Ликвидация разливов нефти биоразлагающими сорбентами
Разливы нефтепродуктов - ситуация в России
Вопреки широко распространенному мнению, нефтяные загрязнения поступают в гидросферу как при аварийных ситуациях, так и безаварийных. Поступление нефтяных загрязнений в гидросферу происходит за счет добычи и хранения нефти и нефтепродуктов, эксплуатации оборудования на нефтеперерабатывающих, нефтехимических, машиностроительных заводах и производствах, автомобильного транспорта и т.п. По различным оценкам, в процессе добычи, подготовки и транспорта теряется от 1 до 16,5% добываемой нефти и продуктов ее переработки. Из них до 20% нефти попадает в водоемы.
Основные потери нефти в РФ наблюдаются в системе трубопроводного транспорта. При транспортировке нефти по внутрипромысловым и магистральным продуктопроводам на всей территории России ежегодно отмечается около 20 тысяч аварий, из которых до 60 аварий – крупные.
Основными причинами выхода из строя нефтепроводов являются:
Основные причины выхода из строя внутрипромысловых трубопроводов:
В России загрязнения донных и береговых осадков, почв и грунтов углеводородными соединениями по настоящее время устраняются преимущественно лишь механическим способом с последующим захоронением собранных загрязнений в могильниках или нефтешламовых амбарах, которые в свою очередь являются концентраторами вредных веществ, но уже для экосистем территорий их расположения. Таким образом, проблема не решается коренным образом, а лишь меняется место ее дислокации.
Ликвидация последствий разлива нефтепродуктов при помощи насосной системы Salarollpump
Накопленный итог подобного решения проблем разливов нефтепродуктов на протяжении многих лет – огромное количество земель пораженных углеводородными соединениями. Под влиянием общественности – с одной стороны, и под действием постоянно ужесточающегося экологического законодательства – с другой, качественный уровень решения проблем разливов нефтепродуктов растет с каждым годом. Больше внимания стало уделяться и последующей обработке пораженных участков после механического сбора нефтепродуктов.
Сорбент нефтепродуктов - эффективное решение ликвидации разливов
Существует несколько методов ликвидации нефтезагрязнений: самоочищение, механический, физико-химический и биологический, а стандартный процесс очистки состоит из механического для сбора основной массы углеводородов и товарной части разлива, сорбционной очистки для устранения видимой части разлива и использования биопрепаратов для окончательной очистки до уровня ПДК.
Одним из компонентов комплекса очистки нефтяных загрязнений является процесс применения нефтяных сорбентов для поглощения разлившейся нефти.
Сорбенты делятся на адсорбенты и абсорбенты. Адсорбенты - материалы, для которых характерен процесс поглощения путем физической поверхностной адсорбции. Абсорбенты - материалы, для которых характерен диффузионный процесс поглощения всем своим объемом. И здесь следует заметить, что большинство представленных на рынке сорбентов – адсорбенты.
На данный момент в Российской Федерации используется множество различных сорбентов, как неорганических (минеральных), так и органических.
Сорбенты можно классифицировать на: неорганические, на основе торфа и сапропеля, на основе сырья животного и растительного происхождения, целлюлозосодержащие, синтетические, биосорбенты.
При оценке эффективности сорбентов обычно руководствуются тремя критериями: нефтеемкостью, влагоемкостью и плавучестью. Оценка эффективности может быть определена согласно ТУ 214-10942238-03-95.
Их поглотительная способность различается значительно. Постоянными остаются технико-экономические критерии выбора: соотношение поглотительная способность/ цена. Однако предлагается изменить угол зрения и посмотреть на проблему со стороны экологии. Применяемый сорбент, прежде всего, должен максимально решать экологические проблемы, а в идеале, оптимизировать затраты на ликвидацию последствий разливов.
Способность биоразложения поглощенных углеводородов
При этом с экологической точки зрения, более важными становятся: способность биоразложения углеводородов внутри себя, отсутствие десорбции, степень очистки и неабразивность. А, например, показатель нефтеемкости вообще можно считать относительным, так как если даже сорбент много впитывает углеводородов на кг сорбента, то в объеме данный сорбент занимает больше места, а в объемной доле данный сорбент впитывает уже не так много. А с точки зрения практики применения сорбенты с высоким уровнем нефтеемкости тяжело использовать с максимально возможным уровнем сбора углеводорода. А также они имеют очень низкий удельный вес и их тяжело использовать при наличии ветра.
Здесь может послужить примером сорбента с высокой нефтеемкостью вспененный графит, который впитывает до 55 кг нефти на 1 кг сорбента, но это возможно только при определенной технологии, а сам сорбент улетает при минимальной скорости ветра. То есть преимущество по нефтеемкости становится одновременно и его недостатком.
В связи с ужесточающимся экологическим законодательством требуется использовать сорбент, который является экологически безопасным решением при ликвидации последствий аварийных разливов нефти и нефтепродуктов, способный к биоразложению поглощенных углеводородов и отсутствием десорбции, возможностью работы на воде и суше, высокой степенью очистки и неабразивностью, удобным в применении.
Такой сорбент может помочь при не ровном ландшафте, например, в оврагах или заболоченных местностях, где подъезд тяжелой и габаритной техники невозможен. В таких ситуациях сорбент может стать не дополнительным, а основным методом ликвидации последствий разлива. Засыпав пораженную местность, сорбент впитывает в себя, останавливает распространение разлива и локализует его, убирая видимость и запах, а в при положительной температуре начинает его биоразлагать.
Дополнительным мотивом использования сорбента с возможностью биоразложения является экономия средств при ликвидации последствий разлива и рекультивации пораженного участка.
Документальное подтверждение способности биоразложения
Для подтверждения способности биоразложения над сорбентом требуется провести эксперимент в соответствующих учреждениях.
Отбор почвы проводили в соответствии с ГОСТом, предварительно почву требуется очистить от посторонних включений. Эксперимент по изучению влияния сорбента на очистку почвы от нефтяного загрязнения следует проводить в течение большого периода времени (в районе полугода и более). Следует делать несколько проб с разными соотношениями сорбент/нефть и различных уровнях загрязнения почвы.
В динамике следует определять следующие показатели:
- содержание нефтепродуктов,
- токсичность водных вытяжек из почв,
- активность микробоценоза почвы,
- токсичность почвы по фитоценотическим показателям растений в краткосрочных экспериментах (например, пшеницы, овса, трав и т.д.),
- агрохимические параметры (например, аммиачный и нитратный азот, фосфор подвижный, гумусовые кислоты, рН) и др.
Также нужной информацией будет являться определение класса опасности чистого сорбента, сорбента после впитывания им углеводородов и после проведения процесса биоразложения.
Документально данное исследование должно подтверждено заключением, в котором должно быть описаны метод исследования, его результаты и выводы.
Формально данные исследование могут проводить исследовательские институты, которые непосредственно взаимосвязаны с нефтяной отраслью и/или почвоведением, сельским хозяйством.
Например, на кафедре промышленной экологии при РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина в 2008 году уже проводились подобные исследования. На стол лаборантам попал абсорбент на основе канадского торфяного сфагнового мха «Canadian Sphagnum Peat moss» под торговыми марками «Spill-Sorb» . Тогда были получены положительные результаты на способность абсорбента биоразложения нефти.
В заключение, хотелось бы отметить, чтобы компании, решающие экологические проблемы, пользовались только экологически чистыми препаратами, в частности сорбентами, которые позволяют максимально решать проблемы экологии. Поскольку окружающая среда – главное наше богатство, и мы должны сохранить ее для будущих поколений.
Автор: С.В. Мещеряков
Президент фонда «Национальный Центр Экологического Менеджмента и Чистого производства для нефтегазовой промышленности», зав. Кафедрой промышленной экологии РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, д.т.н., профессор, академик РАЕН, Лауреат Государственной премии РФ