Владимир Хомутко

Время на чтение: 6 минут

А А

Нефть и связанные с ней проблемы экологии

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.

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.

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.

Очистке побережья Мексиканского залива от нефти, ликвидируя последствия аварии на платформе BP

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).

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.

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.

Переработка нефти представляет собой многостадийный процесс по разделению нефти на фракции (первичная переработка) и изменению структуры молекул отдельных фракций (вторичная переработка).

Однако этот процесс не является безотходным. Значительное количество отравляющих веществ попадает в окружающую среду. Экологические проблемы переработки нефти включают в себя загрязнение атмосферы, вод мирового океана и литосферы.

Загрязнение атмосферы

Основным источником загрязнения служат нефтеперерабатывающие заводы. Практически в каждой стране эти заводы выбрасывают в атмосферу неприемлемое по экологическим стандартам количество загрязняющих веществ.

Наибольший объем вредных веществ образуется в ходе процессов каталитического крекинга. В состав выбросов входит около ста наименований веществ:

• тяжелые металлы (свинец),
• оксид серы четырехвалентной (SO2),
• оксид азота четырехвалентного (NO2),
• углекислоту,
• угарный газ,
• диоксины,
• хлор,
• бензол,
• плавиковую кислоту (HF).

Большинство газов, выбрасываемых нефтеперерабатывающими заводами в атмосферу, являются вредными для любого живого организма. Так у людей и животных они могут вызывать патологии дыхательной системы (астма, бронхит, асфиксия).

Газообразные выбросы содержат большое количество мелких твердых частиц, которые, оседая на слизистых оболочках дыхательных путей, также препятствуют нормальным процессам респирации.

Выброс в атмосферный воздух оксидов азота, серы, а также соединений алканового ряда способствует формированию парникового эффекта, который в свою очередь приводит к изменению климатических условий на Земле.

Попадая в атмосферу, такие газы, как SO2, NO2 и CO2, при взаимодействии с водой образуют кислоты, которые впоследствии выпадают на поверхность земли в виде осадков (кислотных дождей), оказывая губительное воздействие на живые организмы.

Компоненты выбросов вступают в реакции с озоном стратосферы, что приводит к его разрушению и формированию озоновых дыр. Вследствие этого все живые организмы планеты повергаются воздействию жесткого коротковолнового ультрафиолетового излучения, являющегося сильнейшим мутагеном.

Загрязнение вод мирового океана

Сточные воды нефтеперерабатывающих предприятий отводятся по двум системам канализации. Воды первой системы используются повторно. Воды второй попадают в естественные водоемы.

Несмотря на очистку, сточные воды содержат большое количество загрязняющих веществ:

• бензолы,
• фенолы,
• алканы,
• алкены и другие углеводородные соединения.

Все эти вещества оказывают неблагоприятный эффект на гидробионтов.

В первую очередь загрязняющие вещества снижают концентрацию кислорода в воде, что приводит к гибели многих водных обитателей от удушения. Вещества сточных вод оказывают канцерогенный, мутагенный и тератогенный эффект, что также приводит к гибели гидробионтов.

Отмершее органическое вещество служит отличным субстратом для бактерий гниения, которые в считанные месяцы превращают водоемы в безжизненные отстойники.

Не стоит забывать о том, что многие отравляющие вещества имеет способность к кумуляции. Более того концентрация вредных веществ увеличивается при переходе от одного звена пищевой цепи к другому.

Таким образом, человек, потребляя морепродукты, может подвергаться негативному воздействию отравляющих веществ, которые первоначально попали в организм животных и растений, обитающих поблизости от места сброса сточных вод нефтезаводов.

Загрязнение литосферы

Экологические проблемы переработки нефти затрагивают и твердую оболочку Земли. Главным источником загрязнения служат отходы нефтеперерабатывающих заводов, которые содержат золу, адсорбенты, разнообразные осадки, пыль, смолу и другие твердые вещества, образующиеся непосредственно при переработке нефти, а также при очистке сточных вод и атмосферных выхлопов.

Учитывая возможность распространения отравляющих веществ посредством грунтовых вод, ущерб от загрязнения литосферы продуктами нефтепереработки колоссален. Негативное влияние особо остро сказывается на растительных организмах и других живых существах, чья жизнедеятельность связана с почвой.

Таким образом, проблема отрицательного влияния процессов переработки нефти на экологию планеты становится с каждым днем все более актуальной.

Воздействие это многогранно: загрязнению подвергаются все оболочки Земли (атмосфера, гидросфера, литосфера и биосфера).

Решение этой проблемы возможно. Человечество уже достигло того уровня научно-технического прогресса, который позволит сделать переработку нефти безопасной для окружающей среды.



Современный период развития мировой экономики связан с ин­тенсификацией производства, увеличением объемов используемых природных ресурсов и поступлением во все возрастающих масшта­бах вредных веществ в биосферу. Научно-техническая революция обостряет проблемы природопользования.

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 превышение в рассматриваемое время естественного среднемноголетнего уровня (в пределах его крайних колебаний) концентрации перечисленных агентов в среде, нередко приводящее к негативным последствиям. Кроме того, загрязнение приводит к увеличению концентрации фи­зических, химических, информационных и биологических агентов сверх недавно наблюдавшегося количества (например, помутнение речных вод после дождя). Под антропогенным загрязнением пони­маются такие изменения природной среды, которые происходят при решающей роли вредных веществ и энергии, выделяемых главным образом производственными предприятиями.

Под нарушением понимаются изменения, происходящие при ре­шающей роли иных факторов деятельности человека.

В наиболее общем виде загрязнение - это все то, что не в том ме­сте, не в то время и не в том количестве, какое естественно для при­роды, что выводит ее системы из состояния равновесия, отличает­ся от обычно наблюдаемой нормы и (или) нежелательно для чело­века. Загрязнение может быть вызвано любым агентом, в том чис­ле самым «чистым» (например, лишняя по отношению к природной норме вода в экосистеме суши - загрязнитель). В кибернетическом смысле загрязнение - это временный или постоянный шум, увели­чивающий энтропию системы. Загрязнение может возникать в ре­зультате естественных причин (загрязнение природное) и под вли­янием деятельности человека (загрязнение антропогенное, кото­рое обычно и имеется в виду при обсуждении проблем загрязнения). Уровень загрязнения контролируется величинами ПДК и другими нормативами.

Нефтяная промышленность является одной из основных отрас­лей, ответственных за загрязнение окружающей среды. На всем пути от скважины до потребителя нефть и нефтепродукты - потенциаль­ные загрязнители. Выбрасываемые в атмосферу газы, образующие­ся в результате сгорания нефтепродуктов в топках и различных дви­гателях, значительно увеличивают общую концентрацию вредных веществ в воздухе. Кроме того, атмосфера загрязняется в результате испарения нефти и нефтепродуктов и выброса паров в резервуарных парках, при перевозках и т.д.

Особенно большую опасность представляет загрязнение нефтью грунтовых вод и водоемов в результате сброса в пласты, реки, озера и море неочищенных промысловых сточных вод. В связи с этим большой интерес представляет рассмотрение опыта предотвраще­ния загрязнения вод при добыче, сборе и промысловом транспорте и хранении нефти, как у нас, так и за рубежом.

Основными типами антропогенных воздействий на природу, из­менение природы под их влиянием, являются:

Нефтяное загрязнение окружающей среды вследствие несовер­шенства технологии, аварийных разливов и несоблюдение природо­охранных требований;

Загрязнение атмосферы при сгорании газа в факелах и потери через негерметичное оборудование в районе компрессорной стан­ции, при авариях на газа и нефтепроводах;

Загрязнение природной среды промышленными и бытовыми отходами;

Развитие отрицательных физико-геологических процессов в зоне строительства и эксплуатации объектов (изменение поверх­ностного стока, заболачивание, подтопление, развитие оврагов, оползней, эрозии, активизация криогенных процессов на участках распространения многолетнемерзлых пород, засоление выходом се- номанских вод);

Значительное изъятие земель и изменение баланса земельного фонда за счет сельскохозяйственных и лесохозяйственных предпри­ятий.

И как следствие от вышеотмеченных воздействий на природу:

Сокращение площадей пастбищ и, соответственно, поголовья скота;

Сокращение ареалов редких видов растений, площадей, заня­тых ягодниками, лекарственными растениями и другими ценными видами флоры;

Нарушение лесов и нерациональный расход древесины при об­устройстве передвижных поселков, временных дорог, промплоща- докидр.;

Сокращение рыбных запасов вследствие загрязнения поверх­ностных вод, нарушения гидрологического режима при строитель­стве и эксплуатации месторождений;

Сокращение численности видов диких животных из-за брако­ньерства и перераспределения мест обитания основных видов и т.д.

Вещества, выбрасываемые в атмосферу при добыче нефти, отно­сятся к 1-4 классу опасности.

Сернистый ангидрит (S0 2) оказывает общее токсическое воздей­ствие, нарушает углеводный и белковый обмены. Газ относится к 3 классу опасности, ПДК - 10 мг/м 3 . Токсичность резко возрастает при одновременном воздействии с сероводородом, окисью углеро­да, аммиака и окислами азота. Действует «эффект суммации» вред­ных веществ.

Окись углерода относится к 4 классу опасности, ПДК в возду­хе рабочей зоны 20 мг/м, для населенных мест - 3,0 мг/м. Выделя­ется в атмосферу при сжигании газа на факелах и в дымовых трубах котельных.

Окись азота N0 - бесцветный газ, быстро окисляется до N0, - двуокиси азота. N 0 - кровяной яд, оказывает прямое действие на цен­тральную нервную систему. Относится ко 2 классу опасности, ПДК рабочей зоны 5 мг/м 3 , населенных мест 0,085 мг/м 3 . Выделяется при работе котельных и сжигания газа на факелах.

Двуокись азота М0 2 вызывает раздражающее действие на легкие. Относится ко 2 классу опасности, ПДК населенных мест - 0,085 мг/м 3 .

Углеводороды (легкая фракция нефти) вызывают острые и хро­нические отравления при концентрации 0,005-0,010 мг/м 3 . Отно­сится к 4 классу опасности, ПДК населенных пунктов для бензи­на - 5,0 мг/м 3 .

В больших количествах углеводороды выбрасываются в атмосфе­ру при эксплуатации резервуаров. Все неорганизованные источники выбросов при сборе, транспорте, подготовке и хранении нефти вы­деляют в атмосферу углеводороды.

Сажа обладает хорошей летучестью, долго держится в воздухе, об­разует устойчивое облако в местах выделения (ПДК - 0,15 мг/м 3). Содержит в своем составе канцерогенные 3, 4-бензипрен и другие полициклические ароматические углеводороды, токсичные соедине­ния металлов.

Обустройство и эксплуатация нефтяных и газовых месторожде­ний сопровождаются неизбежным техногенным воздействием на объекты окружающей среды. Рациональное природопользование в современных условиях обусловливает необходимость учета жест­ких экологических ограничений и разработки мероприятий, направ­ленных на охрану и восстановление окружающей среды.

Основные пути проникновения загрязнителей в объекты окру­жающей среды следующие:

Поглощение бурового раствора в процессе промывки скважин и фильтрация его водной фазы в проницаемые отложения;

Нарушение обсадных колонн и цементного камня в заколонном пространстве;

Некачественное цементирование и неподъем тампонажного раствора за обсадными колоннами;

Попадание жидких отходов бурения в водоносные горизонты из-за плохого качества крепления кондуктора;

Инфильтрация отходов с поверхности земли из амбаров- накопителей через почву, грунты и через устье скважины.

При строительстве площадных объектов (кустов скважин, пло­щадок ДНС и др.) основным воздействием на окружающую сре­ду является изъятие части территории месторождения из общего пользования и преобразование существующего рельефа в результа­те проведения вертикальной планировки. Последняя предусматри­вает сплошную систему организации рельефа, что в случае размеще­ния объектов без учета функции экосистем и невыполнения приро­доохранных мероприятий может нарушить компонентную структу­ру ландшафтов: нарушаются микрорельеф и поверхностный сток, возможно ухудшение гидрологического режима и, в первую очередь, происходит деформация почвенно-растительного покрова.

Основным источником атмосферного загрязнения на месторож­дениях являются скважины, установки подготовки нефти и факелы сжигания нефтяного газа.

Наибольшее количество выбросов загрязняющих веществ при­ходится на долю факелов, особенно при аварийных ситуациях. Ана­лиз результатов расчетов показал, что в среднем 75% общего коли­чества валовых выбросов составляет оксид углерода. При неполном сгорании нефтяного газа он поступает в верхние слои атмосферы, где окисляется до углекислого газа, участвующего в создании «пар­никового эффекта» в глобальном масштабе.

Несгоревшие углеводороды образуют газовую фазу (от метана и этана до конденсированных углеводородов) до 16% и сажу - 9%. Концентрированный выброс большого количества вредных загряз­няющих веществ от объектов добычи нефти создают на месторожде­нии зоны, где приземные концентрации превышают предельно до­пустимые. Проведенные расчеты показали, что оксиды азота и угле­водорода рассеиваются до предельно допустимых концентраций в пределах 1...2 км от источника загрязнения, а размер зоны рассеи­вания оксидов углерода в приземном слое атмосферы может дости­гать 5...8 км.

4.2. Условия залегания нефти и газа в недрах земли

4.2.1. Понятие о породах-коллекторах

Коллектором называется горная порода, обладающая емкостны­ми свойствами, которые обеспечивают физическую подвижность флюидов в ее пустотном пространстве при малейшем перепаде дав­лений. Флюидами, насыщающими породу-коллектор, могут быть нефть, газ или вода.

Горные породы, препятствующие продвижению через них угле­водородов и воды, называются неколлекторами.

Внутреннее строение залежи, изучаемое нефтегазопромысловой геологией, определяется различным размещением неколлекторов и коллекторов, а также коллекторов с разными геолого-физическими свойствами как в разрезе, так и по площади залежи.

Соответственно емкостные свойства породы определяются ее пустотностью, которая слагается из объема пор, трещин и каверн.

V = V +V +V

пуст. пор. трещ. каверн.

По времени образования выделяются первичные пустоты и вто­ричные. Первичные пустоты формируются в процессе седиментогенеза и диагенеза, то есть одновременно с образованием самой осадочной по­роды, а вторичные образуются в уже сформировавшихся породах.

Первичная пустотность присуща всем без исключения осадоч­ным породам, в которых встречаются скопления нефти и газа - это прежде всего межзерновые поры, пространства между крупными остатками раковин и т.п. К вторичным пустотам относятся поры ка­верны и трещины, образовавшиеся в процессе доломитизации из­вестняков и выщелачивания породы циркулирующими водами, а также трещины, возникшие в результате тектонических движений.

Отмечается заметное изменение пористости в зонах водонефтяных контактов.

На рис. 48 показаны некоторые типы пустот, встречающиеся в породах.

	Лг"."Й
8

Махотлова М.Ш. 1 , Темботов З.М. 2

1 Кандидат биологических наук, 2 Кандидат сельскохозяйственных наук, Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет имени В.М. Кокова, г.Нальчик

ВЛИЯНИЕ НЕФТЯНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

Аннотация

В статье рассматривается негативное воздействие разлитой нефти на окружающую среду, характер и длительность последствий разливов нефти: количество и вид разлитой нефти, окружающие условия и физические характеристики в месте разлива нефти, фактор времени, преобладающие погодные условия, биологический состав пострадавшей от загрязнения среды, экологическая значимость входящих в него видов и их восприимчивость к нефтяному загрязнению

Ключевые слова: нефтяные розливы, экологическая катастрофа, экологический ущерб, окружающая среда.

Makhotlova M.Sh. 1 , Tembotov Z.M. 2

1 PhD in Biology, 2 PhD in Agriculture, Kabardino–Balkarian State Agrarian University named after V.M. Kokov, Nalchik

THE IMPACT OF OIL POLLUTION ON THE ENVIRONMENT

Abstract

The article discusses the negative impact of spilled oil on the environment, the nature and duration of the effects of oil spills: the amount and type of oil spilled, environmental conditions and physical characteristics at the site of the spill, the time factor, prevailing weather conditions, biological structure affected by pollution, the environmental significance of its constituent species and their receptivity to oil pollution.

Keywords: oil spill, environmental disaster, environmental damage, environment.

Воздействие разлитой нефти на среду носит самый различный характер. Как правило, в средствах массовой информации эти события называют «экологическими катастрофами», сообщая о неблагоприятных прогнозах для выживания животных и растений. Крупная авария может оказать серьезное краткосрочное воздействие на окружающую среду и стать тяжелым бедствием для экосистемы.

Исследования последствий нефтяных разливов проводятся уже несколько десятилетий и нашли отражение в научной и технической литературе. Научная оценка типичных последствий нефтяного разлива показывает, что, хотя на уровне отдельных живых организмов наносимый вред может быть достаточно весомым, для популяций в целом характерна более высокая устойчивость. В результате работы естественных процессов восстановления вред нейтрализуется и биологическая система возвращается к нормальной жизнедеятельности. Лишь в редких случаях имеет место долгосрочный ущерб, в основном, даже после обширных нефтяных разливов можно предполагать, что загрязненные места обитания живых организмов восстановятся в течение нескольких сезонных циклов.

Характер и длительность последствий разливов нефти зависит от многих факторов: количества и вида разлитой нефти, окружающие условия и физические характеристики в месте разлива нефти, фактор времени, преобладающие погодные условия, биологический состав пострадавшей от загрязнения среды, экологическая значимость входящих в него видов и их восприимчивость к нефтяному загрязнению.

Возможные последствия разлива нефти зависят от скорости растворения и рассеивания загрязняющего вещества в воде в результате естественных процессов. Эти параметры являются определяющими территорию распространения загрязнения и вероятность длительного воздействия повышенных концентраций нефти или ее токсичных компонентов на уязвимые природные ресурсы .

К восприимчивым относятся организмы, сильнее других страдающие при контакте с нефтью или ее химическими компонентами. Менее восприимчивые организмы с большей вероятностью могут выдержать кратковременное воздействие нефтяного загрязнения.

С целью определения масштабов ущерба необходимо знать характеристики разлитой нефти. Разлив большого объема стойкой нефти, может нанести значительный ущерб, заключающийся в удушье организмов. Тяжелая топливная нефть, которая отличается низкой растворимостью в воде, оказывает менее выраженное токсическое воздействие в связи с низкой биологической доступностью своих химических компонентов.

Химические компоненты легкой нефти отличает более высокая биологическая доступность, следовательно, они с большей вероятностью могут причинять токсические повреждения. Нефть этого вида достаточно быстро рассеивается в результате испарения и дисперсии, а значит, может нанести меньше вреда при условии, что уязвимые природные ресурсы в достаточной мере удалены от места разлива .

Самые существенные и продолжительные последствия вероятны при обстоятельствах, когда растворение нефти замедлено. Даже если интенсивность воздействия ниже уровня, вызывающего гибель организмов, наличие токсичных компонентов может привести к состоянию, близкому к смертельному.

Экологические системы, все без исключения, достаточно сложные и естественные колебания видового состава, численности популяций и их распространение в пространстве и времени – это базовые показатели ее нормальной жизнедеятельности. Животные и растения обладают естественной устойчивостью различной степени к изменениям в пределах своей среды обитания. Естественное приспособление организмов к воздействию окружающей среды, пути и стратегии размножения очень важны для выживания при ежедневных и сезонных изменениях окружающих условий. Врожденная устойчивость говорит о том, что некоторые растения и животные могут выдержать определенный уровень нефтяного загрязнения.

Кроме того, получило широкое распространение чрезмерное использование природных ресурсов, хроническое загрязнение окружающей среды в городах, промышленное загрязнение окружающей среды. Все вышеперечисленное значительно повышает изменчивость в рамках экологических систем. На фоне высокой естественной изменчивости становится сложнее обнаружить более слабовыраженный ущерб от разлива нефти. Способность среды восстанавливаться после серьезных нарушений связана с ее сложностью и устойчивостью. Восстановление после разрушительных природных событий демонстрирует, что с течением времени экологические системы восстанавливаются даже после серьезного урона, сопровождающегося масштабной гибелью организмов.

В результате естественной изменчивости экологических систем возврат к тому же состоянию, в котором система пребывала до разлива нефти, является маловероятным.

Разлив нефти может непосредственно воздействовать на организмы, обитающие в экологической системе, либо приводить к потере среды обитания в долгосрочной перспективе. Естественное восстановление сложной экологической системы может занимать длительное время, следовательно, внимание уделяется принятию реабилитационных мер для ускорения процесса.

Эффективные операции по очистке включают в себя удаление разлитой нефти в целях сокращения участка ее распространения и сокращения длительности ущерба от загрязнения, и, следовательно, ускорения начала процесса восстановления. Вместе с тем, агрессивные методы очистки могут нанести дополнительный ущерб, при этом более предпочтительны естественные процессы очистки. Со временем происходит снижение токсичности нефти под действием ряда факторов, и на загрязненном грунте может нормально расти и развиваться растительность. Например, происходит вымывание нефти дождями, летучие фракции испаряются по мере выветривания, что снижает токсичность остаточной нефти.

Благодаря способности среды к восстановлению естественным путем воздействия разлива нефти является локальным и приходящим. Долгосрочный ущерб зафиксирован всего в нескольких случаях. Вместе с тем, в некоторых обстоятельствах последствия ущерба могут быть более стойкими, а нарушения в экологической системе могут носить более длительный характер, чем обычно ожидается.

Обстоятельства, влекущие за собой стойкий долгосрочный ущерб, связаны со стойкостью нефти, особенно если нефть занесена в почвенную толщу и не подвергается естественным процессам выветривания. При смешивании с мелкозернистым грунтом происходит оседание нефти и ее распад замедляется ввиду отсутствия кислорода. Нефтепродукты, обладающие большей плотностью, оседают и могут оставаться в неизменном состоянии в течение неопределенного времени, вызывая удушье организмов.

Согласно существующему положению исследования последствий загрязнения нефтью проводятся по каждой крупной аварии. В результате этих исследований накоплены обширные знания о возможных последствиях разливов для окружающей среды. Изучение последствий каждого разлива не является необходимым и уместным. Вместе с тем исследования такого рода необходимы для определения масштаба, характера и длительности последствий в конкретных обстоятельствах после разлива .

В большинстве своем последствия загрязнения нефтью хорошо изучены и предсказуемы, следовательно, необходимо направить усилия на оценку ущерба. Демонстрируемая окружающей средой изменчивость означает, что изучение широкого спектра потенциальных последствий может привести к неопределенным результатам.

Нефть и нефтепродукты нарушают экологическое состояние почвенных покровов и в целом деформируют структуру биоценозов. Почвенные бактерии, а также беспозвоночные почвенные микроорганизмы и животные не в состоянии качественно выполнять свои важнейшие функции в результате интоксикации легкими фракциями нефти.

Методы химического анализа загрязняющих веществ постоянно совершенствуются. Концентрацию потенциально токсичных компонентов нефти можно определить с достаточно высокой точностью.

Природовосстановление представляет собой процесс принятия мер по восстановлению пострадавшей окружающей среды до состояния нормальной жизнедеятельности в короткие сроки. В рамках Международного режима меры по реабилитации должны обоснованно повлечь существенное ускорение естественного процесса восстановления при условии отсутствия неблагоприятных последствий для различных ресурсов, как физических, так и экономических.

Меры должны быть пропорциональны масштабу и длительности ущерба и достигнутым в перспективе преимуществам. Под ущербом в данном случае понимается нарушение окружающей среды, нарушение в данном контексте рассматривается как нарушение жизнедеятельности или исчезновение организмов в биологическом сообществе вследствие разлива.

Сложность экологических систем означает, что ряд возможностей по искусственному восстановлению нанесенного экологического ущерба ограничен. В большинстве случаев естественное восстановление протекает достаточно быстро.

Таким образом, можно сделать следующие выводы:

• экологическая система обладает значительной способностью к восстановлению естественным путем после серьезных бедствий, вызванных как природными явлениями, так и разливами нефти;
• эффективное планирование и реализация операций по ликвидации разливов нефти способствуют смягчению последствий;
• тщательно подготовленные реабилитационные меры могут при определенных условиях ускорить естественные процессы восстановления.

Литература

1. Михайленко Е.М. Правовое регулирование ликвидации последствий техногенных аварий на примере разливов нефти // Административное право и процесс. – 2008. – №3. – С.44-59.
2. Доньи Д. А. Воздействие нефтедобычи на окружающую среду // Молодой ученый. - 2014. - №19. - С. 298-299.
3. Махотлова М. Ш. Охрана подземных и поверхностных вод и вод Мирового океана // Молодой ученый. – – №18. – С. 97 – 101.

References

1. Mikhaylenko E. M. Legal regulation of liquidation of consequences of technogenic accidents on the example of oil spills // Administrative law and process. – 2008. – №3. – S. 44 – 59.
2. Donji D. A. the Impact of oil extraction on the environment // a Young scientist. - 2014. - №19. - S. 298 – 299.
3. Makhotlova M.SH. Protection of underground and surface waters and waters of the World ocean // Young scientist. – 2015. – №18. – S. 97 – 101.

3.1. Загрязнение атмосферы.

Запах нефтепродуктов в виде паров бензина, а также продуктов его неполного сгорания известен каждому. Острые случаи отравления парами нефтепродуктов достаточно редки. Хроническое их воздействие не относится к факторам, улучшающим здоровье. И хотя оно, как правило, не дает острых и очевидных эффектов, местное население, вынужденное вдыхать в себя эти ароматы, достаточно активно протестует. Типичными ситуациями являются окрестности нефтеперегонных заводов, нефтехранилищ, нефтебаз, бензоколонок, автохозяйств, крупных автостоянок.

Гораздо более серьезные проблемы появляются при возникновении ситуации, когда взаимодействие летучих углеводородов, входящих в состав нефти и нефтепродуктов, окислов азота и ультрафиолетового излучения приводит к образованию смога. В таких случаях количество серьезно пострадавших может составлять тысячи человек.

3.2. Загрязнение вод.

Наиболее яркими и общеизвестными случаями печальных последствий воздействия нефти и нефтепродуктов на окружающую природную среду, является загрязнение вод. Самый тяжелый случай - мощное загрязнение толстым слоем в местах разливов нефти. Это может произойти при авариях танкеров и разрывов на трубопроводах. Жуткие картины утонувших в нефти животных и птиц многократно демонстрировались в средствах массовой информации. В случае если они не гибнут от удушья и не тонут, жить в сильно загрязненном нефтью состоянии они не смогут, из-за затруднения способности двигаться и утраты меховым и перьевым покровом терморегулирующих функций.

В ряде случае толстый слой нефтепродуктов на водной поверхности может оказаться огнеопасным. Известны случаи загорания прудов отстойников на нефтеперерабатывающих заводах. Нефть и нефтепродукты способны растекаться по поверхности воды тонким слоем, покрывая огромные поверхности. Все видели радужные пленки нефти на поверхности дождевых потоков, стекающих с поверхности автодорог. Такие пленки резко затрудняют поступление кислорода из атмосферы и понижают его содержание в воде. Кроме того, нефтепродукты в воде оказывают прямое токсическое действие на рыбу, резко ухудшают ее вкусовые качества. Плавающие длительное время по воде животные и птицы за счет такой пленки могут собрать на себе достаточное количество нефтепродуктов, чтобы это привело к серьезному загрязнению меха и перьев.

3.3. Загрязнение грунтов.

В отличие от воды, нефть, как правило, не образует больших растеканий по поверхности почвы. Определенную опасность представляет вариант загорания пропитанных нефтью и нефтепродуктами грунтов.

Основные же экологические проблемы при попадании нефти на землю связаны с грунтовыми водами. После просачивания до их поверхности, нефть и нефтепродукты начинают образовывать плавающие на воде линзы. Эти линзы могут мигрировать, вызывая загрязнение водозаборов, поверхностных вод. Одним из наиболее крупных примеров такого рода является ситуация в окрестностях Грозного в Чечне, под которым на глубине несколько метров образовалась огромная линза нефти и нефтепродуктов. Аналогичные проблемы отмечаются в окрестностях ряда нефтеперерабатывающих заводов, нефтебаз, военных аэродромов.