CC BY
49РАЗЛИВЫ НЕФТИ
П.Л. Ивасишин, директор Департамента ОТ, ПБ и ООС, ОАО «САМОТЛОРНЕФТЕГАЗ»
ЛИКВИДАЦИЯ ПОСЛЕДСТВИЙ НЕФТЕРАЗЛИВОВ ПОСРЕДСТВОМ БИОРАЗЛАГАЮЩИХ СОРБЕНТОВ
Для очистки природных объектов от нефтяных загрязнений в последние годы стали успешно применять сорбционнобиологическую технологию на основе сфагнума.
Практически все объекты, связанные с добычей, транспортировкой, переработкой, хранением, применением нефти и нефтепродуктов, являются потенциальными источниками загрязнения природной среды.Наиболее распространенной причиной нефтезагрязнений являются аварийные разливы нефтепродуктов, возникающие в результате нарушений технологических режимов на этапах хранения, транспортировки, эксплуатации топлива, физического износа или механического повреждения оборудования. Особенно часто такие разливы случаются при транспортировке нефти и нефтепродуктов по магистральным (рис. 1) и внутрипромысловым (рис. 2) продуктопроводам.
По оценкам некоторых источников, основными причинами выхода из строя нефтепроводов являются:
4,7%
24,7%
П Механические повреждения □ Коррозия
■ Ошибкиэкс п л уат ац и и
■ Брак строительно-монтажных работ
Рис. 1 □ Заводской брак
□ Коррозия
□ Брак строительно-монтажных работ
Рис. 2 □ Механические повреждения
В результате аварийных разливов загрязненными могут оказаться любые компоненты природной среды - почва, грунт, поверхностные и подземные воды, донные осадки.
В соответствии с российским природоохранительным законодательством1 разливы нефти и нефтепродуктов должны быть локализованы и ликвидированы, остаточное содержание углеводородов в окружающей среде - доведено до допустимого уровня.
В настоящее время в отечественной и зарубежной практике для локализации и ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов и их последствий используются механические, физикохимические, биологические методы. Как правило, основная масса разлитых углеводородов с почвы или водной поверхности собирается механическим способом с использованием различных устройств и приспособлений. Однако собрать всё полностью невозможно. Поэтому для сбора оставшейся, видимой части разлива используют физико-химические методы, прежде всего сорбционный, предполагающий использование нефтепоглощающих материалов - нефтесорбентов(в зависимости от характера процесса поглощения - адсорбентов и абсорбентов). В России применяют целую гамму нефтесорбентов, отличающихся между собой по происхождению, дисперсности, нефтеемкости, характеру смачивания водой, плавучести и пр. На практике используют неорганические и органические сорбенты, имеющие как природное, так
и синтетическое происхождение. При оценке эффективности сорбентов обычно руководствуются такими критериями, как нефтеемкость, влагоемкость, плавучесть. Не менее значимыми характеристиками являются: универсальность сорбентов (возможность сорбции широкого спектра веществ, возможность применения на почве и воде), неабразивность, простота и удобство транспортировки и использования, рациональное решение вопроса утилизации отработанного сорбента.
В последнее время при выборе средств для ликвидации аварийных разливов и их последствий всё большее предпочтение отдается сорбентам, способным не только хорошо поглощать нефть и нефтепродукты, но и биоразлагать их. Биоразложение нефтепродуктов - это естественные процессы разложения углеводородов до углекислого газа и воды, протекающие благодаря широко распространенным в природе микроорганизмам. Именно им принадлежит роль самоочищения природных объектов (почвы, воды) от нефтепродуктов. Интенсивность процессов зависит от различных факторов, обусловливающих активность микроорганизмов -нефтедеструкторов в составе микробиоценоза загрязненного объекта («микробов-аборигенов»). На усиление такой активности направлены все современные биологические методы ликвидации нефтезагрязнений. Это достигается различными способами. Например, при повышенных уровнях нефтезагрязнений почвы в комплексе с мероприятиями по достижению
1 • постановление Правительства РФ от 21.08.2000 г. № 613 "О неотложных мерах по предупреждению и ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов, в целях предупреждения и ликвидации последствий разливов нефти и защиты населения и окружающей природной среды от их вредного воздействия";
• постановление Правительства РФ от 15.04.2002 г. N 240 «О порядке организации мероприятий по предупреждению и ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов на территории Российской Федерации»;
• приказ МПР от 24.03.2003 № 144 «О совершенствовании работы в области борьбы с нефтеразливами».
70 \\ ТЕРРИТОРИЯ НЕФТЕГАЗ \\
Спонсор номера: 19И ВБМ -грцпп
\\ № 6 \\ июнь \ 2003
оптимальных её агротехнических параметров (обеспеченность азотом, фосфором; влажность, рН, достаточность воздухообмена) осуществляют внесение биопрепаратов, созданных на основе специально подобранных активных биодеструкторов нефтепродуктов. Хорошими катализаторами всех процессов, происходящих в почвах, являются гуминовые кислоты, которые обладают физиологической активностью по отношению к растениям и некоторым штаммам микроорганизмов, что вызывает стимулирование местного микробиоценоза. Именно эти свойства стали основой для создания природных сорбентов с возможностью активизации и интенсификации биоразложения нефтепродуктов. В качестве примера можно назвать сорбенты на основе торфяного сфагнового мха.
Торфяной сфагновый мох (сфагнум), широко распространенный в природе, обладает высокой способностью к поглощению не только влаги, но и различных токсикантов, в том числе и нефтепродуктов. Этот мох содержит микроклетки, подобные губке, которые способны отлично впитывать нефтепродукты, а также хорошо и надолго их удерживать. Таким образом, являясь по природе хорошим абсорбентом углеводородов, мох исключает процессы их десорбции, а следовательно и вероятность вторичных загрязнений. Кроме того, следует отметить, что абсорбент может впитывать и летучие пары, благодаря чему снижается взрыво-, пожароопасность на месте нефтеразлива.
В природных условиях сфагнум имеет рН~4,5. Его кислотность связана с окружающей средой, в которой он растет, и наличием в его клетках гумусовой кислоты, являющейся естественным побочным продуктом жизнедеятельности растения. Именно эта кислота действует как природный катализатор процесса активизации аборигенного биоценоза. Указанные свойства сфагнума стали предпосылкой для создания простой, экономически выгодной и экологически безопасной сорбционно-биологической технологии ликвидации нефтезагрязнений на его основе. После модификации торфяной сфагновый мох становится прекрасным абсорбентом, который, не выпуская поглощенный углеводород, активизирует процесс его разложения внутри себя. Сорбент высыпают на место разлива нефтепродукта и оставляют на определенное время. Для эффективного биоразложения сорбент, насыщенный нефтепродуктом, смешивают с почвой и создают оптимальные условия протекания процесса. Отработанный материал можно оставлять на месте обработки, что является особенно ценным, так как на практике, как правило, разливы происходят на неровном ландшафте, характеризующемся наличием оврагов, балок, заболоченной или кустистой местности, т.е. в труднодоступных для сбора местах. При возможности и необходимости отработанный сорбент можно компостировать или сжигать. При выборе любых сорбентов с экономической точки зрения правильнее оценивать не его стоимость, а финан-
совые вложения, которые потребуются для выполнения полного комплекса работ по ликвидации разлива, начиная от транспортировки и заканчивая сбором и утилизацией отработанного материала. Сорбционно-биологическая технология на основе сфагнума требует минимальных финансовых затрат: нет необходимости в применении вспомогательного оборудования, в сложной утилизации отработанного материала, низка трудоёмкость. Пользуясь современным сленгом, сорбент можно назвать «два в одном», что всегда удобно, просто и экономически выгодно.
В качестве примера можно привести технологию с использованием канадского торфяного сфагнового мха «Canadian Sphagnum Peat moss» (торговые марки «SpiLL-Sorb» и «Naturesorb»). Свойства биосорбентов, приготовленных на основе этого сфагнума, были изучены на кафедре промышленной экологии при РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина и на кафедре почвоведения РГАУ-МСХА им. К.А.Тимирязева. Исследования показали,что абсорбент «Canadian Sphagnum Peat Moss» может быть использован для восстановления нефтезагрязненных почв. Кроме того, он прошел экологическую экспертизу в Ростехнадзоре, которая определила допустимость его воздействия на окружающую среду и возможность применения на территории Российской Федерации. Данный абсорбент более 10 лет успешно используется международными корпорациями. В 2007 г. он применялся при ликвидации последствия разлива мазута в Керченском проливе.
