УДК 665.6

Методы ликвидации аварийных выбросов нефти и нефтепродуктов на поверхностных водных объектах

Филимошин Данил Дмитриевич – магистрант Оренбургского  государственного университета

Василевская Светлана Петровна – кандидат технических наук, доцент кафедры Машин и аппаратов химических производств Оренбургского  государственного университета

Аннотация: Данная научная статья посвящена изучению проблемы ликвидации аварийных выбросов нефти и нефтепродуктов на поверхностных водных объектах, которые могут привести к значительному экологическому ущербу. В статье рассматриваются наиболее применяемые методы ликвидации аварийных выбросов, включая методы локализации, сбора и обезвреживания, а также переработки и утилизации собранной нефти и нефтепродуктов.

Ключевые слова: нефть, нефтепродукты, разливы нефти, ликвидация разливов нефти, аварийные разливы нефти, боновые заграждения, абсорбент, диспергент, скиммер/

Добыча и переработка нефти являются важной составляющей мировой экономики, однако связанные с этим процессы несут с собой значительные риски и могут вызывать серьезные проблемы для окружающей среды и человечества в целом. Аварийные разливы нефти и нефтепродуктов являются одной из таких проблем. Аварийный разлив нефти и нефтепродуктов – это любой сброс и поступление нефти нефтепродуктов в водный объект, произошедший в результате аварийной ситуации.

Любой разлив может привести к загрязнениям водных объектов, что приводит к нарушению экосистем, угрожая биоразнообразию и причиняя значительный экологический ущерб. Морские организмы, птицы и другие животные и мы, люди становятся жертвами этого загрязнения. Нефтепродукты обладают токсичными свойствами, и их присутствие в окружающей среде может иметь долгосрочные негативные последствия. Поэтому, необходимо проводить исследования в области ликвидации разливов для минимизации ущерба при аварийных ситуациях.

Процесс ликвидации аварийных выбросов нефти (далее ЛАРН) представляет собой сложную последовательность действий и мероприятий, направленных на эффективное устранение последствий разлива нефти и восстановление поврежденных экосистем. Весь процесс ликвидации можно разделить на несколько условных стадий:

• локализация аварийного разлива нефтепродуктов на воде;
• сбор и извлечение продуктов с поверхности воды;
• непосредственно переработка или утилизация, обезвреживание и очистка воды от нефтепродуктов [1].

Локализация аварийного разлива представляет собой процесс принятия и осуществления мер, направленных на ограничение и контроль разлива нефти на поверхности водных объектов с целью предотвращения его дальнейшего распространения. Одним из наиболее широко применяемых и эффективных методов локализации являются боновые заграждения (БЗ). Они позволяют быстро и эффективно ограничить разлив, предотвращая его распространение по поверхности воды. Боны создают барьер, который помогает сосредоточить разлив в определенной зоне, облегчая его последующую ликвидацию. Согласно Постановлению Правительства РФ от 31.12.2021 № 2451, время локализации разлива нефти и нефтепродуктов не должно превышать более четырех часов на воде. Время развертывания большинства БЗ входят в эти рамки, так как их можно легко транспортировать и развернуть на месте инцидента. Они адаптированы к различным географическим и климатическим условиям, а также к различным типам водных объектов, включая реки, озера и моря. Они могут использоваться не только для локализации разлива, но и для управления его дальнейшей ликвидацией. Они могут служить основой для установки дополнительного оборудования, такого как скиммеры или насосы, для сбора и удаления нефти с поверхности воды [2, 3].

Ещё одним эффективным методом локализации аварийных разливов нефти на поверхностных водных объектах является применение сорбентов и диспергентов. Сорбенты – это материалы, способные впитывать нефть и нефтепродукты, образуя нерастворимые соединения. При контакте с нефтью, сорбенты притягивают её и задерживают на своей поверхности, что позволяет эффективно удалять нефтяные загрязнения с поверхности воды. Диспергенты же являются химическими веществами, способными распылять нефть на мельчайшие частицы и образовывать эмульсии, что позволяет увеличить площадь контакта нефти с водой и ускорить процесс её биологического разложения. Диспергенты снижают вязкость нефти и образуют эмульсии, которые могут быть более доступными для микроорганизмов, участвующих в биологическом разложении [4, 5].

После  того  как  разлив  нефти  удается  локализовать,  последующим  этапом становится сбор и извлечение нефти и нефтесодержащих продуктов с поверхности воды, или их обезвреживание. Одним из наиболее распространенных методов является ручное исчерпывание, которое основано на ручном сборе нефтепродуктов с поверхности воды при помощи специализированных инструментов. Однако данный метод обладает ограниченной эффективностью, особенно в случае больших разливов, требует значительных трудозатрат и может быть неэффективным в условиях неблагоприятных погодных условий. Для более эффективного удаления нефтепродуктов с поверхности воды используется метод сжигания. При этом процессе нефть контролируемо сжигается на поверхности воды. Следует отметить, что сжигание нефтепродуктов может приводить к загрязнению атмосферы и образованию токсичных дымов и отходов, поэтому его применение не рекомендуется в большинстве случаев. Откачка смеси нефти и воды представляет собой метод, при котором смесь нефтепродуктов и воды откачивается с поверхности воды с помощью насосов или вакуумных устройств. Данный метод широко применяется на нефтяных платформах и в портах для сбора разлитой нефти. Откачка позволяет эффективно собрать смесь и далее обрабатывать ее с использованием других методов [1, 2, 6].

Сбор при помощи нефтесборщиков и скиммеров предполагает использование специализированных устройств для сбора нефтепродуктов с поверхности воды. На сегодняшний день одним из наиболее эффективных нефтесборщиков или скиммеров является пассивный скиммер типа  «щеточный скиммер». Этот тип скиммера широко применяется в ликвидации разливов нефти на воде благодаря своей высокой эффективности и простоте использования. Принцип работы основан на использовании специальных щеток, которые погружаются в воду и собирают нефтепродукты с поверхности. Щетки обладают особым строением, позволяющим улавливать и удерживать нефть, при этом пропуская воду через себя. Благодаря этому, скиммер улавливает и собирает нефть, а вода проходит сквозь щетки и возвращается обратно в окружающую среду. Преимущества такого нефтесборщика включают его способность эффективно собирать нефть даже при наличии волнений и различных типов загрязнений в воде. Он обладает высокой производительностью и может собирать большие объемы нефтепродуктов за короткий промежуток времени. Кроме того, этот тип нефтесборщиков отличается простотой в обслуживании и не требует сложных настроек или специальных навыков для его использования. Щеточные скиммеры успешно применяются при ликвидации разливов нефти в различных условиях, включая морские, пресноводные и ледовые. Они широко используются в индустрии нефтяной добычи, а также в аварийных ситуациях, связанных с разливами нефти. Такие нефтесборщики обладают рядом преимуществ в сложных условиях. Они способны обрабатывать малые объемы воды и функционировать даже в неспокойных водах. Они также эффективны при наличии некрупного льда [6].

Переработка собранных нефтепродуктов (ННП) и очистка воды от нефтешлама являются важными этапами в управлении аварийными разливами нефтепродуктов. Было выявлено, что неэмульгированные нефтепродукты легче всего обработать, поскольку их требуется лишь отделить от воды. Для достижения этого можно использовать отстаивание или применение сборных устройств, таких как вакуумные агрегаты или емкости на борту судов нефтесборщиков. Последующее удаление может быть осуществлено с помощью насосов или слива из днища емкостей. Однако эмульгированные, находящиеся в виде водонефтяных эмульсий, являются более сложной в обработке. Разбивка нестабильных эмульсий может быть достигнута путем их термообработки при максимальной температуре до 80°C, за которой следует гравитационная сепарация. Более стабильные эмульсии могут потребовать использования химических реагентов, известных как деэмульгаторы. Обычно рекомендуется применять дозу химического реагента в соотношении 1:1000. Каждый тип эмульсии требует специфического химического реагента. Оптимальным подходом является нагнетание химического реагента во время перевозки для обеспечения эффективной обработки. [6, 7]

В случае твердных ННП для извлечения нефти из загрязненного берегового материала применяется метод промывки замазученных материалов водой. Если извлечение нефти невозможно, основным методом является вывоз на полигоны захоронения. Для стабилизации нефтесодержащих отходов, включая замазученный песок, эффективным методом является использование связывающих материалов, таких как негашеная известь. Хотя сжигание не рекомендуется из-за возможного загрязнения атмосферы, всё же этот метод повсеместно применяется в некоторых случаях, особенно в удаленных районах [6, 7].

Результатом проведенного исследования является тщательно отобранный перечень наиболее эффективных на сегодняшний день методов ликвидации аварийных выбросов нефти и нефтепродуктов на поверхностных водных объектах. Даны краткие описания каждого из методов.

Можно сделать вывод о том, что наиболее эффективными методами и устройствами ликвидации аварийных выбросов нефти и нефтепродуктов на поверхностных водных объектах на сегодняшний день считаются боновые заграждения, применение сорбентов и диспергентов, а также использование пассивных нефтесборщиков типа «щеточный скиммер», для переработки и утилизации собранного нефтешлама используются отстаивание и применение сборных устройст для неэмульгированных продуктов, термообработки и сепарации для эмульгированных, и промывка, стабилизация и вывоз на полигоны захоронения для твердых нефтешламов. Комбинированный подход, включающий сочетание различных методов ликвидации может значительно улучшить результаты ликвидации разливов нефти и снизить их негативное воздействие на окружающую природную среду.

В заключение можно сказать, что эффективная ликвидация аварийных выбросов нефти является важной и актуальной проблемой в современном мире. Использование современных и прогрессивных методов ликвидации позволит минимизировать ущерб для природной среды и обеспечить быструю и эффективную реакцию в случае аварийных ситуаций.

Список литературы

1. Воробьев Ю.Л., Акимов В.А., Соколов Ю.И. Предупреждение и ликвидация аварийных разливов нефти и нефтепродуктов. – М., 2005. – 375 с.
2. // Бутлеровские чтения. – 2012. – № 3. – С. 1–12.
3. Боновое заграждение // Нефтяная и газовая промышленность. Серия "Защита от коррозии и охрана окружающей среды". М.: ВНИИОЭНГ, 1992. – № 4 – С.32 – 33.
4. Самойлов Н.А., Хлесткин Р.Н. Сорбционный метод ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов. – М.: Химия, 2001. – 189 с.
5. Хлесткий Р.Н., Самойлов H.A., Шеметов A.B. Ликвидация разливов нефти при помощи синтетических органических сорбентов. // Нефтяное хозяйство. 1999. – № 2. – С 46-49.
6. Мерициди И.А., Ивановский В.Н., Прохоров А.Н. и др. Техника и технологии локализации и ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов: Справ. / И.А. Мерициди, В.Н. Ивановский, А.Н. Прохоров и др.: под ред. И.А. Мерициди. – СПб.: НПО «Профессионал», 2008. – 824 с.
7. Куликов М.А. Химическая технология неорганических веществ: учеб. пособие. – Пермь, 2011. – 180 с.