Разбор - средства для устранения разливов нефтепродуктов - актуально!

В зависимости от обстоятельств разлива нефти, применение некоторых методов (сбор и очистка с поверхности моря, контролируемое сжигание нефти на месте разлива и использование диспергентов) может быть весьма ограничено. Выбор методов ликвидации должен быть основан не на заранее существующих предпочтениях, а на понимании того, какие методы в наибольшей степени способны обеспечить требуемый результат, т. е. свести к минимуму общий ущерб, который может быть нанесен разлитой нефтью. Возможности и ограничения этих методов ликвидации нефтяных разливов в море можно классифицировать следующим образом: a). скорость, с которой может быть удалена плавающая нефть; b). преобладающие условия, при которых ликвидация разлива эффективна или целесообразна; c). ограничения, связанные с типом нефти или физическими свойствами, и то, каким образом они могут повлиять на эффективность метода ликвидации разлива.
Крайне суровые морские условия могут исключить возможность проведения операции по ликвидации разливов нефти на море. Однако в этих условиях может происходить интенсивное естественное диспергирование при разливе легких типов нефти.
Эффективность боновых заграждений, используемых для ограждения разлитой нефти перед ее сбором судами-нефтесборщиками (скиммерами) или удаления путем контролируемого сжиганиям на месте разлива значительно снижается в более бурном море. Боны могут перехлестываться волнами, в зависимости от размеров (осадки и высоты надводного борта) бона, а также его плавучести и способности противостоять волнам или скользить по ним. Даже крупные морские боны могут стать неэффективными при высоте волн приблизительно 1,4–1,8 м и скорости ветра более 20 узлов. Возможности многих скиммеров зависят от состояния моря, а некоторые типы становятся все менее эффективными при высоте волн более 0,6–1 м.
Если условия разлива сырой нефти и состояние моря слишком неблагоприятны для эффективного использования боновых заграждений и скиммеров, следует рассмотреть возможность использования диспергентов. Дополнительно устанавливаются защитные боновые заграждения в особо чувствительных к нефти районах, потому что никакой метод ликвидации разливов нефти в море, вероятно, не будет эффективным на 100%.
Использование диспергентов является признанным и проверенным методом, который является частью набора средств для ликвидации разливов нефти, и может внести существенный вклад в минимизацию экологических и социально-экономических последствий морских разливов нефти.
При рассмотрении вопроса об использовании диспергента первая задача состоит в том, чтобы оценить, будет ли использование диспергента эффективным в преобладающих условиях. Если да, то рассматривают последствия, преимущества и потенциальные риски использования диспергентов. Чтобы обработка диспергентами была жизнеспособным вариантом ликвидации разлива нефти, их необходимо применять без задержек. Поэтому во время планирования действий по ликвидации разлива нефти, важно рассмотреть различные аспекты применения диспергентов.
Как и все методы, входящие в набор средств для ликвидации разливов нефти, использование диспергентов имеет некоторые ограничения, но и обладает возможностями, которые особенно полезны при ликвидации крупных морских разливов нефти. Диспергенты оказывают надлежащее воздействие на большинство типов сырой нефти, но эффективность их применения снижается с увеличением вязкости нефти, вызванной ее «выветриванием». Диспергенты могут оказаться неэффективными при высокой вязкости остаточной топливной нефти в холодных морях или для сырой нефти, температура застывания которой выше температуры морской воды.
По сравнению с другими методами ликвидации разливов нефти, обработка диспергентами часто может оказаться самым быстрым и эффективным методом удаления плавающей нефти.
Чтобы обработка диспергентами была жизнеспособным вариантом в наборе средств ликвидации разлива, их необходимо применять без задержек. Они оказываются наиболее эффективными, если распыляются на разлитую нефть как можно скорее после разлива, хотя это «окно возможности» может меняться в зависимости от типа нефти и преобладающих условий. Это окно «открывается», когда нефть попадает в воду, и начинает «закрываться» по мере выветривания нефти. Если определено нормативно-правовое регулирование относительно утверждения диспергента и получения разрешения на применение диспергента и такое регулирование учтено в планах ликвидации аварийных разливов нефти, гораздо более вероятно, что они будут успешно применены в имеющиеся короткие сроки.
Большинство типов нефти, которая может быть разлита в море, поддается обработке диспергентами вскоре после разлива. Использование диспергентов осуществимо в широком диапазоне преобладающих морских условий. Когда диспергенты распыляются с больших самолетов, большие площади (а, следовательно, и объемы) разлитой нефти можно обработать быстрее, чем с помощью других методов ликвидации. Таким образом, во многих случаях использование диспергентов может быть эффективным и реализуемым. Определяющим фактором может быть наличие оборудования для распыления диспергента и квалифицированного персонала; данные факторы должны быть учтены в планах ликвидации аварийных разливов нефти.
Быстрое рассеивание обработанной диспергентом нефти начинается при скорости ветра около 7 узлов (3 м/с, легкий или слабый бриз) и высоте волн 0,2–0,3 м. Однако диспергенты можно распылять на плавающую нефть в тихих спокойных морских условиях, а рассеивание начнется при возникновении иных подходящих условий на море. Ураганный ветер со скоростью более 35 узлов (18 м/с) и высотой волн 5 м, как правило, является верхним пределом для распыления диспергента с самолета, хотя диспергенты распыляли с самолета и при скорости ветра более 50 узлов. Кроме того, при сильном ветре, когда плавающая нефть омывается или временно погружается в бурное море, попадание диспергента в цель усложняется. По тем же причинам возможность распыления диспергентов с судов будет ограничена.
Результат анализа суммарной экологической пользы (NEBA) использования диспергентов при разливе нефти в воде при глубине более 10–20 м, как правило, ясен: потенциальная польза велика, а потенциальный ущерб очень мал. Там, где разлитая нефть находится в воде при глубине менее 10–20 м или вблизи от берега или бухты, целесообразность использования диспергентов следует изучить более тщательно.
Современные диспергенты представляют собой смеси поверхностно-активных веществ в специальных растворителях, которые являются биологически разлагаемыми. Использование диспергентов повышает скорость и степень естественного рассеяния нефти под действием волн. Когда диспергент распыляют на плавающую разлитую нефть, он поглощается нефтью. Поверхностно-активные вещества диспергента перемещаются к поверхности раздела вода-нефть и ориентируются таким образом, чтобы гидрофильная часть молекулы поверхностно-активного вещества находилась в воде, а олеофильная часть – в нефти. Такая ориентация поверхностно-активного вещества значительной снижает поверхностное натяжения на границе раздела фаз IFT «нефть-вода», позволяя смесительной энергии разрушающейся волны (или другого источника энергии) преобразовывать гораздо большую долю обработанного диспергентом объема нефти в мелкие нефтяные капли. Эти капли нефти с максимальным диаметром 0,05–0,1 мм (50–100 мкм) или менее выталкиваются в верхний слой толщи воды под воздействием волн. Диспергирование увеличивает площадь поверхности раздела фаз нефть-вода, т.к. объем нефти в виде мелких капель гораздо больше, чем такое же количество нефти, существующее в виде целостного пятна на поверхности моря, что облегчает биологическое разложение, в результате которого большая часть нефти разлагается в основном на двуокись углерода и воду. Многие морские микроорганизмы (бактерии и дрожжи) обладают способностью к метаболизму и разложению химических соединений в нефти, которое можно считать полезным для микроорганизмов, так как метаболиты являются источником энергии. Подходящие микроорганизмы присутствуют во всех морях, и могут быстро адаптироваться и расширять свои популяции, когда появляется доступ к нефти, например, в случае разлива.
Поверхностно-активные вещества предотвращают прилипание диспергированных капель нефти к поверхности таких твердых тел, как перья птиц, или таких береговых субстратов, как песок, камни или галька. Естественная биодеградация нефти, протекает даже при низких температурах в условиях Арктики.
Диспергенты также применимы для устранения остатков нефти с твердых поверхностей, таких как скалы, волноломы и другие искусственные сооружения.
Диспергент можно распылять на разлитую нефть с ряда платформ, в том числе судов, вертолетов и самолетов различных размеров. Цель любой операции распыления диспергента заключается в том, чтобы точно нанести диспергент на разлитую нефть настолько равномерно, насколько это возможно, и обеспечить рекомендуемую дозировку диспергента.
При соответствующих условиях использование диспергентов позволяет получить такие преимущества с точки зрения защиты природной среды, как возможность удаления нефти с поверхности воды и из-под льда, тем самым уменьшается риск загрязнения для морских птиц, рыб и млекопитающих. Также осуществляется защита побережья, поскольку ветер обычно гонит плавающую на поверхности нефть в направлении береговой линии, в то время как диспергированная нефть, как правило, быстро разбавляется водой. Эти преимущества, в сочетании с возможностью оперативной обработки больших площадей с воздуха и плавсредств, делают применение диспергентов особенно удобным для удалённых районов.
Возможности различных систем распыления диспергентов:
Распыление диспергентов с судов
Должна использоваться соответствующая судовая система распыления диспергента. Некоторые диспергенты можно распылять после разбавления водой, а другие диспергенты не следует использовать таким образом. Система распыления часто состоит из длинных распылительных консолей с несколькими распылительными насадками, которые могут устанавливаться в различных местах судна (на носу, в районе миделя или на корме). Также имеются одно насадочные системы. Скорость судна оказывает непосредственное влияние на концентрацию диспергента, наносимого на нефть: чем выше скорость судна, тем меньше концентрация диспергента, и наоборот. Оптимальная скорость будет зависеть от ряда факторов, но, как правило, она лежит в пределах 1-10 узлов. В некоторых районах потребуется несколько проходов, чтобы обеспечить нанесение диспергента на толстые пятна нефти.
Любая операция нанесения диспергента должна быть направлена на толстую часть пятна (передний край), а не на тонкие области радужного серебристого блеска. После определения самой толстой части пятна, чаще всего с помощью воздушного наблюдения, нанесение диспергента на толстый слой нефти следует производить «лесенкой» или зигзагами.
Распыление диспергента с самолета
Существуют несколько систем для распыления диспергента с самолета. К ним относятся NIMBUS, пакет модульной системы распыления с воздуха (MASS), и пакет системы подачи диспергента с воздуха (ADDS). Пакет системы подачи диспергента с воздуха (ADDS) имеет самую большую полезную нагрузку из этих трех систем. Он состоит из съемного резервуара и распылительной системы. Он вкатывается в грузовой отсек самолета и быстро настраивается на доставку и распыление диспергента. Для точного нанесения диспергента на разлитую нефть, распыление необходимо проводить на малой высоте. Скорость распыления должна быть настолько низкой, насколько это совместимо с безопасной эксплуатацией воздушного судна. Во время распыления диспергента для экипажа распыляющего самолета не представляется возможным точно определить, где расположены толстые участки нефти. Второй, меньший самолет, летящий на высоте 400–500 футов, корректирует действия распыляющего самолета при распылении диспергента на нефть, и подаёт команды, например, «распыление включить» и «распыление выключить», в соответствующие моменты времени. Распыление диспергентов с самолета позволяет в течение относительно короткого промежутка времени диспергировать нефть, разлитую в море на большой площади, при этом снижается степень воздействия и угроза безопасности для персонала, выполняющего работы по ликвидации, и населения. При этом диспергенты можно использовать в условиях бурного моря, что является препятствием и влияет на эффективность сбора и удаления с поверхности моря и контролируемого сжигания нефти.
Достоинства и недостатки использования диспергентов.
Преимущества

Минимизация экологического и социально-экономического ущерба за счет удаления нефти с поверхности моря, предотвращения загрязнения нефтью чувствительной прибрежной среды обитания и береговой линии и усиления процессов естественного биологического разложения.
Достигает и обрабатывает значительно большее количество нефти, чем другие методы ликвидации разливов.
Может применяться в широком диапазоне погодных условий.
Ускоряет удаление нефти из толщи воды путем повышения биологического разложения.
Снижает потенциал вредных паров в непосредственной близости от места разлива, и, следовательно, обеспечивает преимущество с точки зрения безопасности.
Устраняет необходимость возможного проведения крупномасштабных и продолжительных операций очистки береговой линии.
Сводит к минимуму долгосрочный ущерб и нарушение нормальных условий для уязвимых диких животных, прибрежной среды обитания и социально-экономических объектов, которые могут возникнуть, когда нефть либо остается на поверхности, либо достигает прибрежных вод и береговой линии ввиду неприменения диспергента;
Позволяет избежать образования большого объема отходов, часто ассоциирующихся с проведением операций по очистке береговой линии; такие отходы создают серьезные экологические проблемы в процессе их обработки, хранения и утилизации.

Недостатки

Не собирает нефть непосредственно из окружающей среды, а перемещает ее с поверхности в толщу воды.
Имеет ограниченное во времени «окно возможности» для применения после разлива.
Морские организмы, обитающие в верхнем слое толщи воды, будут подвергаться кратковременному воздействию диффузного облака диспергированных капель нефти и растворимых в воде соединений нефти в толще воды, в отличие от ситуации, если бы диспергенты не использовались. Накопленный опыт при ликвидации нескольких крупных разливов нефти показал, что негативное воздействие на морские организмы, вызванное повышенной концентрацией диспергированной нефти в воде при глубине более 10 м из-за использования диспергентов, было локализованным и непродолжительным.
Если море холодное и разлита нефть с очень высокой вязкостью, например, мазут М-100 (тяжелая топливная нефть для использования на электростанциях), использование диспергентов, вероятно, не будет эффективным.

Размер капель диспергента. Используемая система распыления должна наносить на разлитую нефть капли диспергента с диаметром приблизительно 0,4–0,7 мм, напоминающие мелкий дождь. Более мелкие капли диспергента, вероятно, будут сдуваться с цели ветром, а капли диспергента крупнее 1 мм в диаметре могут проходить сквозь тонкие слои нефти и теряться в воде.
Рекомендуемая дозировка применения диспергента на поверхности моря составляет, как правило, 1часть диспергента на 20частей разлитой нефти. По другим наблюдениям - 1литра диспергента будет достаточно для обработки 5-10м2 нефти или газового конденсата. Дозировку может быть трудно реализовать на практике, поскольку точно оценить толщину плавающей нефти не представляется возможным. Часто полагают, что средняя толщина слоя нефти равна 0,1 мм, хотя фактическая толщина может изменяться в широких пределах (от менее чем 0,0001 мм до более чем 1 мм) на коротких расстояниях. При распылении диспергента неизбежна некоторая локальная избыточная или недостаточная степень дозировки.
Визуальная оценка эффективности диспергентов. Визуальное наблюдение требует хороших условий для обзора. Успешное применение диспергента должно привести к тому, что разлитая нефть, которая перемещается в толщу воды, будет иметь вид цветного облака или шлейфа светло-коричневого цвета («кофе с молоком»), которое медленно исчезает из поля зрения по мере разбавления диспергированной нефти водой. Шлейф диспергированной нефти не может образоваться сразу, так как для диспергирования обработанной диспергентом нефти требуется воздействие волн. Следовательно, отсутствие облака сразу после обработки не означает, что диспергент неэффективен. Шлейф диспергированной нефти может дрейфовать под нефтью, остающейся на поверхности моря, и может быть недоступен для наблюдения. Если диспергент не попал на нефть или попал на очень вязкую или сильно эмульгированную нефть, появится молочно-белый шлейф.