Главная | ГИС | Базы данных | Модели | Связь |


  Материалы и статьи  

Нефтяные разливы в Балтийском Море ...

    Технологии

Биосорбенты

    НЕФТЯНЫЕ РАЗЛИВЫ В БАЛТИЙСКОМ МОРЕ ИЛИ ПОЧЕМУ АВАРИЯ ТАНКЕРА " TERN " В 2001 ГОДУ ПРИВЕЛА К ТЕМ ЖЕ ПЕЧАЛЬНЫМ РЕЗУЛЬТАТАМ, ЧТО И АВАРИЯ ТАНКЕРА " АНТОНИО ГРАМШИ " В 1987 ГОДУ

В. А. Румянцев, директор Института Озероведения,
профессор, чл.-корр. РАН
А.Б. Левченко, ведущий Научный Сотрудник


  Широкое распространение в настоящее время получило масштабное загрязнение воды, прибрежной зоны, донных отложений и почвы нефтепродуктами вследствие роста объёма добычи, транспорта и переработки нефти. Особое место в печальном списке аварийных загрязнений нефтью природной среды занимают нефтяные разливы в море. Хотя в процентном отношении в общем балансе источников загрязнения они составляют, по разным оценкам, от 5 до 10 %, по ряду причин негативные последствия таких инцидентов значительны и, обычно, пролонгированы.

Нельзя преуменьшать серьезность таких аварий: они происходят на одних и тех же судоходных линиях или в относительно мелких прибрежных районах. Такие инциденты часто затрагивают рекреационные и заповедные зоны. Нефтяные сливы в больших количествах концентрируются на небольшой площади водной поверхности или прибрежной зоны. Нефтепродукты разрушают трофические цепочки в экосистеме, или попадают в них. Последнее особо опасно.

Влияние на окружающую среду более крупных несчастных случаев возрастает с увеличением тоннажа танкеров. Тенденция роста тоннажа танкеров будет сохраняться по понятным экономическим причинам. Новые планы по расширению транспорта нефти и нефтепродуктов из России и других стран по Балтийскому морю заставляют с особым вниманием отнестись к перспективе крупных катастроф в нашем регионе.

Собственно все эти тезисы и подтвердила катастрофа с разливом около 2000 тонн нефтепродуктов в Балтийском море вблизи берегов Дании 29.03. 2001. Уже менее чем через сутки основная масса нефтепродуктов достигла датских островов Фальстер и Мен. Под удар поставлены районы гнездовий птиц, разрушены трофические связи в экосистеме, нарушено рыболовство. Последствия этой катастрофы будут сказываться в регионе западной части Балтийского моря много лет.

Авария эта, по последствиям и беспомощности аварийных служб, удивительно напоминает аварию 1987 года с танкером "Антонио Грамши ". Таким образом, катастрофа 2001 года, как и 1987 года, также продемонстрировала слабую технологическую подготовленность Европейских стран к борьбе с такими авариями. На наш взгляд главной причиной такой ситуации в значительной степени являются субъективные факторы. Анализу некоторых из них и посвящена данная публикация.

Имеются несколько методов, применяемых для ликвидации возникающих нефтяных загрязнений на открытых водных акваториях, при этом технологии для уборки нефтяных пятен в береговой зоне и донных отложениях, особенно немногочисленны. Это - только технологии фактически не предотвращающие " повреждения окружающей среды " - механическое удаление части нефтепродуктов или её сжигание. Отсюда имеется острая потребность в применении нового технологического обеспечения борьбы с такими видами аварий и необходимы методы, которые существенно снижают негативные последствия нефтяных разливов.

Традиционным методом борьбы с нефтяными загрязнениями в настоящее время на воде является механический сбор с помощью нефтяных сборщиков на корабельной основе. По отдельным типам собирающей нефть техники (бонновые заграждения, суда нефтяные сборщики, различные скиммеры и т.д.) существует бесчисленное количество предложений от разных фирм производителей специализированных технических средств. Вне зависимости от деталей основных конструктивных особенностей, все они имеют сходные свойства, ограничивающие сферу реального их использования, что в очередной раз подтвердила упомянутая выше авария в марте этого года.

Теоретические расчеты показывают, что оптимальный диапазон толщины плёнки нефти при разливе на воде до десятых долей миллиметра от нескольких сантиметров легко и эффективно убираются механически. Однако практика реальных аварий демонстрирует, что даже при относительно комфортных погодных условиях, и толщине пленки в несколько десятков миллиметров и более, стандартный сборщик нефти обычно собирает до 50-60% % воды вместо нефти, в т.ч. в виде эмульсии (вода в нефти), которая требует дополнительной сепарации от нефти. Даже, если такая сепарация осуществляется при сборке нефти и вода очищается до уровня ПДК, (а это возможно только на крупнотоннажных судах сборщиках), не возможно собрать таким образом более 60 % нефти. Кроме того, на волне более 0,5-1 метра и на малых глубинах такая техника мало эффективна или, чаще, вообще не применима, хотя в технических условиях на свои сборщики большинство компаний указывают (совершенно не корректно) предел высоты волн для эффективной работы 1 и даже 1,5 метра.

В упомянутой аварии в марте этого года, юго-западный ветер 18-20 м \ сек сделал бесполезными многомиллионные затраты на самые современные средства механического сбора. Аналогичная картина наблюдалась и на других авариях, включая катастрофу у берегов Франции зимой 2000 года, недавний нефтяной разлив вблизи берегов Эквадора, катастрофу у берегов Японии в 1997 году и многие другие инциденты.

При сборе более "толстых" слоев нефтепродуктов, кроме перечисленных ограничений, серьёзные проблемы создаёт консистенция нефтепродукта, которая существенно зависит как от типа нефтяного продукта, так и от температуры воды. При низких температурах воды многие нефтепродукты, включая сырую нефть и мазут, образуют вязкие конгломераты, которые быстро засоряют скиммеры, приводя их в нерабочее состояние. Кроме того, нефтяные конгломераты через несколько часов после аварии начинают тонуть, безвозвратно разрушая экосистемы донных отложений, если не принять специальных мер, которые мы рассмотрим отдельно. В зимних условиях большинство из применяемых сборщиков покрываются льдом.

Одним из традиционных методов повышения эффективности механического сбора нефти является применение химических детергентов и различных сорбционных материалов. Однако применение таких детергентов практически повсеместно запрещено как из-за их токсичности, так и из-за прямого затоплении детергентами большей части нефти. Например, 6 марта этого года после аварии в на Бутингском терминале (Прибалтика) из 3500 литров разлитой нефти механически было собрано только 0,1 м 3 нефти, а остальное было фактически затоплено после обработки детергентами, что обойдётся авторам такого сбора нефти в более чем сотню тысяч долларов штрафных санкций.

Ряд упомянутых проблем заставляют зарубежных и отечественных специалистов строить стратегию механического сбора нефти с привлечением абсорбентов различной природы. Однако, как показал практический опыт, обычные абсорбенты создают больше проблем, чем дают положительных результатов. При их использование на авариях абсорбенты обычно образуют много килограммовые конгломераты нефть-абсорбент, которые никаким механическим образом не собрать ни с воды, ни с почвы. Кроме того, обычные сорбенты, в случае если они на 100% не собираются механически (это обычно невозможно в условиях реальной аварии), имеют еще ряд негативных эффектов. Главные из них: а) консервация нефти в сорбенте (на порядок дольше существует нефть в сорбенте, чем без него) и б) негативный эффект самих сорбентов, полимерная основа которых часто вносит в природу дополнительный загрязнитель (целлюлоза, полиуритан и пр.).

На этом фоне бюрократические структуры, ответственные за решение проблемы нефтяных загрязнений, с упорством, заслуживающим лучшего применения, продолжают тратить десятки миллионов долларов налогоплательщиков на воспроизведение одних и тех же технических и технологических средств. В тоже время в разных странах, включая Россию, уже давно разработаны методы борьбы с нефтяными разливами, способные, в существенной мере, снять многие из перечисленных проблем. Так авторы, в 1993-9б годах, основываясь на позитивном и негативном мировом опыте борьбы с нефтяными загрязнениями, взяли за основу создаваемой новой комплексной технологии использование новой группы препаратов - биосорбентов, имеющих как абсорбционную и физико-химическую активность в отношении нефтепродуктов, так и биологическую.

Собственно и само понятие - биосорбенты было введено в употребление нами ещё в конце 80 х годов и с тех пор стало общепринятым термином. Новые биосорбенты построены на основе абсорбционного материала, полученного на основе природных алюмосиликатов (перлит, вермикулит, цеолит) иммобилизованных природными бактериями, способными разрушать нефтепродукты, собранные препаратом, в широком диапазоне температур, вплоть до -1° - +2°С. В отличие от широко рекламируемых за рубежом и в России сорбентов на полимерной основе, имеющих высокую ёмкость по нефтяным продуктам (1:15; 1:30 и т.д.), наши препараты не образуют много килограммовых конгломератов нефть-сорбент, (а это характерно в случаях применения сорбентов описанных выше), которые никаким механическим образом не собрать ни с воды, ни с почвы.

В нашей технологии, если сбор продукта затруднен или не возможен, то процесс идёт автономно - разрушения нефти идет до конечных стадий, когда в окружающей среде остаются только продукты разложения нефти: СО2 и Н2О, а также 10-15 % асфальтенов, экологически инертных компонентов. В природе остаются алюмосиликатные компоненты, безвредные для окружающей среды. Асфальтены также подвергаются биодеструкции, но не за 2-4 недели, как основные фракции нефти, а за несколько месяцев в зависимости от температуры. В естественных условиях без применения биосорбентов этот процесс занимает несколько лет.

Ещё один важный эффект биосорбентов связан с активизацией природного самоочищения за счёт природных механизмов, которые без препарата ингибируются под действием разлитых нефтепродуктов. За счёт этого процесса разрушается до 30 % нефтепродуктов от общего количества 85-95 % нефти, выведенной из природной среды под действием биосорбентов. Как показало практическое применение, биосорбент значительно (на 50-60%) упрощает механический сбор нефти, если гидрологические и метеорологические условия для этого благоприятны. Обработка нефтяного пятна нашим препаратом блокирует его дальнейшее распространение (эффект физико-химических бонов), что позволяет собрать более 90 % этого загрязнителя, а не 50-60 %, как это удаётся в благоприятных гидрологических и метеорологических условиях. Таким образом, биосорбент может применяться как автономно, так и в сочетании с традиционными средствами механического сбора. Применение биосорбентов с помощью авиации открыло возможность начинать ликвидацию аварии при ветре до 25 м \ сек, т.е. немедленно после разлива в штормовых условиях.

Процесс биодеструкции нефти идёт также в донных отложениях и береговой зоне, в том числе и в анаэробных условиях. Это достигается за счёт введение в состав биосорбентов бактерий факультативных анаэробов.

Описанные детали действия наших биосорбентов были успешно подтверждены в ходе международных сертификационных испытаний биосорбционных материалов, разработанных в разных странах, проведённых независимыми экспертами Финляндии, США и России в 1995- 1999 годах. Препараты биосорбционного действия получили высокую оценку экспертов в ходе этих испытаний в Государственном Технологическом Центре Финляндии. Наши биосорбенты превзошли некоторые зарубежные аналоги по эффективности и, по экологической безопасности, особенно в условиях низких температур (-1°С..... +10°С) и в условиях применения в битом льду. Желающие могут получить эту информацию из первых рук от независимых экспертов: mailto:Jorma.Rytkonen@vtt.fi.

В ходе ликвидации более 15 нефтеразливов в России и в других странах, как за счёт автономного использования биосорбентов, так и с помощью сочетания биосорбционных и механических методов сбора нефти, нами было показано, что, в зависимости от погодных условий (включая зимние), для выведения из экосистемы 8-12 тонн нефти требуется около 1 тонны биосорбентов летом и до 2 тонн - зимой, за время от нескольких дней до нескольких недель летом и нескольких месяцев - зимой. Особенно эффективно оказалось применение биосорбентов с помощью авиации. Причём, как показала практика, биосорбенты часто оказываются единственным средством борьбы с аварийным нефтяным загрязнением. Альтернативой этого является наблюдение за передвижением нефтяного пятна в море до ближайшего берега, что и произошло в ходе последней аварии в Балтийском Море.

Биосорбенты разных типов, используются для решения следующих задач:
  1. Применение биосорбентов в условиях шторма с помощью авиации сразу после аварийного разлива нефти, когда применение скиммеров не возможно. Достигается блокирование растекания пятна и начинается его разрушение.
  2. Применение биосорбента в ледовых условиях, когда использование скиммеров ограничено. Биосорбенты блокируют впитывание нефти снежно-ледовым покровом и при росте температуры обеспечивают её разрушение.
  3. Применение биосорбента в береговой зоне скальной природы, (механически не очищаются).
  4. Использование биосорбента для увеличения на 50-60 % эффективности механического сбора путём удержания пятна нефти - эффект физико-химических бонов, разделения пятна на мелкие компактные фрагменты, которые не способны образовывать нефтяную плёнку и за счёт некоторых других эффектов.
  5. Биосорбент позволяет дочистить акваторию после механического сбора нефти на 90% за счёт удаления тонких плёнок нефти (меньше 5 мм) за кормой судна.
  6. Очистка донных отложений за счёт применения тяжёлых модификаций биосорбента.
Это фактически единственный способ очистки дна от нефтепродуктов.

Необходимо отметить, что в последние годы подобный или близкий подход разрабатывается во многих странах Европы, в США и Канаде, хотя на реальных авариях он применяется только в России. Подтверждение эффективного разложения нефтепродуктов в условиях донных отложений, позволяет рекомендовать новые биосорбенты не только для очистки поверхности воды, но и толщи воды и донных отложений.

Эти результаты, могут стать основой для корректировки устаревшего законодательства "HELCOM", которое не рекомендует использования препаратов, вызывающих затопление части нефтепродуктов, подвергнутых биологическому разложению, на частицах препаратов. Более двадцати лет назад, когда это законодательство было создано, не имелось абсорбирующих веществ с бактериями эффективно разрушающих нефтепродукты, в том числе и в донных отложениях - подобно нашим биосорбентам. Кроме того, использование таких типов препаратов - в настоящее время фактически единственный реалистичный путь для очистки донных отложений.

Нежелание соответствующих чиновников разных стран учитывать новые достижения научных разработок и практических результатов, как в России, так и за рубежом, всё чаще заставляет задуматься о причинах подобного консерватизма. Одним из основных аргументов, чаще всего озвучиваемых сотрудниками Хельсинской Комиссии, является якобы недостаточное научное обоснование нового подхода. И это после многолетних (с 1993) работ в VTT- центре Финляндии и в других странах, включая Россию? Мы не будем перечислять ни результаты, ни многочисленные совещания на высоком уровне по этой проблеме. Год за годом теряется значительное количество нефти после морских аварий, буквально выжигаются берега и донные отложения за счёт нефтяных загрязнений (а при любой аварии в Балтийском Море минимум от 15 до 20% нефти оказывается на дне), а высокие чины пространно рассуждают о возможном ущербе для природы при попадания на дно разлагающихся под действием биосорбентов 15-20% нефтяных фрагментов. Подчас трудно понять: где кончается компетентность, а где начинается беспардонное лоббирование интересов фирм и компаний, производящих практически одни и те же средства механического сбора, новые корабли для них и т.д.

Остаётся надеяться, что после последней катастрофической аварии если и не чиновники, то общественность пострадавших стран попытается дать ответ на банальный вопрос: "Почему колоссальные средства, затраченные на создание техники нефтяного сбора после аварий, раз за разом приводят к тем же печальным последствиям, что имели место в ещё не забытой катастрофе танкера " Антонио Грамши " в 1987 году в Балтийском Море ?"


Рекламные ссылки: оборудования для получения пиролизного масла Багетная мастерская цены в городе. Багетная мастерская цены найти статьи Москва.