Разлив нефтепродуктов: последствия и методы устранения. Устранение последствий разлива нефти


Устранение последствий разлива нефтепродуктов на воде

Оглавление

 

Введение2

Разлив нефтепродуктов на воде и возможные последствия3

Из письма одного из жителей пострадавшего от разлива нефтепродуктов района8

Технологии устранения разлива нефтепродуктов12

Неорганические сорбенты13

Синтетические сорбенты13

Природные органические и органоминеральные сорбенты14

Органоминеральный сорбент14

Перлит в качестве сорбента17

Очистка сточных и поверхностных вод17

Ликвидация разливов нефти и нефтепродуктов19

Заключение22

Список литературы23

Введение

 

Разлив нефтепродуктов на воде является очень серьезной экологической катастрофой, последствия которой могут быть крайне губительны для всего живого.

От подобных разливов нефти страдают мелкие живые организмы, флора, птицы и многие морские млекопитающие.

Нефть является продуктом длительного распада и очень быстро покрывает поверхность вод плотным слоем нефтяной пленки, которая препятствует доступу воздуха и света. Она склеивает перья птиц, при этом они теряют свою возможность сохранять тепло и плавать.

Чтобы не допустить всех этих последствий необходимо оперативно устранить последствия разлива нефтепродуктов в водоемах.

Для данной цели используются различные средства: откачка нефти при помощи насосов, а также применение различных сорбентов и других способных впитывать нефтепродукты.

Как видно из вышесказанного данная тема является очень актуальной, так как сейчас как некогда много транспортируется нефти как при помощи водного транспорта, так и по нефтепроводам.

 

Разлив нефтепродуктов на воде и возможные последствия

 

Пока это ещё не случилось. Но в любой момент у берегов любой морской страны может потерпеть аварию один из супертанкеров. Такая катастрофа приведёт к тому, что все живое в воде и на берегу будет задушено нефтяным ковром или химикатами. Угрожают морю и тысячи километров трубопроводов, по которым течет нефть. Бывают и аварии на буровых платформах. Чтобы показать, какие последствия может вызвать крупная авария танкера в море, специалисты по охране среды подробно изучили случай, когда огромный танкер "Торри Кэньон" разбился на скалистом побережье Корнуолла. Это произошло 18 марта 1967г. Для уничтожения кувейтской нефти, пролившейся в море и на берег, применили так называемые диспергаторы химических соединений, разбивающие сплошной слой нефти на мелкие капли. Катастрофа погубила мелких обитателей побережья - улиток, морских желудей, от склеивания нефтью перьев погибли тысячи чаек. Прошло два года, пока живой мир побережья в тех местах, где нефть выбросило на берег, хоть чуть-чуть восстановился. А там, где применяли диспергаторы, до восстановления флоры и фауны прошло десятилетие: противоядие оказалось хуже яда. Нефть уничтожает всё.

Общественность обоснованно уделяет большое внимание катастрофам танкеров, но нельзя забывать, что и сама природа загрязняет моря нефтью. По распространенной теории нефть, можно сказать, зародилась в море. Так, считают, что она возникла из остатков мириад мельчайших морских организмов, после гибели осевших на дно и погребённых позднейшими геологическими отложениями. Сейчас дитя угрожает жизни матери. Использование нефти человеком, её добыча в море и перевозка по морю - всё это часто рассматривается как смертельная опасность для Мирового океана. Но какими путями нефть попадает в море? Что с ней там происходит, как она действует на флору и фауну? Какие усилия предпринимаются правительствами и нефтяными концернами для того, чтобы сократить загрязнение моря нефтью? В 1978 г. в мире было около 4 тыс. танкеров, и они перевезли по морю примерно 1700 млн. т нефти (около 60 % мирового потребления нефти). Сейчас приблизительно 450 млн. т сырой нефти(15 % мировой добычи в год) поступает из месторождений, находящихся под морским дном. Сейчас за год добывается из моря и перевозится по нему более 2 млрд. т нефти. По оценкам Национальной академии наук США, из этого количества в море попадает 1,6 млн. т., или одна тысяча трехсотая часть. Но эти 1,6 млн. т составляют лишь 26 % той нефти, которая в сумме попадает за год в море. Остальная нефть, примерно три четверти общего загрязнения, поступает с судов судов-сухогрузов (рьяные воды, остатки горюче-смазочных материалов, случайно или намеренно сбрасываемые в море), из природных источников, а больше всего - из городов, особенно с предприятий, расположенных на побережье или на реках, впадающих в море. Судьбу нефти, попавшей в море, невозможно описать во всех подробностях. Во-первых, минеральные масла, попадающие в море, имеют разный состав и разные свойства; во-вторых, в море на них действуют разные факторы: ветер различной силы и направлений, волны, температура воздуха и воды. Важно и то, много ли нефти попало в море. Сложные взаимодействия этих факторов ещё не изучены во всей полноте. Когда вблизи берега терпит аварию танкер, гибнут морские птицы: нефть склеивает их перья. Страдают прибрежная фауна и флора, пляжи, а скалы покрываются трудно удаляемым слоем вязкой нефти. Если же нефть выбрасывается в открытое море, последствия бывают совершенно иными. Значительные массы нефти могут исчезнуть, не дойдя до берега.

Например, при уже упоминавшейся аварии танкера "Торри Кэньон" из груза сырой нефти в 120 тыс. т. 60-70 тыс. т частично уничтожены благодаря быстро принятым мерам, частично оказались выброшены на берег Англии и Франции. В проливе Санта-Барбара у Калифорнии уже многие века в море

www.studsell.com

последствия и методы устранения :: BusinessMan.ru

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.
очистка береговой линии

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

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.

гибель морской фауны

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 км2 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.

причины разлива нефти

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.

нефтяное загрязнение водоемов

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).
нефтяные аварии

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.

причина разлива нефти

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.

разлив нефти

Заключение

Экологические проблемы, связанные с нефтяными разливами становятся все более приоритетными для многих государств. В России ежегодно совершается около 10 тысяч только официально зарегистрированных аварий, но настоящие цифры назвать никто не может. Учитывая текущее положение вещей, основной задачей является минимизация пагубных последствий аварий на окружающую среду. Поэтому при ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов будет иметь огромное значение скорость реагирования персонала, качество сбора сырья и экологичность применяемых технологий.

businessman.ru

способ ликвидации последствий аварийных разливов нефти и нефтепродуктов - патент РФ 2271338

Изобретение относится к физико-химическим и биологическим методам очистки почвы, прибрежной зоны и водной поверхности от нефти и нефтепродуктов. Обработку загрязненной поверхности осуществляют путем ее диспергирования струей 0,1-10%-ным водным раствором с расходом 10-100 л/м3 препарата. Используемый при осуществлении способа препарат приготавливают путем смешивания аэробных и анаэробных микроорганизмов-деструкторов углеводородных компонентов, в качестве которых используют концентрат бактерий, выделенный из активного ила станций биологической очистки сточных вод нефтеперерабатывающих заводов, и добавки, стимулирующей жизнедеятельность нефтеокисляющих бактерий, содержащие агар-агар, или желатин, а также поверхностно-активные вещества, в качестве которых используют анионное биоразлагаемое, содержащее фосфор и калий, вещество - оксифос, при следующем соотношении компонентов в препарате, мас.%: концентрат бактерий, выделенный из активного ила станций биологической очистки сточных вод НПЗ 2-10, агар-агара или желатин 2-10, оксифос 35-40, пресная вода до 100. Способ позволяет ликвидировать последствия аварийных разливов нефти. 4 табл.

Настоящее изобретение относится к физико-химическим и биологическим способам ликвидации последствий аварийных разливов нефти и нефтепродуктов.

Аварийные разливы нефти и нефтепродуктов являются одним из опасных источников загрязнения окружающей природной среды. Известные способы ликвидации последствий аварийных разливов не обеспечивают необходимую степень очистки почвы или водной поверхности от нефтяных загрязнений. Особенно это касается нефти (нефтепродуктов), впитавшейся в почву или прилипшей к твердой поверхности береговых сооружений, камням, растениям и т.д.

Известен способ очистки замазученного грунта на специальной передвижной или стационарной установке. При этом загрязненный грунт извлекают, очищают от крупных твердых включений и интенсивно перемешивают с большим объемом промывочной пресной воды или пара, где в качестве средств интенсификации процесса очистки почвы от нефти (нефтепродуктов) используют малотоксичные моющие составы. Затем, после определенного времени отстаивания, очищенный от нефтепродуктов грунт возвращают на прежнее место, отработанный моющий состав поступает на очистные сооружения и далее на повторное использование, а выделенные в процессе такой очистки нефтепродукты утилизируются по прямому назначению (RU 2125914 С1, Е 022 В 15/04, 1999.02.10). Недостаток - высокие энергетические затраты на осуществление процесса очистки грунта от нефти (нефтепродукта). Кроме того, в связи с неизбежным разрушением структуры почвы, гибелью природной микрофлоры и вымыванием из нее питательных солей и гумусовых веществ, данный способ не приемлем для очистки пахотных земель.

Известна технология рекультивации нефтезагрязненных почв, включающая локализацию ареала загрязнения, сбор разлитой нефти из траншей или выемок, обработку нефтезагрязненной почвы бактериальным препаратом «Путидойл» и нанесение на загрязненный участок торфа («Технологический регламент на рекультивацию нефтезагрязненных почв на промыслах Западной Сибири». Тюмень, СибНИИ НП, 1993. с 7-12). Недостаток - технология малоэффективна при обработке почв с остаточным содержанием нефти более 5,0 мас.%, образующей на поверхности или в объеме почвы непроницаемые для кислорода воздуха сгустки или пленки нефти, что резко замедляет процесс их биодеградации как природными почвенными микроорганизмами, так и штаммами нефтеокисляющих бактерий, содержащихся в препарате «Путидойл». Кроме того, данная технология непригодна для обработки прибрежной зоны и водной поверхности.

Для очистки прибрежной зоны и водной поверхности от нефтяных загрязнений используют специальные ПАВ-диспергаторы (Диспергаторы в качестве средства борьбы с аварийными разливами нефти. «Wunderlich Michael. Hydrol. und Was-serbewirtschaft», 2000, 44, №6, с.290-301. Аналит. обзор, Библ.78, Нем. Рез. англ.).

Недостаток - внесение в окружающую природную среду дополнительного источника органических загрязнений. Поэтому основными требованиями к ПАВ, применяемыми для борьбы с разливами нефти, являются их низкая токсичность и высокая степень биодеградации. При этом считается, что ситуация с ликвидацией последствий аварийных разливов нефти или нефтепродукта на поверхности почвы или воды может быть экологически благополучной только тогда, когда масса поступающих в природную среду нефтяных загрязнений меньше того количества, которое может быть подвергнуто процессу биодеградации микроорганизмами, присутствующими в данной природной среде. Эффективность же процесса самоочищения природной среды определяется множеством факторов, среди которых количественное содержание и видовой состав в природной среде микроорганизмов, - деструкторов нефтяных углеводородов, равно как и природные, в основном температурные, условия их обитания имеют определяющее значение. В этой связи совершенствованию биологических методов ликвидации последствий аварийных разливов нефти и нефтепродуктов с применением специально культивированных штаммов бактерий в последнее время уделяется все большее значение. Так для очистки почв, почвогрунтов и вод от нефтяных загрязнений предлагается использовать консорциум штаммов микроорганизмов-деструкторов: Bacillus species, Aeromonas species, Alcaligen eseurophus, Alcaligenes denitrificans, выделен из хронически загрязненных нефтепродуктами почв прибрежной зоны юга Дальнего Востока. Это природные ассоциаты нефтеокисляющих микроорганизмов, которые сформировались в почве в результате длительного воздействия нефтепродуктов на почвенную биоту, способные расти на обедненной питательной среде и с высокой скоростью окислять нефть и нефтепродукты (RU 2182529 С1, 2002.05.20).

Недостаток способа очистки замазученных участков с применением данного консорциума - многостадийность и длительность процесса очистки. Так по данному способу, до внесения в почву консорциума штаммов микроорганизмов, дважды проводят обработку почвы водным раствором минерального удобрения (нитроамофоска), из расчета 1 л. 0,35% раствора на 1 м2 поверхности загрязенного участка: за два до вспашки почвы и через два дня после ее вспашки, и только через неделю после обработки почвы минеральными удобрениями вносят инокулят консорциума. Эффект процесса биологической очистки почвы начинает проявляется спустя 3-4 недели после введения консорциума. При этом определить, какое количество консорциума штаммов микроорганизмов следует вводить в почву, чтобы произошел процесс биологической очистки почвы от нефтяных загрязнений и чтобы вносимые штаммы бактерий не оказали негативного влияния на сложившееся в почве микробиологическое равновесие и жизнедеятельность аборигенных микроорганизмов, при данной технологии не представляется возможным.

Наиболее близким по механизму действия к предлагаемому изобретению относятся текучие многокомпонентные смеси для стимуляции роста почвенной микрофлоры и их применение (Заявка на изобретение RU 2000114826. Страна приоритета DE. Опубл. 2002.05.27). Согласно данному изобретению для усиления роста почвенной микрофлоры и бактериального высвобождения питательных веществ из почвы (субстрата) в почву вносят водные препараты, содержащие (а) экологически приемлемые смачивающие средства типа «масло в воде» совместно с (б) органическими соединениями, содержащими липофильные насыщенные и/или олефино-ненасыщенные углеводородные остатки, имеющие жировую структуру и способными к разложению как в аэробных, так и анаэробных условиях, в качестве дополнительных источников углерода для роста микрофлоры, в сочетании с одновременным и/или смещенным во времени внесением (в) веществ, содержащих соединения фосфора и/или азота и желательно другие макро- и/или микропитательные вещества для роста растений.

Недостаток - данные многокомпонентные смеси разработаны специально для повышения плодородия почв, укрепления здоровья растений и стимулирования их роста и не могут быть использованы для ликвидации последствий аварийных разливов нефти или нефтепродуктов на поверхности воды, почвы или прибрежной зоны.

Цель данного изобретения - разработка способа ликвидации последствий аварийных разливов нефти или нефтепродуктов, а именно ликвидации замазученности загрязненных участков прибрежной зоны, почвы и водной поверхности после того, как известные методы сбора разлитой нефти себя исчерпали или их применение по тем или иным причинам оказывается невозможным.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом способе после механического сбора нефти (нефтепродуктов) загрязненную поверхность почвы, прибрежную зону или водную поверхность обрабатывают (диспергируют) струей 0,1-10,0%-ным водным раствором с расходом 10-100 л/м3 препарата ЛАРН, приготавливаемого путем смешивания аэробных и анаэробных микроорганизмов-деструкторов углеводородных компонентов, выделенных из активного ила станций биологической очистки сточных вод нефтеперерабатывающих заводов, и добавки, стимулирующей жизнедеятельность бактерий, содержащей агар-агар, или желатин, в качестве которых используют анионное биоразлагаемое, содержащее фосфор и калий, вещество, оксифос, при следующем содержании компонентов в препарате, мас.%:

Концентрат бактерий, выделенный из активного ила станций

Биологической очистки сточных вод НПЗ 2-10
Агар-агар или желатин 2-10
Оксифос 35-40
Пресная вода до 100

Предлагаемый способ ликвидации последствий аварийных разливов нефти и нефтепродуктов с применением водного раствора препарата ЛАРН является комбинированным способом доочистки замазученных участков почвы, твердых предметов прибрежной зоны или водной поверхности, т.е. применять его следует только в тех случаях, когда методы механического сбора нефти с поверхности почвы или воды себя исчерпали или их применение, по тем или иным причинам, осуществить невозможно.

При этом концентрация препарата ЛАРН в рабочем водном растворе находится в прямой зависимости от остаточного содержания нефти (нефтепродукта), подлежащей доочистке, а также от ее вязкостной характеристики, и может колебаться от 0,1% до 10,0%, а удельный расход рабочего водного раствора ЛАРН на обработку 1 м2 загрязненной поверхности может колебаться от 10 до 100 л. При этом эффективность процесса обработки загрязненной поверхности водным раствором ЛАРН возрастает, если данный процесс одновременно сопровождается интенсивным перемешиванием обрабатываемой поверхности, например, путем нанесения водного раствора ЛАРН под давлением в виде струи, или когда одновременно с нанесением на загрязненную поверхность водного раствора ЛАРН загрязненную поверхность подвергают механическому перемешиванию или интенсивной обработке под давлением струей воды.

Учитывая то обстоятельство, что содержащийся в препарате ЛАРН агар-агар, или желатин, представляет собой благоприятную для развития микроорганизмов питательную среду, то для того чтобы избежать преждевременной биодеструкции и, тем самым, предотвратить снижения нефтеомывающих и диспергирующих свойств препарата ЛАРН, данный препарат приготавливают непосредственно перед его применением. Для чего в смесительную емкость с электроподогревом заливают расчетный объем пресной воды, засыпают заданное количество порошкообразного агар-агара, или желатина, после чего, при постоянном перемешивании, систему нагревают до 95-99°С и при данной температуре перемешивают в течение 20-30 мин. Затем, отключив электроподогрев, систему перемешивают до температуры порядка 60-80°С и в полученную систему добавляют заданное количество концентрата бактерий, выделенного из активного ила станций биологической очистки сточных вод НПЗ и оксифоса. Приготовленный таким образом препарат ЛАРН готов к применению.

Эффективность моющего и диспергирующего действия образца препарата ЛАРН, в зависимости от концентрации его рабочего водного раствора, определяют следующим образом: вертикально расположенные, нумерованные стеклянные трубки диаметром 57 мм и длиной 350 мм заполняют слоем сухого речного песка высотой 600 мм. Затем сверху на песок наносят нефть в количестве 20 г, что соответствует примерно 10% степени загрязнения грунта нефтью. После впитывания в трубках нефти в слой песка, по его почернению, в каждой трубке определяют начальную глубину фильтрации нефти в слой песка. После чего проводят обработку загрязненной поверхности песка путем фильтрации через него 300 мл пресной воды (холостой опыт) или 300 мл водного раствора, содержащего заданную концентрацию препарата ЛАРН (опыт 2-7). При этом определяют время, за которое указанный объем воды или водного раствора центрации отфильтруется через колонку с загрязненным песком, количество нефти которое выносится (отмывается) из загрязненного песка отфильтрованным объемом жидкости. После чего в каждом опыте рассчитывают степень очистки песка от нефти.

Из табл.1, где представлены результаты данных опытов, следует, что в отличие от пресной воды, у которой степень очистки песка от нефти практически равно нулю, у анализируемых образцов препарата ЛАРН, компонентный состав которых приведен в табл.2, нефтеотмывающие свойства практически одни и те же, а именно, эти свойства начинают заметно проявляться при концентрации рабочего раствора препарата ЛАРН, который содержится в рабочем водном растворе. Однако, начиная с 5,0% до 10% концентрации рабочего водного раствора ЛАРН, нефтеотмывающие свойства с увеличением концентрации препарата ЛАРН повышаются незначительно, что указывает на нецелесообразность применения рабочих водных растворов препарата ЛАРН с концентрацией более 10%.

Эффективность предлагаемого способа очистки водной поверхности от нефти, в комплексе с технологией сбора пленочной нефти с применением сорбентов, в лабораторных условиях определяют следующим образом: в две одинаковые фарфоровые чашки диаметром 200 мм наливают по 500 мл воды, затем на водную поверхность наносят по 2 г маловязкой нефти, которая в той и другой чашке образует нефтяную пленку толщиной около 0,03 мм. Для очистки водной поверхности от такой пленки нефти в качестве сорбента используют пористые, гидрофобные полиэтиленовые гранулы диаметром 5 мм, которые в количестве 50 штук равномерно наносят на нефтяную пленку в каждую из чашек. После нанесения сорбента системы выдерживают в течение 30 мин для завершения процесса прилипания (адгезии) и стягивания пленочной нефти с поверхности воды на поверхность сорбента. Затем в одной из чашек гранулы сорбента с прилипшей нефтью удаляли пинцетом с поверхности воды и методом экстракции определяют суммарное количество удаленной нефти. При этом в данной чашке на поверхности воды, в виде тонкой пленки, визуально прослеживается наличие остаточной нефти, количество которой определяют по разности массы нефти, нанесенной на поверхность воды и удаленной с поверхности воды вместе с сорбентом. Систему в другой чашке, перед удалением сорбента с прилипшей нефтью, обрабатывают путем распыления 10 мл 1% водного раствора препарата ЛАРН. При этом на водной поверхности четко прослеживался разрыв между гранулами сорбента пленочной нефти и ее быстрое стягивание на поверхность гранул сорбента. Далее, так же как и в первом случае, сорбент с налипшей нефтью удаляют с поверхности воды и методом экстракции определяют количество нефти, удаленной с поверхности воды, и расчетным путем определяют количество нефти, оставшейся на водной поверхности при данном способе обработки. Полученные результаты, приведенные в табл.3, показывают, что предлагаемый способ ликвидации последствий аварийных разливов нефти с применением препарата ЛАРН в комбинации с сорбентами позволяет почти в 2 раза улучшить качество очистки водной поверхности.

Натурные испытания предлагаемого способа ликвидации последствий аварийного разлива нефти проводили в НГДУ «Пензанефть». Обработке подвергался замазученный участок почвы, образовавшийся в результате порыва нефтесборного трубопровода и вытекания из него сырой нефти обводненностью около 60%. После сбора части разлитой нефти на поверхности почвы, размером порядка 50 м2, осталась впитавшаяся в почву нефть, при этом глубина пропитки нефти колебалась от 15-30 см до 5-10 мм. Такие резкие колебания в значениях глубины проникновения нефти в почву объясняются тем, что сразу же после обнаружения порыва трубопровода почву в районе порыва обильно поливали водой, что и привело к резкому снижению фильтруемости нефти в насыщенную водой почву. За период времени от момента разлива нефти (апрель м-ц) до момента ее обработки (сентябрь м-ц) на загрязненной поверхности почвы практически полностью исчезла какая-либо растительность. Последнее объясняется тем обстоятельством, что оставшаяся на поверхности и впитавшаяся в почву нефть образовала в почве непроницаемые для кислорода воздуха сгустки и пленки нефти, которые привели к прекращению жизнедеятельности почвенной аэробной микрофлоры. Кроме того, минерализованная пластовая вода, содержащаяся в эмульсионной нефти, проникшая в почву, привела к засолонению загрязненного участка почвы и, как следствие, гибели растений, не адаптированных к высокому содержанию солей в почвенном растворе.

В этой связи, предлагаемый способ ликвидации последствий данного вида аварийных разливов сырой нефти на поверхности почвы (наиболее часто случающийся на нефтяных месторождениях), решает не только проблему более глубокой очистки почвы от нефтяных загрязнений, но и одновременно позволяет провести и рассолонение загрязненного участка. В данном случае, обработку замазученного участка почвы проводили следующим образом: с помощью двух лафетных стволов (брандспойтов и двух автобойлеров загрязненную нефтью поверхность почвы под давлением 3-6 атм интенсивно обрабатывали (размывали) из одного ствола струей 5% водным раствором препарата ЛАРН, а из другого ствола струей пресной водой. При этом под действием струи 5% водного раствора препарата ЛАРН при обильном пенообразовании происходило диспергирование сгустков и пленок нефти, их отмыв от твердых частиц почвы с переводом отмытых нефтепродуктов в маловязкую эмульсионно-дисперсную систему типа «масло в воде», которая дополнительной струей и потоком пресной воды легко удалялась (смывалась) с загрязненной поверхности почвы в специальную углубленную емкость (или канаву), расположив ее на самом низком загрязненном участке. При обработке почвы эмульсисионно-дисперсную систему из емкости (канавы) постоянно откачивают и утилизируют, например подают на сооружения очистки воды. При такой обработке замазученного участка почвы, основное количество нефти в виде крупных частиц (капель), флотируемых пеной вместе с потоком воды удаляются с поверхности почвы, а мелкие частицы (глобулы) нефти, стбилизировнные молекулами агар-агара или желатина, вместе с аэробными и анаэробными бактериями, содержащимися в водном растворе препарата ЛАРН, фильтруются в почву, где и подвергаются процессу биодеградации более эффективному, чем до обработки почвы препаратом ЛАРН.

Высокая эффективность биологического метода доочистки почвы от нефти и нефтепродуктов в данном случае достигается в результате:

- ликвидации на поверхности и в объеме почвы непроницаемых для кислорода воздуха нефтяных сгустков и пленок нефти;

- снижения количества нефти в почве;

- увеличения поверхности контакта нефти при превращении ее из сгустков и пленок в тонкодисперсное (капельное) состояние;

- роста микроорганизмов при впитывании в почву вместе с диспергированными частицами нефти эффективной бактериальной среды, стимулирующей их жизнедеятельность.

Подтверждением этому являются результаты определения остаточного содержания нефти в пробах почвы, отобранных с одних и тех же загрязненных участках почвы до и после их обработки, приведенные в табл.4.

Учитывая, что в процессе интенсивной обработки загрязненного участка почвы водным раствором ЛАРН, приготовленным на пресной воде, и дополнительной обработке почвы пресной водой, с последующим улавливанием и откачкой промывных вод, происходит процесс и рассолонения почвы, то одновременно с анализом отбираемых проб почвы на остаточное содержание нефти, в данных пробах определяли и содержание хлористых солей. Результаты данных исследований также представлены в табл.4.

Приведенные в табл.1, 3 и 4 экспериментальные данные позволяют считать, что заявляемый способ ликвидации последствий аварийного разлива нефти и нефтепродуктов обладает высокой эффективностью при очистке (отмыве) от нефти замазученной поверхности грунта (песка, гравия и т.п.), а в сочетании с сорбентами обеспечивает более полное удаление пленочной нефти с водной поверхности. Кроме того, данный способ позволяет осуществлять более глубокую очистку замазученных участков почвы от вязких сгустков и пленок нефти физико-химическим методом, а то количество нефти, которое остается в почве при ее обработке предлагаемым способом, подвержено более быстрой биодеградации.

Предлагаемый способ ориентирован на применениение серийно выпускаемой техники, а используемый в данном способе препарат ЛАРН может быть приготовлен как в стационарных, так и непосредственно в полевых условиях из компонентов, выпускаемых отечественными производителями.

Таблица 1
Номер опыта% содержание ЛАРН в водеОбразцы по препарата ЛАРН (Состав согласно табл 2):
Образец 1Образец 2 Образец 3Образец 4
Нмм ТминQ 1Q2 %Нмм ТминQ 1Q2 %Нмм ТминQ 1Q2 %Нмм ТминQ 1Q2 2 %
Опыт 1 (холост, опыт)251100 отс20 0,0251200 отс200,0 251050отс. 200,025 1200отс.20 0,0
Опыт 2 0,1250350 7,51235 3004208 1240250 420911 45450450 101050
Опыт 30,5 30025012 860300 250 8 60350250 13765 12023014 770
Опыт 41,0450 120155 75450140 15575 45013516 480460 140164 80
Опыт 5 5,0520100 17385 51010017 385520 100173 87520100 18290
Опыт 610,0 5409518 290530 95182 9010098 18290 53010018 290
Где: Нмм - глубина пропитки нефти, мм, Тмин - время фильтрации 300 мл воды или водного раствора препарата ЛАРН, мин., Q1 - количество отмываемой нефти, в г., Q2 - количество нефти оставшееся в объеме песка, в г, % - эффективность моющего действия.
Таблица 2
Препарат.Компонентный состав образцов, масс.%:
ЛАРН Концентрат бактерийАгар-агар ЖелатинОксифос 3Пресная вода
Образец 1 2,02,02,0 35,059,0
Образец 23,03,0 3,040,0 51,0
Образец 3 5,05,05,0 35,050,0*)
Образец 410,010,0 10,035,0 35,0*)
Примечание: *) Образцы застывают при 20°С и требуют предварительного их разогревания для приготовления « рабочих» водных растворов
Таблица 3
ПрепаратОчистка водной поверхности от пленочной нефти сорбентомОтношение
ЛАРН (табл 1) Известным способом Предлагаемым способом 
Q1Q 2Q3 %Q1 Q2Q 3%(Q 3)и/(Q3) п
Образец - 1 2,0501,1800,870 57,62,060 1,9200,14093,2 6,2
Образец - 22,0301,205 0,82559,42,072 1,8750,197 90,54,2
Образец - 32,0481,305 0,74363,7 2,0831,9450,143 93,45,2
Образец - 42,0731,403 0,67067,7 2,1051,9310,171 91,73,9
Где: Q1, Q2, Q 3 соответственно масса нефти на поверхности воды до обработки сорбентом, удаленная с поверхности воды вместе с сорбентом и оставшаяся на поверхности воды после удаления сорбента; (Q 3)и/(Q3) п - отношение остаточного содержания нефти на поверхности воды после ее очистки известным способом к остаточному содержанию нефти на поверхности воды предлагаемым способом.
Таблица 4
Дата отбора проб почвыРезультаты анализа проб почвы отбираемых из контрольных точек:
-Точка 1 Точка 2 Точка 3Точка 4 Точка 5
Нп, % С, мг/лНп, % С, мг/лНп, % С, мг/лНп. %% С, мг/лНп, %С, мг/л
10.08.2002 (до обработки) сл57.010,5 850015,62960 12,53500 5,81760
10.08.2002 (после обработки)- -5,12590 5,913007,4 2701,9560
20.08.2002сл 65,02,11050 2,09102,5 1400,9170
30.08.2002сл. 60,00,5 3500,5479 0,81200,1 90,0
10.09.2002 сл.60,00,1 1300,1210 0,190сл. 70,0
20.09.2002 сл.55,0сл. 100сл.110 сл85сл. 75,0
Где: Нп, % - содержание в пробе почвы нефти (экстракционный метод- экстрагент CCl 4), С мг/л - хлористых солей (экстракционный метод-экстрагент дистиллированная вода). Точка 1 - проба почвы отбиралась с незагрязненного участка. Точки 2, 3, 4 и 5 - пробы отбирали с загрязненного участка почвы при глубине пропитки нефти 5-10 мм (точки 3 и 5) и 15-30 см (точки 2 и 4)..

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ ликвидации последствий аварийных разливов нефти и нефтепродуктов, включающий обработку загрязненной поверхности воды или почвы водным раствором поверхностно-активных веществ, стимулирующих жизнедеятельность природных нефтеокисляющих микроорганизмов, отличающийся тем, что обработку загрязненной поверхности осуществляют путем ее диспергирования струей 0,1-10,0%-ного водного раствора с расходом 10-100 л/м3 препарата, приготавливаемого путем смешивания аэробных и анаэробных микроорганизмов-деструкторов углеводородных компонентов, в качестве которых используют концентрат бактерий, выделенный из активного ила станций биологической очистки сточных вод нефтеперерабатывающих заводов, и добавки, стимулирующей жизнедеятельность бактерий, содержащей агар-агар или желатин, а также поверхностно-активные вещества, в качестве которых используют анионное биоразлагаемое содержащее фосфор и калий вещество - оксифос - при следующем соотношении компонентов в препарате, мас.%:

Концентрат бактерий, выделенный  
из активного ила станций  
биологической очистки сточных вод НПЗ2-10
Агар-агар или желатин2-10
Оксифос35-40
Пресная вода До 100

www.freepatent.ru

Устранение последствий разлива нефтепродуктов на воде

Курсовой проект - Безопасность жизнедеятельности

Другие курсовые по предмету Безопасность жизнедеятельности

Оглавление

 

Введение2

Разлив нефтепродуктов на воде и возможные последствия3

Из письма одного из жителей пострадавшего от разлива нефтепродуктов района8

Технологии устранения разлива нефтепродуктов12

Неорганические сорбенты13

Синтетические сорбенты13

Природные органические и органоминеральные сорбенты14

Органоминеральный сорбент14

Перлит в качестве сорбента17

Очистка сточных и поверхностных вод17

Ликвидация разливов нефти и нефтепродуктов19

Заключение22

Список литературы23

Введение

 

Разлив нефтепродуктов на воде является очень серьезной экологической катастрофой, последствия которой могут быть крайне губительны для всего живого.

От подобных разливов нефти страдают мелкие живые организмы, флора, птицы и многие морские млекопитающие.

Нефть является продуктом длительного распада и очень быстро покрывает поверхность вод плотным слоем нефтяной пленки, которая препятствует доступу воздуха и света. Она склеивает перья птиц, при этом они теряют свою возможность сохранять тепло и плавать.

Чтобы не допустить всех этих последствий необходимо оперативно устранить последствия разлива нефтепродуктов в водоемах.

Для данной цели используются различные средства: откачка нефти при помощи насосов, а также применение различных сорбентов и других способных впитывать нефтепродукты.

Как видно из вышесказанного данная тема является очень актуальной, так как сейчас как некогда много транспортируется нефти как при помощи водного транспорта, так и по нефтепроводам.

 

Разлив нефтепродуктов на воде и возможные последствия

 

Пока это ещё не случилось. Но в любой момент у берегов любой морской страны может потерпеть аварию один из супертанкеров. Такая катастрофа приведёт к тому, что все живое в воде и на берегу будет задушено нефтяным ковром или химикатами. Угрожают морю и тысячи километров трубопроводов, по которым течет нефть. Бывают и аварии на буровых платформах. Чтобы показать, какие последствия может вызвать крупная авария танкера в море, специалисты по охране среды подробно изучили случай, когда огромный танкер "Торри Кэньон" разбился на скалистом побережье Корнуолла. Это произошло 18 марта 1967г. Для уничтожения кувейтской нефти, пролившейся в море и на берег, применили так называемые диспергаторы химических соединений, разбивающие сплошной слой нефти на мелкие капли. Катастрофа погубила мелких обитателей побережья - улиток, морских желудей, от склеивания нефтью перьев погибли тысячи чаек. Прошло два года, пока живой мир побережья в тех местах, где нефть выбросило на берег, хоть чуть-чуть восстановился. А там, где применяли диспергаторы, до восстановления флоры и фауны прошло десятилетие: противоядие оказалось хуже яда. Нефть уничтожает всё.

Общественность обоснованно уделяет большое внимание катастрофам танкеров, но нельзя забывать, что и сама природа загрязняет моря нефтью. По распространенной теории нефть, можно сказать, зародилась в море. Так, считают, что она возникла из остатков мириад мельчайших морских организмов, после гибели осевших на дно и погребённых позднейшими геологическими отложениями. Сейчас дитя угрожает жизни матери. Использование нефти человеком, её добыча в море и перевозка по морю - всё это часто рассматривается как смертельная опасность для Мирового океана. Но какими путями нефть попадает в море? Что с ней там происходит, как она действует на флору и фауну? Какие усилия предпринимаются правительствами и нефтяными концернами для того, чтобы сократить загрязнение моря нефтью? В 1978 г. в мире было около 4 тыс. танкеров, и они перевезли по морю примерно 1700 млн. т нефти (около 60 % мирового потребления нефти). Сейчас приблизительно 450 млн. т сырой нефти(15 % мировой добычи в год) поступает из месторождений, находящихся под морским дном. Сейчас за год добывается из моря и перевозится по нему более 2 млрд. т нефти. По оценкам Национальной академии наук США, из этого количества в море попадает 1,6 млн. т., или одна тысяча трехсотая часть. Но эти 1,6 млн. т составляют лишь 26 % той нефти, которая в сумме попадает за год в море. Остальная нефть, примерно три четверти общего загрязнения, поступает с судов судов-сухогрузов (рьяные воды, остатки горюче-смазочных материалов, случайно или намеренно сбрасываемые в море), из природных источников, а больше всего - из городов, особенно с предприятий, расположенных на побережье или на реках, впадающих в море. Судьбу нефти, попавшей в море, невозможно описать во всех подробностях. Во-первых, минеральные масла, попадающие в море, имеют разный состав и разные свойства; во-вторых, в море на них действуют разные факторы: ветер различной силы и направлений, волны, температура воздуха и воды. Важно и то, много ли нефти попало в море. Сложные взаимодействия этих факторов ещё не изучены во всей полноте. Когда вблизи берега терпит аварию танкер, гибнут морские птицы: нефть склеивает их перья. Страдают прибрежная фауна и флора, пляжи, а скалы покрываются трудно удаляемым слоем вязкой нефти. Если же нефть выбрасывается в открытое море, последствия бывают совершенно иными. Значительные массы нефти могут исчезнуть, не дойдя до берега.

Например, при уже упоминавшейся аварии танкера "Торри Кэньон" из груза сырой нефти в 120 тыс. т. 60-70 тыс. т частично уничтожены благодаря быстро принятым мерам, частично оказались выброшены на берег Англии и Франции. В проливе Санта-Барбара у Калифорнии уже многие века в море

geum.ru


Смотрите также