Занятие №5 Тема: «Методы и способы ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов»
20.02.02. 01.04. Ликвидация аварийных разливов нефтепродуктов
Тема 2. Технология ликвидации аварийных разливов нефтепродуктов
Занятие №5 Тема: «Методы и способы ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов»
Основными методами ликвидации разлива нефти и нефтепродуктов являются:
– механический;
– физико-химический;
– термический;
– биологический.
Механический метод. Этот способ является одним из основных, применяемых в настоящее время. Наиболее эффективно его применение в самом начале разлива (в первые его часы), поскольку толщина нефтяного слоя в этот момент наибольшая. Отделение нефти и нефтепродуктов (далее — ННП) от воды сильно затрудняется, если толщина слоя маленькая, площадь распространения пятна большая и сам слой постоянно перемещается под действием течения и ветра. Механическая очистка также затруднена в портовых акваториях и на верфях, поверхность воды которых сильно заражена разного рода мусором, досками и щепой.
Для успешного применения этого способа необходимо, чтобы технические характеристики применяемых средств соответствовали условиям конкретного разлива.
Основными достоинствами механического сбора ННП являются:
– высокая эффективность работ;
– возможность собирать самые разные виды ННП;
– всесезонность.
Стоит отметить, что на месте механического сбора все равно на воде остается тонкий слой нефти или нефтепродуктов.
В качестве технических средств для механического сбора применяются специальные суда-нефтесборщики или скиммеры.
Суда-нефтесборщики представляют собой самоходные плавсредства, которые самостоятельно осуществляют сбор нефти и нефтепродуктов (рис. 5.1).
Рис. 5.1. Предполагаемый способ сбора разлившейся нефти при помощи судна
Скиммеры собирают нефть непосредственно с водной поверхности. По способу своего крепления и передвижения они делятся на переносные и стационарные, а также на самоходные и буксируемые. По принципу своего действия скиммеры делятся на гидродинамические, вакуумные, олеофильные и пороговые.
Устранение заражений физико-химическим способом. Этот метод подразумевает использование разного рода диспергентов и сорбентов. Он эффективен тогда, когда нет возможности применить механический способ сбора, к примеру, из-за слишком тонкого нефтяного слоя или если ННП несут реальную угрозу районам, уязвимым с экологической точки зрения.
Диспергенты — это особые химические вещества, которые используются как катализаторы процесса естественного рассеивания ННП. Цель их применения — облегчение удаления разлившегося пятна до того, как оно доберется до экологически уязвимого места.
Диспергенты используют в экстремальных условиях, когда механически удалить разлив сложно или невозможно (например, на глубинах более 10 м, если температура воды ниже 5 °С или температура окружающего воздуха ниже 10 °С).
Диспергенты применяются при оперативной ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов. Их использование возможно в комплексе с другими техническими средствами.
Основной недостаток диспергентов — их высокая токсичность и ограничения применения в зависимости от температуры.
Сорбенты бывают тканевыми, порошкообразными и боновыми. Вступая во взаимодействие с водной средой, они сразу начинают впитывать в себя нефть и нефтепродукты. При их средней плотности сорбенты максимально насыщаются за первые 10 с сбора. После этого на поверхности воды остаются легко собираемые комки нефтенасыщенного материала.
Основные достоинства — их можно применять вне зависимости от условий окружающей среды, а также минимальные затраты на их хранение и доставку до места ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов.
Сорбенты можно применять совместно с любыми бонами постоянной плавучести. Их применяют не только при уже случившейся аварии, но и для ее предупреждения, например их рассыпают вокруг морских добывающих платформ и вблизи нефтеналивных комплексов. Эти элементы способны впитывать все нефтяные заражения, удаляя при этом даже радужную пленку.
Установление сорбирующих боновых заграждений на реках, где нет судоходства, значительно улучшает их экологию.
Сорбирующие боны ставятся также с целью защиты берегов от нефтяных разливов, используются для сорбции ННП в условиях закрытых водоемов, применяются на ТЭЦ (в выпускных коллекторах), для локализации утечек на палубах нефтеналивных танкеров и на нефтяных хранилищах.
Целесообразно их применять как дополнительный рубеж в комплексе с боновыми заграждениями других видов.
Ликвидация последствий разлива ННП термическим способом. Суть этого метода заключается в выжигании разлившегося слоя ННП.
Для его эффективного применения необходимо соблюдение следующих условий:
– толщина пленки нефти/нефтепродукта — не менее 3 мм;
– скорость ветра не более 35 км/ч;
– наличие безопасного расстояния по направлению ветра — в пределах 10 км от места предполагаемого сжигания.
Достоинства этого способа:
– быстрота ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов;
– использование минимального количества техсредств;
– минимальные материальные затраты.
Стоит отметить, что применение термической методики требует соблюдения повышенных противопожарных мер.
Основным недостатком такого способа считается то, что неполное сгорание нефти или нефтепродуктов приводит к выделению в атмосферу стойких веществ канцерогенного характера.
Для локализации пламени при термическом удалении разлившегося слоя используют огнеупорные боновые заграждения (ОБЗ).
Устранение заражений биологическим способом. Он используется после того, как применены механический и физико-химический методы. Толщина удаляемого слоя должна быть не менее 0,1 мм.
Суть этой методики заключается в процессе биоремедитации, который представляет собой очистку зараженных ННП воды или почвы с помощью специальных микроорганизмов или препаратов, окисляющих углеводородные соединения.
Количество живых микроорганизмов, которые могут ассимилировать углеводородные соединения, довольно мало. В основном это бактерии рода Pseudomonas, а также некоторые виды дрожжей и грибков. Как правило, такие микроорганизмы — жесткие аэробы. Разновидностей подхода к такой очистке — два:
– локальная стимуляция биоценоза в почве;
– применение отобранных особым образом микроорганизмов.
Первый подход основан на способности некоторых микроорганизмов изменять свой видовой состав под действием условий окружающей их среды.
Наибольшая эффективность этого метода достигается в первые сутки их применения. Если температура воды находится в пределах от 15 до 25 °С, и она достаточно насыщена кислородом, то окисление Н НП с помощью микроорганизмов проходит со скоростью 2 грамма на один квадратный метр поверхности в сутки. Чем ниже температура, тем медленнее происходит бактериальное окисление. Иногда Н НП могут сохраняться в водоемах до полувека.
Таким образом, план по предупреждению и ликвидации разливов нефтепродуктов должен включать в себя все необходимые мероприятия, наиболее подходящие под конкретные условия заражения.
Вопросы и задания:
1. Какие методы являются основными методами ликвидации разлива нефти и нефтепродуктов?
2. Опишите механический метод (на «3» – кратко; на «4» – главное; на «5» – подробно).
3. Что применяются в качестве технических средств для механического сбора?
4*. Что представляют собой суда-нефтесборщики? **Дополнительно нарисовать рисунок (аккуратно).
5*. Для чего предназначены скиммеры и какие они бывают?
6. Опишите физико-химический способ.
7. Что такое диспергенты? *Когда они используются и применяются? **Каков их основной недостаток?
8. Какие бывают сорбенты, как они действуют и применяются?
9*. Каковы основные достоинства сорбентов?
10**. Как применяются сорбенты?
11. Опишите применение сорбирующих боновых заграждений. Дать полный ответ!
12. В чем суть метода ликвидация последствий разлива ННП термическим способом и каковы его достоинства и недостатки?
13*. Соблюдение каких условий необходимо для эффективного применения термического способа?
14. Опишите метод устранения заражений биологическим способом (на «3» – кратко; на «4» – главное; на «5» – подробно).