Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 [ 79 ] 80 81 82 83 84 85 86 87 88

Поверхностный сток вод смывает углеводороды с поверхности почвы и транспортирует их в водоемы. На воде нефть распространяется слоем толщиной в несколько миллиметров или даже одного миллиметра, образуя пленочную нефть. Толщина пленки зависит от вязкости нефти, поверхностного натяжения нефти и воды, а также от времени нахождения пленки на воде.

К особым случаям загрязнения окружающей среды можно отнести разливы нефти на болотах, на снегу, в лесистой и горной местностях.

Попадание нефти и нефтепродуктов в почву приводит к снижению биологической продуктивности ее и фитомассы растительного покрова.

Многочисленные лабораторные и полевые эксперименты показывают, что характер и степень влияния нефти и нефтепродуктов определяются видовым составом растительного покрова, временем года и другими факторами. Наиболее токсичными являются углеводороде! с температурой кипения в пределах от 150 до 275 °С, т.е. нафтеновые и керосиновые фракции. Углеводороды с меньшей температурой кипения оказываются либо низкотоксичными, либо безопасными (особенно летучие фракции), поскольку испаряются с поверхности растений, не успевая проникнуть через растительную ткань. Высококипящие тяжелите фракции нефти также менее опасны для растений, чем нафтеновые и керосиновые фракции, ввиду их высокой вязкости.

В отличие от районов с относительно умеренным климатом, загрязнение нефтью и нефтепродуктами на Крайнем Севере характеризуется более серьезными последствиями. Низкие температуры воздуха и почвы, сильные ветры, небольшая продолжительность летнего теплого периода, во время которого активизируются биологические процессы, обусловливают чрезвычайно сложный режим функционирования наземного растительного покрова. Поэтому всякое нарушение этого режима может привести к необратимым процессам.

Для изучения последствий загрязнений наземного растительного покрова нефтью и нефтепродуктами американские ученые обследовали несколько участков вдоль одного из про-дуктопроводов на Аляске. На всех пораженных нефтепродуктами участках наблюдалось лишь незначительное восстановление растительного покрова. Даже по истечении 1 5 лет растительность на залитой ранее нефтепродуктами площади была восстановлена менее чем наполовину. Причем во всех

случаях отмечалось полное уничтожение растительного покрова в начальный момент после разлива нефтепродукта.

О влиянии степени загрязнения на биологическую продуктивность растительного покрова можно судить по следующим экспериментальным данным: при разливе нефти 12 л/м2 фитомасса наземной части растений через 3 года уменьшилась на 74 %, а при 25 л/м2 - на 90 % за год.

При наличии снежного покрова растительность в меньшей степени подвергается токсическому воздействию нефти. Кроме того, причиной относительно низкой поражаемости растений зимой является прекращение вегетации в этот период. Воздействие нефти на растительность в период вегетации значительно увеличивает процент ее гибели. При этом следует отметить, что в летний период уже через два дня после поражения нефтью листва некоторых растений увядает.

Период самовосстановления растительного покрова после загрязнения нефтью для северных условий составляет от 10 до 15 лет. Разные виды растений обладают различной чувствительностью к нефтяному загрязнению.

Проведенные эксперименты показали, что все виды мха и лишайников погибали практически полностью после контакта с нефтью. В то же время низкий кустарник оказался более устойчивым к нефтяному загрязнению, чем мох и лишайник.

Особую опасность для окружающей среды представляют аварийные утечки при отказах нефтепроводов на подводных переходах.

Взаимодействие нефти и воды характеризуется сложными физико-химическими процессами, протекающими с различной интенсивностью на разных стадиях формирования нефтяного загрязнения. Основные из них - растекание, испарение, диспергирование, эмульгирование, окисление, биодеградация и седиментация.

Растекание нефти по поверхности воды обусловлено действием сил гравитации и поверхностного натяжения и является доминирующим процессом начального периода (примерно 6-10 ч) формирования нефтяного загрязнения. Испарение легких фракций приводит к уменьшению объема нефти в пленке, снижению воспламеняемости и токсичности, но увеличивает вязкость и плотность остатка. Растворение нефти в воде, главным образом легких фракций, протекает с незначительной скоростью, зависящей от состава и физико-химических свойств нефти, толщины пленки, температуры воды и состояния водоема. Диспергирование заключается в

образовании мелких капель нефти вследствие механического перемешивания пленки волнами. Поэтому скорость диспергирования зависит от состояния водоема и свойств нефти.

Эмульгирование представляет собой процесс образования смеси воды и нефти, отличающейся при определенных соотношениях высокой вязкостью и устойчивостью к распаду. Эмульгирование сопровождается увеличением первоначального объема в несколько раз. Углеводороды относятся к достаточно устойчивым к окислению соединениям. Однако в контакте с водой в присутствии света процессы окисления заметно активизируются. Масштаб загрязнения определяется, при прочих равных условиях, процессами растекания и испарения.

Прогресс в развитии трубопроводного транспорта неразрывно связан с выполнением комплекса мероприятий по о х-ране окружающей среды на принципиально новых научно-технических основах проектирования, строительства и эксплуатации магистральных нефтепроводов. Такие мероприятия позволяют существенно снизить, а иногда практически исключить загрязнение окружающей среды.

8.2. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ОХРАНЫ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ

При аварийном разливе нефти по водной поверхности решаются три основные задачи: локализация, сбор и удаление нефти с поверхности воды. Причем все они должны решаться быстро, так как с потерей времени решение их осложняется вследствие того, что в попавшей в водоемы нефти происходит химическое и биологическое окисление, испарение легких фракций и т.д. Окисляются и испаряются в основном легкие фракции - от керосина до смазочных масел среднего удельного веса, что приводит к накоплению в воде тяжелых трудноокисляемых фракций нефти, которые впоследствии образуют донное загрязнение.

Уменьшение содержания нефти в пленке в первые дни после ее образования происходит преимущественно за счет испарения. При температуре воды 22+27 °С потери нефти из пленки в результате испарения за первые три дня достигают 26 %, а при 2+5 °С - 12 %. Дальнейшее снижение содержания нефти в пленке обусловливается биохимическим окислением и оседанием на дно водоема.

Разработан комплекс методов и средств очистки водных объектов от нефти.