Глава 5. Технологии и средства ликвидации

РАЗЛИВОВ НЕФТИ 293

5.1. Ликвидация разлива нефти на море 293

5.1.1. Поведение нефти, разлитой на поверхности

чистой воды 293

2. Поведение нефти, разлитой в ледовых условиях 294

3. Технологии ликвидации разливов нефти на море 296

2. Технологии ликвидации разливов нефти на суше 311

3. Средства ликвидации разливов нефти 325

4. Технологии утилизации отходов ликвидации разливов

нефти 343

5.5. Вопросы безопасности при проведении ликвидации

разливов нефти 350

Заключение 357

Использованные источники 370

ВВЕДЕНИЕ

Нефть - горючая маслянистая жидкость, распространенная в осадочной оболочке Земли; важнейшее полезное ископаемое. Нефть известна с древ­нейших времен, ее добывали еще в Мессопотамии. В России первое да­тированное письменное упоминание о ней относится к 1637 году. Именно тогда в рукописях Пушкарского приказа было сказано о нахождении «ка­занской черной нефти». А еще через столетие, в 1745 году, в России был сооружен первый нефтеперегонный завод в Пустозерске архангелогородс-ким «рудознатцем» и купцом Федором Прядуновым. Нефть добывалась из колодцев и использовалась для смазки и обогрева жилищ.

Россия является одной из немногих стран, в которых добыча нефти имеет долгую и славную историю. Российские геологи и нефтяники ведут поиски, разведку и разработку нефтяных месторождений свыше 135 лет. А первый нефтяной фонтан был получен в России в 1864 году из скважины, пробурен­ной у реки Кудако на Кубани. В 1901 году на долю России приходилось 52% мировой добычи нефти — 706 млн пудов по сравнению с 555 млн пудов в США; добыча в 13 остальных нефтедобывающих странах была на этом фоне пренебрежительно мала. Уже к середине 20-х годов нашего столетия добыча нефти в России достигала 2,5 млн тонн в год, в 30-е годы — 5—7 млн тонн в год, в 1950 году - 18 млн тонн, в 1960 году - 118 млн тонн, в 1988 году -557 млн тонн, в 1998 году - 303 млн тонн, в 2004 году - 459 млн тонн.

Поначалу казалось, что нефть приносит людям только пользу, но посте­пенно выяснилось, что использование нефти и продуктов ее переработки имеет и оборотную сторону. С увеличением объемов добычи, переработки, транспортировки, хранения и потребления нефти и нефтепродуктов, расши­рялись масштабы их разливов и загрязнения ими окружающей среды.

Разлив нефти - это сброс сырой нефти, нефтепродуктов, смазочных ма­териалов, смесей, содержащих нефть, и очищенных углеводородов в окру­жающую среду, произошедший в результате аварийной ситуации при добы­че, транспортировке и хранении нефти.

Вероятность, частота возникновения, масштаб, интенсивность и экологи­ческие последствия аварийных разливов нефти различаются в зависимости от широкого спектра природных и технологических факторов. Любая неф­тедобыча не может быть абсолютно экологически чистой. Какое-то количе­ство углеводородов, как показывает мировый опыт, обязательно попадает в окружающую среду.

Наибольшие потери нефти связаны с ее морской транспортировкой из районов добычи. Аварийные ситуации, слив за борт танкерами промывоч­ных и балластных вод, — все это обуславливает присутствие постоянных полей загрязнения на трассах морских путей. Снимки поверхности Земли, сделанные со спутников, показывают, что уже почти 30% поверхности океа­на покрыто нефтяной пленкой. Особенно загрязнены воды Средиземного моря, Атлантического океана.

На долю нефти в совокупном мировом энергопотреблении приходится около 40%, и эта цифра, по прогнозам экспертов, останется неизменной в течение ближайших 15-20 лет. По данным Energy International Administration

Предупреждение и ликвидация аварийных разливов нефти и нефтепродуктов

(EIA) потребление энергии в мире по состоянию на 1 января 2001 года выглядело следующим образом (таблица 1) [87].

Таблица 1 Соотношение потребляемых энергоресурсов в мире (на 1 января 2001 г.)

*Альтернативные источники энергии включают в себя солнечную, ветряную, при­ливную, геотермальную энергию, а также энергию, получаемую при сжигании биомассы.

В недрах России сосредоточено около 13% разведанных мировых запа­сов нефти. Эти ресурсы расположены в основном на суше (примерно 3/4). Добычу нефти в стране осуществляют более 240 нефтегазодобывающих орга­низаций, причем 11 нефтедобывающих холдингов, включая ОАО «Газпром», обеспечивают более 90% всего объема добычи [69].

Нефтегазовый сектор является доминирующим во всей российской эко­номике. Нефть экспортируется из России преимущественно в страны даль­него зарубежья. В настоящее время основным рынком экспорта российской нефти и нефтепродуктов является Европа. На этот рынок приходится по­рядка 90% экспорта, в связи с этим сложившаяся транспортная инфраструк­тура страны ориентирована на удовлетворение потребностей этого региона. Рынок нефти стран Западной и Центральной Европы останется для России крупнейшим и в ближайшие 20—25 лет. В то же время, постепенно растет доля стран Азиатско-Тихоокеанского региона (АТР) в экспорте российской нефти. Экспорт в восточном направлении возрастет с 3% в настоящее время до 18% в 2015 году за счет увеличения экспорта с Сахалина и с новых месторождений Восточной Сибири и Якутии. В настоящее время потреб­ность Китая в нефти составляет 150 млн тонн в год. Прогнозируется, что к 2010 году потребление нефти там увеличится до 390-410 млн тонн. К 2010 году спрос Японии на нефть увеличится до 260-280 млн тонн [49, 86].

Развитие нефтедобычи и нефтепроизводства сопровождаются увеличени­ем масштабов и ростом объемов нефтяных загрязнений и отходов, вызываю­щих нарастание экологической угрозы, уменьшение площадей хозяйственных угодий, снижение плодородия почв и ухудшение здоровья населения. Суще­ствующие технологии ликвидации нефтяных загрязнений не обеспечивают требуемых объемов, темпов и степени очистки природных, промышленных и хозяйственных объектов от нефтяных загрязнений, оказываются малоэффек-

Введение

тивными и высоко затратными и не соответствуют современным требовани­ям экологии. При этом по экспертным оценкам, от 3 до 7% добытого, переве­зенного и сохраненного нефтепродукта в стране теряется безвозвратно в за­грязнениях и отходах. В декабре 2000 года на Парламентских слушаниях, посвященных экологической безопасности в нефтегазовой промышленности, в материалах, представленных Комитетом по экологии Государственной Думы РФ, приводились данные о ежегодных потерях 17-20 млн тонн нефти.

В связи с активизацией разработки, добычи на континентальном шельфе и транспортировки морем углеводородов резко возросла опасность аварий, связанных с большими разливами нефти. Риски аварийных разливов, на­пример, на Балтике, оцениваются сейчас до 2500 тонн, на Черном море - до 3700 т, а при катастрофах танкеров эта цифра возрастет до десятков тысяч тонн, что обусловливает необходимость повышения уровня технического оснащения и профессиональной подготовленности соответствующих аварий­но-спасательных служб [74].

Усиливаются требования к потенциальным загрязнителям — добываю­щим установкам и нефтяным терминалам - в части их готовности своими силами ликвидировать аварийные разливы нефти, для чего они должны иметь соответствующие средства и формирования. Для объединения усилий спа­сательных служб Россия имеет двусторонние соглашения с сопредельными государствами по ликвидации разливов нефти на море, а также является участницей всех международных конвенций и ряда региональных соглаше­ний по этим направлениям.

Жидкие углеводороды проходят через систему 1600 крупных нефтебаз и хранилищ нефтепродуктов и 30 нефтеперерабатывающих заводов страны. Сеть продуктопроводов протянулась по густонаселенным территориям цен­тра европейской части России и исключительно ценным в сельскохозяй­ственном отношении районам юга России. Магистральные трубопроводы проходят вблизи населенных пунктов и промышленных предприятий (2800 зданий и сооружений находятся на минимально допустимых расстояниях от магистральных трубопроводов), 15 тысяч раз пересекают железные и шоссейные дороги, 2 тысячи раз - реки, каналы и озера [88, 102].

Основными источниками загрязнений являются добывающие предприя­тия, элементы системы перекачки и транспортировки нефти и нефтепро­дуктов, нефтяные терминалы и нефтебазы, железнодорожный транспорт (ци­стерны), речные и морские нефтеналивные танкеры, автозаправочные комп­лексы, и станции компаний и автопредприятий, и другие объекты.

Объемы отходов нефтепродуктов и нефтезагрязнений, скопившиеся на отдельных объектах, составляют десятки и сотни тысяч кубометров. Значи­тельное число хранилищ нефтешламов и отходов, построенных с начала 50-х годов, ввиду ветхости, превратились из средства предотвращения нефтезагряз­нений в постоянно действующий источник таких загрязнений.

Странами ООН, участвующими в мероприятиях по улучшению и охране окружающей среды, согласован общий перечень наиболее важных (приори­тетных) веществ, загрязняющих биосферу. К их числу относят соединения

Предупреждение и ликвидация аварийных разливов нефти и нефтепродуктов

тяжелых металлов, пестициды, полициклические ароматические углеводо­роды (ПАУ), хлорорганические соединения (ХОС), фенолы, детергенты, нитраты и нефтепродукты.

В настоящее время нефть - самое распространенное вещество, загрязня­ющее природные воды. Транспортировка половины добываемой на миро­вом шельфе нефти обеспечивается танкерным флотом. Транспортировка на танкерах оценивается до 2 млрд тонн в год. При этом 0,03% транспортируе­мой танкерами нефти и нефтепродуктов, теряется по различным причинам.

Огромное количество нефти попадает в окружающую среду и при нормальной («рутинной») работе отечественных нефтепроводов и нефте­промыслов.

Существуют нормативы потерь (нормы естественной убыли) нефти и нефтепродуктов при их перекачке по трубопроводам. Например, при пере­качке бензина по трубопроводу норма естественной убыли составляет 0,19 кг на 1 тонну перекачиваемого топлива на 100 км трубопровода. Другими сло­вами, при перекачке 1 млн тонн бензина по трубопроводу длиной 1000 км допускается потеря 1900 тонн. При этом, согласно «общим положениям», в нормы естественной убыли не включены потери, связанные с ремонтом, ава­рийные потери и потери, вызванные последствиями стихийных бедствий.

Официально допустимые нормы потерь нефтепродуктов при отпуске в транспортные средства составляют 1,25 кг/тонн. Норма естественной убы­ли при перекачке с железной дороги на нефтебазу составляет 171 кг на 1000 тонн, при погрузке с нефтебазы на танкер - 1400 кг на 1000 тонн. По существующим в России нормативным документам, регламентирую­щих «нормы естественной убыли», допустимые потери нефти, например, при железнодорожных перевозках, составляют 0,042% (420 кг на 1000 тонн), т. е. при перевозке 1 млн тонн нефти допускается потеря 420 тонн [45, 46].

В России основное количество нефти попадает в окружающую среду при транспортировке нефти в результате многочисленных аварий на нефтепро­водах. На нефтепроводах ежегодно отмечается 50-60 тысяч случаев проры­вов, «свищей» и пр., что приводит к значительным потерям нефти. Только на месторождениях Западной Сибири прорывы нефтепроводов случаются до 35 тыс. раз в год.

С 2000 по 2004 годы Россия обеспечила самый высокий прирост добы­чи нефти в мире. Прирост добычи нефти в России был в три раза выше, чем у ОПЕК. К большому сожалению, с увеличением добычи нефти растут и объемы ее разливов.