МОУ гимназия №56
Исследовательская работа
«Способы ликвидации нефтяных загрязнений
На примере воды
В России ».
Выполнила:
Чуракова Екатерина 11 «Э»
Проверила:
Учитель биологии гимназии №56
Пермякова Н.В.
Ижевск 2006
Содержание
I. Введение ……………………………………………………………1-4
II. Основная часть:
1.Организация и управление охраной окружающей природной
среды на предприятиях нефтяной и газовой промышленности …………….5-6
2.Критерии качества среды и нормативы допустимого
Воздействия……………………………………………………………………..7-8
3.Экологическая характеристика нефтегазодобывающего производства……………………………………………………………………..8-9
4.Источники и масштабы техногенного загрязнения в нефтяной
Промышленности………………………………………………………………..9
5.Охрана недр и окружающей среды…………………………………………...9-10
6.Охрана водных ресурсов……………………………………………………..10-12
7.Охрана природных вод……………………………………………………….13-14
8.Способы борьбы с нефтезагрязнением водных
Объектов…………………………………………………………………………14-19
9.Мониторинг нефтяного загрязнения…………………………………………19
10.Система наблюдения за нефтяным загрязнением………………………….20
11.Контроль за загрязнением окружающей среды в зоне деятельности
нефтегазодобывающих управлений………………………………………...….20-21
III. Заключение………………………………………………………...22
IV. Список литературы………………………………………………..23
Введение.
Состояние окружающей природной среды является одной из наиболее острых социально-экономических проблем, прямо или косвенно затрагивающих интересы каждого человека.
Создавая необходимые для своего существования продукты, отсутствующие в природе, человечество использует различные незамкнутые технологические процессы по превращению природных веществ. Конечные продукты и отходы этих процессов не являются в большинстве случаев сырьем для другого технологического цикла и теряются, загрязняя окружающую среду. Человечество преобразует живую и неживую природу значительно быстрее, чем происходит их эволюционное восстановление. Потребление нефти и газа несопоставимо, например, со скоростью их образования.
В настоящее время человечество находится в периоде сверх интенсивного
использования ресурсов окружающей среды – расход ресурсов превышает их прирост, что неизбежно ведет к исчерпанию
ресурсов.
Современное экологическое состояние территории России можно определить как критическое.
Продолжается интенсивное загрязнение природной среды. Спад производства не сопровождался снижением загрязнений, т.к. в условиях рыночных отношений стали еще более экономить на природоохранных затратах. На фоне ухудшения социально-экономических условий проживания граждан России проблема экологического неблагополучия приобрела особую остроту. Она представляет реальную угрозу самим биологическим основам здоровья и жизнедеятельности населения страны.
Специалисты по экологической ситуации считают, что кардинальное улучшение состояния окружающей природной среды в России может стать возможным только при реализации дополнительно ко всем существующим сейчас направлениям действий в области охраны окружающей среды и здоровья человека двух новых подходов.
Первый – связан с применением во всех областях внутренней политики концепции перехода РФ к устойчивому развитию
. Это означает необходимость постоянного учета в экономической и социальной жизни общества проблем исчерпаемости природных ресурсов, экологической емкости биосферы в целом. Для этого прежде всего потребуется прекратить планировать и осуществлять хозяйственные и технические проекты, не обеспечивающие сохранность и поддержание как глобального, так и регионального природного равновесия.
Второй подход в решении экологических проблем связан с внедрением при оценке хозяйственной и иной деятельности концепции уровня приемлемого риска
.
Общеизвестно, что среди экологически неблагополучных отраслей отечественной промышленности ТЭК занимает едва ли не первое место. На его долю приходится свыше 40% общих загрязнений окружающей среды.
Предприятия ТЭК ежегодно нарушают около 30 тыс. га земель, при этом рекультивируют менее половины. Из этого объема земель 43% приходятся на долю нефтяной отрасли.
Нефтегазодобывающая отрасль – одна из самых экологически опасных отраслей хозяйствования. Она отличается большой землеемкостью, значительной загрязняющей способностью, высокой взрыво- и пожароопасностью промышленных объектов. Химические реагенты, применяемые при бурении скважин, добыче и подготовке нефти, а также добываемые углеводороды и примеси к ним являются вредными веществами для растительного и животного мира, а также для человека.
Нефтегазодобыча опасна повышенной аварийностью работ, т.к. основные производственные процессы происходят под высоким давлением. Промысловое оборудование и трубопроводные системы работают в агрессивных средах.
Определяющими факторами глобального нефтегазопромышленного техногенеза являются:
-масштабы добычи
нефти и газа;
-
уровень
их потерь
естественном и переработанном виде.
При современных способах разработки около 40-50% разведанных запасов нефти и 20-40% природного газа остаются не извлеченными из недр, от 1-17% нефти, газа и нефтепродуктов теряются в процессах добычи, подготовки, переработки, транспортирования и использования.
Крупные комплексы нефтяной и газовой промышленности и населенные пункты преобразуют почти все компоненты природы (воздух, воду, почву, растительный и животный мир и т.п.).
В атмосферу, водоемы и почву в мире ежегодно выбрасывается более 3 млрд. т. твердых промышленных отходов, 500 км3
сточных вод.
Номенклатурный состав ядовитых загрязнений содержит около 800 веществ, в том числе мутагены (влияют на наследственность), канцерогены, нервные и кровяные яды (функции нервной системы), аллергены и др.
Только предприятия нефтедобывающей промышленности России в последнее время ежегодно выбрасывают в атмосферу более 2.5 млн т загрязняющих веществ, сжигают около 6 млрд м3
нефтяного газа, оставляют неликвидированными десятки амбаров с буровым шламом, забирают из водоемов 740 млн м3
пресной воды.
Нерегулируемый в экологическом смысле рост объемов добычи нефти, газа и других топливно-энергетических ресурсов обусловил опасные деградационные процессы в литосфере: обвалы, землетрясения, провалы, местные подвижки земной коры и т.д., что отрицательно влияет на распределение геомагнитного и гравитационного полей Земли.
По второму фактору регионально-экологического значения:
Потери нефти в мире при ее добыче, переработке и использовании превышают 45 млн. т. год, что составляет около 2% годовой добычи. Причем, из них 22 млн. т. теряется на суше, около 7 млн. т. – в море и до 16 млн. т. поступает в атмосферу из-за неполного сгорания нефтепродуктов при работе автомобильных, авиационных и дизельных двигателей.
Наибольшее количество выбросов веществ, загрязняющих атмосферу, приходится на долю факелов, особенно при аварийных ситуациях. Расчеты показали, что 75% количества выбросов составляют оксид углерода: СО. При неполном сгорании нефтяного газа, он поступает в верхние слои атмосферы, где окисляется до СО2
и участвует в создании «парникового» эффекта.
Выброс загрязняющих веществ (ЗВ) от объектов добычи нефти создает на месторождении зоны, где приземные концентрации превышают ПДК в 3-10 раз.
В настоящее время масштабы воздействия на природу стали превышать ее восстановительный потенциал.
Объем загрязняющих веществ в воздухе и воде, почве непрерывно растет. Окружающая природная среда необратимо и опасно изменяется. Промышленные объекты являются источниками выбросов в атмосферу окислов серы и окислов азота и обусловливают повышенный риск выпадения, так называемых, кислотных дождей. Природная среда не только сама изменяется, но и изменяет большое разнообразие биологических видов (биоценозов).
Таким образом, во всех видах производственной деятельности предприятий нефтегазовой отрасли окружающая природная среда используется как источник
потребляемых природных ресурсов и как природная емкость
для хранения углеводородного сырья и для сброса
непригодных для дальнейшего использования на данном этапе развития производственных отходов. Международное сообщество, стремясь придать развитию устойчивый и долговременный характер с тем, чтобы оно отвечало интересам нынешнего поколения, не лишая потомков возможности удовлетворять свои потребности, в рамках ООН приняло ряд важных решений и программных документов. Это – прежде всего:
- Декларация Конференции ООН по проблемам окружающей среды, прошедшей в Стокгольме в 1972г;
- Декларация Конференции ООН по окружающей среде и развитию, состоявшейся в 1992г. в Рио-де-Жанейро;
- Программа действий на 21 век, принятая Генеральной Ассамблеей ООН на ее девятнадцатой специальной сессии в 1997г.
Техническое и технологическое отставание отечественной продукции от зарубежных аналогов не позволяет винить в отраслевых экологических проблемах одних только нефтяников. Проблемы эти лишь наиболее ярко проявляются в сфере их деятельности. В связи с этим необходимо подчеркнуть, что повышение экологической эффективности нефтегазового производства является комплексным вопросом, решение которого зависит от общего состояния экономики России. Необходима долгосрочная государственная программа технического переоснащения нефтегазового комплекса, которая бы предусматривала и решение существующих экологических проблем в соответствии с современными мировыми стандартами.
В нефтегазовой отрасли, как и в целом по России, необходимо скорейшее решение ряда принципиальных задач. К их числу относится обеспечение стабилизации и последующего коренного улучшения состояния окружающей среды за счет «экологизации» экономической деятельности, т.е. ввод хозяйственной деятельности в пределы емкости экосистем на основе массового внедрения энерго- и ресурсосберегающих технологий, внедрение системы экологического управления и менеджмента, включающей в себя создание такого механизма, который целенаправленно будет ориентировать все субъекты предпринимательства на соблюдение природоохранных требований, требуется системных подход, оптимизирующий весь материально-производственный цикл – от сырья до готового продукта и утилизации отходов производства. Этот цикл должен включать в себя создание замкнутой промышленной схемы малоотходного и экологически приемлемого производства.
В период переходной экономики российский нефтегазовый комплекс оказался одной из самых устойчивых и стабильных отраслей экономики, хотя внешние (падение цен на нефть) и внутренние (экономический кризис) причины легли тяжелым бременем и на нефтегазовый комплекс страны. Но и в этих условиях наши предприятия берут на себя инициативу решения экологических проблем и осуществления природоохранных проектов.
Я бы хотела рассмотреть проблему охраны окружающей среды на предприятиях нефтяной и газовой промышленности и более подробно остановиться на загрязнении воды.
ПРАВОВЫЕ И ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ ОСНОВЫ ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ
ОРГАНИЗАЦИЯ И УПРАВЛЕНИЕ ОХРАНОЙ ОКРУЖАЮЩЕЙ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ НЕФТЯНОЙ И ГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Служба охраны окружающей среды на нефтедобывающих предприятиях создается с целью организации природоохранной
деятельности предприятий и всех его подразделений. На нее возлагается ответственность за обеспечение осуществления мероприятий по охране окружающей среды, реглам
ентированных соответствующими нормативными актами. В своей работе служба руководствуется принципами управления
охраной окружающей среды, в основе которых лежат целевой и комплексный подходы к проблеме.
Природоохранная деятельность предприятий строится с у
четом единства цели и основных интересов охраны окру
жающей
среды на всех уровнях хозяйствования от предприятия до народного хозяйства в целом. Основной целью природоохранной деятельности нефтегазодобывающих
объединений и входящих в его состав предприятий и организаций является снижение отрицательного воздействия производственных
процессов на. окружающ
ую среду. Следовательно,
основной задачей служб по охран
е окру
жающей
среды является организация работ по снижению отрицательного воздействия пре
дприятий на окружающую среду региона.
Одним из важнейших принципов управления природоохранной деятельностью предприятий является учет специфики воздействия отрасли на окружающую среду. Основная специфика нефтедобывающей промышленности состоит в территориальной разбросанности промысловых объектов, большой протяженности нефтепроводов и водоводов, токсичности и экологической опасности
применяемых материалов и химреагентов,
нефтепромысловых сточных вод и отходов производства для окружающей среды, водоемкости
технологических процессов и потреблении бол
ьшого количества пресной воды.
Это усиливаетопасностьзагрязнения водоемов,
земель и воздушного бассейна на значительных территориях и нанесения ущерба большому числу предприятий и хозяйств, расположенных на территории нефтедобывающего района. Поэтому охрана окружающей среды выдвигается в число основных производственных задач коллективов предприятий.
В соответствии с основными задачами по охране и рациональному использованию природных ресурсов на отдел охраны окружающей среды производственного предприятия возлагаются следующие функции:
1. Разработка и представление в установленном порядке в вышестоящую организацию, координирующим организациям сводных проектов комплексных программ, перспективных и годовых планов по охране природы и рациональному использованию природных ресурсов по производственному предприятию и контроль за выполнением этих планов и программ.
2. Разработка и согласование с природоохранными органами, а также с Государственным санитарным надзором, Государственной инспекцией рыбоохраны, Государственной инспекцией по регулированию использования и охране вод и Государственной инспекцией по контролю за работой газоочистных и пылеулавливающих установок в установленном порядке сводных комплексных программ, перспективных и годовых планов внедрения достижений науки и техники по охране природы и рациональному использованию природных ресурсов производственного предприятия и контроль за осуществлением этих программ и планов.
3. О
пределение соответствия техники и технологии, применяемой в производственном предприятии, современному уровню развития науки и техники в части требований охраны природы и рационального использования ресурсов.
4. Согласование заказов, технических за
даний и условий на создание и внедрение новых тех
нологических процессов, технических средств в части охраны природы, в том числе и технологических процессов, заимствованных из других отраслей и закупаемых за рубежом,
5. Участие в создании и внедрении новых технологических процессов, технических средств и организации оснащения источников загрязнения очистными сооружениями, обеспечивающими снижение выбросов вредных веществ в водоемы, атмосферу и в почву до нормативов предельно допустимых выбросов (сбросов) или временно согласованных выбросов (сбросов). Осуществление контроля за эксплуатацией этих сооружений.
6. Рассмотрение проектной документации и выдача заключений в части соблюдения правил охраны природы и рационального использования природных ресурсов, включая:
проекты новых технологических процессов, технических средств, препаратов;
проекты реконструкции технологических процессов, технических средств, в том числе на применение техники, технологических процессов; внедрение пусковых комплексов и т.д.
7. Организация проведения конференций, совещаний, семинаров, школ передового опыта и выставок по охране природы и рациональному использованию природных ресурсов.
8. Ведомственный плановый и выборочный контроль за деятельностью предприятий и организаций в части соблюдения правил охраны природы и рациональ
ного использования природных ресурсов.
9. Участие в планировании и контроль за рациональным использованием материальных, финансовых и людских ресурсов на охрану окружающей среды и недр производственного предприятия.
КРИТЕРИИ КАЧЕСТВА СРЕДЫ И НОРМАТИВЫ ДОПУСТИМОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ
Практически вся производственная деятельность человека оказывает воздействие на природу. В результате в окружающей среде происходят количественные и качественные изменения, из которых негативные можно условно подразделить на две категории: нарушения и загрязнения.
Загрязнение — это привнесение в среду или возникновение в ней новых, обычно не характерных для нее физических, химических, информационных или биологических агентов, или пре
вышение в рассматриваемое время естественного среднемноголетнего уровня (в пределах его крайних колебаний) концентрации перечисленных агентов в среде, нередко приводящее к негативным последствиям.
Общие причины неблагоприятного воздействия антропогенной деятельности в основном следующие:
1. Сложность полного изолирования технологии от биосферы, в том числе при применении особо токсичных соединений и элементов.
2. Неполнота протекания химических реакций и, как следствие, образование (выделение) побочных продуктов производства: фильтратов,
шламов, промывных вод, газообразных продуктов пиролиза, газов, не вступивших в реакцию, и т.п. В числе прочих в окружающую среду попадают такие вещества, как бенз(а)пирен, полихлорбифенилы, в том числе признанные суперэкотоксикантами диоксины.
3. Проблема отходов. В мире ежегодно добывается более 1000 млрд. т горных пород, в бывшем СССР — 15 млрд. т. Из этого объема 50% превращаются в отходы и складируются в виде отвалов. В цветной металлургии полезно используется около 0,5% добываемой горной массы.
4. Проведение технологических процессов в жестких условиях, далеких от условий биосферы (при высоких давлениях, температурах, скоростях, электромагнитных полях и т.д.). Производство, применение и направление в отходы устойчивых и неизвестных в природе соединений, веществ и материалов.
5. Использование в повышенных концентрациях соединений, не встречающихся в природе: пестициды, антибиотики и пр.
6. Неуклонный рост энергоемкости.
Все нормативы качества окружающей природной среды подразделяются на три группы: санитарно-гигиенические, производственно-хозяйственные и комплексные.
Санитарно-гигиенические нормативы
являются составной частью природоохранного нормирования и направлены на охрану здоровья человека с учетом его потребностей в благоприятной окружающей среде. К этой группе нормативов качества относятся нормативы предельно допустимых концентраций (ПДК) вредны
х веществ, предельно допустимых уровней (ПДУ) воздействия радиации, шума, вибрации, электромагнитных полей.
Предельно допустимая концентрация
— максимальная концентрация примеси в атмосфере, почве или воде, отнесенная к определенному времени осреднения, которая при периодическом воздействии (прямом или косвенном) или на протяжении всей жизни человека (или других живых организмов, для которых они установлены) не оказывает вредного воздействия на него (включая отдаленные последствия) и на окружающую среду в целом. Эта величина обоснована клиническими и санитарно-гигиеническими исследованиями и носит законодательный характер.
Для атмосферного воздуха устанавливаются два значения норматива: максимальная разовая в пределах 20-30 мин. и среднесуточная величина ПДК. Например, NО2
соответственно 0,085 и 0,04 мг/м3
; SO3
—0,30 и 0,005; С — 0,100 и 0,030; СО—3,0 и 1,0; сажа —0,150 и 0,050 мг/м3
. Максимальная разовая величина ПДК не должна допускать неприятных рефлекторных реакций человеческого организма (насморк, ощущение запаха и др.), а среднесуточная — токсичного, канцерогенного, мутагенного воздействия.
ПДК токсических веществ для вод установлены раздельно для хозяйственно-бытовых и рыбохозяйственных
объектов. Например, для аммиака соответственно 2,0 и 0,05 мг/л, цинка —1,0 и 0,01, никеля —0,1 и 0,01мг/л.
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НЕФТЕГАЗОДОБЫВАЮЩЕГО ПРОИЗВОДСТВА
Экологическая опасность производства характерна для многих отраслей - химической, пищевой, текстильной, деревообрабатывающей, горнодобывающей, производства строительных материалов, транспорта и т.д. Не является исключением и нефтегазодобывающее производство.
Первой характерной особенностью нефтегазодобывающего производства
является повышенная опасность его продукции, т.е. добываемого флюида - нефти, газа, высокоминерализованных и термальных вод и др. Эта продукция пожароопасна, для всех живых организмов опасна по химическому составу, гидрофобности, по возможности газа в высоконапорных струях диффундировать через кожу внутрь организма, по абразивности высоконапорных струй. Газ при смешении с воздухом в определённых пропорциях образует взрывоопасные смеси.
Второй особенностью нефтегазодобывающего производства
является то, что оно способно вызывать глубокие преобразования природных объектов земной коры на больших глубинах - до 10-12 тыс. м. В процессе нефтегазодобычи осуществляются широкомасштабные и весьма существенные воздействия на пласты ( нефтяные, газ
овые, водоносные и др.)
Треть
ей особенностью
нефтегазодобывающего
производства
является то, что практически все его объекты,
прим
еняемые материалы,
оборудование,
техника являются источником повыше
нной
опасности
. Сюда
ж
е относи
тся весь
транспорт и спецтехника -автомобильная,
тракторная
, авиа
и т.п
. Опасны
тру
бопровод
ы с жидкостями
и газам
и под высоким
давлением, все
электролинии, токсичн
ы многие
химреаген
ты
и материалы. М
огут поступать из скважи
ны и выделяться из раств
ора такие высокотоксичные
газы, как, к примеру, сероводород; являются экологически опасными факелы, в которых сжигается неиспользуемый попутный нефтяной газ.
Четвёртой особенно
стью
нефтегазодобывающего
производст
ва
является то, что для его объектов необходимо изымать из
сель
скохозяй
ственного, лесохозяйственного
или иного пользования
соответствующие
участк
и земли.
Ин
ыми словам
и, нефте
газ
од
обывающее производство
требу
ет
отвода больши
х участков зем
ли.
ИСТОЧНИКИ И М
АСШТАБЫ ТЕХНОГЕННОГО
ЗАГРЯЗНЕНИЯВ НЕФТЯНОЙ ПРОМЫШЛЕНН
ОСТИ
При добыче нефти объем, качес
твенны
й и количественный состав загрязняющих веществ определяются
физико-химическими свойствами извлекаемого флюида, технологие
й раз
работки залежей, системой сбора и транспорти
ровки нефти.
Источн
ики загрязнен
ия
территори
и и водных
объектов на нефтепромыслах присутствуют в той или иной мере на любом участке техно
логической схемы от скважины до нефтяных резервуаров нефтеперерабатывающих заводов.
Основными загрязнителями
окружающей среды при технологических процессах нефтедобычи являются: нефть и нефтепродукты, сернистые и сероводородсодержащие
газы, минерализованные пластовые и сточные воды нефтепромыслов и
бурения скважин, шламы бурения, нефте-
и водоподготовки
и
химиче
ские реаген
ты, п
рименяемые для интен
сификации процессов нефтед
обы
чи, бурения и подготовки нефти, газа и воды.
ОХРАНА НЕДР И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Разведка, разбуривание и разработка нефтяных месторождений должны осуществляться при полном и строжайшем соблюдении мер по охране недр и окружающей среды.
Охрана недр
предусматривает осуществление комплекса мероприятий, направленных на предотвращение потерь нефти в недрах вследствие низкого качества проходки скважин, нарушений технологии разработки нефтяных залежей и эксплуатации скважин, приводящих к преждевременному обводнению или дегазации пластов, перетокам жидкости между продуктивными и соседними горизонтами, разрушению нефтесодержащих пород, обсадной колонны и цемента за ней.
Охрана окружающей среды
предусматривает мероприятия, направленные на обеспечение безопасности населенных пунктов, рациональное использование земель и вод, предотвращение загрязнения поверхностных и подземных вод, воздушного бассейна, сохранения лесных массивов, заповедников, охранных зон и т.п.
ОХРАНА ВОДНЫХ РЕСУРСОВ
Природные воды являются одним из объектов нефтяного загрязнения и наряду с атмосферой и литосферой испытывают техногенное воздействие при разведке и добыче углеводородов. При этом, в первую очередь, происходит снижение качества вод в результате загрязнения нефтью, промысловыми стоками, химреагентами, буровыми растворами.
Величина мировых потерь нефтепродуктов составляет по различным оценкам несколько сот миллионов тонн в год, из них около 20 % ежегодно попадает в Мировой океан. При поступлении углеводородов в природные воды увеличиваются концентрации органических веществ и высокотоксичных продуктов (фенолов, нафтенов). Одновременно снижается скорость газообмена
между водной средой и атмосферой. Растворимость нефти в воде
является определяющим свойством в процессе загрязнения гидросферы. Увеличение этого показателя отмечается в следующей последовательности: парафины - нафтены - олефины - ароматические вещества.
Наивысшей растворимостью характеризуются более легкие нефтепродукты, Максимальное суммарное содержание растворенных ароматических углеводородов в воде может достигать 1,5 г/л.
Одним из распространенных представителей полициклических ароматических углеводородов является бензпирен, обладающий сильным канцерогенным действием, ПДК которого в воде установлено в 0,05
мкг/л.
Присутствие нефти и нефтепродуктов в природных водах, превышающее ПДК, как правило, сокращает или полностью исключает практическое использование последних.
Поверхностные воды
Поступление нефти в океан приводит к сокращению и ухудшению биологических и рек
может составить более 30 км2
.
Предельно допустимые концентрации нефтепродуктов в природных водах
| Наименование загрязнителя | ПДК, мг/л | |
| Хоз.-питьевые водоемы | Рыбохоз. объекты | |
| Нефть и нефтепродукты | 0.3 | 0.05 |
| Нефть высокосернистая | 0,1 | - |
| Этилен | 0.5 | - |
| Мазут | 0,3 | - |
| Бензин топливный в расчете на углерод | 0,1 | - |
| Керосин в расчете на углерод | 0.1 | - |
| Нафтеновые кислоты | 0.3 | - |
| Бензол | 0.5 | 0.5 |
| Масло соляровое | - | 0.01 |
Интенсивность процессов самоочищения зависит от климатических условий региона и от свойств самой нефти
. Миграция нефти и нефтепродуктов в водной среде осуществляется в пленочной, эмульгированной и растворенной формах, а также в виде нефтяных агрегатов. Донные осадки аккумулируют нефть
, однако этот процесс нельзя рассматривать как самоочищение акваторий. В этом случае разложение сорбированных углеводородов происходит значительно медленнее, чем в водной среде. Кроме того, на контакте среды и русловых отложений устанавливается динамическое равновесие и осадки могут
служить повторным источником загрязнения
водоема.
Известна прямая связь между температурным режимом и
деятельностью микрофлоры
, очищающей воду от нефти. Наиболее эффективно процессы самоочищения проходят в районах экваториального шельфа и гораздо медленнее на глубоководных акваториях и в приполярных морях, где нефть может сохраняться в растворенном состоянии или в виде эмульсии на водной поверхности в течение нескольких десятков лет.
Разведка и добыча нефти на континентальном шельфе также сопровождается техногенным загрязнением Мирового океана. По зарубежным оценкам, поступление нефти в океан из этого источника не превышает 200-300
тыс. т /год. Аварийные разливы наиболее часто происходят при испытаниях скважин и транспортировке углеводородного сырья по трубопроводам на береговые сборные пункты.
Для охраны гидросферы от нефтяного загрязнения большое распространение должны получить превентивные природоохранные
мероприятия,
снижающие или исключающие вероятность аварии при добыче и транспортировке углеводородного сырья. Они связаны с увеличением затрат на строительство судов, морских стационарных платформ н подводных трубопроводов, но их объем значительно меньше расходов на применение методов очистки воды и убытков от ухудшения биологических и рекреационных ресурсов Мирового океана.
Подземные воды
Масштабность техногенного воздействия разведки и разработки месторождений углеводородов на подземные воды зависит от геологического строения, гидродинамических и термобарических условий, технологии эксплуатации нефтегазоводоносных комплексов
.
Влияние техногенных факторов непосредственно сказывается на изменениях физико-химического состава и органолептических свойств грунтовых вод, а с некоторым запозданием во времени - и на качественных характеристиках подземных вод глубоких
структурных горизонтов. Как следствие, гидрохимическая и температурная обстановка в водоносных горизонтах, сформированная под воздействием техногенных факторов, оказывает влияние на фильтрационные
свойства пород. Экспериментальные данные свидетельствуют, что при изменении температуры от 20 до 80 ° С проницаемость глин возрастает на один или два порядка, что, в свою очередь, обусловливает увеличение скорости латеральной миграции подземных вод и вертикального водообмена.
При фильтрации воды, загрязненной нефтепродуктами, происходит их постоянное накопление во вмещающих породах. Вместе с тем, параллельно накоплению идут процессы разложения органических веществ с учетом реальной физико-химической обстановки в коллекторе.
Существенное влияние на загрязнение поверхностных и подземных вод оказывают попутные воды
, которые извлекаются из продуктивного пласта на поверхность вместе с нефтью или газом. Наряду с высоким содержанием
солей
в этих водах присутствуют токсичные злементы
(бор, литий, бром, стронций и др.) и органические вещества
(нафтеновые кислоты, фенолы, эфиры, бензол и др.). В попутных водах встречаются механические примеси, нефтепродукты,
а также утяжелители и химреагенты
, которые применяют в процессе бурения скважин.
ОХРАНА ПРИРОДНЫХ ВОД
К природным водам относятся поверхностные воды (реки, ручьи, озера, болота и т.д), а также подземные воды пресных водоносных горизонтов.
Уменьшение сброса загрязняющих веществ возможно:
1) при рациональном водопользовании;
2) за счет повышения уровня очистки сбрасываемых вод;
3) за счет применения замкнутых систем водоснабжения
(бессточные технологии).
ОЦЕНКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДНОЙ СРЕДЫ
Нормирование качества воды состоит в установлении совокупности допустимых значений показателей ее состава и свойств, в пределах которых надежно обеспечивается здоровье населения, благоприятные условия водопользования и экологическое благополучие водного объекта.
К основным критериям оценки относятся:
- критерии, отражающие воздействие отдельных веществ или факторов;
- критерии, отражающие комплексное воздействие всех факторов, так называемые экологические критерии.
Критерии, отражающие воздействие отдельных факторов
Для сточных вод, сбрасываемых в водные объекты хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования, выделены следующие лимитирующие
показатели вредности (ЛПВ):
санитарно-токсикологический,
общесанитарный,
органолептический (вкусовой).
ПДК вредных веществ для поверхностных вод по санитарно-гигиеническим требованиям
| Вещество
|
ЛПВ
|
ПДК
р/х, мг/л |
Класс опасности
|
ПДК
сан, мг/л |
Диэтиленгликоль Этиленгликоль Метанол Моноэтаноламин Нефтепродукты и нефть Zn |
Токсикологический Сан-токс. Сан-токс. Сан-токс. Рыб.хоз. Токсикологический |
0,05 0,25 0,1 0,01 0,05 0,01 |
- 4 4 4 3 3 |
1,0 1,0 - 0,5 0,3 1,0 |
| ПДК нефтепродуктов в природных водах, мг/л | ||||
| ЗВ | ЛПВ | ПДК для хозяйственно-питьевых водоемов | ||
Нефть и нефтепродукты Нефть высокосернистая |
Органолептический -«- |
0,3 0,1 |
||
СПОСОБЫ БОРЬБЫ С НЕФТЕЗАГРЯЗНЕНИЕМ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ
В настоящее время применяют следующие методы ликвидации нефтяных загрязнений водных объектов:
-механические,
-физико-химические,
-химические,
-биологические
ТЕХНОЛОГИИ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД
Основная цель водоохранных мероприятий
на предприятиях нефтегазокомплекса – минимизация вредного воздействия на водную
среду путем эффективной очистки
бытовых и производственных сточных вод.
Существует большое разнообразие технологий очистки стоков и, соответственно, очистных сооружений. Эффективность их различна.
Эффективность очистки сточных вод разными методами
| ЗВ
|
Метод очистки
|
Концентрация
, мг/л |
Степень очистки
, % |
|
| до очистки | после | |||
| Нефть | Фильтрование (песок) Нефтеловушки Биохимическое окисление |
20-200 26000 17,6 |
10-25 57 8,2 |
50-87 99,7 53 |
Выбор метода очистки зависит от типа загрязняющих веществ.
| Загрязняющие вещества
|
Число ступеней очистки
|
||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |||
| Биологические | Биохимические | Специфические ЗВ | Ф/Х очиcтка III | ||||
| Хоз.-бытовой сток, промсток | Биосорбционная очистка | ||||||
| Физико-химические | Агрегатированная взвесь | Химически связанные | Ф/Х очистка II |
||||
| Механически агрегатированные | Физ-хим. очистка I | ||||||
| Механические примеси, нефтепродукты и др. | Механическая очистка | ||||||
Механические методы очистки сточных вод
используют гравитационные и центробежные силы для очистки сточных вод от загрязняющих веществ.
Мелкодисперсные загрязняющие частицы отделяются фильтрованием.
Грубодисперсные загрязняющие вещества (минеральные и органические) выделяют отстаиванием и разделением в поле центробежных сил на гидроциклонах или центрифугах.
Нефтеловушка
основное сооружение для отстаивания нефтесодержащих сточных вод. В ней оседает и значительное количество твердых механических примесей.
Физико-химические методы очистки сточных вод
К ним относятся методы флотации, коагуляции. Физико-химические методы позволяют интенсифицировать отделение взвешенных частиц минеральных и органических загрязняющих веществ, позволяют извлекать из стоков необходимые компоненты (экстракция, сорбция и др.).
Флотация
Флотация
– способ удаления из сточных вод загрязняющих веществ (эмульгированной нефти, нефтепродуктов, твердых минеральных загрязнителей, которые не задерживаются в нефтеловушках) за счет прилипания частиц примесей к пузырькам воздуха и выносу загрязненных веществ вместе с ними.
В зависимости от способа образования пузырьков различают флотацию: компрессионную (напорную), пенную, химическую, вибро-, био- и электрофлотацию.
Компрессионная – образование пузырьков газа в газонасыщенной воде в аппарате по мере снижения давления.
Время пребывания во флотационной зоне r = 20мин, а в отстойной зоне – 3 ч.
Количество газа (при снятии давления) не менее 15 л/м3
; содержание нефти и механических примесей не более 250-300 мг/л, деэмульгатор – нежелателен, т.к. снижает эффективность очистки.
При таком способе очистки воды возникает проблема обработки и утилизации
Биологические методы очистки
Для удаления из сточных вод растворенных органических веществ часто применяют биологическое окисление в природных или искусственных условиях
Биохимическую очистку проводят на станциях биохимической очистки, имеющих пропускную способность 50-100 м3
/сут, после механической и физико-механической очистки.
Могут быть испытаны различные микроорганизмы-деструкторы (аэробные бактерии), иммобилизованные на твердых частицах, способные «поедать» органические вещества, содержащиеся в сточных водах.
Преимущества биофильтров
: простота эксплуатации, надежность работы, малые затраты энергии, способность выдерживать 2-9 кратные перегрузки по загрязненным веществам и расходу сточных вод.
Работа аэротенка в условиях перегрузок – нарушается, состояние активного ила ухудшается.
Материал – щебень, гравий, пластмасса и полимерные материалы всевозможной конструкции.
Недостаток – биомасса на загрузке распределяется неравномерно.
Биосорбция
– это совместное использование сорбентов (активные угли, порошкообразные) и активного ила. Повышается глубина биологической очистки и процесс интенсифицируется.
Механические методы удаления нефти
К ним относятся различные методы сбора нефти с водной поверхности, начиная от ручного вычерпывания нефти до машинных комплексов нефтемусоросборщиков.
Первоначально должно быть осуществлено концентрирование и ограждение находящейся на водной поверхности нефти при помощи плавающих бонов.
Производительность такого типа устройств высокая: 150 т/ч, существует и более высокая производительность – до 6000 м3
/ч.
Физико-химические методы удаления нефти
К ним следует отнести, в первую очередь, применение адсорбирующих материалов: пенополиуретан, угольная пыль, резиновая крошка, древесные опилки, пемза, торф, торфяной мох и т.п.
Губчатый материал из полиуретановой пены хорошо впитывает нефть и продолжает плавать после адсорбции. По расчетным данным 1 м3
полиуретанового пенопласта может адсорбировать с поверхности воды приблизительно 700 кг нефти.
Адсорбенты органического и неорганического происхождения перед применением могут гранулироваться (порошкообразные) и пропитываться гидрофобизаторами.
Технология применения заключается в распылении их на нефтяную пленку.
Перспективно применение гранулированных адсорбентов и жидкостей, обладающих магнитными свойствами, которые после адсорбции нефти легко удаляются магнитом.
Для удаления нефти возможно применение минерального сырья – в частности перлитового. При термообработке при 600-1000o
С перлитовое сырье вспучивается. Для гидрофобизации на нем создается тонкая пленка парафинполимерной смеси. Нефтепоглощение: у необработанного перлита 0,52; после обработки – 0,64-0,7 г/г перлита. Попадая на поверхность воды, материал адсорбирует нефть и образует густую плотную массу, удобную для сбора обычными средствами ( в том числе частыми траловыми сетями).
Химические методы удаления разливов нефти
Удаление нефти с помощью химических соединений – детергентов – нашло применение при разливах нефти на море.
К детергентам относятся растворители и ПАВ, способствующие образованию эмульсий. Наибольшее число этих соединений относится к алкилбензолсульфонатам Na, которые отличаются по длине углеводородной цепи, связанной с бензольнымм кольцом. Следует отметить, что токсичность детергентов для морских организмов часто выше, чем самой нефти и поражающее действие нефтяного загрязнения на гидробионты может быть только усилено.
Микробиологическое разложение нефти
Это перспективное направление предотвращения загрязнения водоемов нефтепродуктами. Для некоторых бактерий нефть является питательной средой. Микробиологическая активность в большей степени зависит от температуры: скорость микробиологических процессов удваивается при увеличении температуры на 10о
С. На развитие микроорганизмов большое влияние оказывает содержание высоколетучих алифатических компонентов нефти. Введение в воду незначительных количеств нитратов и фосфатов увеличивает степень разрушения нефти на 70%.
Число органических соединений, используемых микроорганизмами в качестве источников углерода очень велико. Можно считать, что для каждого углеводородного соединения, существующие микроорганизмы способны его разложить.
Оценка степени загрязненности почв и методы их очистки разработаны гораздо слабее, чем для воды.
Механическая очистка почв и вод считается трудоемкой, связана со значительными экономическими затратами. По имеющимся, хотя и немногочисленным данным, перспективными могут оказаться микробиологические методы.
Таким образом, существуют много методов и средств для ликвидаций нефтезагрязнения объектов природной среды. Но их выбор в каждом конкретном случае индивидуален в зависимости от природных и климатических условий.
Технология сбора плавающей нефти с водных поверхностей
Необходимые технические средства:
- для ограждения загрязненных участков акваторий и локализации разливов нефти;
- для сбора плавающей на поверхности воды нефти;
- для удаления, утилизации или уничтожения собранных загрязненных веществ.
Технические средства нанесения: могут быть использованы вентиляционные установки.
Сорбент обладает высокой плавучестью, не тонет и при адсорбции нефти, не смачивается водой. Нефть с нефтесорбентом может легко удаляться с водной поверхности механическим путем (может быть черпак или специальный сепаратор).
Недостатки:
при распылении сорбента в неблагоприятных условиях часть его выносится за пределы зоны очистки;
сорбент из-за низкой плотности плохо проникает в толщу нефтезагрязения и при большой толщине нефтяного слоя коэффициент использования сорбента резко снижается.
Указанные недостатки можно преодолеть путем подачи сорбента в зону очистки из-под воды, а распыление сорбента можно осуществить напорным водным потоком.
МОНИТОРИНГ НЕФТЯНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ
Мониторинг
-
система долгосрочных наблюдений, оценки, контроля и прогноза состояния и изменения объектов. Принято делить мониторинг на базовый (фоновый), глобальный, региональный и импактный (в особо опасных зонах и местах), а также по методам ведения и объектам наблюдения (авиационный, космический, окружающей человека среды).
Поисково-разведочные работы на нефть и газ, добыча и первичная переработка углеводородов на промыслах сопровождаются нарушением естественного состояния природной среды и ее загрязнением. Масштабы техногенных изменений в нефтегазоносных районах зависят от природных условий и особенностей геологического строения, техники и технологии геолого-разведочных. и эксплуатационных работ, продолжительности разработки месторождений.
Мониторинг нефтяного загрязнения
- это отдельный раздел системы управления
качеством окружающей среды, включающий сбор и накопление информации о фактических параметрах основных компонентов окружающей среды и составление прогноза изменения их качества во времени.
Концепция мониторинга предусматривает специальную систему наблюдений, контроля, оценки, краткосрочного прогноза и определения долгосрочных тенденций в состоянии
биосферы под влиянием техногенных процессов, связанных с разведкой и разработкой нефтяных месторождений.
СИСТЕМА НАБЛЮДЕНИЯ ЗА НЕФТЯНЫМ ЗАГРЯЗНЕНИЕМ
Ведение мониторинга базируется на создании и оборудовании специальной режимной сети и наличии долгосрочной программы наблюдений.
В программе предусматривается необходимость изучения фонового состояния биосферы и определения антропогенного воздействия на окружающую среду. При этом с учетом темпов изменения экологической обстановки и скорости поступления загрязняющих веществ проводится выбор объема и количества проб, частоты и периодичности отбора, объектов опробования и их распределение по площади.
Под региональным прогнозом
понимается прогноз для крупных территорий преимущественно на качественном уровне, отражающем наиболее общие природоохранные аспекты. Характеристика ожидаемых явлений составляется по результатам анализа фактического материала с учетом пространственной и временной последовательности. В данном случае широкое применение находит метод аналогий.
Локальный прогноз
выполняется для конкретного объекта (скважина, месторождение, промысел). Интерпретация результатов стационарных наблюдений за динамикой всех компонентов окружающей среды, как правило, проводится на математических моделях с использованием аналоговых, численных и аналитических методов.
КОНТРОЛЬ ЗА ЗАГРЯЗНЕНИЕМ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ В ЗОНЕ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ НЕФТЕГАЗОДОБЫВАЮЩИХ УПРАВЛЕНИЙ
В зоне производственной деятельности нефтегазодобывающих управлений, использующих при разработке месторождений химические реагенты, достаточно широко применяются системы контроля за состоянием пресных водоисточников, почвы и атмосферного воздуха.
Контроль за изменением физико-химических свойств воды
начинается с геологического и гидрогеологического изучения источника. Изучению подлежат как поверхностные, так и глубинные источники.
Обычно в зоне деятельности нефтегазодобывающих управлений строится поверхностная карта водостоков, совмещенная с коммуникациями по
транспорту
нефти, газа, воды и их смесей. Наибольшее внимание уделяется трубопроводам, перекачивающим сточные
воды. Определяются границы распространения водостока (истока и русла), населенные пункты и источники питьевых вод (колодцы, пруды, родники). Строится карта поверхности, совмещенная с картой расположения коммуникаций
, и определяются контрольные пунктынаблюдения. При пересечении местности в зоне деятельности НГДУ реками, ручьями пункты наблюдены выбираются в начале, середине и конце стока воды. Отбор проб и их анализ на токсичность проводится по известным методикам отбора и исследования вод. Определяются ионы Са2+
, Мg2+
, Ка+
, НСО3
-
, С1-
, SO4
2-
, рН, общая жесткость воды, наличие ПАВ (химреагентов). Строятся графики изменения физико-химических свойств пресных вод. Наиболее распространенная методика определения начала загрязнения вод
- сопоставление изменения хлор
-
иона,
предельно допустимая концентрация которого для питьевых источников лимитируется 350 мг/л. Для большинства месторождений Урало-Поволжья концентрация хлоридов в пресных водах колеблется от 20 до 40 мг/л, текущее значительное отклонение
от которых указывает на загрязнение пресных вод.
Контроль за качеством подземных вод
включает гидрогеологическое изучение разреза до источников пресных вод и определение границ их распространения. Обычно зона распространения пресных вод приурочена к верхней части разреза с зоной активного водообмена. Также строится карта распространения подземных вод
и намечаются контрольные наблюдательные скважины
. В случае их отсутствия бурят специальные наблюдательные скважины глубиной от 30 до 100 м. Отбор проб на исследования и частота отбора устанавливаются геологической службой НГДУ.
Анализами определяются те же физико-химические характеристики вод, что и для поверхностных. Сопоставляя графики изменения отдельных параметров характеристики вод, определяют место, интенсивность и объемы загрязнения, по результатам которых проводятся организационно-технические мероприятия по ликвидации утечек - источников загрязнения.
Заключение
Сегодня нельзя откладывать усилия по оздоровлению окружающей среды, чтобы экологический кризис
не перерос в экологическую катастрофу.
В вопросах охраны окружающей среды существует два крайних противоположных мнения.
Одно сводится к тому, что вмешательство в окружающую среду необходимо резко ограничить, т.к. современные методы хозяйствования могут привести к катастрофическим последствиям.
Другое мнение заключается в том, что потенциал самовосстановления природы достаточно велик и поэтому не следует затрачивать большие средства на ее охрану и проведение рекультивационных работ.
Я считаю, что охрана окружающей среды очень важна и необходимо снизить вмешательство в природу, так как человек потребляет очень много ресурсов и они не успевают восстановится.
Применительно к нефтегазовому региону
концепция подхода к проблемам охраны окружающей среды должна учитывать и следующие факторы:
1. Чтобы выжить, человек должен
хозяйствовать на земле, добывать нефть, газ и другие полезные ископаемые.
2. На современном этапе развития науки и техники не существует таких технологий добычи, транспорта и переработки нефти, которые реализовывались бы без отрицательного воздействия на природу.
Рациональное природопользование является компромиссом между
необходимостью действий для обеспечения хозяйственной деятельности и соответствующим состоянием окружающей природной среды.
(т.е. необходимо оптимально совмещать 1 и 2 фактор: добывать нефть и осваивать месторождения сводя к минимуму негативные последствия, максимально восстанавливая нарушенные территории, не допуская аварийных разливов нефти).