Опыт применения системы мониторинга разливов нефтепродуктов на воде

Неуклонный рост объемов добычи, переработки и использования нефтепродуктов в России требует постоянного расширения транспортной инфраструктуры и производственных мощностей, что наряду с положительным экономическим эффектом неизбежно приводит к возрастанию антропогенной нагрузки на объекты окружающей среды, в том числе водные экосистемы.

Сбросы судовых подсланевых вод, сбросы сточных вод предприятиями, аварии на нефтяных трубопроводах, пересекающих водные артерии, и на транспорте, осуществляющем перевозку нефтепродуктов водными путями, приводят к поступлению в водную среду больших объемов нефтепродуктов, что негативно сказывается на состоянии водных и прибрежных экосистем, наносит ущерб хозяйственной деятельности человека и ухудшает качество жизни населения прибрежных районов.

Постоянное ужесточение требований природоохранного законодательства к допустимой степени воздействия на природную среду всех видов экономической деятельности влечет существенное увеличение экономической нагрузки на природопользователей и толкает их к все более тщательной проработке вопросов снижения негативного воздействия на окружающую природную среду.

В 2016 году перед АО «Нефтегазавтоматика» (центр нефтегазовых технологий госкорпорации «РОСТЕХ») предприятием-заказчиком была поставлена задача разработки системы мониторинга участка поверхности реки Волги, находящегося в зоне ответственности Заказчика, на предмет появления пятен нефтепродуктов.

Для отгрузки нефтепродуктов Заказчик наряду с автомобильным и железнодорожным транспортом использует наливные терминалы, расположенные в русле реки Волги. Для обеспечения экологической безопасности при отгрузке товарной продукции ведется непрерывный приборный и визуальный контроль состояния всех систем и процессов, что позволило полностью исключить утечки нефтепродуктов в процессе отпуска.

Вместе с тем имеют место сбросы проходящими судами подсланевых вод в русло реки выше по течению, как правило в ночное время, что не позволяет службам Заказчика обеспечить своевременное обнаружение. Пятна нефтепродуктов проходят по руслу и обнаруживаются жителями поселений, расположенных ниже по течению от нефтеналивных терминалов. Факты наличия сбросов фиксируются природоохранными организациями, к Заказчику применяются штрафные санкции, в результате которых он несет экономический и репутационный ущерб.

Таким образом имела место задача организации круглосуточного оперативного мониторинга и детектирования загрязнения водной поверхности нефтепродуктами с целью: а) своевременного оповещения контрольно-надзорных органов и организаций, обеспечивающих мероприятия ЛАРН, об обнаружении загрязнения; б) защиты экологической репутации природопользователя и снижения экономических издержек на уплату штрафов за загрязнение водной среды.

Специалистами компании «Терра Экология инжиниринг», занимающейся разработкой решений в области обеспечения экологической безопасности было принято решение построить систему непрерывного мониторинга загрязнения водной среды нефтепродуктами на базе лазерного дистанционного сенсора.

Использование лазерного детектирования позволяет получить информацию о наличии нефтепродукта на водной поверхности максимально оперативно (десятые доли секунды) и без непосредственного контакта с водной средой.

Проектирование, построение и реализация системы непрерывного дистанционного детектирования нефтепродуктов на поверхности воды выполнялись специалистами ООО «Терра Экология инжиниринг» и специалистами АО «Нефтегазавтоматика», имеющими неоценимый опыт в разработке и реализации высокотехнологичных решений в области экологической безопасности для нефтегазового и энергетического комплекса.

Применение лазерного датчика позволило обеспечить практически моментальное детектирование наличия нефтяной пленки. В то же время необходимо было поместить датчик непосредственно в место детектирования, то есть в русло реки. В связи с этим было принято решение скомпоновать систему мониторинга и обнаружения на базе речного буя.

Элементом детектирования послужил лазерный датчик нефтепродуктов, установленный в корпусе буя под углом 45 градусов к горизонтали с выводом линзы датчика в специально изготовленное смотровое окно.

Беспроводную связь датчика и пульта дежурного на нефтеналивном причале обеспечил GPRS-терминал с антенной. Питание системы осуществлялось с помощью свинцово-кислотного аккумулятора с загущенным электролитом на 24 А*ч. Для исключения полного разряда аккумулятора и обеспечения бесперебойного питания системы на весь период навигации на корпусе буя были дополнительно установлены солнечные панели. Каждый датчик оснащен системой фиксации текущих координат (GPS-меткой). Это позволит связать в единый набор три параметра: факт детектирования, время детектирования и место детектирования и доказать факт появления загрязнения раньше начала зоны ответственности Заказчика.

В 2016 году был построен и протестирован первый элемент системы. На сегодняшний день система мониторинга состоит из трех элементов (датчиков), установленных с учетом гидрологических особенностей русла. Это позволяет приблизить зону покрытия русла к максимальной.

Сбор, обработка, хранение и анализ поступающих от сети датчиков данных, а также своевременное автоматическое оповещение оператора (посредством звуковых и визуальных сигналов) и всех заинтересованных лиц (посредством sms и e-mail оповещений) происходит под управлением программного обеспечения, входящего в комплект поставки датчика нефтепродуктов. Программное обеспечение позволяет отражать состояние каждого из элементов сети датчиков в реальном времени, выводить на экран, сохранять и в последующем анализировать поступающие от датчиков данные, выполнять калибровку и настройку датчиков в соответствии с внешними условиями, своевременно оповещать оператора и ответственных лиц об обнаружении нефтепродуктов.

За год работы система детектировала несколько пятен нефтепродуктов на поверхности воды, что позволило обеспечить своевременное оповещение ответственных лиц. Таким образом, система мониторинга и детектирования разливов нефтепродуктов на водной поверхности, разработанная специалистами ООО «Терра Экология инжиниринг» и АО «Нефтегазавтоматика» функционирует эффективно и отвечает задачам, поставленным перед системой Заказчиком.