Экологические аспекты нефтедобычи
Введение
Деятельность предприятий нефтегазовой отрасли неизбежно приводит к техногенному воздействию на окружающую среду. Это выражается, прежде всего, в вырубке лесов, деградации почв и ландшафтов, загрязнении атмосферы, поверхностных и грунтовых вод, приповерхностных отложений нефтепродуктами и токсичными веществами, содержащимися в буровых растворах.
В процессе строительства скважин образуется многотоннажный отход − буровой шлам, подлежащий захоронению или утилизации. Только на территории Западной Сибири, где добывается более 50% нефти в России, ежегодно образуется более 100 тысяч тонн бурового шлама.
Процесс строительства скважин сопровождается применением материалов и химических реагентов различной степени экологической опасности. В процессе бурения в скважину подается буровой раствор, который вращает, смазывает и охлаждает инструмент, выводит на поверхность выбуренную породу, компенсирует внутрискважинное давление и укрепляет стенки скважины. В результате образуются жидкая фаза буровых отходов – буровые сточные воды и отработанный буровой раствор и твердая фаза – буровой шлам.
Нефтяные шламы образуются при добыче, переработке нефти и нефтепродуктов за счет отстоя нефти, нефтепродуктов в резервуарах, газосепараторах, водоотделителях при охлаждении насосных агрегатов и утечках нефтепродуктов. В среднем на 1 тыс. т сырой нефти приходится от 1 до 5 т нефтешламов.
Цель данной работы – изучить экологические аспекты нефтедобычи.
1. Загрязнение вод
В настоящее время одной из острых экологических проблем считается загрязнение Мирового океана. Мировой океан, водная оболочка Земли, окружающая сушу. Он покрывает практически 72% земной поверхности. Средняя глубина – 3711 м. Ключевая роль заключается в обеспечивании кислородом за счет фотосинтеза фитопланктонов. Они вырабатывают 50-85% кислорода.
Источников, загрязняющих Мировой океан множество (рис. 1). Это и речной сток, сточные воды, перевозка морем, добыча нефти и т.д.
Самым распространённым источником считается нефть и нефтепродукты.
Нефть – это вязкая маслянистая жидкость чёрного цвета со специфическим запахом. В состав входят насыщенные алифатические и гидроароматические углеводороды. Основной компонент нефти – углеводород (в некоторых случаях до 98%).
В состав нефти также входят соединения серы и азота, которые небезопасны, как сами по себе, так и при взаимодействии с окружающей средой, вследствие чего образуются ядовитые химические вещества.
Рисунок 1 – Мировая статистика загрязнения вод Мирового океана
Основные источники загрязнения вод Мирового океана нефтепродуктами: промышленные отходы, эксплуатация судов, природные источники загрязнения, эксплуатация танкеров и т.д. (рис. 2).
Рисунок 2 – Источники загрязнения вод Мирового океана нефтепродуктами
Попадая в океан, нефть смешивается с водой формируя нефтяные плёнки, по расцветке которых возможно установить их толщину. Плёнки способны: находиться на поверхности воды, передвигаться с течением, выбрасываться на берег.
В связи с толщиной, плёнка способна препятствовать проникновению света, замедлять обмен энергией, теплом, влагой, газами между океаном и атмосферой. Опасность составляют содержащиеся в ней тяжелые металлы и пестициды, которые также отравляют океанические воды.
При естественном передвижении воды нефтяные плёнки со временем распадаются, образуя эмульсию, растворяющуюся в воде или оседающую на дно. Аэробные бактерии, отчищающие воду от загрязнений, окисляют компоненты из которых состоит нефть до нетоксичных соединений.
Негативно влияние нефти и на морских обитателей. Слой плёнки препятствует поступлению кислорода из атмосферы и понижению его содержания в воде, это приводит к гибели морских обитателей от удушья. Негативному воздействию подвергаются морские млекопитающие и птицы. К примеру, птицам нефть спутывает перья, что приводит к потере тепла и как следствие гибели от холода.
Загрязнение Мирового океана нефтью негативно влияет на растительный и животный мир, а также плохо сказывается на здоровье человека, вызывая ряд опасных заболеваний. Тяжесть эффекта зависит от количества и типа разлитой нефти, критерий окружающей среды и чувствительности затронутых организмов и их среды обитания.
Нефтепродукты вызывают размножение микроорганизмов, которые в свою очередь способствуют развитию заболеваний, вызванных желудочно-кишечными инфекциями: холера, брюшной тиф и другие. Это происходит из-за неприспособленности очистных сооружений к высокому уровню загрязнений в воде.
Береговые линии также подвержены действию нефти. Береговой биоценоз по большей части приспособлен к нефтяным загрязнениям, так как устойчив к приливному циклу, периодическому воздействию волн, сухим ветрам, экстремальным температурам.
Один из наиболее современных и действенных способов борьбы с загрязнениями – мониторинг разливов при помощи удалённого зондирования. Детекторы космических аппаратов позволяют следить за движениями нефтяного пятна с высоким разрешением, также дают возможность систематизировать загрязнение по насыщенности его цвета.
Очистка водной поверхности производится путем отсасывания нефтяного слоя при помощи особых насосов или методами абсорбции. При быстром расползании нефтяного пятна с помощью течений или ветра требует от соответствующих служб скорого реагирования.
Необходимость новых подходов к природопользованию, экологизация мышления, осознание реальности – это то, что на современном этапе развития человечества необходимо при возрастающем негативном воздействии на гидросферу.
2. Загрязнение почв
Использование нефти человеком, ее добыча, транспортировка и хранение во внутренних морских водах и на суше отрицательно влияет на развитие всех элементов окружающей среды, особенно морских жителей акватории
Зарегистрируйся, чтобы продолжить изучение работы
.
В настоящее время количество буровых платформ в мире насчитывается более 6500. Более 3 тыс. танкеров занято перевозкой нефтепродуктов.
Каждый год в мировой океан сбрасывается от 2 до 10 млн.т. нефти по тем или иным причинам. С помощью аэрофотосъемки со спутников было зафиксировано, что около 30% всей поверхности океана покрыто нефтяной пленкой, которая вызывает массовую гибель морской фауны и птиц.
Транспортировка основной массы нефтепродуктов на суше проходит по трубопроводам. Наиболее незащищенной частью магистральных трубопроводов являются переходы через каналы, реки, озера. Магистральные трубопроводы пересекаются с шоссейными и железнодорожными путями, реками, озерами и каналами.
На земной поверхности нефть частично подвержена фотохимическому разложению. Механизм этого процесса до сих пор не изучен.
Важной характеристикой в процессе изучения разливов на почвах является содержание парафина в нефти.
Чтобы оценить и проконтролировать уровень загрязнения окружающей среды, нужно разобрать группы нефтепродуктов, которые отличаются друг от друга.
Перечислим характерные особенности:
степень токсичности для живых организмов;
скорость разложения в окружающей среде;
характер происходящих процессов трансформаций в атмосфере, почве, грунте, биоценозах и акватории.
В почвах техногенные загрязнения находятся в следующих состояниях:
в пористой среде – в жидкой легкоподвижной форме;
на частицах почвы или горной породы – в связанной форме (сорбированной);
в поверхностном слое земли – в виде плотной органоминеральной смеси.
Почву принято считать загрязненной нефтью, если концентрация горючего материала достигает уровня, когда происходит:
угнетение или деградация растительного покрова;
снижение продуктивности сельскохозяйственных угодий;
нарушение экологического равновесия в почвенном биоценозе;
вытеснение одним или двумя произрастающими видами растительности других, замедление деятельности микроорганизмов;
вымывание нефти из почв в поверхностные или подземные воды.
Безопасный уровень загрязнения почв нефтепродуктами - уровень, при котором не наступает ни одно из перечисленных выше последствий, вследствие нефтяного загрязнения.
Ведение отбора проб производится для контроля уровня загрязнения почв, эколого-токсикологической оценки, для наблюдения за уровнем загрязнения почв от утечек нефтепродуктов, предупреждения критических ситуаций для животного мира.
Если экологическая авария все же произошла, то в процессе отбора проб устанавливается:
глубина проникновения нефти в почву, ее направление и скорость внутрипочвенного потока;
возможность и масштабы проникновения нефти из почв в водоносные горизонты;
область распространения нефти в пределах загрязняемого водоносного горизонта;
причина загрязнения нефтью почв и вод.
Несмотря на описанные выше экологические проблемы, в мире есть не только методы, находящиеся на этапе разработки, но и те которые успешно применяются.
Отличительной особенностью нефтяного загрязнения от других антропогенных воздействий является то, что оно создает мгновенную нагрузку на компоненты экосистемы, вызывая такие же быстрые реакции, связанные с биодеградацией экосистемы.
В случае нефтяного поражения экосистемы неоднозначна возможность возврата экосистемы к ее устойчивому прежнему состоянию. Мировая практика ликвидации проливов нефти имеет немало примеров, когда ликвидация пролива сопряжена с нанесением еще большего вреда экосистеме, не соизмеримого с воздействием нефти. Рациональный принцип восстановления нефти загрязненной экосистемы – это создание оптимальных условий, в которых экосистема будет сама стремиться к восстановлению функции составляющих компонентов и связей между ними. Процесс самовосстановления компонентов экосистемы (почва, вода, почвенный воздух, растения, живые организмы различного уровня организации) является длительным многостадийным биогеохимическим процессом преобразования (биодеградации) и взаимодействия углеводородной жидкости с объектами экосистемы.
Почва – это связующее звено между атмосферой, гидросферой, литосферой и живыми организмами и играет важную роль в процессах обмена веществами и энергией между компонентами биосферы. Почва - это средоточие жизни, среда обитания многих живых организмов.
Степень морфологических изменений почвы определяется ее физико-механическими и химическими свойствами. Под действием нефти происходят морфологические изменения, чаще всего регистрируется обесструктуривание вследствие склеивания структурных компонентов, изменение границ горизонта, увеличение вязкости и плотности почвы.
Проливы нефти и нефтепродуктов на почву способствуют заполнению нефтью порового пространства, трещин и воздушных полостей и замещением в них почвенного воздуха. В результате почвы верхних горизонтов приобретают смолисто-черный цвет, почвы нижних горизонтов окрашиваются в коричнево-серый, сизокоричневый и сизо-серый цвет. Низкая концентрация почвенного воздуха усугубляется нарушением процесса аэрации почвы в связи с образованием на поверхности битумной пленки.
Водные осадки, попадающие на нефтепораженную почву при сильном загрязнении (более 20 000 мг/1 кг грунта), не способны произвести смачивание верхнего слоя, проникнуть к нижним слоям, в которых расположена корневая система растительного слоя, и, как правило, на поверхности осадков хорошо различимы радужные пленки. В результате в почве создается неблагоприятный водно-воздушный режим, изменяются свойства почвы: уменьшается гигроскопичность, влагоемкость, капиллярная и водоподъемная способность.
В условиях резкого ограничения аэрации почв формируются восстановительные условия, развивается процесс оглеения
50% реферата недоступно для прочтения
Закажи написание реферата по выбранной теме всего за пару кликов. Персональная работа в кратчайшее
время!
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24. Это бесплатно.
