CC BY
5156
Разливы нефти: причины, масштабы, последствия В.А. Владимиров, д.т.н., ЦСИГЗ МЧС России
Введение
Сложно переоценить роль нефти в современной мировой экономике. Она является преимущественным сырьем для производства современных синтетических материалов, транспортных топлив, занимает важное место в структуре топливноэнергетических балансов, продукты ее переработки используются в производстве электроэнергии и тепла. Использование нефти определяет уровень экономического развития и жизни современного человека.
Вместе с тем следует отметить, что на всех стадиях нефтепользования, начиная от разведки и добычи нефти и кончая утилизацией ее отходов, в той или иной мере за счет разливов нефти, а также выбросов вредных веществ в атмосферу, водную сферу и на сушу происходит загрязнение окружающей среды, отрицательное воздействие на здоровье людей.
Важно подчеркнуть, что в принципе ни одна стадия нефтепользования не является безотходной и чем больший объем работ выполняется, тем интенсивнее образуются на этих стадиях нефтегенные потоки, сильнее их отрицательное влияние на окружающую среду. Аварийные ситуации при этом лишь усиливают и концентрируют это влияние.
Следует отметить, что основными причинами возникновения крупных аварий и катастроф в России в нефтяном комплексе, являются [1]:
- низкий технический уровень и качество установленного оборудования, низкое качество строительно-монтажных, ремонтных работ и эксплуатации оборудования;
- недопустимо высокий уровень износа основных производственных фондов, включая производства с повышенным риском;
- нерациональное размещение производительных сил, приведшее к концентрации производств повышенного риска на небольших площадях.
Рассмотрим источники, причины, масштабы и экономические последствия разливов нефти на различных стадиях нефтепользования, создающие серьезные не только экономические, но и экологические проблемы.
1. Источники и причины разливов нефти
Для добычи нефти создается комплекс производственных сооружений, как правило, разобщенных территориально, но взаимосвязанных системами трубопроводов, энергопередач и организацией работы. К основным сооружениям этого комплекса относятся скважины (бурящиеся, эксплуатируемые, нагнетательные и наблюдательные), компрессорно-насосные станции, сборные пункты, нефтехранилища, пункты первичной подготовки нефти, трубопроводы, отстойники, площадки для сжигания газа и конденсата, электрические подстанции и др.
Каждое из перечисленных сооружений представляет собой потенциальный источник разливов нефти, либо выбросов вредных веществ в атмосферу, а многие из них того и другого, что может быть причиной загрязнения окружающей среды. [2,3]
Прежде всего, центрами формирования нефтегенных потоков на промысле являются бурящиеся и эксплуатируемые скважины.
На стадии бурения скважины и подготовки ее к эксплуатации основными компонентами нефтегенных потоков являются буровые растворы и различные химические реагенты (кислоты, поверхностно-активные вещества, соли, а также цементные растворы). Они являются доминирующими загрязнителями на этапе бурения.
Буровые растворы (промывочные жидкости), применяемые для смазки и промывки стволов скважины во время бурения, представляют собой сложную полидис-персную систему, состоящую из жидкой фазы (вода, нефть, дизельное топливо) и твер-
дой фазы (глина, частицы кварца и известняка, другие нерастворимые минералы). В состав этой системы входят химические реагенты: утяжелители (барит, оксиды железа), понизители водоотдачи, пептизаторы, структурообразователи, коагуляторы, в том числе кислоты (соляная, уксусная, плавиковая), используемые для обработки забоя скважины, и метанол, применяемый для предотвращения гидратообразования. Объемы буровых растворов при проходке глубоких добычных скважин достигают нескольких тысяч кубометров. При проходке одного погонного метра ствола скважины получается в среднем 0,2 м3 отработанного бурового раствора.
Кроме того, на стадии бурения формируются большие объемы буровых сточных вод, которые образуются на сито-конвейерах при их промывке от породы, извлекаемой из скважины глинистым раствором, охлаждении буровых насосов, смывке глинистого раствора, разлитого во время спуско-подъемных операций. Объем буровых сточных вод на цикл бурения составляет 5000-8000 м . Их физико-химические свойства зависят от состава и количественного соотношения содержащихся в них веществ: глинистого раствора, утяжелителя, измельченных пород, химических добавок к буровому раствору, включения нефти, отработанных масел. В буровых сточных водах содержатся: углещелочной реагент, конденсированная сульфит-спиртовая барда, карбоксиметилцеллюлоза, гипан, окзид, нитролигнин, синтетические поверхностно-активные вещества (ПАВ) и другие реагенты, многие из которых являются защитными коллоидами.
Буровые сточные воды могут содержать до 9500 мг/л органических веществ, в том числе 5000-8000 мг/л нефтепродуктов.
На стадии эксплуатации скважины служат центрами временных нефтегенных потоков, которые возникают при аварийных ситуациях, ремонтных работах и от других причин, нарушающих работу скважины. Основным веществом, составляющим нефтегенные потоки от эксплуатационных скважин, является пластовая жидкость, представляющая собой нефть, содержащую растворенный газ и некоторое количество пластовой воды, как правило, высокой минерализации.
Пластовые попутные воды имеют химический состав, зависящий от геологического возраста и стратиграфического положения продуктивного пласта, минерализацию в пределах от 1 до 300 г/л. Они бывают двух основных видов: жесткие - хлоридно-кальциево-магнивые и щелочные - гидрокарбонатно-натриевые. Пластовые воды кроме нефти содержат значительное количество солей органических кислот (нафтеновых, жирных), органические вещества (фенолы, эфиры, бензолы) и токсичные элементы (бор, литий, бром, стронций).
Нефтегенные потоки от скважин загрязняют почву, поверхностные и грунтовые воды, нарушают почвенные и водные биоценозы. Основной механизм их распространения - гравитационный. Движение этих потоков происходит по поверхности в сторону уклона местности с просачиванием в почвенные горизонты и рыхлые отложения. Попадая в движущиеся водотоки, нефтегенные потоки рассеиваются, смешиваются с потоками от других источников, загрязняя при этом значительные территории.
Аналогичны по составу нефтегенные потоки при прорыве (авариях) промысловых трубопроводов, по которым пластовая жидкость поступает от скважин на сборные пункты и установки первичной подготовки нефти.
Протяженность промысловых нефтепроводов в России порядка 400 тыс.км. Основными причинами аварий на промысловых нефтепроводах являются: коррозия, наезд техники, увеличение давления, пульсация, динамические нагрузки, разморожение, разгерметизация, механические повреждения трубопроводов, вибрация гребенки, неправильно организованная работа, нарушение технологии, усталость металла, заводской брак, подвижка грунта. Подавляющее большинство аварий (до 83%) происходит в результате коррозии труб, при этом в основном коррозия имеет электрохимический характер, хотя имеют место и сквозные локальные коррозионные повреждения - свищи, как правило, вызванные действием блуждающих токов. Более 5% случаев аварийного
разрушения нефтепроводов происходит в результате внутренней коррозии труб, вызванной наличием в нефти следов воды.
Установлено, что существенное влияние на рост числа аварий на промысловых нефтепроводах оказывает характер местности, на которой они произошли. Выделяют следующие основные типы местности по разному оказывающие влияние на нефтепроводы: заболоченная местность, болото, низина, территория куста, грунт, траншея, дорога, берег водоема и подводные переходы.
По опыту нефтепромыслов Западной Сибири в 60% случаев аварии происходят на нефтепроводах, проложенных на болотах и в 26,8% - на заболоченной местности, что объясняется повышенной коррозийной активностью почв в данных условиях. В 5,5% - при водных переходах, вследствие коррозии металла труб под действием солей и кислот, растворенных в воде [4].
Особенности нефтегенных потоков, формируемых при авариях на промысловых нефтепроводах, в их подземном, внутрипочвенном движении и дренировании, как правило, в водоемы и водотоки. Такие потоки особенно опасны, так как они не поддаются воздействию поверхностных факторов разрушения (в частности, фотохимическому и микробиологическому разложению), и, кроме того, их значительно труднее обнаружить и предотвратить дальнейшее распространение.
Потенциальными центрами формирования нефтегенных потоков на нефтепромыслах являются сборные пункты и установки первичной подготовки нефти, где происходит отделение газа, обезвоживание нефти, разрушение водонефтяной эмульсии. В системах газовых потоков периодически появляются продукты полного и неполного сгорания конденсата, накапливающегося в системах сбора нефти в результате неполного отделения газовых компонентов. В состав газовых компонентов входят углеводороды, сероводород, окислы углерода, серы, азота. Среди продуктов неполного сгорания тяжелых углеводородов образуются полиароматические углеводороды, в частности, бенз(а)пирен. Многие компоненты газовых потоков осаждаются вместе с аэрозолями на поверхности растений почв и водоемов. Следует отметить, что валовые выбросы вредных веществ нефтедобывающей отраслью в атмосферу составляют более 2 тыс.т/год [5]. Водные потоки формируются в результате сбрасывания или утечек сточных вод, отделенных от нефти в результате обезвоживания. Состав сточных вод в основном аналогичен составу вод нефтяных пластов.
Сточные воды обычно сбрасываются в специальные бассейны, природные и искусственные резервуары, их стараются утилизировать, закачивая в продуктивные пласты для поддержания пластового давления. В принципе неизбежны утечки этих вод и загрязнение ими почв, грунтовых вод, водоемов, наземных и водных биоценозов. Утечка сточных вод и их попадание в окружающую среду происходит либо на компрессорно-насосных станциях, либо на нагнетательных скважинах в результате аварии.
Водные потоки соленых сточных вод по распространению и масштабам являются самыми большими на нефтепромысле, а их воздействие на экосистемы превосходит воздействие других нефтегенных потоков.
Следует заметить, что с увеличением в последние годы добычи нефти в море возрастает загрязнение нефтью Мирового океана. Одним из источников этого загрязнения является утечка нефти с плавучих буровых установок и морских стационарных платформ как при бурении и добыче нефти, так и при имеющих место авариях. Объемы этой утечки составляют порядка 1% от общего количества нефти, попадающего в Мировой океан от различных источников.
В целом источники поступления нефтяных углеводородов в Мировой океан представлены в табл.1, [6].
Таблица 1
Источники поступления нефтяных углеводородов в Мировой океан
Источник млн. т/год
Морская транспортировка (кроме аварийных разливов) 1,83
Аварийные разливы 0,3
Речной сток, включая сточные воды городов 1,9
Сточные воды прибрежной зоны 0,8
Атмосферные выпадения 0,6
Естественные нефтяные скважины 0,6
Добыча нефти в море 0,08
Всего: 6,11
Большие потери нефти и нефтепродуктов имеют место при их транспортировке как по магистральным нефтепроводам, так и водным, железнодорожным и автомобильным транспортом.
Учитывая огромную протяженность магистральных трубопроводов, характерную для нашей страны (около 70 тыс.км), они представляют большую экологическую опасность при транспортировке нефти по ним. Ежегодно на них происходит сотни случаев утечки нефти по различным причинам, которые приводят в целом к огромным ее потерям и «замазученности» больших территорий.
Основными причинами разливов нефти при эксплуатации магистральных нефтепроводов являются в принципе те же, что и промысловых. Так, например, согласно данным статистики [7] на магистральных трубопроводах в СССР в 1980-1990 гг. произошли крупные эксплуатационные аварии по следующим причинам (в скобках - число аварий):
- подземная коррозия (516);
- брак строительно-монтажных работ (280);
- дефект трубы (108);
- механические повреждения (83);
- нарушение правил эксплуатации (47);
- внутренняя эрозия и коррозия (29);
- стихийные бедствия (26);
- дефект оборудования (17);
- прочие (43).
Особенно большую опасность представляют магистральные нефтепроводы в местах перехода через искусственные и естественные препятствия (автомобильные и железные дороги, реки, озера), например, на подводных переходах. Участки трубопровода, расположенные под судоходными трассами или в каналах, наиболее подвержены более серьезным механическим повреждениям в результате таких естественных причин, как эрозия отмели, оползание дна, а также перемещение якоря в процессе дноуглубительных работ.
Очень серьезным источником потенциальной опасности загрязнения нефтью водных объектов являются танкеры и другие нефтеналивные суда. Доля нефтегрузов составляет порядка 40% объема всех перевозимых в мире морем грузов, а в количественном выражении в 2000 г. этот объем составлял до 1,53 млрд.т. Необходимость и рост объемов морских перевозок нефти и нефтепродуктов обусловлен:
- значительным удалением мест добычи нефти от мест ее потребления;
- ростом объемов нефти, добываемой на морских нефтепромыслах;
- увеличением общего объема добываемой и потребляемой нефти.
Что касается России, то транспортировка нефти и нефтепродуктов морским транспортом осуществляется главным образом на экспорт и относительно в небольших количествах.
Основными путями поступления нефти и нефтепродуктов в водную среду при их транспортировке водным транспортом являются:
- сбросы в водную среду промывочных, балластных и льяльных вод с судов;
- сбросы в портах и припортовых акваториях, включая потери при загрузке бункеров наливных судов;
- катастрофы судов.
По разным источникам в Мировой океан ежегодно попадает от 5 до 100 млн.т нефти при этом аварийные разливы дают всего 12-15% от всех поступающих в океан нефтепродуктов.
Следует отметить, что около половины потерь нефти при транспортировке водным транспортом приходится на загрузку балласта и очистку танков. После разгрузки пустые танки танкера заполняются морской водой, которая служит стабилизирующим балластом на обратном пути. Морская вода образует эмульсию с нефтепродуктами, оставшимися в танках. Содержащий нефтепродукты балласт сливается в море на небольшом расстоянии от порта назначения. Аналогично освобождаются от балласта и суда других типов.
Основными же причинами аварийных разливов нефти являются столкновения танкеров, их посадка на мель, взрывы и пожары, а также крушение судов из-за их технического состояния и метеорологических условий. Достаточно сказать, для примера, что только за три года с 1965 по 1967 гг. 91 танкер сел на мель и 238 танкеров столкнулись и получили повреждения. При этом в 39 случаях (12% от числа всех аварий) произошли утечки нефти.
В меньшей степени в разливах нефти виновен железнодорожный транспорт, хотя серьезные его аварии, сопровождаемые разливами нефти, имеют место.
Основными причинами этих аварий являются:
- износ основных производственных фондов (путевое хозяйство, подвижной состав, связь и др.);
- организационно-технические недостатки (управление, квалификация кадров, дисциплина и др.).
Существенный вклад в загрязнение нефтью окружающей среды, воздействие на природу вносят нефтеперерабатывающие заводы и базы хранения нефти и нефтепродуктов. Даже при безаварийной работе этих объектов происходят значительные выбросы в атмосферу и утечки вредных веществ.
В составе вредных выбросов в атмосферу на нефтехимических предприятиях присутствуют следующие соединения (доля суммарного выброса) [2]:
- углеводороды - 23%;
- оксиды серы - 16,6%;
- оксиды азота - 2%;
- оксиды углерода - 7,3%.
В сточных водах этих предприятий находятся такие соединения, как сульфаты, хлориды, соединения азота, фенолы и соли тяжелых металлов.
Крупные предприятия, производящие широкий ассортимент нефтехимической продукции, выбрасывают в атмосферу и водоемы вредные вещества от 50 до 100 наименований (табл. 2). При этом валовый выброс вредных веществ от источников отдельного предприятия составляет 20-90 тыс.т в год [8].
При авариях на предприятиях переработки нефти и нефтехимических предприятиях, основными причинами которых являются износ основных производственных фондов, низкая квалификация кадров, нарушения технологии производства, происходят большие выбросы нефти, неф-
тепродуктов и вредных веществ, приводящие к значительным загрязнениям (заражениям) окружающей среды, воздействию на людей.
Таблица 2
Характерные вещества, выбрасываемые в атмосферу и водоемы объектами
крупного _ нефтехимического производства
Загрязняющее вещество (класс опасности) го Пм Загрязняющее вещество (класс опасности) ПДК мг/м
1 2 1 2
Азота оксиды (3) 0,4 Стирол(2) 0,04
Аммиак (4) Ацетон (4) Альдегиды (ацетальдегид) (3) 0,2 0,35 0,01 Сероуглерод (2) Серная кислота (2) Сернистый ангидрид (30 0,03 0,3 0,5
Бензол (2) 1,5 Сероводород (2) 0,008
Бутанол (3) 0,1 Триметилкарбинол (3) 0,3
Бутадиен (4) 3 Толуол (3) 0,6
Бутилацетат (4) 0,1 Триполифосфат натрия (-) 0,5
Ванадия оксиды (1) - Углеводороды предельные (4) 5
Взвешенные вещества: Неорганические (-) Органические (3) 0,5 0,1 Углеводороды непредельные (4) Углерода оксид (4) Уксусная кислота (-) 3 5 0,2
Гидроксид натрия (2) 0,01 Формальдегид (2) 0,035
Гексаметилдиамин (1) 0,001 Фенол (2) 0,01
Диметилформамид (2) 0,03 Фурфурол (3) 0,05
Динил (даутерм) (2) 0.01 Фтористый водород (2) 0,03
Дибутилфталат (2) 0,1 Хлорметил (-) 0,06
Диметилдиоксан (2) 0,01 Хлорэтил (4) 0,2
Дициклопентадиен (2) 0,01 Хлорвинил (1) 0,005
Железа оксид (3) 0,04 Хлористый водород (3) 0,2
Изобутилен (4) 3 Хлор (-) 0,1
Изопрен (3) 0,5 Хрома оксид (1) 0,0015
Изобутилкарбинол (4) 0,075 Циклогексан (4) 1,4
Кремния оксид (-) 0,02 Циклогексанон (3) 0,04
Ксилол (3) 0,2 Цинка оксид (3) 0,05
Марганца оксид (2) 0,01 Этилбензол (3) 0,02
Метанол (3) 1,0 Этиленгликоль (3) 1,0
Метилаль (3) 0,15 Этилцеллозольв (3) 0,05
Метилгидрапиран (4) 1,2 Этилена оксид (3) 0,3
Метилтетрагидрапиран (4) 1,2 Этанол (4) 5
МТБЭ (4) 0,5 Этилмеркаптан (-) 310-5
Метилфенилкарбинол (-) 0,05 Этилендиамин (-) 0,003
Неонолы (-) 0,04 Эпихлоргидрин (-) 0,2
Олова оксид (3) 0,02 Этилкарбитол (-) 1,5
Пропилена оксид(1) 0,08
Пиперилен (3) 0,5
Тримеры пропилена (4) 0,05
Основными же источниками загрязнения природной среды на нефтебазах и складах нефтепродуктов являются [9,14]:
- испарение нефтепродуктов при приеме, выдаче и хранении нефтепродуктов;
- аварийные проливы при выполнении технологических операций;
- нарушение герметичности резервуаров и трубопроводных коммуникаций, в том числе из-за коррозии;
- выход из нормального режима эксплуатации технических средств обеспечения;
- нарушение правил эксплуатации технических средств и технологического оборудования;
- образование неутилизированных отходов.
Следует отметить, что, как показывает опыт эксплуатации резервуарного парка, основная часть всех потерь нефтепродуктов (до 75%) приходится на испарение, т.е. за счет выбросов в атмосферу, в то время как потери на аварийные проливы и утечки составляют до 25%.
В табл.3 в качестве примера приведены данные по годовым потерям бензина в зависимости от количества циклов сливно-наливных операций, которые свидетельствуют, что даже при безаварийной работе происходят значительные потери нефти и нефтепродуктов, приводящие к загрязнению окружающей среды [9].
Таблица 3
Годовые потери бензина в зависимости от количества циклов сливно-наливных
операций, т
Вместимость резервуара, Число операций слива и налива, шт.
3 м 12 48 96
400 2,9/4,8 9,4/12,4 15,9/22,6
1000 6,7/11,5 19,4/29,4 36,4/58,4
2000 12,6/22,2 35,5/55,6 66,0/100,3
3000 20,5/34,8 57,9/85,3 107,0/159,7
5000 28,4/50,4 80,8/126,2 156,6/227,2
Примечание: числитель - в средней климатической зоне;
знаменатель - в южной климатической зоне.
Аварийные же проливы и утечки в условиях эксплуатации нефтебаз могут создавать предпосылки к существенным загрязнениям природной среды. Следует отметить, что нередко утечки в небольших количествах со временем становятся постоянными источниками загрязнения сточных вод и порой длительное время остаются без должного внимания. В ряде случаев эти утечки приводят к накоплению нефтепродуктов под землей, попаданию их в грунтовые воды и речные системы. Так, например, инфильтрация нефти и нефтепродуктов привела к образованию их крупных подземных залежей в гг. Грозном, Ангарске, Моздоке, Туапсе, Ейске, Орле,Новокуйбышевске, Уфе, Комсомольске-на-Амуре и др.
Причинами утечек из технологического оборудования нефтебаз чаще всего являются: свищи и трещины сварных соединений в стенках резервуаров и трубопроводов, возникающие в результате коррозии; неплотность запорной аппаратуры (особенно сливных магистралей); негерметичность разъемных соединений; износ рабочих органов вентилей и задвижек технологической обвязки, уплотнений насосов, валов привода магистральных задвижек.
Причинами же аварийных выбросов нефтепродуктов обычно являются повреждения резервуаров и другого технологического оборудования при эксплуатации, создание сверхдопустимых избыточных давлений или вакуума внутри резервуаров, увеличение напряжений в металлоизделиях из-за неравномерной осадки или усиления вибрации корпуса резервуара, коррозия металла в результате хранения нефтепродуктов с повышенным содержанием серы и других агрессивных сред, отстойной воды.
Весьма актуальной для большинства развитых стран остается пока проблема утилизации отходов нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, а также от использования нефтепродуктов. Несмотря на огромные затраты для решения этой проблемы во многих высокоразвитых странах (США, Япония, Германия и др.) до сих пор отсутствуют оптимальные способы утилизации отходов нефтяной промышлен-
ности. Причина во многом заключается в том, что безотходных технологий не существует и при практически полном исключении вредных выбросов в атмосферу или воду, основная масса токсичных компонентов концентрируется в виде твердых или пастообразных (полужидких) отходов. По данным американских специалистов на крупных предприятиях нефтяной промышленности (с переработкой 15-16 тыс.т нефти в сутки) за год накапливается порядка 40 тыс.т твердых или пастообразных нефтесодержащих отходов.
Изложенное свидетельствует, что большие потери нефти и нефтепродуктов происходят на всех стадиях нефтепользования и приводят к значительным загрязнениям почвы, растительности, животного мира, поверхностных и подземных вод, атмосферы.
Причем нефтяные загрязнения, обусловленные аварийными разливами нефти и нефтепродуктов, по своим последствиям сопоставимы с теми, что имеют место при обычной производственной деятельности. Более того, несмотря на то, что в обществе принято считать аварии и аварийные
разливы нефти основной причиной нефтяного загрязнения, данные научных исследований убеждают в противоположном. Например, свыше 85% нефтяных загрязнений попадает в гидросферу при «нормальных», безаварийных ситуациях [10].
2. Некоторые наиболее катастрофические разливы нефти
Примеров катастрофического разлива нефти достаточно много. Рассмотрим некоторые из них.
Авария в Усинском районе Республики Коми произошла на нефтепроводе Возей - головные сооружения АО «Коминефть» в августе 1994 г. [11,12,13]. Суть аварии в образовании за короткий период (12-26 августа) многочисленных свищей в нефтепроводе на значительном его протяжении, из которых произошла массовая утечка нефти. Образование свищей и утечки нефти происходили постоянно и ранее, но в упомянутый отрезок времени этот процесс был особенно интенсивным. В результате, по данным АО “Коминефть”, на грунт с последующим попаданием в водотоки вылилось 14тысяч тонн сырой нефти. По другим данным, количество вылившейся нефти 79 тысяч тонн.
Представление о масштабах этого разлива дают материалы Усинского Комитета по охране природы:
- «Характер излива - бурлящие фонтаны и потоки»;
- «Нефтесодержащая жидкость бурлящим потоком изливается на болото и по водотоку попадает в р.Пальник-Шор»;
- «Русло водотока, впадающего в р.Пальник-Шор, от места аварии и до впадения его в р.Пальник-Шор залито нефтью. На поверхности воды в р.Пальник-Шор, на протяжении 500 метров в районе моста автодороги Возей - Головные сооружения сплошной слой нефти».
Конкретные последствия катастрофы выразились в значительном экономическом ущербе, негативном влиянии на здоровье населения, опасном загрязнении воды наземных и подземных водотоков, порче сельскохозяйственных земель, особенно заливных лугов в поймах рек, ухудшении состояния сельскохозяйственных животных и рыб, качества мясомолочной и рыбной продукции, нанесении большого ущерба биоте региона.
Экономический ущерб от нефтегенной аварии в Усинском районе был обусловлен убытками от потери нефти, затратами на ремонт нефтепровода и ликвидацию аварии, а также трудно учитываемыми экологическими и социальными последствиями.
Авария в Новороссийском порту, происшедшая 28 мая 1997 года в нефтегава-ни Шесхарис, во многих отношениях уникальна.
В ночь с 27 на 28 мая 1997 года стояла тихая, по-летнему теплая погода. Безмятежно спал Новороссийск. На несколько часов снизил свою кипучую трудовую активность крупнейший на юге России морской порт.
Информация об утечке сырой нефти в акватории нефтегавани Шесхарис между причалом 7-8 и пожарным пирсом поступила к диспетчеру порта в 00 часов 20 минут. Он, не медля, сообщил о случившемся исполняющему обязанности капитана порта, по распоряжению которого тотчас была задействована имеющаяся на такой случай схема оповещения.
Вскоре выяснилась причина аварии. Она оказалась до банальности простой. Чуть выше Сухумского шоссе в районе нефтебазы лопнула, не выдержав нагрузки, труба магистрального нефтепровода. Автоматические аварийные заглушки почему-то не сработали. В результате нефть пересекла Сухумское шоссе и по склону горы хлынула в Черное море. Примерно за полчаса разлилось около 400 тонн.
В целом авария на нефтепроводе в районе Новороссийска привела к потере большого количества нефти, значительному загрязнению акватории и береговой черты, затрате большого количества средств на ликвидацию последствий аварийного разлива нефти, вскрыла серьезные недостатки в организации работ, взаимодействии сил и средств, участвующих в работах.
Авария танкера «Эксон Вальдиз» на Аляске произошла ночью 24 марта 1989 года на подводных скалах рифа Блай (Аляска) [12,13] В стальном днище 300-метрового корабля образовались огромные пробоины, некоторые из них достигали пяти метров в длину. Восемь из пятнадцати танков были разорваны. В море было выброшено 11 миллионов галлонов сырой нефти (почти 50 тысяч тонн). Впрочем, это лишь официальная оценка, основанная на данных самой компании Еххоп. Существует мнение, что они занижены раза в четыре.
Выброс нефти при крушении танкера произошел в самом худшем месте. Скалистые берега пролива Принца Вильяма изрезаны бесчисленными пещерами и бухтами, где собралась вытекшая нефть и оставалась там многие месяцы, убивая молодь рыбы, которая плодилась на мелководье.
Нефть, вылившаяся из аварийного танкера, воспринимавшаяся до той роковой ночи лишь как богатство и гордость Аляски, стала «черной смертью», покрывшей 2400 километров пляжей и погубившей целые поколения лососей, от 3,5 до 5,5 тысяч каланов, полмиллиона морских птиц, десятки китов. По жизням и по душам людей, населяющих эти берега, крушение «Эксона Валдиз» нанесло такой удар, от которого до сих пор, по их собственным словам, «шрамы еще не зажили».
Нефть выплеснулась на берега залива Принца Вильяма, бухты Кука, полуострова Аляска, острова Кадьяк. Пострадали три национальных парка, три природных заказника и один национальный лес.
Итоги катастрофы для природы оказались ужасными: погибли 86 тысяч птиц, в том числе 139 редчайших белоголовых орлов, 984 морских выдры, 25 тысяч рыб,200 тюленей и несколько дюжин бобров. Были уничтожены миллионы мидий, морских ежей и других обитателей морских глубин. Высказывались опасения, что тысячи умерших морских выдр утонули в море. Некоторые участки побережья необходимо было промывать моющими химическими средствами до семи раз. До трагедии 24 марта 1989 года в заливе Принца Вильяма обитали 13 тысяч каланов —больше, чем на всей Камчатке, включая Командорские острова. Около 1000 трупов их было собрано после разлива, погружены на несколько грузовиков и вывезены, якобы, для исследований (потом их просто сожгли). Те, которых отмывали, и выпускали на волю, тоже, как показали наблюдения, жили недолго: нефть, оказавшаяся внутри, убивала их не сразу, но верно. Нынешняя популяция каланов в заливе Принца Вильяма составляет лишь 46% от прежней. На 80% уменьшилась и популяция тюленей. Восстановление численности гагары ожидается только в 2065 году (из морских птиц она пострадала сильнее всех: 74% от числа всех найденных погибших птиц, а число это - полмиллиона). Численность горбуши восстанавливается только за счет «искусственников» - продукции рыборазводного завода.
Авария танкера «Торри Каньон» произошла ранним утром 18 марта 1967 г. По своим параметрам это был один из крупнейших кораблей в мире. Вся мировая пресса писала, что «Торри Каньон» является предвестником новой эпохи - эпохи глобальной транспортировки нефти морским путем, что будущее за крупнейшими танкерами, которые будут обеспечивать энергетическим сырьем все население земного шара. Но разыгравшаяся трагедия стала серьезным напоминанием всему миру: неосмотрительная и чрезмерная техногенная деятельность людей грозит новыми бедствиями - таким глобальным загрязнением природы, которое может иметь необратимые последствия для жизни всего человечества.
Всю ночь корабль следовал точно на север, по направлению к Англии. В своих огромных трюмах он вез 120 тысяч тонн сырой нефти из Кувейта, предназначавшейся для перекачки в Милфорд-Хейвене (графство Южный Уэльс). По расчетам штурмана они должны были обогнуть Бишопскую скалу с западной стороны, однако его расчеты оказались неверными.
В 8.50 «Торри Каньон» со всего хода наткнулся на скрытый под водой первый из «Семи камней» и намертво застрял. На мгновение капитан потерял дар речи. Он понял, что привел свой гигантский танкер - маломаневренный даже в спокойную погоду и при идеальных условиях видимости - на максимальной скорости прямо на группу скал, нанесенную на все карты мира. Это был не просто удар, это могло означать гибель его танкера. Он немедленно потребовал сведений о полученных повреждениях. Никакой надежды - танкер плотно сидел на камнях и из его трюмов во всю хлестала нефть.
С 18 по 27 марта осуществлялись постоянные безуспешные попытки снять танкер со скал. 27 марта разыгравшийся шторм, образовавшиеся волны разломили танкер пополам. При этом еще 50 тысяч тонн нефти вылилось в море. 27 марта вся Корнуолль-ская береговая линия от Лэндс-Энда до Ньюкуэя оказалась черной от нефти.
3. Масштабы и экономическое значение разливов нефти
Как отмечено выше разливы (потери) нефти и нефтепродуктов происходят на всех стадиях нефтепользования. В целом по России по разным оценкам на почву разливается от 2 до 10% добываемой нефти. Причем потеря до 2% добываемой нефти считается нормативно допустимой. Если учесть, что в России сегодня добывается порядка 400 млн.т нефти, то ее потери каждый год составляют не менее 8-40 млн.т.
Если же учесть, кроме того, что при авариях, да и при нормальной эксплуатации объектов нефтепользования, сопровождаемых разливами нефти и нефтепродуктов, нередко происходит остановка скважин, перекачки нефти и нефтепродуктов, работы многих объектов нефтепользования, проводятся работы по ликвидации последствий этих разливов, то все это создает весьма актуальную проблему как в экономическом, так и экологическом плане.
Вот несколько примеров.
При крупной аварии в августе 1994 г. на нефтепроводе Возей - Головные сооружения АО «Коминефть» (Усинский район Республики Коми) с целью уменьшения объемов разлива нефти с 26 августа была остановлена добыча нефти на 92 скважинах с суточной добычей 1260 т нефти. С 6 сентября было остановлено уже 643 скважины с суточной добычей около 13000 т нефти (примерно 53000 т нефтесодержащей жидкости). Эта остановка продолжалась до 11 сентября 1994 г., приведя к значительным потерям товарной нефти. Кроме того, до 100000 т нефти было потеряно в результате ее вылива из нефтепровода на окружающую территорию. Кроме потерь нефти значительные убытки были связаны с ликвидацией экологических последствий аварии. Официальный ущерб от загрязнения только водных объектов, определенный Департаментом охраны окружающей среды и природных ресурсов Республики Коми, составил более 311 млрд.рублей (в ценах 1995 г.).
По данным за последние годы экономический ущерб от порывов на нефтепроводах и затрат на ликвидацию их последствий в среднем составляет порядка 2 млн.руб. на одну аварию. Убытки же от повреждений эксплуатируемых магистральных нефтепроводов ежегодно исчисляются миллиардами рублей. [1]
При аварии танкера у южного побережья Аляски в прибрежные воды вылилось более 40000 т.нефти. Затраты на очистные работы составили 2 млрд.долларов, компенсации за ущерб природе и населению - 3,5 млрд.долларов. Еще на 15 млрд. долларов были выставлены судебные иски. [10]
За период освоения Тюменского Севера площади оленьих пастбищ за счет строительства объектов нефтепользования и загрязнения почв нефтью сократились более чем на 10% (6 млн.га). Пожарами уничтожено более 1 млн. га оленьих пастбищ и охотничьих угодий. Масштабы домашнего оленеводства, как основы существования коренного населения в регионе, постоянно снижаются. В Обском рыбопромысловом бассейне из-за прямого загрязнения водоемов, прокладки трубопроводов и строительства дорог 25 рек полностью потеряли рыбохозяйственное значение и около 20 - частично. В результате потеряно более 20 тыс.га нерестилищ, уловы ценных промысловых пород рыб (сиговых, осетровых, лососевых и др.) с начала 90-х годов ХХ столетия снизились в 3 раза. В целом убытки составили десятки млрд.рублей.
Нефтегазовая промышленность России ежегодно выбрасывает в атмосферу 2,5 млн.т загрязняющих веществ, сжигает в факелах порядка 6 млрд м3 нефтяного газа, оставляет неликвидированными десятки амбаров с буровым шламом, забирает около 800 млн. м3 пресной воды, нарушает около 13 тысяч гектар земель (рекультивируется менее половины), образует порядка 600 тыс.т нефтесодержащих отходов.
Приведенные примеры наглядно подтверждают, что разливы нефти и нефтепродуктов, имеющие место на всех стадиях нефтепользования, как при нормальной эксплуатации объектов нефтепользования, так и при авариях на них приводят к весьма значительным экономическим потерям и неблагоприятным экологическим последствиям.
Нередко значительных масштабов как по экономическим потерям, так и экологическим последствиям достигают разливы нефти и нефтепродуктов на отдельных объектах нефтепользования и в отдельных регионах.
Так в середине 70-х годов прошлого века в результате имевших место разливов нефти в Мексиканском заливе и Южной Калифорнии в море попало, по разным данным, от 0,5 до 1 млн.т нефти. Оценка риска аварий на шельфе США в Мексиканском заливе показала, что число аварийных разливов нефти объемом более1000 баррелей (134 тонны) на каждый млрд.баррелей добытой и перемещенной нефти составляет в среднем:
- при буровых работах на платформах - 0,79;
- при транспортировке по трубопроводам - 1,82;
- при танкерных перевозках - 3,87;
- суммарная величина - 6,48.
В нефтяной промышленности России эти показатели значительно выше, причем на всех стадиях нефтепользования. Количество случаев утечек нефти на млрд баррелей добываемой нефти исчисляется тысячами.
Как отмечалось выше, сильное загрязнение почвы и воды, прежде всего, происходит при бурении скважин буровыми шлаками. Большие потери нефти имеют место при эксплуатации месторождений, прежде всего, за счет различного рода аварий. В целом в настоящее время на территории России только в сети внутрипромысловых трубопроводов ежегодно отмечается около 40 тыс.случаев разрывов, «свищей» и других некатегорированных аварий, что приводит к значительным потерям нефти и загрязненности территории.
Серьезной экологической проблемой является проблема обустройства нефтяных месторождений и использование попутного нефтяного газа. В настоящее время в Российской Федерации лишь порядка 40% нефтяного газа подвергается переработке с целью получения сырья для нефтехимических предприятий и сжиженного газа. Еще 40% сжигается без переработки на ГРЭС, а 20% уничтожается на промыслах путем сжигания в открытых факелах.
В результате ежегодно в атмосферу выбрасываются миллиарды кубометров попутного газа, содержащего метан, углекислый газ, и создающие парниковый эффект. Эти фонтаны представляют собой неконтролируемые выбросы из скважин нефти и газа, продолжающиеся длительное время, иногда - до месяца.
По экспертным оценкам, в Западной Сибири ежегодно сгорает в факелах до 10 млрд.куб.м попутного газа, загрязняя продуктами сгорания (оксиды углерода, азота и др.) прилегающие территории. От работы одной буровой скважины за год в атмосферу поступает до 2 тонн углеводородов и сажи, 30 тонн оксидов азота, 8 тонн оксидов углерода, 5тонн диоксида серы. В радиусе 500 м от буровой только со снегом на поверхность почвы осаждается 2,4-4,4 тонн/кв.м твердых частиц.
Следует отметить, что нефть и нефтепродукты, как указывалось выше, являются наиболее распространенными загрязняющими веществами в Мировом океане. К началу 80-х годов прошлого века в океан ежегодно поступало около 6 млн.т нефтяных углеводородов, что составляло около 0,23% годовой мировой добычи нефти и значительно превышало потери нефти при потоплениях и повреждениях танкеров за всю вторую мировую войне (4 млн.т). Впоследствии потери нефти заметно уменьшились и все же и сегодня представляют значительные величины.
Источники поступления нефтяных углеводородов в Мировой океан, представленные в табл. 1, свидетельствуют, что наибольшие потери нефти связаны с ее транспортировкой из районов добычи. Аварийные ситуации, слив за борт танкерами промывочных и балластных вод, - все это обусловливает присутствие постоянных полей загрязнений на трассах морских путей.
Гораздо меньшие масштабы разливов нефти наблюдаются при авариях речных танкеров, однако их последствия бывают более неблагоприятными, если учитывать значения рек для населения, использующего эти воды. Так в 1993 г. у причала г.Кстов (Нижегородская область) произошел пожар и взрыв танкера водоизмещением 600 т с утечкой бензина в р.Волга. В том же году в Рыбинском водохранилище танкер «Волго-нефть 124» с грузом дизтоплива 4019 т столкнулся с баржей «Бельская», имеющей на борту 3600 т дизтоплива. Через пробоину из баржи вытекло 40 тонн дизельного топлива.
Большие массы нефти поступают в моря с суши по рекам, с бытовыми и ливневыми стоками. Объем загрязнения нефтью из этого источника превышает 2 млн. т в год. Со стоками промышленности и нефтеперерабатывающих заводов в море ежегодно попадает до 0,5 млн.т нефти.
Наблюдается значительное загрязнение нефтью морей Российской Арктики как за счет речного стока, так и переноса загрязнений морскими течениями. Следует отметить, что загрязнение нефтяными углеводородами рек Сибири, начиная с 70-х годов ХХ века, возросло более чем на 50%, что незамедлительно сказалось на уровне загрязнения арктических морей России. Благодаря Северо-Атлантическому течению в Северный Ледовитый океан в год переносится около 1 млн.т нефтяных углеводородов. Баренцево море сегодня является зоной разгрузки течений атлантических вод. В связи с этим наиболее высокие концентрации нефтяных углеводородов наблюдаются именно здесь: от
0,7 до 1,5 мг/л (при ПДК-0,05 мг/л). Анализ показывает, что морями, требующими особого внимания, вследствие повышенной экологической уязвимости и все возрастающей степени промышленного освоения, являются Баренцево, Белое и Карское моря, Восточно-Сибирское море, Чукотское море и море Лаптевых имеют более благоприятную
экологическую обстановку в связи с удаленностью от основных источников загрязнения.
В последние годы в связи с увеличением добычи нефти на морских месторождения возрастает вклад в загрязнение Мирового океана за счет морских буровых платформ.
Изложенное свидетельствуют, что не только при авариях на объектах нефте-пользования, но и при их нормальной эксплуатации нередко имеют место масштабные разливы нефти и нефтепродуктов, которые приводят к большим экономическим потерям, ухудшению экологической обстановки, а в некоторых случаях и к экологическим катастрофам.
Энергетическая деятельность человеческого общества, в том числе функционирование нефтяного комплекса, играет, как отмечалось выше, ключевую роль во влиянии на окружающую среду. Учитывая современное состояние окружающей природной среды, предполагаемое дальнейшее развитие нефтяной индустрии должно осуществляться с учетом уменьшения ее влияния на окружающую среду и обеспечения перехода России к устойчивому развитию, при котором должны сбалансировано решаться проблемы социально-экономического развития и сохранения благоприятной окружающей природной среды и природно-ресурсного потенциала в интересах будущих поколений. Литература
1. Безопасность России. Энергетическая безопасность. (Нефтяной комплекс России). /Авторский коллектив/. М.: МГФ «Знание», 2000, с. 432.
2. Слащева А.В. Источники загрязнения окружающей среды нефтепродуктами. Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях, вып.9, 1997, с.54-59.
3. Перенага О.П., Давыдова С. Л. Экологические проблемы химии нефти. Нефтехимия, 1990, т.39, № 1.
4. Волчков С.В.,Прусенко Б.Е., Сажин Е.Б. и др. Анализ причин аварий на промысловых нефтепроводах Западной Сибири. Сборник научных трудов «Морские и арктические нефтегазовые месторождения и экология», - М, РАО Газпром, 1996, с.26.
5. Мещеряков С.В. Проблемы экологии в топливно-энергетическом комплексе России. Химия и технология топлив и масел. 2000, № 2, с.12-14.
6. Владимиров А.М., Ляхин Ю.И. и др. Охрана окружающей среды. - Л. Гидрометеоиздат, 1991.
7. Гриценко А.И., Акопова Г.С., Максимов В.М. Экология. Нефть и газ. - М, Наука, 1997, с. 598.
8. Ахметова Т.И., Мухутдинова Т.З., Мухутдинов А.А. Проблемы аналитического контроля объектов окружающей среды в районе расположения нефтехимических производств. Экология и промышленность России, 2001, февраль, с.39.
9. Сыроедов Н.Е., Попов А.В. Проблемы экологии при хранении и транспорте нефтепродуктов. ЦНИИТЭнефтехим, - М, 1994, с. 58.
10. Гурвич Л.М. Нефтяное загрязнение гидросферы, - М, 1997.
11. Ерцев Г.Н., Баренбойм Г.М., Таскаев А.И. Опыт ликвидации аварийных разливов нефти в Усинском районе Республики Коми. - Сыктывкар, 2000, с. 183.
12. Владимиров В.А., Измалков В.И. Катастрофы и экология. - М, Контакт-Культура, 2000, с. 380.
13. Владимиров В.А., Долгин Н.Н., Богачев В.Я. и др. Катастрофы конца ХХ века. - М.: Геополитика, 2001, с. 424.
14. Владимиров В.А., Измалков В.И., Измалков А.В. Радиационная и химическая безопасность населения. М.: Деловой экспресс, 2005, с. 543.
