CC BY
77
ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ НАУКИ
АНАЛИЗ ПРИМЕНЕНИЯ СОРБЕНТОВ ПРИ АВАРИЙНЫХ
РАЗЛИВАХ НЕФТИ (НА ПРИМЕРЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ Х О. САХАЛИН) Жуков Н.С. Email: Zhukov691@scientifictext.ru
Жуков Никита Сергеевич - магистрант, кафедра техносферной безопасности, Дальневосточный государственный университет путей сообщения, г. Хабаровск
Аннотация: сорбенты представляют собой важный ресурс при реагировании на аварийные разливы нефти и позволяют собирать нефть в ситуациях, когда она не может быть собрана другими способами. Сорбент нефтепродуктов - это очень важное открытие человечества для защиты окружающей среды. Применение сорбентов является технологией щадящего устранения последствий нефтезагрязнений и позволяет снизить отрицательные последствия для экологии. Другие способы локализации и ликвидации разливов нефти - контролируемое сжигание, механический сбор, диспергирование - существенно ограничены по применению и зависят от времени, погодных условий, экологической обстановки и т.д.
Анализ применения сорбентов при устранении аварийных разливах нефти позволяет оперативно принять решение для наиболее правильного выбора сорбента при ликвидации последствий аварий.
Ключевые слова: сорбенты, сорбция, нефтепродукты, аварийный разлив нефти, ликвидация, чрезвычайная ситуация, добыча, ландшафт, бурение, шельф.
ANALYSIS OF THE USE OF SORBENTS IN EMERGENCY SPILLS OF OIL (ON THE EXAMPLE OF THE DEPOSIT X O. SAKHALIN)
Zhukov N.S.
Zhukov Nikita Sergeevich - Master's Student, DEPARTMENT OF TECHNOSPHERE SECURITY, FAR EASTERN STATE UNIVERSITY OF RAILWAY ENGINEERING, KHABAROVSK
Abstract: sorbents are an important resource in responding to emergency oil spills and allow oil to be collected in situations where it cannot be collected by other means. The sorbent of petroleum products is a very important discovery of mankind for the protection of the environment. The use of sorbents is a technology for sparing elimination of the consequences of oil pollution and allows reducing negative consequences for the environment. Other methods of containment and elimination of oil spills - controlled combustion, mechanical collection, dispersion-are significantly limited in application and depend on time, weather conditions, environmental conditions, etc.
Analysis of the use of sorbents in the elimination of emergency oil spills allows you to quickly make a decision for the most correct choice of the sorbent in the elimination of the consequences of accidents.
Keywords: sorbents, sorption, petroleum products, emergency oil spill, liquidation, emergency situation, production, landscape, drilling, shelf.
УДК 504.054
В настоящее время согласно данным официальной статистики, на территории России ежегодно происходит более 20 тыс. аварий, связанных с разливами нефти, связанный с этим материальный ущерб оценивается в 14,2 - 17,2 млрд долларов
США. Основными причинами аварийных разливов нефти являются порывы на нефтепроводах.
Одним из важных физико-химических процессов, используемых для решения вопроса локализации и ликвидации аварийных разливов нефти, является сорбция.
При аварийных разливах нефти используют большое количество нефтесорбентов (более 300 видов), которые классифицируются по различным признакам.
В силу своих свойств сорбент эффективно работает на любых видах поверхностей: почва, грунты различной плотности, площадки с различными покрытиями, водная поверхность, технические сооружения.
На месторождении Х для локализации и ликвидации аварийных разливов нефти используют 3 вида нефтесорбентов: «Унисорб», «Ньюсорб», «КАСС».
В таблице 1 приводится краткая характеристика нефтесорбентов, используемых на месторождении Х (о. Сахалин).
Таблица 1. Краткая характеристика сорбентов, применяемых на месторождении X
Показатель Нефтесорбенты
Унисорб Ньюсорб КАСС
Агрегатное состояние Пористый материал Хлопья Сыпучий
Химическая основа Вспененный полимер Торф Вещество, выделенное из летучих зол от сжигания угля
Срок хранения Не ограничен Не ограничен Не ограничен
Способность к самостоятельному разложению Да Нет Нет
Плавучесть, % 99,8 98,8 100
Температура применения, оС -30... +460 -50. +60 -30. +200
Сорбционная емкость (нефтеемкость) кг/кг 30 - 60 4,6 - 6 20 - 45
Насыпная плотность кг/м3 10 - 35 140 - 150 300
Цена руб/кг 215 130 50
Благодаря уникальным свойствам при нахождении в природе сорбент способен к самостоятельному разложению. Продукты разложения абсолютно безвредны и представляют собой природные вещества - мелиоранты, которые удобряют и структурируют почву.
Сорбент "Унисорб" является стимулятором роста растений, структурообразователем, субстратом и мелиорантом почвы с одновременным кондиционированием (аэрированием) кислорода в грунте, предотвращает эрозию почвы, улучшает фитосанитарное состояние нарушенных земель.
Сорбент "Унисорб" характеризуются развитой пористой структурой, что позволяет собирать за короткое время значительные количества нефти и нефтепродуктов. При этом нефтяное пятно локализуется на месте, не давая загрязнению распространяться. Сорбент за счет большого количества открытых пор эффективно удерживает в себе нефтепродукты без их вымывания даже при нахождении на водотоке.
Рис. 1. Пористая структура сорбента «Унисорб»
«Унисорб» применим для ликвидации разливов сырой нефти и любых нефтепродуктов. Он способен очистить водную поверхность и грунт в течение 2-3 месяцев теплого периода года до уровня, не требующего дальнейшего проведения специальных очистных мероприятий. Сорбент в качестве биодеструктора работает в широком диапазоне температур от 0 до + 50 °С.
Сорбент «Ньюсорб» изготавливается из экологически чистого природного сырья -сфагнового торфа. Для придания сорбенту нужных свойств, в процессе производства в определенных пропорциях смешиваются торф низкой и средней степени разложения. Торф низкой степени разложения обладает высокой скоростью впитывания, а торф средней степени разложения отвечает за высокую сорбционную емкость, что в итоге придает будущему сорбенту высокие технические характеристики. Готовое сырье подвергается специальной термической обработке, при которой происходит опарафинивание частиц торфа и приобретение гидрофобных свойств, обеспечивающих долговременную плавучесть сорбента.
Рис. 2. Сорбент «Ньюсорб»
Сорбент «КАСС» представляет собой вещество, выделенное из летучих зол от сжигания угля на Южно-Сахалинской ТЭЦ-1. Он не тонет, образует плотную субстанцию, которую легко собрать. Кроме того, «КАСС» безопасен для экологии и хорошо виден из космоса, благодаря чему его легко отследить. Сорбент «КАСС» действует и на твердых поверхностях. После впитывания нефтепродуктов, он слипается и его можно собрать вручную. Благодаря гидрофобности (сорбент не намокает), его можно использовать для очистки дна водоемов от осевших нефти и
нефтепродуктов. «КАСС» способен быстро всасывать опасные вещества и всплывать на поверхность. На загрязненную нефть и нефтепродуктами поверхность сорбент наносится как вручную, так и при помощи специального оборудования.
Касаемо утилизации сорбента КАСС, на Сахалин планируют привезти специальную центрифугу, которая будет регенерировать сорбент. Извлечённые нефтепродукты можно будет использовать для производства топлива, нефтебитумных изделий, асфальтовых и кровельных покрытий. А сам сорбент после этой процедуры будет вновь готов к использованию.
Все сорбенты не ограничены в сроке хранения, имеют высокую плавучесть, широкий температурный диапазон применения (всесезонность). Остальные показатели (агрегатное состояние, химическая основа, способность к самостоятельному разложению, сорбционная емкость (нефтеемкость), насыпная плотность, цена варьируют.
В результате лабораторных экспериментов установлено, что экономически наиболее выгодно применение сорбента «Унисорб», однако всхожесть семян растения-индикатора после применения данного сорбента минимальна, выявлено, что сорбент не является удобрением для растений. Из-за летучести данного сорбента рекомендуется применять поправочный коэффициент 1,2. Максимальное время реагирования на аварийный разлив (6 часов) в зимнее время может быть слишком большим для минимизации экологических рисков.
Для повышения эффективности работ по предотвращению, локализации и ликвидации аварийных разливов нефти на месторождении Х можно предложить следующие практические рекомендации:
Применяемые на месторождении Х сорбенты состоят из мелких и легких частиц, которые при неблагоприятных погодных условиях (сильный ветер, буран) могут разлетаться в воздухе в виде пыльной взвеси, в таких ситуациях возникает опасность попадания их в дыхательные пути людей занятых на ликвидации аварийных разливов, в связи с этим персоналу АСФ необходимо применять дополнительные специализированные СИЗ, при планировании аварийных запасов сорбентов на месторождении X учитывать поправочный коэффициент на летучесть - 1,2.
Проводить дополнительную экспертизу семян, высаживаемых на месторождении X для рекультивации местности после аварийных разливов на их чувствительность к остаточному содержанию нефтепродуктов в почве после применений сорбентов, для выбора наиболее приживаемых образов растений.
Список литературы /References
1 Аникиев В.В., Рыбина Е.С. Концепция оценки экологического ущерба, обусловленного антропогенной деятельностью в рамках проектов «Сахалин 1, 2» // Стратегия гражданской защиты: проблемы и исследования, 2014. Т. 4. № 1. С. 289.
2 Владимиров В.А. Разливы нефти: причины, масштабы, последствия // Стратегия гражданской защиты: проблемы и исследования, 2014. № 1. С. 217-229.
3 Доклад об экологической ситуации и об охране окружающей среды Сахалинской области в 2018 году / Министерство природных ресурсов и охраны окружающей среды Сахалинской области. Южно-Сахалинск, ООО «Эйкон», 2019. 180 с.
4 Зацепа С.Н., Ивченко А.А., Журавель В.И. и др. Анализ риска распространения аварийных разливов нефти // Арктика: экология и экономика, 2014. № 3. С. 30.
5 Потехин В.И., Потехин В.В. Основы теории химических процессов технологии органических веществ и нефтепереработки: Учебник для вузов. СПб.: Химиздат, 2005. 912 с.
