• Сочетание холодной воды и толстой пленки вызывает спутывание перьев.
Птица приземляется на загрязняющий слой, но выбраться из него уже не в состоянии. В результате она просто тонет. Разлив нефти в море приводит к массовой гибели.
• Вдыхание ядовитых паров, чистка перьев, потребление воды и еды в зоне заражения делает летунов уязвимыми к заболеваниям, нападениям хищников.
Возможен летальный исход при интоксикации, мутации.
• Смерть птенцов в период инкубации — наступает в результате загрязнения яиц перьями родителей.
У всех обитателей зоны поражения наблюдаются раздражение глаз. Загрязнение воды нефтью в разных уголках мира неоднократно губило популяции ондатр, выдр, сумчатых крыс. Через месяц после взрыва платформы в Мексиканском заливе на берегу штата Луизианы, наряду с другими мертвыми животными, были обнаружены
189 морских черепах.
Лабораторные опыты на земноводных и крысах показывают однозначно негативное влияние на всех представителей фауны. На поздних стадиях созревания яиц зародыши умирали, на ранних — показывали аномальное поведение.
4. Влияние на человека
Выбросы нефти в экосистемы истощают природные ресурсы, ухудшают их качество. Снижается видовое разнообразие, изменяется состав ареалов обитания.
Как следствие, снижается уровень жизни людей в близлежащих населенных пунктах от места скопления отходов.

11
С точки зрения экономики, последствия разливов нефти включают денежные затраты на фактический и возможный ущерб. Для финансовой оценки применяют показатели:
• выделение средств на уменьшение загрязнений, снижение содержания канцерогенов;
• издержки, направленные на восстановление объектов;
• компенсации на лечение людей;
• рыночная цена;
• дополнительные расходы, связанные с изменением качества ресурсов.
Вред нефти для человека носит комплексный характер. В организм она поступает с водой, воздухом, отравленной пищей. Симптоматика не специфична:
• головные боли, головокружения;
• быстрая утомляемость;
• желудочные спазмы;
• нарушение сердечных ритмов;
• рассеянность;
• нарушение органов восприятия: слуха, зрения, обоняния.
При своевременной постановке диагноза, и в случае отравления высокосернистым продуктом, возможно излечение от интоксикации. При тяжелых формах, больной не поддается полному восстановлению.
Изменяется состав крови, увеличивается объем гормонов щитовидной железы, страдает нервная система. Такие симптомы свойственны работникам нефтедобычи и переработки, а также в областях, где ближе всего расположены источники нефтяного загрязнения.
Методы борьбы с нефтяным загрязнением
Профилактику утечки черного золота осложняет несовершенство технологии добычи и переработки. В России и ряде стран остро стоит проблема своевременной замены оборудования. Не во всех государствах есть единое законодательство, четко устанавливающее сроки эксплуатации трубопроводов, судов.
Способы преодоления последствий в воде одинаковы при авариях, работе в штатном режиме и в результате миграционных процессов:

12
Механические — предполагают черпание загрязняющего слоя любыми средствами от лопат до машин. В Азербайджане используют безнапорный гидроциклон, который отделяет углеводороды и откачивает сырец с помощью патрубка.
Французы собирают продукт на специальном судне. В РФ для аварийных случаев разработана вихревая воронка производительностью 30 м3/час. Суть методов состоит в отделении нефти от остальных фракций и ее сбор.
Физические — нефтяные линзы (центр заражения) в почве отыскивают, очерчивают его контуры и взрывают. Детонатор подбирают такой мощности, чтобы создать оболочку, недоступную для нефти и воды.
Физико-химические — адсорбентами выступают компоненты различной природы.
Солома отделяет нефть в объеме, который в 30 раз больше ее собственного. Также используются резиновая крошка, пенополиуретан, торф, пемза, угольная пыль, мох, опилки. Далее сырец локализуют путем пропускания через валики и осаждают.
Биологические — Наиболее перспективным методом очистки почв и акваторий от загрязнений нефтью и нефтепродуктами признан биологический метод. Основным преимуществом этого метода является использование природных углеводородутилизирующих микроорганизмов.
В настоящее время существует 3 основных направления биологической очистки почв: биообработка твердой фазы, заключающаяся в обеспечении оптимальных условий для развития собственной почвенной микрофлоры, биообработка в реакторах, предусматривающих обработку почвы в виде пульпы в биореакторе, в котором обеспечивается за счет перемешивания контакт микроорганизмов с водо- нерастворимыми загрязнителями и создаются условия для осуществления процесса микробной деградации и биообработка in situ, основанная на внесении в почву микроорганизмов - деструкторов загрязнений.
При наличии больших площадей загрязненных почв, эффективно проводить обработку биодеструкторами, при этом отсутствует необходимость в транспортировке загрязненных почв. Внесение в загрязненную почву чистых культур, способных осуществлять окисление алифатических, ароматических и других углеводородов приводит, как правило, к ускорению очистки почвы и позволяет обеспечить стабильность процесса биологического распада при относительно невысокой стоимости очистки.

Аварии на предприятиях ТЭК происходят в нашей стране каждые полчаса. Почему разливается топливо и как предотвратить новые катастрофы?

По данным Министерства энергетики в России только за 2019 год произошло более 17 171 аварий с разливом нефти. Наша страна занимает первое место по загрязнению окружающей среды горюче-смазочными материалами во всем мире.

Крупнейшие случаи с разливом нефти в 2020 году:

Находка, Приморский край: из-за взрыва цистерны в окружающую среду попало около 2500 т мазута.

Причина: износ оборудования.

Химки, Московская область: разлив горюче-смазочных материалов (ГСМ) в реке Грачевка. Площадь ущерба 23 тысячи га. Превышение предельно допустимой концентрации в 1 тыс. раз.

Причина: администрация города не установила очистительные сооружения.

Порт Хатанга, Таймыр: 1 т нефтепродуктов попала в реку при перекачке во время шторма. Часть ГСМ попала в залив моря Лаптевых.

Причина: отрыв судна от берега.

Новая Кежма, Красноярский край: около 10 т нефтепродуктов попало в реку Ангару.

Норильск, Красноярский край: утечка 20 тыс. т дизельного топлива в реку Амбарную, озеро Пясино и Карское море.

Основные причины разливов

Разлив нефти происходит по двум причинам: эксплуатационная и аварийная. Со второй причиной все понятно — избежать стихийных бедствий невозможно. Они вызывают естественный износ резервуарного парка.

Первая же причина вызвана уже самим человеком или неисправностью используемой трубопроводной системы, ответственность за которую также лежит на людях.

Основными проблемами являются:

правила забора проб и перекачивания топлива не соблюдаются;
проверки целостности и состояния резервуаров не проходят в нужное время;
нефтебазы не готовы к весеннему паводку;
несвоевременный ремонт оборудования и систем.

Куда уходит нефть

Нефть может переполнять резервуары, что приводит к количественным потерям. Но бывают и качественные, которые вызваны попаданием в сырье кислорода и окислителей, из-за чего на стенках хранилищ образуются осадки, смолы и отложения.

Есть еще одна причина потери нефтепродуктов — испарение. Этот специфический процесс вызван так называемыми большим и малым дыханием.

Малое дыхание вызвано температурными перепадами корпуса и внешней среды. Это частое явление среди наземных резервуаров. То есть, если за пределами хранилища жарко, его стенки нагреваются вместе с нефтью. Она в свою очередь начинает испаряться, вытесняя образующееся давление в сосуде.

При понижении температуры действует обратный принцип: внутри цистерны образуется вакуум из-за недостатка давления.

Большое дыхание вызвано вытеснением воздуха при откачке нефти, из-за чего происходят качественная и количественная потери нефти.

Причина — нарушение регламента зачистки резервуаров при переходе на другой тип ресурса, частая смена сортов пропускаемой через парк продукции, отсутствие программы качественной подготовки трубопровода для перекачки разных типов материала.

Что на самом деле обязаны делать нефтяные организации

По данным МЧС во всех местах хранения и добычи нефти должны быть собственные подразделения для ликвидации разливов. Также компании обязаны проводить аттестацию указанных формирований в соответствии с законодательством Российской Федерации, оснащать их специальными техническими средствами или заключать договоры с профессиональными аварийно-спасательными службами.

В случае разлива организации обязаны немедленно оповещать соответствующие органы государственной власти и местного самоуправления и организовывать работу по их локализации и ликвидации. Для этого у них обязательно должен быть резерв финансовых средств и материально-технических ресурсов.

Что делать, если утечка уже произошла

Но во время крупных аварий эти цифры остаются лишь на бумаге. Так, например, последствия взрыва нефтяной платформы Deepwater Horizon в Мексиканском заливе устраняли 152 дня.

Взрыв нефтяной платформы Deepwater Horizon произошел 20 апреля 2010 года у побережья Луизианы. Разлив стал одной из крупнейший техногенных катастроф за всю историю человечества. Погибло 11 человек, еще 17 пострадало. За 152 дня в воды Мексиканского залива попало более 5 млн барр. нефти, заняв 5% площади самого залива. Причинами послужили: недостаток информации, неудачная конструкция скважины, недостаточное цементирование, изменения в проекте и желание сэкономить на стоимости и длительности работ.

Cпособы устранения нефтеразливов

Существует четыре основных способа ликвидации нефтеразливов, но у каждого из них есть свои недостатки. Поэтому для устранения последствий катастроф нужен индивидуальный подход к каждой.

Этот метод наиболее благоприятен для экологии. Принцип работы заключается в использовании нефтесборщиков и установок для сепарации (отделения воды от нефтепродуктов).

Чтобы пятно не увеличивалось, используют специальные боновые заграждения, которые задерживают и собирают нефтяное пятно. Сами боны находятся на поверхности воды и удерживаются с помощью якорей. Боны делают из специальной ткани, стойкой к воздействию различных химикатов и нефти.

Далее нефть собирают с помощью специальных насосов и рукавов. Но пятно от топлива очень тонкое, поэтому убрать его без сорбирующего вещества невозможно. А оно, в свою очередь, уже не так экологично.

Для этого используют специальные вещества — диспергенты и сорбенты. Последние разработки стали менее токсичными для окружающей среды, но все-таки такой метод стараются применять только в экстренных случаях.

Дозировка вещества рассчитывается исходя из объемов нефти (отношение по объему должно составлять около 1-5%).

Диспергент разделяет нефть на мельчайшие капельки, которые растворяются в воде до безопасной концентрации. Куда же она исчезает потом? Благодаря процессу биодеградации нефть перестает быть токсичной для окружающей среды. Но все равно диспергент образует осадок, который опускается на дно, создавая вторичное загрязнение.

Самый простой, но губительный для экологии способ — сжигание нефти. При горении в атмосферу выбрасывается до 10% разлитого топлива в виде сажи. У этого метода есть еще один существенный недостаток. Когда легкие фракции разлива заканчиваются, горение прекращается, а тяжелые компоненты остаются нетронутыми.

Такой способ весьма популярен и чаще всего используется вместе с механическим для сбора несгоревших остатков. Но, например, в Норильске от сжигания отказались, так как в городе состояние воздуха и без того критическое.

Этот способ чаще всего становится финальной стадией предыдущих трех. В пораженный участок воды спускают суспензии с бактериями-разрушителями, которые способствуют той самой биодеградации.

Но разливы редко можно предугадать. Поэтому, чем лучше предприятие подготовлено к различным сценариям разлива, тем меньше вероятность попадания вредных выбросов в окружающую среду.

Защита ливневых стоков

При грамотном проектировании завода количество потенциальных аварий минимально. В таком случае даже нет необходимости в применении дополнительных мер.

Так, например, расположение контейнеров с нефтепродуктами на непроницаемой поверхности с уклоном позволит собирать возможные утечки в одном регулируемом месте.

Правда, на многих предприятиях в таком месте расположена ливневка, в которую также стекает дождевая вода. Получается, что природные осадки собираются с нефтепродуктами и попадают в почву.

Чтобы этого избежать, предприятие может использовать специальные дренажные покрытия, которые быстро герметизируют стоки и предотвращают просачивание нефтепродуктов.

Существует много методов по устранению разливов, очистке вод суспензиями, диспергентами и бактериями, но все эти методы не могут восстанавливать экосистемы, которые уничтожаются с каждой аварией.

Поэтому нефтяным компаниям важно постоянно контролировать исправность всего оборудования, иметь достаточный резервный фонд для предотвращения утечек и постоянно внедрять инновации, которые сведут до нуля возможность возникновения новой техногенной катастрофы.

Читайте также: