Особенности загрязнения продуктивных почвенных покровов земель нефтепродуктами

Размещено на http://www.allbest.ru

ОСОБЕННОСТИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПРОДУКТИВНЫХ ПОЧВЕННЫХ ПОКРОВОВ ЗЕМЕЛЬ НЕФТЕПРОДУКТАМИ

Манасян С.К., Милосердов Е.Е.

Красноярский государственный

аграрный университет,

Красноярск, Россия

 Во многом от экологического состояния окружающей среды зависит будущее человечества. Поэтому необходимо свести к минимуму пагубное воздействие человека на природу, которое, разумеется, совсем исключить невозможно. Необходимо разрабатывать новые максимально эффективные методы борьбы с загрязнениями.

Нефть и нефтепродукты - одни из распространенных загрязнителей окружающей природной среды. Начиная от разведки и добычи нефти и кончая использованием нефтепродуктов, все эти стадии в той или иной мере приводят к сильному загрязнению окружающей среды и к отрицательному воздействию на здоровье людей.

Одной из сложнейших задач является операция по сбору проливов нефти и нефтепродуктов с грунта, что связанно с насыщением поверхностного слоя почв продуктами разлива, обводнением, смешением со снегом, льдом и различными включениями.

В настоящем отчете нами предлагается разработка эффективной технологии ликвидации аварийных проливов нефтепродуктов на примере объектов авиатопливообеспечения, а в частности склада горюче-смазочных материалов аэропорта «Красноярск».

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: нефтепродукт загрязнитель среда аварийный

- провести литературный анализ существующих способов очистки нефтезагрязненных грунтов;

- разработать технологию очистки нефтезагрязнённых грунтов;

- произвести лабораторные исследования процесса очистки нефтезагрязнённого грунта;

- спрогнозировать возможные аварийные разливы на складе ГСМ аэропорта «Красноярск»;

- разработать технологию ликвидации и локализации аварийных разливов;

- разработать мероприятия по предупреждению разливов нефтепродуктов на складе ГСМ аэропорта «Красноярск»;

- разработать мероприятия по безопасности при ликвидации аварийных ситуаций;

- произвести экономические расчёты.

Аварийные ситуации с розливом нефтепродуктов происходят по следующим причинам.

Защита окружающей среды стала наиболее актуальной задачей нашего времени. В Российской Федерации разработан и принят ряд законодательных актов, созданы и действуют органы призванные контролировать соблюдения законов об охране окружающей среды.

Одним из значительных источников загрязнения окружающей среды являются нефтепродукты. Ежегодно в мире при добыче, транспорте, хранении и использовании теряется около 50 млн. т нефти и нефтепродуктов. Попадая в окружающую среду, углеводороды нефти оказывают угнетающее действие на экологические системы.

События последних лет показывают, что при общем увеличении аварийности техносферы продолжает расти число крупных аварий. Эти закономерности наблюдаются не только в России, но и во всем мире.

Особо опасными являются загрязнения нефтью поверхности почвы [1]. Характеристика этого вида загрязнений, сопровождающая добычу нефти, приведена в таблице 1.

Во всех районах нефтедобычи отмечается экстремальное загрязнение почв нефтепродуктами, в 150 - 200 раз превышающее фоновые значения [2]; замедленными темпами проводится рекультивация нарушенных и загрязнённых земель, что приводит к заболачиванию территорий, сокращению кормовой базы оленеводства, частичному или полному исключению земель из хозяйственного оборота.

Таблица 1. - Антропогенная нагрузка на территории месторождений по видам и степеням воздействия (% от общей площади) (по данным [1])

В качестве примера экологического ущерба почвам ниже приведены данные для Тюменской области, полученные за период освоения этого карая [3]: уменьшение площади оленьих пастбищ - 12,5% (6 млн. га); замазучено - 30 тыс. га леса; концентрация углеводородов в почве - выше фона в 150 - 300 раз; подтоплено земель - 25 тыс. га; загрязнено химреактивами - 24 тыс. га; залито буровыми растворами - 23 тыс. га.

Общие потери нефти и нефтепродуктов при транспортировании, согласно [4] распределяются в зависимости от вида транспорта. Наибольшие потери приходятся на долю автомобильного транспорта - 59,3%, затем водного - 17,5%, трубопроводного - 12,1%, а наименьшие на железнодорожный транспорт - 11,1%.

Особую экологическую опасность при транспортировании нефти представляют разрывы трубопроводов. Данный вид аварий особенно характерен для нашей страны, имеющей трубопроводы огромной протяжённости: 200 тыс. км магистральных трубопроводов и 350 тыс. промысловых [5].

Статистика свидетельствует, что в последние годы в России происходит в среднем около 60 тыс. разрывов трубопроводов, приводящие к огромным потерям нефти и замазученности территорий [6]. В 1995 - 1996 гг. имело место15 крупных аварий. Среди них выделяется авария в 1996 г. в Нефтеюганском районе, в результате которой в реку Большой Балык попало 2970 тонн нефти.

С 1992 по 2001 г. на объектах магистральных трубопроводов произошло 545 аварий [5]. Среднегодовой показатель аварийности составляет 50 - 60 аварий и в целом не имеет устойчивой тенденции к снижению. Основные причины аварий представлены на рисунке 1.

Рисунок 1. - Причины аварий на объектах магистральных трубопроводов (1 - внешние механические воздействия; 2 - брак при строительно-монтажных работах; 3 - коррозия; 4 - заводской брак; 5 - ошибочные действия персонала)

За 2001 г. на внутрипромысловых трубопроводах произошло 42 тыс. аварий на рельеф местности, в том числе и водные объекты вылилось 65000 м³ нефти [5]. Причины аварий на внутрипромысловых трубопроводах представлены на рисунке 2.

Рисунок 2. - Причины аварий на промысловых трубопроводах (1 - коррозия; 2 - брак при строительно-монтажных работах; 3 - механические повреждения)

Основными объектами потерь нефти и нефтепродуктов при трубопроводном транспорте, а также и при хранении являются - резервуарные парки на перекачивающих станциях; обвязка насосных станций; насосные агрегаты; основное и вспомогательное оборудование насосных станций; камеры пуска и приёма скребков; линейная часть трубопроводов.

Основные объекты потери нефти и её переработки - сырьевые резервуарные парки, установки электрооборудования, нефтеловушки, насосные станции и трубопроводы. На долю резервуарных парков приходится 65 - 76% от всех потерь нефти и нефтепродуктов на НПЗ [5].

Источником информации о пожарах и авариях, связанных с разрушением резервуаров принят статистический листок, поступающий в централизованную систему сбора информации о пожарах во ВНИИПО МВД РФ (таблицы 2 - 5).

Таблица 2. - Распределение разрушившихся резервуаров по ведомственной принадлежности объектов

Таблица 3. - Причины разрушений резервуаров

Таблица 4. - Распределение разрушившихся резервуаров по видам хранимых в них жидкостей

Таблица 5. - Распределение разрушившихся резервуаров по вместимости

Характер истечения и взаимодействия возникающей в этом случае волны прорыва с защитной стенкой или обвалованием таков, что в 49 % случаев разрушения резервуаров поток разрушал или промывал обвалование, а в 29 % - перехлестывая через него. Это объясняется тем, что нормативное обвалование рассчитывается на гидростатическое удерживание вылившейся жидкости, и оно не способно выполнять защитные функции при гидродинамическом истечении. Только в 13,8 % случаев разрушений резервуаров обвалование выполнило свои функции (истечение жидкости происходило из частично заполненных резервуаров, разрушившихся от внутреннего взрыва).

Из общего числа случаев разрушений резервуаров 55,4 % происшедших аварий сопровождались растеканием нефтепродукта за пределы территории складов ГСМ и приводили к катастрофическим последствиям с большим материальным ущербом и гибелью людей. В остальных случаях разлив жидкости ограничивался площадкой резервуарного парка или объекта.

На нефтебазе в Ростовской области вследствие полного разрушения резервуара конструкции ДИСИ объёмом 700 м³ с бензином произошёл пожар с катастрофическими последствиями (1960 г.) [7]. Пожар охватил все строения и часть резервуарного парка нефтебазы и по разлившемуся бензину распространился на живые дома, расположенные за её территорией на расстоянии 60 м. Площадь загрязнения составила более 10 тыс. м² (рисунок 3). Погиб 41 человек. Ориентировочный экологический ущерб от загрязнения почв составил 283 тыс. руб. (по ценам 1960 г.).

Комиссией по расследованию пожара сделан вывод о необходимости разработки такой конструкции преграды, которая, в случае аварийного разрушения резервуара, удерживала бы растекшийся нефтепродукт в заданных объёмах.

Рисунок 3. - Схема аварийного разлива бензина при разрушении резервуара РВС -700 на Каменской нефтебазе Ростовской области (1 - территория нефтебазы; 2 - аварийный резервуар; 3 - жилые дома)

Аналогичный пожар в 1983 г. произошёл в г. Дудинке в резервуарном парке установки переработки газового конденсата [7]. Первичная авария и взрыв произошли в районе насосной - лопнул конденсатопровод. От ударной взрывной волны разрушился РВС-5000, в котором находилось 5 тыс. т. конденсата. Горящая жидкость перехлестнула обваловку и беспрепятственно разлилась по всей территории резервуарного парка. Площадь загрязнения составила 30 тыс. м³ (рисунок 4). Погибло 2 человека.

Ориентировочный экологический ущерб от загрязнения почв составил 721 тыс. руб. (по ценам 1983 г).

Рисунок 4. - Схема аварийного разлива газового конденсата при разрушении резервуара РВС-5000 на нефтебазе г. Дудинка (1 - аварийный резервуар; 2 - насосная станция)

Причиной аварии резервуара на Кама-Измагиловской УКПП ПТ-ДУ «Татнефть» в 1987 г. [8] явилось разрушение вследствие коррозии верхних опорных конструкций центральной стойки перекрытия РВС-5000, что привело к разрыву стенки резервуара и его полной деформации.

Одновременно произошёл отрыв технологических трубопроводов на соседнем резервуаре, в результате чего произошло его разрушение. Волной прорыва было размыто нормативное земляное обвалование, и нефть попала в пруды отстойники. Площадь разлива на суше составила около 31500 м² (рисунок 5). Развитию разлива способствовал уклон местности. Для предотвращения растекания жидкости в сторону населённого пункта с помощью двух бульдозеров и восьми самосвалов была создана земляная дамба.

Ориентировочный экологический ущерб от загрязнения почв составил 835 тыс. руб. (по ценам 1987 г).

Комиссия по расследованию аварий потребовала выполнить обвалование резервуарного парка только в бетонном исполнении.

Рисунок 5. - Схема аварийного разлива нефти при разрушении резервуара РВС-5000 на НГДУ Кама-Измагил (1 - аварийный резервуар; 2 - резервуар РВС-10000; 3 - насосная станция; 4 - административно-производственное здание)

Срок службы значительной части установок различных технологических процессов превышает нормативный. Например, в АО «НОРСИ» из 33-х действующих объектов в составе производств получения топлив, масел, битумов эксплуатируется: до 5 лет - один, до 10 лет - один, 20 - 30 лет - шесть, 30 - 40 лет - двадцать пять [6].

Значительные аварийные проливы нефти при перевозках по морю происходят от аварий транспортных средств. Так, по данным доклада американского консультативного центра по эксплуатации танкеров /4/ за период 1964-1976 годов общий объём пролитой нефти из затонувших танкеров общим дедвейтом 7 млн. т составил 1,9 млн. м³. данные относятся только к 15 странам, в расчёт принимались только суда дедвейтом 1000 т и выше. За этот период из 198 затонувших танкеров 36 % были разрушены пожарами и взрывами, 21 % сели на мель и затонули, 14 % аварий произошло из-за погодных условий, 12 % из-за столкновений, 17 % - по разным причинам.

Ведущие нефтяные компании мира проводят огромную работу по предупреждению разливов нефти на поверхности воды и почвы. Однако несмотря на предпринимаемые усилия, аварийные разливы нефтепродуктов, к сожалению, пока неизбежны, а ликвидация нефтяных загрязнений является исключительно трудоёмкой и весьма дорогой задачей. Хорошо также известно, что основная масса нефти при её разливе удаляется механическими методами - вручную или с использованием нефтесборщиков различной конструкции. На водной поверхности эти методы сочетаются со сжиганием нефти на месте.

Одной из сложнейших задач является операция по сбору проливов нефти и нефтепродуктов с грунта, что связанно с насыщением поверхностного слоя почв продуктами разлива, обводнением, смешением со снегом, льдом и различными включениями.

Литература

1. Клепиков, И. Не допустить загрязнения нефтью и нефтепродуктами / И. Клепиков // Гражданская защита. - 2004. - № 1. - с. 41.

2. Исаева, Л.К. Оценка эколго-экономического ущерба от загрязнения окружающей среды нефтепродуктами при пожарах и авариях / Л.К. Исаева // Транспорт и хранение нефтепродуктов. - 1998. - №2. - с. 11 - 15.

3. Сергеев, В.А. Очистка и восстановление нефтезагрязненных грунтов на нефтепромысловых объектах / В.А. Сергеев, Р.В. Шулаева // Проблемы окружающей среды и природных ресурсов. - 2002. - № 11. - с. 58 - 61.

4. Ликвидация нефтезагрязнений с использованием сорбентов / И.Е. Баронин, А.И. Кислов, В.М. Мелкозёров (ОАО «Транссибнефть») //Приложение к ТТН. - 2002.- №9. - с. 20 - 21.

5. Новые технологии очистки от нефтяных загрязнений / В.В. Минаков, директор НПФ «РИВТ» // Химическое и нефтегазовое машиностроение. - 2004. - №1 - с. 40.

Размещено на Allbest.ru