Transcript Оценки объемов образования нефтешламов при аварийных

ОЦЕНКИ ОБЪЕМОВ ОБРАЗОВАНИЯ
НЕФТЕШЛАМОВ
ПРИ АВАРИЙНЫХ РАЗЛИВАХ НЕФТИ И
НЕФТЕПРОДУКТОВ
В ЦЕЛЯХ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА
Д.э.н. доц. Редина М.М.
Д.г.-м.н. проф. А.П. Хаустов
Российский университет дружбы народов
НЕФТЕШЛАМЫ: ВИДЫ
Нефтяной шлам – осадки, состоящие из частиц почвы, глины, песка, окислов
металлов, воды, нефтепродуктов. Состав и объемы осадков могут быть
различными.
НЕФТЕШЛАМ = нефть + …
НЕФТЕШЛАМЫ
(в зависимости от состава химико-физических соединений и
способа возникновения)
Образующиеся
на дне
водоемов после
разлива нефти
Образующиеся
после очистки
нефти при ее
добыче
Осевшие в
различных
емкостях и
резервуарах при
хранении и
транспортировке
нефти
Пролившиеся на
грунт при
технологических
процессах и
авариях
НЕФТЕШЛАМ = нефть + почва/грунт
Образование нефтешламов:
современные масштабы загрязнений
 От 3 до 7% добытых и потребляемых нефтяных
продуктов (НП) теряется безвозвратно в виде
загрязнений или накапливается в виде отходов
 Ежегодно на предприятиях нефтяной отрасли
России образуется около 500 тыс. т
нефтешламов
 Ресурсы нефтешламов, находящиеся в
земляных амбарах, оцениваются в 4,5 млн. т.
 По данным Российского общества инженеров
нефти и газа (РОСИНГ): в стране ежегодно
образуется свыше 3 млн. т всех видов
нефтешламов, к настоящему моменту их
накоплено порядка 100 млн т.
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ТРУБОПРОВОДНОГО
ТРАНСПОРТА УГЛЕВОДОРОДОВ
Более 60% крупных объектов хранения и транспортировки нефти и нефтепродуктов
эксплуатируются свыше 30 лет
Большая часть магистральных нефтепроводов эксплуатируется 30-40 лет и более, хотя
нормативный срок составляет не более 20 лет
Существующая сеть нефтепроводов выработала свой ресурс: износ составляет около 80 %,
около 35 % от общей протяженности требуют полной замены.
Абсолютные показатели аварийности
Аварийность на промысловых нефтепроводах (ХМАО,
2001-2007),
на магистральном трубопроводном транспорте
случаев/ тыс. км*год
80
(количество аварий на 1000 км/год)
70
в среднем составляет 0,27.
60
Еще хуже дело обстоит с внутри- и
50
межпромысловыми нефтепроводами.
40
30
20
10
0
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
•
Проблема мониторинга объемов образования нефтешламов и их
токсичности при аварийных разливах нефти и НП – одна из
центральных при ликвидации последствий аварий.
•
Это касается также постмониторинга по завершении
непосредственно ликвидационных работ, когда выявляется,
насколько эффективно были утилизированы образовавшиеся
отходы, и нет ли угрозы вторичного загрязнения.
Нефтешламы и окружающая среда
Испарение
от 25 до 75% от объема разлива
в зависимости
от вида нефтепродуктов,
трансформация загрязнения
Необходимость учета:
• Характеристик нефтепродукта
• Характеристик грунта
• Метеоусловий
• Времени существования загрязнения
• Ценности природных комплексов
• Социально-экономических последствий
загрязнения
Проблемы анализа
экологических последствий:
Просачивание в грунт
по профилю почв, с возможным
проникновением
в подземные воды
и трансформацией загрязнения
Восстановительные
мероприятия
• Отсутствие адекватной нормативной
базы по оценке качества почв и земель
• Отсутствие удовлетворительной
методической базы для расчета
экологических последствий
• Отсутствие методической базы для
оценок эколого-экономических ущербов и
выбора ремедиационных мероприятий
• Отсутствие удовлетворительного
нормативного обеспечения
Современная нормативная база в сфере
обращения со шламами и землепользования




•
•
•
•
Важнейшие нормативы:
Нормативы качества земель
(химический состав, уровни
нарушенности и загрязненности)
Нормативы допустимых
воздействий
 изъятия для различных
хозяйственных объектов,
 внесения веществ
(удобрений, пестицидов)
 загрязнения
Нормативы стоимости земель
Нормативы оценок экологоэкономических ущербов
Проблемы разработки и применения
нормативов
Недоучет многообразия природных
условий в регионах
Недоучет трансформации нефтяных
загрязнений и миграции в компонентах
окружающей среды
Недоучет экономических последствий
нарушений и химического загрязнения
земель (отставание методологической и
методической базы экономических оценок)
Неэффективное информационное
обеспечение
Отсутствие адекватных методик оценки ущерба от загрязнений;
Отсутствие специализированных методик оценки эффективности
природоохранных мероприятий
Невозможность адекватного обоснования стимулирующих мероприятий
Затруднения при обосновании размеров компенсационных выплат
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ
ОЦЕНКИ ОБЪЕМОВ И СВОЙСТВ НЕФТЕШЛАМОВ
Проблемы определения объемов нефтешламов:
Проблемы оценки объемов разлива
Проблемы оценки загрязнения (емкости) почв и грунтов
Проблемы оценки токсичности шламов
с учетом трансформации загрязнения
и сложного состава нефтепродуктов
Недостатки
нормативнометодической базы
Неопределенность в эколого-экономических
оценках последствий загрязнения:
Неопределенность в расчете размеров
ущерба окружающей среде и
соответствующих
компенсационных выплат
Сложности анализа
эффективности технологий рекультивации
НЕФТЕШЛАМЫ: УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ И ВИДЫ
В зависимости от характера почв и грунтов, состава нефти
(нефтепродуктов), действия внешних физических факторов и времени :
НЕФТЕШЛАМ при разливе = нефть + почва + грунт
НЕФТЬ
ПОЧВЫ
ГРУНТЫ
Парафины
Глеевые почвы
Многолетнемерзлые
породы
Болотные верховые почвы
Асфальтены
Ароматические
соединения
Сероорганика
…
+
Объем
разлива
Глинистые грунты
Время
Суглинистые грунты
Температура
Супесчаные грунты
Метеоусловия
Площади, покрытые мхом
Песчаные грунты
Давление
Торфяники
…
Свойства
поверхности
…
Донные осадки
…
Поверхностноподзолистые почвы
Аллювиальные почвы
+
Качественный и количественный состав нефтешлама
Потенциальные возможности ЦКП (НОЦ) РУДН
в изучении состава и строения нефтешламов
Анализ нефтешламов
Экстракция
растворителем
Фракционирование
Физико-химические методы анализа
Массспектрометрия
ЯМРспектроскопия
ИКспектроскопия
Атомно-абсорбционная
спектроскопия
ПРОБЛЕМЫ ОЦЕНКИ КОЛИЧЕСТВА ШЛАМОВ
В зависимости от характера грунта и состава нефти (нефтепродуктов) :
НЕФТЕШЛАМ при разливе =
нефть
+
почва
+
грунт
Качественный и количественный
состав нефтешлама
Различные скорости
распространения разлива
Различные глубины
проникновения нефтяного
загрязнения
Различные объемы шламов
Различный состав и химикотоксикологические свойства шламов
Различные скорости естественной
деградации нефтезагрязнения
Необходимы различные подходы :
к утилизации загрязнения,
Площади, покрытые мхом
рекультивации нарушенных территорий,
мониторингу разлива и состояния сопредельных сред
ПРОБЛЕМЫ ОЦЕНКИ ОБЪЕМОВ РАЗЛИВА:
недоработки методической базы
Методики оценки объемов вылитой нефти при аварии на трубопроводе
Методика определения ущерба
окружающей природной среде при
авариях на магистральных
нефтепроводах (М., 1995)
Методика оценки последствий
аварийных выбросов опасных
веществ (Методика "Токси".
Редакция 3.1), М., 2005 г
Расчет вылившихся объемов жидкости по данным методикам для типовой аварии на
нефтепроводе одинакового диаметра с постоянным расходом жидкости через
повреждение с 15-минутным интервалом до остановки задвижек:
различие в объемах выбросов нефти более чем в 20 раз
=> методики не позволяют точно учесть объемы, площади и, следовательно высоту
слоя излившихся углеводородов – важнейшие параметры, определяющие объемы
нефтешламов, экологические ущербы и стратегию ликвидации последствий аварии.
ПРОБЛЕМЫ ОЦЕНКИ ОБЪЕМОВ РАЗЛИВА
Количество нефти рассчитывается согласно Методике определения ущерба
окружающей природной среде при авариях на магистральных нефтепроводах (М.,
1995) в три этапа, определяемых разными режимами истечения:
1. Объем V1 нефти, вытекшей из нефтепровода с момента τа возникновения аварии
до момента τо остановки перекачки;
2. Истечение нефти из трубопровода с момента остановки перекачки до закрытия
задвижек;
3. Истечение нефти из нефтепровода с момента закрытия задвижек до
прекращения утечки.
«Расходные статьи» объема разлившейся нефти
Масса
разлившейся
нефти
=
Масса
испарившихся
углеводородов
Масса
собранной
нефти
+
Масса нефти,
впитавшейся в
землю
Масса
безвозвратно
потерянной
нефти
+
Масса нефти,
загрязнившая
поверхность
водотока)
∆
(погрешность
расчетов)
При
воспламенении –
масса сгоревшей
нефти
Оценка эффективности сбора нефти
Расчет объемов «расходных статей» необходим для оценки
коэффициента сбора разлившейся нефти (Ксб).
В существующих нормативных документах и действующих методиках Ксб
задается без учета характеристик нефти и грунтов.
Ксб крайне редко применяется в отчетах по ликвидации последствий
аварий и реабилитации территорий от нефтяных загрязнений.
Как правило, объем удаленных нефтешламов и загрязненных грунтов
всегда превышают изначальные объемы вылившейся нефти.
Для оценки эффективности сбора нефти предлагается
следующая градация по величине Ксб :
• более 0,8 – высокая (удовлетворительная);
• 0,5 – 0,8 – средний (неудовлетворительный);
• 0,3-0,5 – низкий (крайне неудовлетворительный);
• менее 0,3 – крайне низкий (недопустимый).
С этих позиций представляется возможным оценивать эффективность
деятельности ликвидационных подразделений для всех типов аварий
вне зависимости от природных условий и масштабов разливов.
Контакты
Контакты:
115095 Москва. Подольское шоссе, 8/5, офис 326
Кафедра прикладной экологии
Экологический факультет РУДН
Телефон:
+7 (495) 787 38 03 * 3413
E-mail:
+7 (903) 275 57 91,
[email protected],
+7 (916) 245 95 85
[email protected]