Методы ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов

Аварии на объектах ТЭК имеют катастрофические последствия для окружающей среды. В России «внештатные» утечки углеводородов происходят с незавидной регулярностью. Если суммировать весь ущерб от разливов нефти хотя бы за 2020 год, получатся огромные цифры.

Самоочищение водоёмов от нефтяного загрязнения — длительный процесс. Поэтому на ЧП нужно реагировать максимально оперативно, чётко следуя плану ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов.

Нефть имеет свойство быстро расползаться по поверхности водоёма, увеличивая площадь загрязнения. К тому же при попадании в воду запускаются процессы испарения, растворения, эмульгирования и осаждения на дно.

Скорость рассеивания зависит от объёмов утечки, скорости ветра, температурных и прочих условий в море. Решающим фактором является плотность загрязняющего вещества.

Лёгкое нефтяное сырьё в «комфортной среде» рассеивается по водоёму естественным образом за 2-5 дней, лёгкие продукты переработки — и вовсе за 1-2 дня. Углеводороды повышенной плотности держатся на плаву более 10 дней, но с течением времени тоже начинают расползаться.

Первым делом загрязнённый участок изолируют заградительными бонами, чтобы не допустить распространения пятна на бо́льшие площади. Только после этого начинается сбор вещества механическим, физико-химическим, термическим или биологическим методом.

Механический метод

Механический сбор углеводородов — самый популярный и действенный метод экстренной ликвидации аварии. Его суть заключается в следующем: в ограждённую бонами зону запускается специальное оборудование — скиммеры.

Существует множество видов нефтесборщиков, их выбор зависит от того, где и в каких условиях они будут использоваться: в открытом море, защищённых от волнения водах, на суше и т. д.

В зависимости от своего типа скиммеры собирают «чёрное золото» разными способами.

• Олеофильный скиммер. Такие системы укомплектованы материалами, которые собирают вещество и отталкивают воду. Это могут быть диски, ленты или щётки, на которые при вращении налипают углеводороды.
• Скиммер с пороговыми отверстиями. В устройстве находится преграда, опущенная на глубину немного ниже нефтяного слоя. Смесь проходит через пороговое отверстие в ёмкость агрегата, где отделяется от воды.
• Скиммеры циклонного типа. В таком оборудовании искусственно создаётся водоворот, который в центральной части сопровождается понижением уровня. Здесь и происходит выкачивание загрязнений.
• Вакуумный метод. Скиммер оснащён вакуумным насосом, с помощью которого засасывает нефтяную плёнку вместе с водой. Смесь отстаивается в резервуаре, загрязнитель направляется в специальные баки, а вода откачивается обратно в водоём.

Физико-химический метод

При некоторых разливах нет возможности использовать нефтесборные устройства и другие плавучие средства. Например, авария произошла на малых глубинах или ограниченных площадях. В таком случае на помощь приходит физико-химический метод. Другими словами, к сбору углеводородных соединений привлекают сорбенты и диспергенты.

Их распыление производится с судов, вертолётов и самолётов. При использовании крупных воздушных судов поверхность нефтяного пятна можно обработать в десятки раз быстрее, чем при использовании даже самых высокопроизводительных скиммеров.

В широком смысле сорбенты — это химические вещества, которые выборочно поглощают из внешней среды нужный элемент. Применительно к аварийным утечкам они распыляются по поверхности загрязнения и «впитывают» углеводороды.

Для нейтрализации разливов используют и природные, и синтетические сорбенты. К природным относят торф, опилки, солому, мох, вермикулит и т. д. В своём исходном состоянии они недостаточно эффективно собирают нефть, поэтому предварительно подвергаются специальной обработке.

Более действенны при борьбе с разливами синтетические сорбенты: полипропилен, поролон, синтепон, каучуковая крошка и др. Они характеризуются более высокой нефтепоглощающей способностью, термостойкостью, высокой устойчивостью к химическим и физическим воздействиям.

Диспергенты превращают нефтяную плёнку в водорастворимую эмульсию, состоящую из мелких капель, взвешенных в толще воды. Их распыление в загрязнённой зоне ускоряет естественный процесс биологического разложения вещества.

В состав диспергентов входят растворители, ПАВ, стабилизаторы образующейся эмульсии и различные добавки синтетического происхождения. При крупных разливах они могут только усугубить ситуацию, поэтому применение диспергентов возможно только с разрешения контролирующих органов.

Термический метод

Основан на выжигании поверхностного слоя загрязнения. Его применение возможно непосредственно после утечки токсичного вещества в водоём, ещё до смешения с водой. Кроме того, зона ЧП должна находится на безопасном расстоянии по направлению ветра, а толщина плёнки должна превышать 3 мм.

При выжигании «чёрного золота» в море нужно соблюдать ещё несколько правил. Скорость ветра во время операции не должна превышать 35 км/ч. Под воздействием воздушных масс плёночный слой постоянно перемещается, а при быстрых скоростях гораздо труднее контролировать процесс горения.

Также при термическом способе необходимо устанавливать специальные боновые заграждения огнеупорного типа.

У этого способа есть большие минусы, и по большей части они затрагивают экологический вопрос. Во-первых, нужно применять дополнительные меры пожарной безопасности. Во-вторых, возникает угроза повторного возгорания. В-третьих, при сгорании сырья в атмосферу попадают стойкие канцерогенные вещества.

Биологический метод

Используется в качестве дополнительного инструмента на заключительном этапе мероприятий по ликвидации аварии.

Для более полной очистки в поражённой зоне запускают специальные бактерии или грибки, которые утилизируют оставшиеся углеводородные соединения.

Микроорганизмы способствуют разложению углеводородной массы на простые соединения. Как правило, их применяют для очистки плёнок толщиной не более 1 мм.

Данный способ абсолютно безвреден для окружающей среды, при этом большинство технологий биологической очистки дёшевы и не особо трудоёмки.

Разделение вышеперечисленных способов весьма условно. На практике при ЧП мобилизуют все силы, комбинируя способы для скорейшего устранения аварии.

Учёные продолжают придумывать новые способы борьбы с утечками. Однако мировой опыт показывает, что последствия аварий в полной мере устранить невозможно. Какая-то часть углеводородов всё равно остаётся в воде, оседает на дне морей и океанов, отравляя их десятилетиями.

Читайте в продолжение темы: «Последствия нефтяных разливов: интоксикация кровью земли».