#dprom_нонстоп

О том как компании переживают карантин, читайте в нашем спецпроекте ⇾ "Коронакризис в пролёте"

Без смс и дезинфекции

Последствия нефтяных разливов: интоксикация кровью земли

В России нефть утекает через дыры в законах, оставляя после себя кровавые отметки на карте.

В 2016 году биологи ТГУ очистили озеро Щучье в Республике Коми. Водоём попал в Книгу рекордов Гиннесса: в 1994 году он был загрязнён в результате одного из самых крупных разливов нефти, произошедших на суше. Тогда в почву и воду попало свыше 100 000 тонн чёрного золота: от его токсичного влияния пострадали щуки.

Спустя несколько лет местным рыбакам стала попадаться рыба с изменениями в строении: верхняя челюсть была укорочена на треть. Учёные отметили 100% врождённых аномалий в развитии.

озеро Щучье в Республике Коми
Фото: greenpeace.org

Тогда по заказу нефтяников специалисты Биологического института разработали технологию очистки донных отложений от нефти. Со дна Щучьего озера подняли 157 тонн углеводородов — таким образом удалось снизить концентрацию вещества более чем в 20 раз.

Учёные обнаружили особи рыб с отклонениями в развитии: у многих щук были изменения в строении челюстного аппарата, у плотвы и окуня — в строении головы, грудных и хвостовых плавников.

Исследователи разных групп гидробионтов и учёные-генетики провели комплексный анализ токсического влияния нефти на развитие рыб, зоопланктона и донных беспозвоночных.

Пробы отобрали на очищенном озере Щучьем и чистом (контрольном) водоёме в том же районе, а материалы передали генетикам, чтобы определить динамику изменений на уровне ДНК.

В лабораторных условиях провели токсикологические тесты на концентрацию гормонов стресса (дофаминов и октопаминов), активность иммунной и антиоксидантной систем водных беспозвоночных в результате поражения нефтью. Мониторинг озера и его экосистемы показал, что доля особей рыб с патологией развития сократилась со 100% до 3%.

Опасная вода

Крупнейшие разливы нефти происходят по сей день. В сочетании с другими видами загрязнения окружающей среды и изменением климата их опасность только растёт.

Покрывая поверхность моря, нефтяная плёнка не даёт воде испаряться. Это приводит к сокращению запасов влаги в атмосфере — вот одна из причин, почему дождей выпадает всё меньше.

Известный французский учёный-биолог Ален Бомбар предположил, что одним из катализаторов великой засухи в Западной Африке и стала та самая нефтяная плёнка, которая затянула обширные участки Средиземного моря.

По словам экспертов, подобные разливы представляют наибольшую опасность для водной среды и её обитателей. Через 10 минут после попадания на водную гладь одна тонна вещества создаёт пятно площадью 1000–2000 м2 (10–20 соток).

Толщина чёрного слоя нефти в этом пятне в несколько раз больше толщины человеческого волоса. Через месяц она уменьшается, а площадь пятна вырастает до 10 км2.

При толщине микрон и ниже на нефтяной плёнке появляются радужные разводы. Самый тонкий слой может достичь нанометров (миллионные доли миллиметра).

рыба с изменениями в строении: верхняя челюсть была укорочена на треть.
Фото: aeroprobe.ru

«Прежде всего плёнка нефти препятствует попаданию кислорода в воду. Вдобавок нефть в жабрах рыб препятствует их дыханию: наступает замор рыбы. Погибает икра, из оставшихся икринок появляются мальки со множеством генетических отклонений.

Срок самовосстановления почв, загрязненных нефтью, составляет более 15 лет

Растворённые нефтепродукты, особенно ароматические соединения, ядовиты для многих живых организмов.

Острое отравление большинства видов рыб наступает при концентрации эмульгированных нефтепродуктов 16–97 мг/л.

Многие соединения, имеющиеся в нефти, ещё опаснее. Нафтеновые кислоты смертельны уже при 0,1 мг/л», — объясняет координатор программы экологизации промышленности Центра охраны дикой природы, эксперт Общественного совета при МПР России Игорь Шкрадюк.

Аномальное развитие рыбы в   водоёмах загрязнённых нефтью
Фото: tsu.ru

«С почвы собрать нефть проще. Особую опасность представляет попадание углеводородного сырья в водоёмы, поскольку пятно, образующееся на поверхности, которое можно «собрать», — это далеко не всё.

Площадь пятна зависит от погодных условий: ветер сгоняет плёнку к берегу, а во время штиля оно растекается. Одна тонна нефти может покрывать до 10 км2 воды.

Около 60% вещества оседает на дно и в течение нескольких десятилетий отравляет водоём.

В результате часть фауны просто погибает, часть приобретает морфологические изменения», — отмечает директор Биологического института ТГУ Данил Воробьёв.

В средне- и долгосрочной перспективе влияние разливов нефти крайне негативно: хуже всего приходится организмам, обитающим в прибрежной зоне, особенно на дне или на поверхности.

Читайте так же: Ликвидация разливов нефти

«Полиароматические углеводороды (ПАУ), которые находятся в нефти, являются канцерогенами — как минимум поэтому они опасны при попадании в воду.

Масштаб катастрофы зависит от времени и концентрации нефтесодержащего вещества в воде — в любом случае негативный эффект для экологии долгосрочный.

Например, на реке Колва в Усинском районе Республики Коми каждую весну с ледоходом выходит очень много нефтепродуктов.

Они накапливаются у месторождения всю зиму, в период паводков и ледохода всё уходит в реку. Если объём разлива не превышает сотен кубов, для реки, сопоставимой по масштабам с Москвой-рекой, всё это длится несколько дней.

В случае крупного разлива или аварии время может растянуться до нескольких недель. В результате рыбаки ловят рыбу, пахнущую бензином, что плохо не только для рыбы, но и для людей, которые употребляют её в пищу.

Не меньше страдает и водоплавающая птица. Когда разлив случается весной в период насеста, то при попадании нефти на скорлупу теряется её гигроскопичность, тогда не избежать проблем с будущим здоровьем птенцов.

Попадая на оперение взрослой птицы, вещество лишает его водоотталкивающих свойств, поэтому многие особи погибают элементарно от холода. Плюс к тому интоксикация: пташка выщипывает у себя перья вместе с нефтью, она попадает внутрь организма, в таком случае возрастает вероятность летального исхода. По оценке наших коллег, из ста птиц, которых удаётся отмыть, выживают единицы», — рассуждает руководитель энергетической программы Гринпис России Владимир Чупров.

Нефтеразливы не щадят и крупных морских млекопитающих. Морские выдры, полярные медведи, новорождённые морские котики могут погибнуть от того, что мех от чёрного вещества спутывается и не удерживает тепло, воду. Изменяется и жировой слой тюленей и китообразных: растёт расход тепла. Сюда же — раздражение кожи, глаз и потеря нормальной способности к плаванию.

Выжженная земля

Почвы, насыщенные углеводородами, теряют способность впитывать и удерживать влагу, изменение свойств приводит к вытеснению воздуха нефтью — это тормозит рост растений и убивает их.

Изношенные трубы "разливают" примерно 10 миллионов баррелей нефти в год - это в два раза больше. чем вылилось во время бедствия на Deepwater HOrizon в Мексиканском заливе в 2010 году.

«Различные фракции воздействуют на живые организмы по-разному.

Лёгкие фракции нефти и нефтепродуктов, богатые бензином, проявляют токсический эффект сразу после контакта с почвой и её обитателями, но он весьма кратковременный: они быстрее испаряются ещё на поверхности почвы и легко смываются водными потоками, их влияние относительно кратковременно. Путём испарения из почвы удаляется от 20 до 40% лёгких фракций нефти.

Эффект тяжёлых фракций проявляется позже. Они малоподвижны и могут создавать устойчивый очаг загрязнения, очищение природной среды от них протекает с трудом. Тяжёлые нефти, содержащие значительное количество смол, асфальтенов и тяжёлых металлов, не только отравляют почвенные организмы, но и значительно изменяют, ухудшают водно-физические свойства земель из-за цементации порового почвенного пространства.

Попадание парафиновой нефти ведёт к нарушению влагообмена на долгий срок: она наиболее опасна, потому как имеет низкую температуру застывания и прочно закупоривает поры и каналы почвы, по которым осуществляется обмен веществ», — описывает Игорь Эдуардович.


ЭКСПЕРТ

Данил Воробьёв,
директор Биологического института ТГУ

  Данил Воробьёв, 
 директор Биологического института ТГУ
Данил Воробьёв,
директор Биологического института ТГУ

«В нашей стране проблема нефтяных загрязнений стоит очень остро, поскольку РФ — среди мировых лидеров по нефтедобыче.

Ни один недропользователь не застрахован от нештатных ситуаций — пример BP в Мексиканском заливе тому подтверждение, вспомните взрыв нефтяной платформы.

Однако российское природоохранное законодательство всё более ужесточается, поэтому в скором времени нефтяникам всё-таки придётся наводить порядок на территориях, где они ведут добычу.

Так, в 2018 году Правительство ХМАО (где добывают половину российской нефти) утвердило нормативы содержания углеводородов после проведения очистки донных отложений водоёмов. Закон вступает в силу с первого января 2022 года.

К этому времени компаниям необходимо провести инвентаризацию водных объектов, разработать программы по их очистке и реабилитации. Поэтому, безусловно, технологии для очистки природных объектов от нефти очень нужны. Спрос на них будет расти с каждым годом».


Эксперты отмечают: как ни странно, самая опасная — не товарная нефть, а нефтесодержащая жидкость. В её состав входит, без преувеличения, вся периодическая таблица Менделеева. Наиболее губительны для внешней среды хлориды, агрессивные серные соединения и соли в пластовых водах.

На скважинах и внутрипромысловых нефтепроводах с нефтью разливается и пластовая вода, порой буровые растворы. Сильно солёные пластовые воды искажают минеральный слой почвы и приводят к образованию солончаков и солонцов.

К тому же нефть деградирует в почве очень медленно. Срок самовосстановления загрязнённой поверхности земли может превышать 15 лет.

«Загрязнение почвы нефтью в небольших количествах снижает количество микроорганизмов и образующегося углекислого газа.

Загрязненная нефтью почва
Фото: greenpeace.org | Daniel Mueller

Среди микробов почвы есть питающиеся нефтепродуктами и угнетаемые ими. Поэтому через месяцы или годы численность микроорганизмов восстанавливается, но состав изменяется по видам. Интенсивный рост микроорганизмов обедняет землю соединениями азота и фосфора и снижает урожайность. Поэтому, даже если через несколько лет на месте нефтяного пятна появилась растительность, почва нуждается в культивации и удобрении для восстановления.


ЭКСПЕРТ

Игорь Шкрадюк,
координатор программы экологизации промышленности Центра охраны дикой природы, эксперт Общественного совета
при МПР России

 Игорь Шкрадюк, 
 координатор программы экологизации промышленности Центра охраны дикой природы, эксперт Общественного совета 
 при МПР России
Игорь Шкрадюк,
координатор программы экологизации промышленности Центра охраны дикой природы, эксперт Общественного совета
при МПР России

«Нефтяные компании отчитываются о разливах 5 000 тонн нефти в год, Росприроднадзор фиксирует разливы около 17 000 тонн, бывший министр природных ресурсов и экологии России Сергей Донской признал разлив 1,5 млн тонн.
1,5 миллиона тонн нефти стоят 4-7 млрд рублей — сумма зависит от колеблющихся цен на бирже. Сумма ежегодного ущерба природным ресурсам — в десятки раз выше.

Главные источники разливов нефти в России — аварии на внутрипромысловых и магистральных трубопроводах.

Заменить трубы очень дорого, нефтяные компании откладывают это как могут. Коррозия труб резко усиливается при присутствии в нефти сероводорода, который сам по себе является токсичным. Радикальное решение, технически ещё не реализованное — отделение сероводорода от нефти сразу у скважины».


Очень сильно влияет на разложение нефтепродуктов солнечный свет, особенно ультрафиолет. В то время как на холоде, особенно полярной ночью, углеводороды не разлагаются», — признаёт г-н Шкрадюк.

Маленький человек против большой нефти

Нефть — токсичное вещество, и при контакте со всяким живым организмом она вызывает отравление. Человек не исключение.

«Воздействие на здоровье людей проявляется по-разному, включая увеличение заболеваний раком и наследственных уродств.

Разрывы нефтепровода Усинск — Ярославль в 2008–2009 годах привели к многократному росту смертности от рака в Нюксенском и Тарногском районах Вологодской области. В больших концентрациях углеводороды могут вызвать паралич дыхательных центров центральной нервной системы и практически мгновенную смерть, в меньших концентрациях они оказывают выраженное наркотическое действие», — сообщил Игорь Шкрадюк.

Нефтяное загрязнение суши
Фото: greenpeace.org

Отравление происходит не только буквально — об этом свидетельствуют многочисленные публикации, отчёты и программы Гринпис. Безответственные недропользователи выживают коренные народы Сибири и Крайнего Севера: сначала ступают на «невинные» земли, затем «разливают» на них нефть.

Например, житель Нефтеюганского района Сергей, который более 20 лет занимается ремонтом скважин, считает, что информацию о нефтяных разливах блокируют, хотя знают о них все.

«На месторождения допускают только персонал, разливы на каждом шагу. В последние годы начали ликвидировать порывы прошлых лет, а их по всей тайге столько — не передать. Взять любой нефтяной куст  — возле каждого разливы, которые не ликвидируют, потому что они далеко, их не видно. Не понимаю, как они (ханты, прим. ред.) это терпят! Взять, например, Угутское месторождение — кусты, кусты, кусты.

В результате рыба уходит, зверьё уходит, а ведь коренные этим живут», — рассказывает Сергей о том, как работал на месторождениях, где живёт коренной народ, ханты.

Речь идёт об общинах коми, ненцев, хантов, среди них оленеводы, через пастбища которых прокладывают нефтепроводы. Зачастую эти люди безграмотны и не знают, как защитить свои экологические права и остаться на родной земле. Эксперты Гринпис помогают местным активистам установить диалог с нефтяными компаниями.

Запятнанная репутация

Нефтяная промышленность в России по праву носит звание самой грязной в мире — ежегодно на трубопроводах происходит около 10 000 аварий. Это оценка самих нефтяных компаний, на самом деле их больше, говорят эксперты.

Знатоки отрасли признают: риск разлива присутствует везде, где проложен нефтепровод.

Нефтяной разлив на суше
Фото: greenpeace.org | Денис Синяков

Разница в оценках количества нефтеразливов говорит о том, что значительное количество и объём нефтяных разливов могут скрываться или не учитываться. Например, по сообщению Генеральной прокуратуры РФ, «ежегодно на Ямале прокурорами выявляются случаи сокрытия нефтегазовыми компаниями последствий аварийных ситуаций, повлёкших разлив нефти».

Чтобы решить эту проблему, 30 января 2018 года правительство подготовило и направило в Госдуму законопроект, который предполагает внести в Кодекс об административных правонарушениях РФ специальную статью, устанавливающую ответственность за неоповещение или представление заведомо недостоверных сведений о факте разлива нефти и нефтепродуктов.

Зачастую компании просто имитируют процесс рекультивации почв, перекапывая пропитанную нефтью почву или засыпая её песком.

После нескольких лет такой практики большая часть естественной растительности в районе разлива гибнет. А восстановление природы в суровых субарктических и арктических условиях займёт десятки, а иногда и сотни лет.

«Серьёзная проблема России заключается в том, что у нас много исторических загрязнений, оставшихся со времён СССР.

Тогда шло массовое освоение месторождений. Нефть могла фонтанировать несколько дней, как иногда можно увидеть в документальных фильмах. Вопросами очистки почвы и тем более водоёмов фактически никто не занимался — тогда это не считалось большой проблемой.

Более того, технологий для этого не было. Сейчас для всех очевидно, что необходимо заниматься очисткой пострадавших объектов, иначе следующему поколению планета достанется в очень плохом состоянии», — предупреждает Данил Воробьёв.

«Гринпис призывает власти обратить внимание на главную причину разливов нефти в России: слабое экологическое законодательство.

Пока «дыры в законах» позволяют нефтяным компаниям уходить от полной финансовой ответственности за загрязнение, такие аварии будут происходить регулярно.

Бизнесу проще заплатить мизерный штраф, чем заменять старые нефтепроводы, совершенствовать технологии и экологические программы.

В первую очередь необходимо ужесточить ответственность за разливы нефти и обязать компании сообщать государству об объёмах каждой утечки нефти и площади загрязнения», — заявляет эксперт Гринпис Евгения Белякова.

Всего один миллилитр нефти может сделать непригодным целых полтонны воды

Тем не менее целый ряд природоохранных мер стал возможен благодаря корпоративным программам сохранения биоразнообразия в Арктике, которые приняли российские нефтегазовые компании согласно указу президента в 2015 году. В том числе планирование мероприятий по спасению животных в случае аварийных разливов нефти.

Так, трёхдневный курс по предотвращению гибели птиц и оперативному реагированию на разлив нефти прошёл в августе 2017 года при поддержке Министерства природы на побережье Баренцева моря в посёлке Варандей.

Кроме сотрудников Варандейского терминала, принадлежащего компании «ЛУКОЙЛ», участвовали представители федеральных и региональных органов исполнительной власти, эксперты Международного союза охраны природы, WWF России, Ненецкого государственного природного заповедника, Дарвинского природного биосферного заповедника и национального парка «Русская Арктика».

Обучение проводили эксперты международной неправительственной организации Sea Alarm Foundation, они познакомили участников тренинга с инфраструктурой и оборудованием для помощи пострадавшим птицам, рассказали, как организовать поиск, отлов и транспортировку загрязнённых нефтью особей.

«Мы не знаем ни одного случая, когда нефтегазовая компания смогла бы уделить безотрывно целую неделю решению подобной задачи.

Это живое подтверждение того, что для решения вопросов биоразнообразия нужен структурный подход. Только так можно выстроить грамотную корпоративную систему действий при разливах нефти», — охарактеризовал прошедший «экологический кейс» генеральный директор фонда Sea Alarm Foundation Хьюго Нийкамп.

Диагностика и замена аварийных промысловых трубопроводов позволит избежать потери до 1,5 миллионов тонн нефти ежегодно

Как же собрать чёрное золото?

Универсального способа сделать это не существует. К тому же есть факторы, которые играют против, самый первый из них — время. Далее — температура, погодные условия, лёд на поверхности воды, течение, для наземных разливов — тип почв: песчаные очищать проще, чем торфянистые.

Прежде всего надо локализовать нефтяное пятно, остановить его расширение — делают это с помощью плавучего бонового ограждения, на суше — с помощью обваловки места разлива. Кольцо бонов на воде часто удаётся стянуть в пятно меньшей площади.

Затем собирают слой нефти на поверхности воды или почвы. Ускорит процесс возможность отсасывать поверхностный слой вакуумными насосами. На спокойной воде в первые часы после аварии можно собрать механически до 80% разлитой нефти.

Для поглощения чёрного золота используют адсорбенты. В этом качестве пригодны даже торф и дроблёный пенопласт, но чаще специальные материалы. Применяют магнитные адсорбенты, которые впитывают нефть. Пропитанный нефтью снег и лёд надо собирать механически, затем растапливать и отделять вещество от воды.

«Для разных видов разливов, местных условий и времён года применяют свои сочетания методов. Для морских и наземных экосистем многое зависит от того, как быстро доставят технику для борьбы с разливом к месту аварии. Бывает, что направляющиеся к нефтяному пятну суда вообще не обнаруживают его в море — например, в 1986 году у Одессы, когда нефть оказалась уже на городских пляжах. Очищать берег в 10 раз дороже, чем воду.

«Собирать» разлив надо начинать как можно скорее после происшествия, пока нефтяное пятно ещё невелико, пока нефтепродукты не испарились, не ушли на дно либо глубоко в грунт.

Проще всего ликвидировать разлив нефти в спокойном тёплом водоёме на глубокой воде. Температура важна, потому что от неё зависит скорость размножения микроорганизмов, разлагающих углеводороды. С почвы намного труднее собрать нефть при густой растительности и сложном рельефе.

Труднее всего ликвидировать последствия разлива в холодных условиях, особенно в океанских льдах. Поэтому наиболее опасна добыча нефти в Арктике», — описывает способы Игорь Шкрадюк.

«Чем быстрее среагировать на чрезвычайную ситуацию, тем меньший ущерб природе будет нанесён. Физико-химический способ уместен только при масштабных авариях и в крайних случаях — например, не допустить расползания пятна в заповедную зону. После основного этапа очистки воды можно применить биологический способ.

Существует несколько типов бактерий рода Pseudomonas и некоторые грибки, которые расщепляют нефть.

При благоприятных условиях (15–25 °С, высокая насыщенность кислорода в воде) эти микроорганизмы способны окислять нефтепродукты со скоростью до 2 г/м2 поверхности в день. При неблагоприятных условиях окисление сильно замедляется», — поясняет управляющий партнёр аналитического агентства WMT Consult Екатерина Косарева.

В начале статьи мы упомянули технологию очистки дна, созданную в ТГУ. Она запатентована и называется «Аэрощуп». По словам авторов, процесс не предполагает использования биологических препаратов или химии. Он основан исключительно на физике, а именно на принципе флотации: устройство, разработанное учёными, собирает нефть со дна за счёт молекулярного прилипания нефтяных углеводородов к границе двух фаз — воздуха и жидкости.

Разлив нефти на суше
Фото: greenpeace.org

«Если говорить о технологиях очистки донных отложений, рынок таких инструментов в России очень скуден. Некоторые из них связаны с применением химических и биологических препаратов.

Есть способ, который заключается в извлечении загрязнённого грунта из водоёма. На суше его очищают и возвращают в воду. Этот способ трудозатратный, требует немалых денег, и использовать его целесообразно лишь при масштабных загрязнениях, когда нефть ушла очень глубоко в донные отложения.

Использование же «Аэрощупа» не требует больших трудозатрат: многие процессы автоматизированы, например, диагностика водоёма, картирование загрязнённой территории и т. д. Для проведения очистных работ на большом объекте достаточно команды из пяти человек», — описывает преимущества один из авторов разработки Данил Воробьёв.

Учёные Биологического института разработали технологию очистки донных отложений в зимний период. Они утверждают, что этот способ — оптимальный для экосистемы озёр.

Сбор нефти с  поверхности водоёма
Фото: ndecosystems.ru

«Весной и летом рыбы и гидробионты активно размножаются, вот почему любые очистные работы лучше проводить в холодное время года. Нужно учитывать и тот факт, что многие загрязнённые озёра России находятся в труднодоступных местах, добраться туда и вывезти поднятую со дна нефть можно только по зимнику. Для таких водоёмов подлёдный метод очистки — единственный возможный вариант», — рассказывает г-н Воробьёв.

Нефтяной разлив на суше
Фото: greenpeace.org

«Можно собрать плёнку нефти, расплывшуюся по воде. Можно промыть весь пропитанный нефтью грунт или прокалить его, чтобы углеводороды сгорели. Чрезвычайно трудоёмко собрать нефть, осевшую на дно. Нереально уловить растворившуюся в воде часть нефти, невозможно уловить испарившуюся часть нефти. Поэтому устранить последствия разлива полностью невозможно», — уверен Игорь Шкрадюк.

Впрочем, бороться нужно не со следствием, а с причиной. А основная причина разливов нефти в России — ветхие промысловые нефтепроводы. Чтобы российская природа перестала гибнуть, утопая в нефти, компании должны вовремя менять все аварийные нефтепроводы на новые и более устойчивые к коррозии.


СПРАВКА

Самый крупный и опасный разлив в истории был вызван войной в Персидском заливе в зиму с 1990 на 1991 год.

Текст: Надежда Гесс

Понравился материал? Подпишитесь
на отраслевой дайджест и получайте подборку статей каждый месяц
.

Статья опубликована в журнале Добывающая промышленность №4, 2019
Союз горных инженеров
Геовебинар

Подпишитесь
на ежемесячный дайджест актуальных тем
для специалистов отрасли.

Исключительно отраслевая тематика. Никакого спама 100%.