Мероприятия по ликвидации аварийных нефтезагрязнений окружающей срелы

Введение
Аварии с загрязнением природной среды нефтепродуктами происходят с завидной регулярностью, поэтому вопрос по выбору методов и мероприятий по ликвидации нефтезагрязнений является актуальным. Нефтяное загрязнение — это попадание нефти в окружающую среду (розлив нефти) в результате действий человека. В это понятие также входят аварии танкеров, аварии на нефтяных платформах, буровых установках, скважинах, а также выброс любых веществ, полученных от переработки сырой нефти. Ликвидация последствий подобных происшествий занимает от нескольких месяцев до нескольких лет.
Разлив нефти может произойти как при ее добыче, транспортировке и хранении, так и при переработке и применении в технологических процессах. Помимо этого, причинами нефтезагрязнения зачастую становится физический износ оборудования или его механическое повреждение. Лидирующие позиции по числу аварийных разливов нефти и нефтепродуктов занимают магистральные и внутрипромысловые продуктопроводы. Подавляющее большинство чрезвычайных происшествий на них связано с коррозией оборудования, некачественными строительно-монтажными работами и лишь незначительная часть с заводским браком и ошибками эксплуатации.
Актуальность данной темы связана с тем, что разлив нефти довольно-таки частое событие в промышленности. Из самых известных случаев можно привести взрыв нефтяной платформы и последующий разлив нефти в Мексиканском заливе в 2010 году. А также случай, произошедший совсем недавно – разлив нефти в Норильске, но уже этот случай является одной самых крупных утечек в арктической зоне за всю историю, создающую угрозу для экосистемы Северного Ледовитого океана.
Объектом исследования здесь является нефть.
Предметом исследования здесь является ликвидация последствий разлива нефти.
ГЛАВА 1. ПОДБОР МЕРОПРИЯТИЙ ДЛЯ УСТРАНЕНИЯ ПОСЛЕДСТВИЙ
Подбор мероприятий для устранения последствий
Для правильного выбора мероприятий по ликвидации нефтяного загрязнения на любом нефтяном объекте необходимо представлять химические и физические преобразования нефти при попадании ее в окружающую среду. С первых секунд контакта нефти и нефтепродуктов с водной средой или почвой начинают быстро развиваться сложные превращения, длительность и результаты которых зависят как от свойств и состава самой нефти, так и от конкретной ситуации.
Распространение разлитой на водной поверхности нефти происходит под действием сил тяжести и контролируется ее вязкостью и силами поверхностного натяжения. Уже через 10 минут после разлива 1 тонны нефти она распространяется на акватории в радиусе 50 метров и толщиной слоя 110 мм., с последующим образованием более тонкой пленки (менее 1 мм) и покрытием акватории площадью до 12 км2.
При растекании сырой нефти по суше она быстро теряет свои летучие компоненты, а оставшиеся более вязкие фракции начинают тормозить процесс растекания. Пленочная нефть в водной среде дрейфует преимущественно по направлению ветра со скоростью, часто превышающей скорость движения воды и составляющей 3-4 % от скорости ветра. До 15 % углеводородов нефти переходит в растворенное состояние, и этот переход в раствор растянут во времени и в большей степени зависит от гидродинамических и физико-химических условий в поверхностных водах.
Химические превращения нефти на поверхности и в толще воды начинают проявляться не раньше чем через сутки после ее попадания и носят в основном окислительный характер. Конечные продукты окисления (гидроперекиси, фенолы, карбоновые кислоты, кетоны, альдегиды и др.) имеют повышенную растворимость в воде и обладают высокой токсичностью. Присутствие в воде и на суше частиц различного состава приводит к тому, что часть нефти (10-30 %) сорбируется на них или осаждается на дно водоема; эти процессы наиболее активно происходят в прибрежной полосе и на мелководье из-за интенсивного перемешивания. Одновременно идет процесс биоседиментации, т. е. извлечения нефти остатками организмов и их метаболитами. Тяжелые фракции нефти могут сохраняться в толще грунта или в донных осадках в течение многих месяцев и даже лет. Нефтяные агрегаты в виде смолистых комков образуются как остатки после испарения и растворения относительно легких фракций нефти, эмульгирования и химического превращения нефти. Очевидно, что нефть в окружающей среде быстро теряет свои первоначальные свойства, разделяется на группы углеводородов и фракции в разных миграционных формах, состав и химические свойства которых радикально изменились. Все перечисленное выше необходимо учитывать при осуществлении мероприятий по ликвидации нефтяного загрязнения на водных объектах и на суше.
Современный арсенал методов и средств, имеющихся в распоряжении служб по борьбе с разливами нефти, весьма разнообразен и включает механические, химические и биологические средства, которые обычно дополняют друг друга.
ГЛАВА 2

. СПОСОБЫ ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ НЕФТЯНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ
2.1. Механические способы
С позиции экологической безопасности более предпочтительны механические способы сбора разлитой нефти – путем ограничения ее распространения и применения, специальных нефтесборщиков и сепарационных установок. Основными техническими средствами локализации нефтяного загрязнения являются боновые заграждения, и в настоящее время их известно около 150 видов.
Они не только локализуют разлив, но и обеспечивают эффективную очистку данной поверхности от нефти (например, сорбционные боны), а специальные сепарационные устройства приводят еще и к отделению собранной нефти от воды.
Пороговые скиммеры просты в эксплуатации и надежны в применении. Принцип работы заключается в протекании поверхностного слоя жидкости через преграду (порог) в емкость с более низким уровнем, который достигается откачкой жидкости из емкости различными способами.
Олеофильные скиммеры эффективны при небольших разливах на мелководье, в затонах, прудах, водоемах при наличии густых водорослей и пр. Принцип работы основан на способности некоторых материалов подвергать нефть и нефтепродукты налипанию. Преимуществом олеофильных нефтесборщиков является незначительное количество собираемой совместно с нефтью воды и низкой чувствительностью к cорту нефти.
2.2. Физико-химические методы
Широко используются физико-химические методы, основанные на свойствах различных материалов поглощать нефть. На воде наиболее эффективны плавающие сорбенты (плотностью менее 1000 кг/м3): природные - торф, мох, сено, солома, опилки и искусственные - полиуретан, резина, целлюлоза, кокс и другие материалы, выпускаемые в виде гранул или полос. Гранулированные сорбенты более эффективны, чем матерчатые, их применяют для удаления нефтяного загрязнения на больших площадях. Преимущество искусственных сорбентов по сравнению с природными заключается в возможности их повторного использования (после регенерации).
Минеральные сорбенты выпускаются в основном в виде порошка. Широкое применение для очистки поверхности воды от нефти нашел перлит, получаемый при обжиге обсидиана (вулканического стекла). Выпускается также сорбент на основе модифицированного карбонатного порошка, где в качестве модификатора служит смесь полимерной смолы и битума в равном массовом соотношении и в количестве 0,5-1,5 % от массы порошка. К недостаткам минеральных сорбентов относятся их разовое использование, сложность утилизации нефти и сравнительно пониженная сорбционная емкость. Твердые полимерные сорбенты применяются в измельченном (порошкообразном) виде; на поверхность загрязненной воды высыпают поглощающие частицы из олеофильного материала, имеющего плотность меньше плотности воды и обладающего адгезивными свойствами по отношению к нефти.
Поглощающие частицы с налипшей нефтью собирают и сжигают или отделяют нефть от сорбентов механическими способами. В качестве полимерных сорбентов пригодны различные смолы (например, измельченная сланцевая смола), используют также состав, содержащий фенолформальдегидную смолу, порошкообразователь и отвердитель. При нанесении этого состава на поверхность, покрытую нефтью, образуется плотная пастообразная масса, которая легко удаляется любым механическим способом. Удельное поглощение нефти составляет 20 единиц на единицу первоначальной массы. Твердые сорбенты растительного происхождения – это опилки. Для повышения качественных характеристик древесных опилок их пропитывают расплавом гидрофобного наполнителя, в отдельных случаях древесные опилки комбинируют с минеральными сорбентами (каолин, бетонит, тальк и др.). В качестве сорбента разбрасывают и модифицированный торф. Модификация заключается в замене минеральных подвижных ионов на органические, поэтому модифицирование проводят методом ионного обмена в водной среде, степень очистки нефти модифицированным торфом составляет до 90 %. Торф, модифицированный органическими катионами, долго не утрачивает своей сорбционной активности.
Комбинированные поглотители – это полипропиленовое волокно и пенополиуретаны. Пенополиуретановую массу помещают между гидрофобными слоями, крепят волокнистый слой к пенополиуретану свободно (в противном случае резко снижается эффективность поглотителя). Поглощающая способность комбинированных поглотителей для тяжелой и легкой нефти в зависимости от толщины пленки составляет 26 кг/кг, а кратность использования достигает даже 30 раз