XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

Загрязнение водной среды в результате утечки нефти и нефтепродуктов при авариях на морских (речных) объектах приносит значительный вред экологии. Вне зависимости от масштаба и характера аварии необходимо: во-первых, локализовать нефтяное пятно, во-вторых, ликвидировать последствия разлива сырья. Процедура локализации и ликвидации аварийных разливов нефтепродуктов предполагает комплексное решение проблемы с использованием различных технических средств и методических подходов, которые позволяют уменьшить потери сырья и снизить до минимума экологический вред.

Для препятствия распространению нефти и нефтепродуктов, как правило, применяются боновые заграждения. Тип данных заграждений определяется исходя из характера аварийного разлива сырья.
После локализации проблемы, необходимо приступить к ликвидации последствий разлива нефти. Существует несколько методов ликвидации катастрофы, которые зависят от масштабов аварии. Среди них основными являются:
1)механический
2)термический
3)физико-химический
4)биологический
Нами будет более подробно рассмотрен физико-химический метод ликвидации аварийных разливов нефти.
Физико-химический метод основан на использовании диспергентов и сорбентов. Данный способ эффективен в случае, когда невозможен механический сбор.

Применение диспергентов
Химические реагенты (диспергенты) сами по себе не очищают водоем от нефти, а только ускоряют процесс ее разложения с образованием прямой эмульсии (нефть в воде), а также путем сбора увеличивают толщину пленки нефти или переводят ее в полутвердое состояние и ограничивают ее растекаемость. Наибольший эффект дают комплексоны — поверхностно-активные вещества, обладающие одновременно диспергирующими, стабилизирующими, моющими, смачивающими, пептизирующими, флокулирующими и другими свойствами. Наиболее распространенными из них являются водорастворимые диспергенты — ДН-75, ЭПН-5, Корексит 7664 и маслорастворимые диспергенты — Корексит 3667, Корексит 9527, Корексит ОС-5, ОМ-6, ОМ-82 и другие, из которых наиболее эффективны маслорастворимые (эффективность возрастает слева направо).
Водорастворимые диспергенты менее токсичны, имеют меньший расход (0.1-0.6%) и способствуют самоочищению водоемов. При вводе диспергента в виде пены (ввод воздуха в раствор диспергента) его расход сокращается в 2.5-5.0 раз. Маслорастворимые диспергенты лучше диспергируют пленку нефти на капли, но они токсичны.
Диспергенты наиболее эффективны, если с момента разлива нефти прошло не более 72 часов и температура окружающей среды выше 5 °С. Их не рекомендуется применять на мелководье и глубинах менее 10 м. Они могут наноситься с судов, вертолетов и самолетов, при этом распыление с самолета представляет наилучший метод при больших разливах нефти. Применение диспергентов с воздуха позволяет распылять их в штормовую погоду, когда невозможно использование средств механического сбора нефти. Ключевым соображением является обработка наиболее утолщенных частей нефтяного пятна применением достаточного количества диспергента.
В случае малых загрязнений водоема рыбохозяйственного значения, пленку нефти лучше удалять сорбентами. При избытке раствора диспергента размеры капель уменьшаются, что крайне нежелательно.
Применение сорбентов
Применение сорбентов возможно при толщине пленки нефти 1 мм и более. Сорбенты могут быть природными и синтетическими, тонущими и плавающими, минеральными и органическими. Наибольшее распространение получили нефтепоглощающие сорбенты, способные плавать на поверхности воды при отсутствии нефтяной пленки и при поглощении нефти. К природным сорбентам относятся солома, торф, мох, вермикулит, гидрофобизованный кремний органическими жидкостями, опилки и другие вещества, которые поглощают 8-19-кратное количество нефти, превышающее их собственную массу. Природные материалы не всегда удовлетворяют требованиям качества и технологии очистки, поэтому их иногда подвергают специальной обработке (для повышения нефтепоглощающей способности) или применяют пористые материалы (пенополиуретан, пенополистирол), фенолформальдегидную смолу с продуктом пиролиза твердых остатков сточных вод (наполнитель), пластмассовые микробаллоны (пламилон), поглощающие 40-кратное количество нефти выше собственного веса.
Пламилон представляет собой легкий порошкообразный сорбент. В качестве такого материала используют пластмассовые микробаллоны, которые представляют собой полые микросферические частицы из пластмассы, заполненные азотом и имеющие размеры от 10 до 40 мкм, плотность 80-200 кг/м³, нерастворимые в агрессивных и органических средах. Высокая сорбционная способность пламилона обусловлена большой удельной поверхностью данного сорбента (более 10 м²/г) и гидрофобным характером его смачиваемости. Для сбора 1 тонны нефти необходимо от 40 до 130 кг пламилона со степенью очистки до 27%.
Основными проблемами при использовании сорбентов являются их распыление за пределы зоны очистки и плохое проникновение в толщу нефтяного загрязнения из-за низкой объемной массы. Поэтому ввод таких сорбентов эффективнее производить из-под воды, где под действием выталкивающей силы сорбент всплывает на поверхность, таким образом, поглощая нефть.

Список литературы

Рязанов Я.А. Энциклопедия по буровым растворам. - Оренбург: издательство «Летопись», 2005. -664с.

Альхименко А.И. Аварийные разливы нефти в море и борьба с ними. СПб: ОМ-Пресс, 2004. - 113 с.

Воробьев Ю.Л., Акимов В.А., Соколов Ю.И. Предупреждение и ликвидация аварийных разливов нефти и нефтепродуктов – М.: Ин-октаво, 2005. – 368 с.