Вред и польза от нефти

Загрязнение морей нефтью — это проблема отнюдь не новая. О ней в древности писал еще великий историк Геродот. Однако нынешние масштабы загрязнения гидросферы тревожат. Придумано множество физических и химических способов очистки поверхности моря от радужных нефтяных пленок, получены весьма эффективные моющие средства для очистки танкеров от нефтяных остатков. Часть этих полезных новшеств уже была внедрена в повседневную практику, однако проблема в целом еще далека от разрешения.

Бьют тревогу гидробиологи, поскольку их область науки получает новые сведения о вредном действии нефти на водные организмы. Способность моря к самоочищению не беспредельна. А впрочем, что значит «самоочищение». В море, как и в мире, ничто не происходит само собой. Самоочищение моря — это очищение с помощью растворенного в морской воде кислорода, а также с участием живых организмов, населяющих водную толщу. Главные санитары моря — микроорганизмы. Известно несколько видов бактерий, способных перерабатывать нефть. Но, как установили гидробиологи, активность этих бактерий сильно зависит от температуры: если вода холоднее 5°С, деятельность этих микроорганизмов почти прекращается. Что же до растворенного кислорода, то прежде всего он необходим для дыхания гидробионтов — населения водной толщи и дна. Если же растворенный кислород будет расходоваться на окисление нефтяной пленки, разлитой по поверхности воды, то обитателям моря дышать станет труднее. К тому же нефтяная пленка препятствует растворению в воде новых порций необходимого для жизни кислорода.

Разные виды морских организмов по-разному реагируют на нефтяное загрязнение среды их обитания. Российские исследователи провели эксперименты в сравнительно мало загрязненных районах Баренцова моря. Выяснилось, что некоторые гидробионты крайне болезненно реагировали и на малые загрязнения: в исследуемом районе их попросту не стало. Переселились или — погибли? Скорее всего, частично справедливы оба предположения… Другие виды морских животных и растений на загрязнение воды нефтью, вроде бы, и не прореагировали: численность их осталась на прежнем уровне. А третьим нефтяная «подкормка», как будто бы, даже пришлась по вкусу — их число возросло! Это, однако, не значит, что для таких растений и животных нефтяное загрязнение среды обитания полезно или хотя бы безвредно. Данные о численности ничего не говорят о действии нефти и ее компонентов на генетический аппарат и, следовательно, на будущее биологического вида. Ученые из Грузии, проводившие исследования в Черном море, пришли к выводу, что практически для всех рыб нефть — сильный яд, вызывающий патологические изменения в тканях и органах, нарушающий четкую работу ферментов. Для некоторых видов живых организмов нефть оказалась своего рода наркотиком. Привыкнув к нефти, они не желали покидать район загрязнения, а перенесенные в чистую воду становились вялыми, будто им чего-то не хватало… Между тем нефть разрушительно действовала и на их внутренние органы.

До конца это странное явление еще не объяснено. Вообще водная токсикология как наука еще складывается, и «белых пятен» в ней много. Но одно очевидно: развивая добычу ценнейшего горючего ископаемого, мы обязаны заботиться о всем многообразии живых существ, населяющих нашу планету. Мы обязаны — это очень точно сформулировал Энгельс — не только чувствовать и сознавать свое единство с природой, но и охранять ее от возможных негативных последствий нашей производительной деятельности. Даже кажущиеся незначительными изменения в биосфере могут привести со временем к серьезным последствиям:

«Враг вступает в город,
Пленных не щадя,
Потому что в кузнице
Не было гвоздя»…

Вероятно, через поэтические же строки легче всего отойти от затронутой выше печальной темы. Проблема загрязнения столь серьезна, что даже если сериал Южный парк смотреть онлайн можно не раз натолкнуться на упоминания последствий подорванной экологии. Не хотелось бы на минорной ноте заканчивать рассказ о таком полезнейшем, великолепном веществе, как нефть. Поэтому заключительная часть этого рассказа— о нефти и о поэтах. И немного — об ошибках, вернее, о поэтических вольностях, переходящих в неточность.

О нефтяных и газовых богатствах Западной Сибири написано немало интересных статей и книг, но лично мне не попалось ни одного мало мальски приличного стихотворения на эту тему. Больше в этом смысле повезло Баку. Его воспели Владимир Маяковский, Сергей Есенин, Николай Асеев… «Темен Баку, грозен Баку» у Асеева, зато у Маяковского в биографическом очерке

«Я сам» такие строки — как одно из ярких впечатлений детства: «Лучше всего — Баку. Вышки, цистерны, лучшие духи — нефть, а дальше степь»…

В Баку и в Мардакянах, близ Баку, Есенин писал свои знаменитые «Персидские мотивы», и его любовь к Баку отражена во многих поэтических строках, начиная от «Мы пили за здоровье нефти» (в стихотворении «1 мая») и кончая знаменитым «Прощай Баку! Тебя я не увижу…»

Тем не менее однажды нефтяная тематика подвела Есенина (насколько мне известно, этот факт не отмечен литературоведами). В драматической поэме «Пугачев», в сцене после разгрома восстания, действие которой, очевидно, происходит в 1794 г., один из персонажей упоминает

«… вот эту луну,

Как керосиновую лампу в час вечерний…»

Позволю себе оборвать здесь цитату. Заметим лишь, что некто в конце XVIII в. сравнивает нечто с керосиновой лампой, которая… была изобретена лишь в 1853 г., т.е. почти через 60 лет после разгрома пугачевского восстания. Есенин упустил это из виду или не знал — иначе бы он нашел другое сравнение…

Первая в мире керосиновая лампа была сделана в Польше Игнацием Лукасевичем.

Впрочем, эти сведения разумнее было бы поместить в очерке о керосине — одном из самых важных продуктов нефтепереработки. «Одном из самых важных» —не только в прошлом, но и в наши дни.

Экологическое состояние нашей планеты вызывает тревогу уже давно. Антропогенное воздействие на окружающую среду наносит её непоправимый вред, и одним из серьезных источников загрязнений природы является нефтяная и нефтеперерабатывающая промышленность.

Современной мировой экономике требуется колоссальное количество энергоносителей, основным из которых является нефть, и экология зачастую отодвигается на второй план. Современные объемы добываемых углеводородов и мощности перерабатывающих их предприятий выводят проблемы защиты окружающей среды на первый план.

 Загрузка …

Загрязнения окружающей среды при нефтедобыче

Вредные воздействия, негативно влияющие на атмосферу, воду, почвенный покров, флору, фауну и самого человека, обусловлены высокой токсичностью добываемых углеводородов, а также разнообразными химическими веществами, которые используются  в технологических операциях.

Они проявляются во время добычи нефти, её первичной подготовки и последующей транспортировки, а также в процессе хранения, переработки и практического использования получаемых продуктов.

Сырая нефть,  нефтяные и буровые шламы, а также сточные воды, в которых сконцентрировано большое количество вредных химических соединений, попадают в водоемы и на прочие объекты окружающей среды при:

• бурении эксплуатационных скважин;
• аварийном фонтанировании нефтяных и газовых скважин;
• авариях средств транспорта;
• прорывах нефтепроводов;
• нарушении герметичности эксплуатационных трубных колонн;
• поломках применяемого оборудования;
• сбросе в водоемы  промысловых сточных вод, не прошедших соответствующую очистку.

Помимо этого, в некоторых регионах нашей планеты существуют выходы нефти на поверхность, обусловленные естественными причинами. К примеру, Нефтяной мыс, расположенный  на юге американского штата  Калифорния, своим названием обязан как раз таким явлениям.

Подобные естественные выходы этого полезного ископаемого – обычное дело для Карибского бассейна, а также для Персидского и Мексиканского заливов. В России такие выходы наблюдались на некоторых месторождениях в Республике Коми.

Фонтаны, которые появляются во время нефте- и газодобычи, бывают газовыми, нефтяными и газонефтяными. Вне зависимости от типа фонтана, его наличие наносит колоссальный вред экологии близлежащих территорий.

Постоянно растущее мировое потребление углеводородов привело к значительному росту в последнее время размеров танкерного флота. Помимо количественного роста, наметилась тенденция к резкому увеличению вместимости каждого отдельного нефтеналивного судна.

С экономической точки зрения эксплуатация супертанкеров, разумеется, выгодна, однако такие суда обладают большой потенциальной опасностью  серьезного загрязнения окружающей природной среды, поскольку в случае их аварий количество попадающих в мировой океан нефти и нефтепродуктов исчисляется десятками, а то и сотнями тысяч тонн.

Кроме того, во многих случаях нефтепродукты попадают в воду вместе со сточными водами, которые на  таких супер-кораблях применяются для  балласта или в целях  промывки их танков. Попадание загрязняющих веществ с нефтеналивных судов  в моря возможно также во время выполнения погрузо-разгрузочных операций (например, в случаях переливов при погрузке), а также в случаях посадки судна на мель или при аварийных столкновениях.

Кроме того, серьезную опасность для экологии несут в себе трубопроводы.

Их строительство, особенно в северных регионах, оказывает значительное негативное  влияние на сложившийся там микроклимат. Проходка траншей вносит локальные изменения в режим влагопитания растительного покрова, нарушается теплофизическое равновесие, происходит таяние вечномерзлых грунтов, гибнет очень чувствительный к любым механическим воздействиям хрупкий растительный покров.

Помимо этого, в процессе эксплуатации трубопроводных систем возможны  утечки транспортируемой по ним нефти, природного газа, сточных вод, метанола и прочих вредных для экологии продуктов  на тех участках трубопроводов, которые являются наиболее уязвимыми (например, в подводных проходах магистралей по дну рек и морей). Повреждения таких труднодоступных участков могут оставаться незамеченными в течение долгого времени, и наносимый длительными утечками углеводородов  экологический ущерб становится катастрофическим. Специалисты подсчитали,  что в среднем в случае одного прорыве нефтяного трубопровода в окружающую среду выливается около двух тонн нефти, что приводит в негодность одну тысячу квадратных метров  земной поверхности.

В процессе бурения нефтяных и газовых скважин, а также в процессе их дальнейшей эксплуатации, загрязнения окружающей природной среды происходит практически непрерывно, и вызывается  утечками добываемого сырья через неплотные фланцевые соединения запорной арматуры (при нарушении герметичности сальников), порывами трубопроводов, а также нефтяными разливами, происходящими в процессе опорожнения отстойников и сепараторов.

Большая часть промысловых  сточных вод и добываемого нефтяного сырья  скапливается и затем попадает в поверхностные  в водоемы по следующим причинам:

• через неплотные сальниковые соединения;
• в процессе проведения ремонтных работ и бурении скважин;
• из переполненных мерных емкостей;
• в процессе  очистки мерников;
• при разливах нефти во время спуска из резервуаров  сточных вод;
• в результате  переливов нефти через верхние части резервуаров и так далее.

Самые типичные утечки из резервуаров вызываются кoрpoзиeй их днищ, поэтому необходим постоянный автоматизированный контроль за уровнем содержимого в промысловых емкостях. Многие временные нефтехранилищ не полностью исключают возникновение процессов испарения хранящихся в них продуктов.

Разливы нефти также нередко вызываются авария на установках по сбору нефти и газа, ликвидация которых не всегда происходит быстро и с должным качеством.

Наиболее опасные последствия для экологической системы вызывают загрязнения почвенного покрова, а также наземных и подземных пресных вод.

Они в основном загрязняются сырой нефтью, буровыми и нефтяными шламами и технологическими стоками.

Главными источниками загрязнений являются промысловые и буровые стоки. Их объем их во всех странах мира с развитой нефтедобычей растет быстрыми темпами и намного больше объема добываемого сырья.

Зачастую,  отсутствие канализационной системы приводит к сбросу промысловых сточных вод непосредственно в ближайшие  болота или водоемы, что приводит к серьезным их загрязнениям, которые достигают и подземных грунтовых вод.

Выбросы, происходящие при основных технологических процессах

Главные источники таких атмосферных  выбросов – это:

Самыми распространенными загрязняющими атмосферу  веществами, которые попадают в неё в процессе добычи, первичной подготовки, транспортировки и последующей переработке углеводородного сырья, а также во время практического сжигания готовых нефтепродуктов и газа, являются:

• углеводородные соединения;
• оксид азота;
• оксид серы;
• сероводород;
• взвеси механического характера.

Сероводород и сернистый газ являются основными загрязняющими выбросами при эксплуатации  нефтяных промыслов, сырье на которых отличается высоким содержанием серы.

Выбросы таких веществ в процессе нефтедобычи происходит при:

• возникновении аварийного фонтанирования;
• испытаниях и пробных пусках скважин;
• испарениях из мерных емкостей и  резервуаров временного хранения;
• порывах трубопроводов;
• очистке технологических ёмкостей.

Помимо перечисленных причин, загрязняющие вещества попадают в атмосферу из установок для комплексной нефтеподготовки (в процессе обезвоживания, стабилизации, обессоливания и при деэмульсации сырья), а также из очистных сооружений (из нефтеловушек, песколовок, прудов-отстойников, аэротенков и фильтров). Большое количество вредных углеводородов попадает  в атмосферу из-за нарушения герметичности применяемого технологического  оборудования.

Основной экологической проблемой в нашей стране является низкий уровень утилизации ПНГ (попутного нефтяного газа).

К примеру, для большинства западносибирских месторождений – менее  80-ти процентов.  Сжигание огромного количества ПНГ до сих пор – основной источник экологического загрязнения в районах нефтяных промыслов. Попадание в атмосферу  продуктов сгорания ПНГ несет в себе серьезную  потенциальную угрозу нормальной работе организма человека на уровне  физиологии.

Примерно треть всей получаемой мировой нефти характеризуется содержанием серы в количестве более одного процента от общего объема сырья. Другими словами, почти каждый третий факел, зажженный на всех мировых месторождениях, выбрасывает в окружающую среду такие вредные вещества, как сероводород, диоксид серы и  меркаптаны.

При горении факелов в структуре атмосферных выбросов присутствуют следующие вещества:

• метан;
• этан;
• пропан;
• бутан;
• пентан;
• гексан;
• гептан;
• диоксид серы;
• сероводород;
• меркаптаны;
• оксид азота;
• диоксид углерода.

Если в добываемом сырье высокая концентрация углеводородов ароматической группы, то горение факелов выбрасывает в атмосферу большие количества таких химических веществ, как  бензол, толуол, фенол и ксилолы.

Эти вещества (особенно бензол, который имеет второй класс опасности) весьма токсичны. К примеру, бензольные пары в высокой концентрации наркотически  воздействуют на человеческий организм,  вредят  нервной системе,  раздражают  кожные покровы и  слизистые оболочки.

Тяжелые металлы, которые присутствуют в факельных выбросах – это ванадий и никель.

Например, вдыхание ванадиевой  пыли, даже если самого металла в ней немного, вызывает раздражение и хрипы в легких, появляется кашель, боли в груди, першение в горле и насморк. В некоторых случаях может наступить удушье, кожа бледнеет, язык становится зеленым. Стоит сказать, что эти симптомы достаточно быстро пропадают после того, как человек перестает дышать вредным воздухом.

При попадании в атмосферу вредные вещества физико-химически преобразуются, а впоследствии либо рассеиваются, либо вымываются. Уровень  загрязнённости атмосферы находится в прямой зависимости от того, произойдет ли перенос  этих веществ на большое расстояние от их источника, либо их скопление останется локальным.

Главные источники  оксидов серы, азота и  углерода, а также сажи – это факельные системы, в которых сгорают  вредные  вещества в газообразном состоянии и  виде паров, в случаях, когда они непригодны к практическому применению.

Серьезный вклад в негативные атмосферные выбросы вносят транспортные  объекты и нефтехранилища. Основное загрязнение происходит в процессе испарения из резервуаров и при проведении операций слива/налива.

Российские предприятия нефтяной промышленности выбрасывают в атмосферу почти два миллиона тонн вредных веществ, в числе которых:

• углеводородных соединений –  48 процентов;
• оксидов углерода – 33 процента;
• сажа – 2 процента.

Предприятия газовой отрасли выбрасывают еще больше – от двух до трех миллионов тонн. Основные вредные вещества –  сероводород и  диоксиды азота и серы, метилмеркаптаны и так далее. Обезвреживается в уловителях только  10-20 процентов вредных веществ.

Основными значимыми факторами, которые влияют на распространение загрязнений, являются метеорологические:

• скорость и направление ветра;
• количество и временная длительность штилей;
• осадки;
• влажность воздуха;
• интенсивность ультрафиолетового излучения (солнечной радиации).

Вред сточных воды нефтяной промышленности

В целях поддержания давления в пласт закачивается больше одного миллиарда  кубометров  воды, в числе которых от 700 до 750 миллионов – пресной. При помощи искусственного заводнения в настоящее время добываю больше 86-ти процентов всего нефтяного сырья. При этом примерно 700 миллионов тонн пластовой воды выкачивается  из природных коллекторов вместе с добываемой  нефтью.

Одна единица объема пластовой воды, попавшая в поверхностный водоем, делает непригодной для употребления от 40-ка до 60-ти объемов чистой пресной воды.

Воду из открытых пресных  водоемов используют для пластового заводнения потому, что эти водоемы  легко доступны  и не требуют  сложной предварительной подготовки к их использованию.

Опасное загрязнение природной воды возникает не только при целенаправленном сбросе неочищенных стоков, но и при разливах и смывах токсичных веществ, которые при этом доходят до грунтовых вод и попадают  в наземные  естественные водоемы.

Источники водного загрязнения могут быть самыми разными. Рассмотрим их по основным технологическим процессам.

В процессе бурения скважин используется большое количество природных вод, результатом чего становится образование загрязненных сточных буровых свод.

Помимо этих стоков, при бурении также образуются:

• отработанный буровой раствор;
• буровые  шламы.

Отработанный раствор необходимо утилизировать или захоронить. Без специальных мер по его обезвреживанию его попадание в окружающую среду недопустимо.

Самыми опасными с экологической точки  зрения являются буровые сточные воды, поскольку их отличает высокая подвижность и сильная способность к  аккумуляции загрязняющих веществ. Эти стоки могут заражать значительные площади водной и земной поверхности.

Зачистка и промывка резервуаров приводит к образованию вредных  промывочных стоков.

Промышленные сточные воды попадают в окружающую среду из насосных станций, из котельных,  лабораторий, гаражей и камер  разлива, а также с технологических площадок как утечки, происходящие в   технологическом оборудовании.

При заполнении танкеров и в процессе промывки их танков поле разгрузки образуются промывочные и балластные вредные стоки.

Почвенные нефтяные загрязнения

Такие виды локальных загрязнений почвенного покрова в основном образуются в результате нефтяных и нефтепродуктовых разливов, происходящих при порывах трубопроводов и утечках, происходящих через неплотные соединения используемого оборудования. Большие земные поверхности загрязняются в процессе открытого фонтанирования природного сырья.

При этом попавшая в почву нефть начинает проникать вертикально  вглубь под действием гравитации, а также растекаться в стороны вследствие воздействия на ней капиллярных и поверхностных  сил.

Скорость такого продвижения во многом зависит от следующих факторов:

• свойств конкретной нефтяной смеси;
• плотности и структуры грунтов;
• пропорционального соотношения между  нефтью, водой и  воздухом, которое образуется в многофазной двигающейся системе.

Основное влияние в этом случае оказывает тип конкретной нефти, характер загрязнения и количество попавшего на почву вредного вещества.  Чем меньше  нефти в многофазной системе, тем сложнее  ей мигрировать в  грунтах.

По мере продвижения нефти  насыщенность ею грунта постоянно уменьшается (разумеется, если нет дополнительных её вбросов). Неподвижной эта углеводородная смесь становится при её концентрации в грунте на уровне 10-ти – 12-ти процентов. Этот показатель называется уровнем остаточного насыщения.

Также движение нефти останавливается при достижении ею грунтовых вод.

Капиллярные силы наиболее сильно воздействуют на такое движение в грунтах с высокой пористостью и проницаемостью. Другими словами,  песчаные и гравийные виды грунтов  благоприятны для нефтяной миграции нефти, а, к примеру, илистые и глинистые – нет. Если разлив произошел на твердых  породах, движение  нефти происходит, как правило, по имеющимся в них трещинам.

В заключении хочется сказать, что каким бы ни был источник нефтяного загрязнения, вред от него – колоссален. Экологические проблемы переработки нефти, а также нефтедобычи и транспортировки сырья и готовой продукции, в настоящее время актуальны, как никогда ранее. Поэтому в настоящее время необходимо уделить максимум внимания разработке и внедрению экологически безопасных добывающих и перерабатывающих технологий, а также применению максимально эффективных средств защиты окружающей нас среды.

YouTube responded with an error: The request cannot be completed because you have exceeded your <a href=”/youtube/v3/getting-started#quota”>quota</a>.