Экологические проблемы нефтяных и газовых производств
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
РЕФЕРАТ
«ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ ПРОИЗВОДСТВ»
ПЕРМЬ 2008
Содержание
Введение
. Нефть и газ в экономике России и мира
. Экологические проблемы при добыче, транспортировке и переработке нефти. Пути их решения
. Система экологического мониторинга
Заключение
Источники и литература
Введение
Экологические загрязнения нефтепродуктами - очень актуальная и важная тема, которая с каждым днем напоминает о себе все больше и чаще. Каждую минуту в мире добываются тысячи тонн нефти, и при этом люди даже не задумываются о ближайшем будущем нашей планеты, ведь только за 20 век было истощено большее количество нефтяных запасов нашей планеты. При этом ущерб, который был нанесен за этот сравнительно короткий отрезок времени, не сравнится ни с одной катастрофой, произошедшей за всю историю человечества.
В погоне за нефтью человек безжалостно теснит природу: вырубает леса, захватывает пастбища и пашни, загрязняет окружающую среду. «Прежде природа угрожала человеку, - пишет Ж.-И. Кусто, - а сейчас человек угрожает природе». Эти слова известного французского ученого-естествоиспытателя определяют нынешнее соотношение сил в органическом мире. Своей неразумной деятельностью человек может поставить природу на грань биологической катастрофы, которая отзовется, прежде всего, на нем самом. Оправдываются слова французского поэта Ф.Р. де Шатобриана: «Леса предшествуют человеку, пустыни следуют за ним». Уже сейчас, по мнению Дж. Марша, «Земля близка к тому, чтобы сделаться непригодной для лучших своих обитателей». Под «лучшими обитателями» американский ученый подразумевал людей.
1. Нефть и газ в экономике России и мира
- XXI вв. - век нефти и газа. Добыча и потребление этих ресурсов, пришедших в начале XX века на смену дереву и углю, растет с каждым годом. В наше время контроль за топливно-энергетическими ресурсами и средствами их транспортировки играет не последнюю роль в определении геополитической ситуации той или иной страны. Нефть и газ являются одной из основ экономики любой страны. В России нефтегазовая отрасль является важнейшим источником экспортных поступлений. В силу конкурентных факторов Россия на сегодняшний день не способна существенно увеличить долю готовых изделий и, прежде всего, машинотехнических, в своем экспорте. Экспорт углеводородов останется в ближайшем будущем основным источником внешнеторговых валютных поступлений. Регулирование поставок нефти и газа, по сути дела, является важным аргументом в диалоге между государствами.
Добыча и использование невозобновимых природных ресурсов определяется их запасами в недрах. Известные мировые запасы нефти, доступные для извлечения, оцениваются сейчас в 150 млрд. т, что должно обеспечить сохранение современного уровня добычи на 50 лет. Разведанные мировые запасы природного газа составляют 148,9 трлн. м3. При современном уровне потребления их хватит более чем на 70 лет.
Табл. 1. Географическое распределение основных запасов нефти
Регионмлрд. т.доля, % к итогуотношение запасов к уровню текущей добычиВсего140.910040.9Северная Америка10.27.416.0Центральная и Южная Америка12.48.337.7Европа2.61.98.2Россия6.74.721.7Ближний и Средний Восток91.665.287.7Африка9.36.725.0АТР5.74.115.6
Табл. 2. Географическая структура внешней торговли нефтью
РегионИмпорт, млн. тЭкспорт, млн. тВсего1543.81543.8США398.15.6Канада37.956.5Мексика-85.4Центр. и Южн. Америка51.3112.6Зап. Европа389.145.4Россия-110.1Центр. Европа52.50.1Ближн. и Сред. Восток4.3784.1Сев. Африка7.3101.0Зап. Африка2.1153.0Вост. и Южн. Африка23.0-Австралия23.39.3КНР35.520.7Япония233.1-Прочие страны АТР274.348.5
. Экологические проблемы при добыче, транспортировке и переработке нефти. Пути их решения
нефть газ загрязнение экологический
Опасности, связанные с интенсивной добычей нефти.
Вначале человек не задумывался о том, что таит в себе интенсивная добыча нефти и газа. Главным было выкачать их как можно больше. Так и поступали. Но вот в начале 40-х гг. текущего столетия появились первые настораживающие симптомы.
Это случилось на нефтяном месторождении Уилмингтон (Калифорния, США). Месторождение протягивается через юго-западные районы города Лос-Анджелеса и через залив Лонг-Бич доходит до прибрежных кварталов одноименного курортного города. Площадь нефтегазоносности 54 км2. Месторождение было открыто в 1936 г., а уже в 1938 г. стало центром нефтедобычи Калифорнии. К 1968 г. из недр было выкачано почти 160 млн. т нефти и 24 млрд. м3 газа, всего же надеются получить здесь более 400 млн. т нефти.
Расположение месторождения в центре высокоиндустриальной и густонаселенной области южной Калифорнии, а также близость его к крупным нефтеперерабатывающим заводам Лос-Анджелеса имело важное значение в развитии экономики всего штата Калифорния. В связи с этим с начала эксплуатации месторождения до 1966 г. на нем постоянно поддерживался наивысший уровень добычи по сравнению с другими нефтяными месторождениями Северной Америки.
В 1939 г. жители городов Лос-Анджелес и Лонг-Бич почувствовали довольно ощутимые сотрясения поверхности земли - началось проседание грунта над месторождением. В сороковых годах интенсивность этого процесса усилилась. Наметился район оседания в виде эллиптической чаши, дно которой приходилось как раз на свод антиклинальной складки, где уровень отбора на единицу площади был максимален. В 60-х гг. амплитуда оседания достигла уже 8,7 м. Площади, приуроченные к краям чаши оседания, испытывали растяжение. На поверхности появились горизонтальные смещения с амплитудой до 23 см, направленные к центру района. Перемещение грунта сопровождалось землетрясениями. В период с 1949 г. по 1961 г. было зафиксировано пять довольно сильных землетрясений. Земля в буквальном смысле слова уходила из-под ног. Разрушались пристани, трубопроводы, городские строения, шоссейные дороги, мосты и нефтяные скважины. На восстановительные работы потрачено 150 млн. дол. В 1951 г. скорость проседания достигла максимума - 81 см/год. Возникла угроза затопления суши. Напуганные этими событиями, городские власти Лонг-Бич прекратили разработку месторождения до разрешения возникшей проблемы.
К 1954 г. было доказано, что наиболее эффективным средством борьбы с проседанием является закачка в пласт воды. Это сулило также увеличение коэффициента нефтеотдачи. Первый этап работы по заводнению был начат в 1958 г., когда на южном крыле структуры стали закачивать в продуктивный пласт без малого 60 тыс. м3 воды в сутки. Через десять лет интенсивность закачки уже возросла до 122 тыс. м3/сут. Проседание практически прекратилось. В настоящее время в центре чаши оно не превышает 5 см/год, а по некоторым районам зафиксирован даже подъем поверхности на 15 см. Месторождение вновь вступило в эксплуатацию, при этом на каждую тонну отобранной нефти нагнетают около 1600 л воды. Поддержание пластового давления дает в настоящее время на старых участках Уилмингтона до 70% суточной добычи нефти. Всего на месторождении добывают 13700 т/сут нефти.
В последнее время появились сообщения о проседании дна Северного моря в пределах месторождения Экофиск после извлечения из его недр 172 млн. т нефти и 112 млрд. м3 газа. Оно сопровождается деформациями стволов скважин и самих морских платформ. Последствия трудно предсказать, но их катастрофический характер очевиден.
Проседание грунта и землетрясения происходят и в старых нефтедобывающих районах России. Особенно это сильно чувствуется на Старогрозненском месторождении. Слабые землетрясения, как результат интенсивного отбора нефти из недр, ощущались здесь в 1971 г., когда произошло землетрясение интенсивностью 7 баллов в эпицентре, который был расположен в 16 км от г. Грозного. В результате пострадали жилые и административные здания не только поселка нефтяников на месторождении, но и самого города. На старых месторождениях Азербайджана - Балаханы, Сабунчи, Романы (в пригородах г. Баку) происходит оседание поверхности, что ведет к горизонтальным подвижкам. В свою очередь, это является причиной смятия и поломки обсадных труб эксплуатационных нефтяных скважин.
В апреле 1989 г. в Татарстане было зарегистрировано землетрясение силой до 6 баллов (г. Менделеевск). По мнению местных специалистов, существует прямая зависимость между усилением откачки нефти из недр и активизацией мелких землетрясений. Зафиксированы случаи обрыва стволов скважин, смятие колонн. Во всех этих случаях одной из действенных мер также является нагнетание в продуктивный пласт воды, компенсирующей отбор нефти.
Загрязнение атмосферы.
Гораздо большую опасность таит в себе использование нефти и газа в качестве топлива. При сгорании этих продуктов в атмосферу выделяются в больших количествах углекислый газ, различные сернистые соединения, оксид азота и т.д. От сжигания всех видов топлива, в том числе и каменного угля, за последние полвека содержание диоксида углерода в атмосфере увеличилось почти на 288 млрд. т, а израсходовано, по подсчетам академика Ф.Ф. Давитая, более 300 млрд. т кислорода. Таким образом, с момента первых костров первобытного человека атмосфера потеряла около 0,02% кислорода, а приобрела до 12% углекислого газа. В настоящее время ежегодно человечество сжигает 7 млрд. т топлива, на что потребляется более 10 млрд. т кислорода, а прибавка диоксида углерода в атмосфере доходит до 14 млрд. т. В ближайшие же годы эти цифры будут расти в связи с общим увеличением добычи горючих полезных ископаемых и их сжиганием. По мнению Ф.Ф. Давитая, к 2020 г. в атмосфере исчезнет около 12 000 млрд. т кислорода (0,77%). Таким образом, через 100 лет состав атмосферы существенно изменится и, надо полагать, в худшую сторону.
Уменьшение количества кислорода и рост содержания углекислого газа, в свою очередь, будут влиять на изменение климата. Молекулы диоксида углерода позволяют коротковолновому солнечному излучению проникать сквозь атмосферу Земли и задерживают инфракрасное излучение, испускаемое земной поверхностью. Возникает так называемый „парниковый эффект", и среднепланетная температура повышается. Предполагают, что потепление с 1880 г. по 1940 г. в значительной степени следует отнести за этот счет. Казалось бы, в дальнейшем потепление должно прогрессивно нарастать. Однако другое воздействие человека на атмосферу нейтрализует „парниковый эффект".
Человечество выделяет огромное количество пыли и других микрочастиц, экранирующих солнечные лучи и сводящих на нет нагревательное действие углекислого газа. По сведениям американского специалиста К. Фрейзера, над Вашингтоном помутнение атмосферы с 1905 г. по 1964 г. составило 57%, а над одним из швейцарских городов - 88%. Над Тихим океаном прозрачность атмосферы снизилась на 30% всего за десять лет - с 1957 г. по 1967 г.
Загрязнение атмосферы таит в себе и другую опасность - оно снижает количество солнечной радиации, достигающей поверхности Земли. По данным Национального управления США по изучению океана и атмосферы, над территорией этой страны в период с 1950 г. по 1972 г. солнечная радиация уменьшалась осенью на 8%, а весной увеличивалась на 3%. В среднем с 1964 г. она упала на 1,3%, что эквивалентно потере примерно 10 мин солнечного дня в сутки. Эта, казалось бы, мелочь может иметь серьезные климатологические последствия.
Загрязнение атмосферы над Соединенными Штатами привело в 1975 г. к совсем уже неожиданному явлению. В районе Бостона (штат Массачусетс) было установлено резкое увеличение количества озона в атмосфере - 0,127 части на миллион, тогда как установленный федеральными властями США предел безопасности составляет 0,08 части на миллион. Известно, что озон образуется в атмосфере при взаимодействии углеводородов с кислородом воздуха и в больших количествах он более ядовит, чем угарный газ. 10 августа 1975 г. управление здравоохранения штата объявило „озон-тревогу", которая продлилась до 14 августа. Это была уже вторая тревога за год.
Большая роль в загрязнении атмосферы принадлежит реактивным самолетам, машинам, заводам и фабрикам. Чтобы пересечь Атлантический океан, современный реактивный лайнер поглощает 35 т кислорода и оставляет инверсионные следы, увеличивающие облачность. Значительно загрязняют атмосферу и автомашины, которых уже сейчас насчитывается более 500 млн. По подсчетам специалистов, машины „размножаются" в 7 раз быстрее людей. Именно им принадлежит половинная доля участия в отравлении Америки. Как заявил в 1976 г. сенатор Э. Маски, в США каждый год от заболеваний, вызванных загрязнением воздуха, умирает 15 тыс. человек. Американцев это не на шутку тревожит. Появляются различные проекты создания двигателей, работающих на других видах топлива. Электромобили уже не новость, во многих странах мира есть опытные образцы, но пока их широкое внедрение в жизнь сдерживается из-за малой мощности аккумуляторов.
В последнее время появилась новая идея - автомобиль с инерционным двигателем. К сооружению его приступили американские компании „Лир моторе" и „Ю. Флайвилс". Он будет снабжен двумя тяжелыми маховиками, работающими в вакууме. Для их раскручивания перед выездом предусмотрен электромотор, питающийся от бытовой сети. Запасенная кинетическая энергия маховиков через коробку передач будет поступать на ведущие колеса. Одной зарядки хватит на 80 км пробега со скоростью 96 км/ч. Максимальная скорость такого автомобиля достигает 160 км/ч. Автомобиль, которому не нужен ни бензин, ни другое горючее и который не производит выхлопных газов, скоро будет внедряться в жизнь людей.
Немалый вклад в отравление атмосферы вносят различные заводы, тепло- и электростанции. Средней мощности электростанция, работающая на мазуте, выбрасывает ежесуточно в окружающую среду 500 т серы в виде сернистого ангидрита, который, соединяясь с водой, тотчас же дает сернистую кислоту. Французский журналист М. Рузе приводит такие данные. Тепловая электростанция компании „Электрисите де Франс" ежедневно выбрасывает в атмосферу из своих труб 33 т сернистого ангидрита, который может превратиться в 50 т серной кислоты. Кислотный дождь охватывает территорию около этой станции в радиусе до 5 км. Такие дожди обладают большой химической активностью, они разъедают даже цемент, не говоря уже об известняке или мраморе.
Особенно страдают памятники старины. Бедственное положение складывается с афинским Акрополем, который вот уже более 2500 лет выдерживает разрушительное влияние землетрясений, набегов иностранных захватчиков, пожаров. Теперь же этому всемирно известному памятнику старины угрожает серьезная опасность. Загрязнение атмосферы постепенно разрушает поверхность мрамора. Мельчайшие частицы дыма, выбрасываемые в воздух промышленными предприятиями Афин, вместе с каплями воды попадают на мрамор, а утром, испарившись, оставляют на нем бесчисленное множество еле заметных оспин. По утверждению греческого археолога профессора Наринатоса, памятники древней Эллады больше пострадали за последние 20 лет от загрязнения атмосферы, чем за 25 столетий, полных войн и нашествий. Чтобы сохранить для потомков эти бесценные творения древних зодчих, специалисты намерены покрыть наиболее пострадавшие части памятников специальным защитным слоем из пластика.
Загрязнение атмосферы различными вредными газами и твердыми частицами приводит к тому, что воздух крупных городов становится опасным для жизни людей. В некоторых городах США, Японии, Германии регулировщики уличного движения дышат кислородом из специальных баллонов. Пешеходам эта возможность предоставляется за дополнительную плату. В Токио и некоторых других городах Японии на улицах устанавливаются кислородные баллоны для детей, чтобы они по дороге в школу могли глотнуть свежего воздуха. Японские предприниматели открывают специальные бары, где люди поглощают не алкогольные напитки, а свежий воздух. Правда, в последние годы обстановка изменилась в лучшую сторону.
Особую опасность для жизни людей представляют смертоносные туманы, опускающиеся на крупные города. Самая большая трагедия произошла в 1952 г. в Лондоне. Проснувшись утром 5 декабря, лондонцы не увидели солнца. Необычайно плотный смог, смесь дыма и тумана, держался над городом 3-4 дня. Этот смог, по официальным данным, унес 4 тыс. жизней, ухудшив состояние здоровья еще многих тысяч людей. Такие туманы не раз душили людей и других городов Западной Европы, Америки и Японии. В бразильском городе Сан-Паулу уровень загрязнения воздуха в 3 раза превышает максимально допустимые нормы, а в Рио-де-Жанейро - в 2 раза. Обычными заболеваниями здесь стали раздражение слизистой оболочки глаз, аллергические заболевания, переходящие в хронический бронхит и астму. Японский город Нагоя получил титул „японской столицы смога". Токио вышел на третье место среди японских городов по числу заболеваний, вызванных загрязнением окружающей среды. В настоящее время здесь зарегистрировано свыше 4 тыс. таких больных. В середине октября 1975 г. серьезная угроза отравления нависла над этим огромным городом, где живет почти 12 млн. человек. Концентрация различных вредных оксидов в ряде районов города в 6 раз превысила допустимый уровень. Токийские власти отдали распоряжение всем фабрикам и заводам сократить потребление топлива на 40%. Жителям посоветовали не выпускать детей на улицу, дабы уберечь их от отравления.
Осаду смертоносных туманов не выдерживают даже растения. За последние 10 лет зеленая зона Токио сократилась на 12%, сейчас на каждого горожанина приходится не более 1 м2 зеленых насаждений. Появились фирмы, которые сдают деревья напрокат. Аренда полуметрового живого растения в горшке стоит в месяц примерно 4000 иен. Но и эти кочующие по городу „одноместные парки" не выдерживают загрязнения атмосферы, чахнут и увядают. Чтобы сохранить флору, ее время от времени вывозят на свежий воздух в загородные районы. Все чаще и чаще для „озеленения" промышленность выпускает синтетические пальмы, бамбук, цветы, траву и целые искусственные газоны.
Чтобы вовремя принять защитные меры от смога, в Кентском университете (США) сконструирован специальный мини-противогаз. Если загрязнение воздуха принимает угрожающие размеры, то на приборе вспыхивает миниатюрная лампочка. Одним движением руки можно достать портативную маску и защитить свои легкие от ядовитых веществ. В Японии выведен специальный сорт бегонии „зимняя королевская гамма-3", которая служит индикатором особого фотохимического смога, образующегося в результате разложения выхлопных газов автомобилей под воздействием солнечных лучей. При повышении концентрации смога на листьях растений уже через 6 ч. появляются белые пятна.
Нефтяное загрязнение Мирового океана.
Безрассудно загрязнет человек и водные бассейны планеты. Ежегодно в Мировой океан по тем или иным причинам сбрасывается от 2 до 10 млн. т нефти. Аэрофотосъемкой со спутников зафиксировано, что уже почти 30% поверхности океана покрыто нефтяной пленкой. Особенно загрязнены воды Средиземного моря, Атлантического океана и их берега.
Литр нефти лишает кислорода, столь необходимого рыбам, 40 тыс. л морской воды. Тонна нефти загрязняет 12 км2 поверхности океана. Икринки многих рыб развиваются в приповерхностном слое, где опасность встречи с нефтью весьма велика. При концентрации ее в морской воде в количестве 0,1-0,01 мл/л икринки погибают за несколько суток. На 1 га морской поверхности может погибнуть более 100 млн. личинок рыб, если имеется нефтяная пленка. Чтобы ее получить, достаточно вылить 1 л нефти.
Источников поступления нефти в моря и океаны довольно много. Это аварии танкеров и буровых платформ, сброс балластных и очистных вод, принос загрязняющих компонентов реками.
В настоящее время 7-8 т нефти из каждых 10 т, добываемых в море, доставляется к местам потребления морским транспортом. На некоторых участках Мирового океана происходит буквально столпотворение. Например, через пролив Ла-Манш, ширина которого 29 км, ежесуточно проходит более 1000 судов. Немудрено, что количество танкерных катастроф здесь велико. Особенно они возросли в 70-80-х гг. Только в 1975 г. погибло 10 танкеров общим водоизмещением в 815 тыс. т. Почти каждый год случаются крупные катастрофы. Пожалуй, первая, которая всколыхнула мир, произошла в 1967 г. У берегов Западной Европы потерпел аварию супертанкер „Торри Каньон", в море попало 120 тыс. т нефти. Огромное нефтяное пятно обезобразило прибрежные воды и берега Франции и Англии. Погибло 50 тыс. водоплавающих птиц, т.е. 90% морских птиц этих районов.
В дальнейшем катастрофы крупных танкеров выплескивали в моря и океаны все новые и новые порции нефти. 1974 г. - авария американского танкера „Трансхерон", имевшего на борту 25 000 т нефти. Из пробоин только за первую неделю вытекло 3500 т нефти! Огромное нефтяное пятно площадью в несколько десятков квадратных километров медленно двинулось к побережью южно-индийского штата Керала, уничтожая морских обитателей.
В январе 1976 г. в залив Бантри (Ирландия) по вине компании „Галф ойл" (США) из танкера „Афран зодиак" водоизмещением 210 тыс. т вылилось 450 т нефти. Под ее слоем оказалась вся северная часть залива, а под угрозой и побережье на протяжении 35 км.
В феврале 1976 г. на танкере „Сан-Петер", совершавшем под либерийским флагом плавание из Перу в Колумбию с 33 тыс. т нефти на борту, вспыхнул пожар. Судно затонуло, нефть вылилась в море. Десять дней моряки колумбийских ВМС вели безуспешную борьбу по очистке вод в районе бедствия, охватившего прибрежную полосу протяженностью около 30 км.
В начале 1976 г. у берегов Бретани потерпел крушение супертанкер „Олимпик брейвери" водоизмещением 275 тыс. т - собственность компании, основанной греческим магнатом А. Онассисом. Чудовищное мазутное месиво затопило берега некогда живописного французского о-ва Уэссан. Правительство было вынуждено привлечь военно-морские силы и саперные подразделения для очистки побережья острова, растительности и животному миру которого уже был нанесен непоправимый ущерб.
В январе 1977 г. танкер „Арго Мерчент" длиной 182 м сел на мель у берегов американского штата Массачусетс. Волны раскололи махину и 29 млн. л темной маслянистой жидкости вылилось в океан, образовав пятно размером 240х60 км.
В 1977 г. - катастрофа с танкером „Айринз Челленджер" и 20 млн. л нефти попало в акваторию Гавайских островов. В этом же году в результате пожара на борту танкера „Хэвайан патриот" в северной части Тихого океана „потеряно" 90 тыс. т нефти.
г. знаменуется самой крупной танкерной катастрофой у берегов Бретани. Американский супертанкер „Амоко Кадис" наскочил на рифы, вылив в море 230 тыс. т нефти.
Наиболее крупной аварией в 1979 г. явилось столкновение танкеров „Этлэнтик эмпресс" и „Иджен Кэптэн" в Карибском заливе недалеко от Тринидада. В море вылилось 300 тыс. т нефти.
Ноябрьский шторм 1981 г. выбросил на волнорез порта Клайпеда греческий танкер „Глобус Асини". Из образовавшейся пробоины в море вытекло 10 тыс. т нефти.
В августе 1983 г. недалеко от европейского побережья Атлантики загорелся танкер „Кастилло де Бельвер". Судно затонуло, выпустив в воды океана 250 тыс. т нефти.
У побережья Антарктиды в январе 1989 г. потерпел крушение танкер „Баия параисо" с 1 тыс. т дизельного масла на борту. Два месяца спустя страшная трагедия разыгралась в арктических водах Аляски. Танкер „Экссон валдиз" по вине капитана напоролся на риф. Из пробоины вытекло более 40 тыс. т нефти. Образовалось нефтяное пятно площадью до 800 км2. Акватория пролива Принц Уильям была объявлена „зоной бедствия". На борьбу с загрязнением были брошены ВМС США. Ряд стран мира (в том числе и Россия) поспешили прийти на помощь. Тем не менее, по словам газеты „Вашингтон пост", эта авария грозит „потенциальной экологической катастрофой", последствия которой трудно предугадать.
В конце марта 1989 г. голландский речной танкер сел на мель в районе Бад-Хоннефа. В реку вылилось около 1 тыс. т нефти. Нефтяная пленка покрыла реку на протяжении 7 км. Под угрозой оказалась жизнь речных обитателей в районе 50 км ниже западно-германской столицы.
В апреле 1989 г. индийский танкер „Канченджунга" налетел на рифы в Красном море в территориальных водах Саудовской Аравии - в 5 км от порта Джида. Из пробоин вытекло более 10 тыс. т нефти.
Печальный список танкерных аварий можно было бы продолжить, но их доля в нефтяном загрязнении моря сравнительно невелика. В 3 раза больше поступает нефти в акватории за счет промывки цистерн танкеров и сброса этой воды; в 4 раза интенсивнее загрязняют моря и океаны отбросы нефтехимических заводов, почти столько же нефти поставляют и аварии морских буровых.
Печальный рекорд по загрязнению морских вод принадлежит нефтяной скважине „Иксток-1" (Мексика), пробуренной у берегов п-ова Юкатан в Мексиканском заливе. Авария случилась в июне 1979 г. и ежедневно в акваторию выливалось более 4 тыс. т нефти. Скважина фонтанировала более месяца, выплеснув из недр почти 0,3 млн. л „черного золота". Ликвидация фонтана обошлась в 131,6 млн. дол.
Встает угрожающий вопрос: что делать с этими „черными океанами"? Как спасти их обитателей от гибели?
Строятся различные планы. Во Франции создана специальная центрифуга марки „Циклонет". Она устанавливается на самоходной портовой барже вместе с группой насосов, которые собирают с поверхности воду вместе с пленкой нефти. Попадая затем во вращающиеся барабаны устройства, смесь быстро разделяется.
Шведские и английские специалисты для очистки морских вод от нефти предлагают использовать старые газеты, куски обертки, обрезки с бумажных фабрик. Все это измельчается на тонкие полосы длиной 3 мм. Брошенные на воду, они способны впитать в себя 28-кратное количество нефти по сравнению с собственной массой. Затем топливо из них легко извлекается прессованием. Такие полоски бумаги, помещенные в большие нейлоновые „авоськи", предлагается использовать для сбора нефти в море на месте катастрофы танкеров.
Имеются и другие планы. Хорошие результаты дает применение диспергаторов - особых веществ, связывающих нефть; обработка нефтяных пленок железным порошком с последующим собиранием „опилок" магнитом. Большие надежды возлагаются на биологическую защиту: в лабораториях фирмы „Дженерал электрик" (США) создан супермикроб, способный расщеплять молекулы УВ.
Кроме нефти, в моря и океаны выносится много других продуктов жизнедеятельности человека, загрязняющих эти водоемы. По данным Ж.-И. Кусто, в верхнем слое океанов до глубины 300 м содержится свинец, ртуть, кадмий, которые убивают рыбу и даже самих людей. По сведениям ученых Калифорнийского университета, только в северной акватории Тихого океана на начало 80-х гг. плавало около 5 млн. старой резиновой обуви, 35 млн. пустых пластмассовых бутылок и около 70 млн. стеклянных. Ж.-И. Кусто пишет: „Море стало сточной ямой, куда стекаются все загрязняющие вещества, выносимые отравленными реками; все загрязняющие вещества, которые ветер и дождь собирают в нашей отравленной атмосфере; все те загрязняющие вещества, которые сбрасывают такие отравители, как танкеры. Поэтому не следует удивляться, если мало-помалу из этой сточной ямы уходит жизнь".
Такая же ситуация складывается с гидросферой и на континенте: реки и озера делаются непригодными не только для их законных обитателей, но и для людей. В Германии, например, ежегодно сливается в реки 14 млрд. м3 сточных вод, из которых очистке подвергается в лучшем случае одна треть. Рейн - река, снабжающая водой многие города Западной Европы, несет в своих водах каждые сутки столько ядовитых химических веществ, сколько могут перевезти 1000 железнодорожных составов. Голландские химики считают, что в районе Роттердама опасная концентрация веществ в воде Рейна настолько велика, что ею нельзя даже чистить зубы, так как можно отравиться. Десять лет назад был совершен вопиющий акт вандализма: несколько тысяч литров отработанного мазута было слито в Рейн близ Дюссельдорфа (Германия). Поверхность воды на протяжении 7 км оказалась покрыта ядовитой пленкой, несущей гибель речным обитателям. Под угрозу поставлено снабжение водой жителей Дюссельдорфа и других прирейнских городов. Не лучше обстоит дело с крупнейшей рекой США - Миссисипи. В биологическом смысле едва не погибли Великие Озера Северной Америки. Лишь титанические усилия, обошедшиеся США в 17 млрд. дол., спасли эти уникальные водоемы.
Варварское отношение к природе при освоении нефтяных месторождений проявляется и в нашей стране. По различным причинам при добыче и транспорте „черного золота" часть сырья выливается на земную поверхность и в водоемы. Достаточно сказать, что только за 1988 г. при порывах нефтепроводов на Самотлорском месторождении в одноименное озеро попало около 110 тыс. т нефти. Известны случаи слива мазута и сырой нефти в реку Обь (нерестилище ценных пород рыб) и другие водные артерии страны.
Создается впечатление, будто человек забывает о том, что вода - основа жизни. А-де-Сент-Экзюпери, понявший настоящую цену воды после катастрофы самолета в Сахаре, писал: „Вода, у тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха, тебя невозможно описать, тобой наслаждаются, не ведая, что ты такое! Нельзя сказать, что ты необходима для жизни: ты - сама жизнь. Ты наполняешь нас радостью, которую не объяснишь нашими чувствами. С тобой возвращаются к нам силы, с которыми мы уже простились. По твоей милости в нас вновь начинают бурлить высохшие родники нашего сердца".
Но вода нужна не только людям. Чтобы вырастить 1 т зерна, нужно 1000 м3 воды, чтобы выплавить 1 т стали - 120 м3. Количество пресной воды, пригодной для человека, с каждым годом становится все меньше и меньше. Уже сейчас ежегодно США платят 2 млрд. дол. Канаде за право использовать естественные источники пресной воды, находящиеся на территории этой страны. Предполагают, что лет через десять бутылка питьевой воды будет стоить дороже бутылки вина.
В то же самое время реки - эти естественные резервуары проточной пресной воды - часто используют как транспорт для промышленных отходов. Ежегодно реки выбрасывают в моря и океаны 2,3 млн. т свинца, 1,6 млн. т марганца, 6,5 млн. т фосфора. Количество железа, которое выносится реками в моря, равно половине мировой продукции стали. Один только Рейн выбрасывает в Северное море за год около 60 млн. т растворенных в воде отбросов. Всего же в течение года люди сбрасывают в водоемы, атмосферу и на сушу более 500 млн. т всевозможных отходов.
Загрязнение почвенного покрова.
Общая особенность всех нефтезагрязненных почв - изменение численности и ограничение видового разнообразия педобионтов (почвенной мезо- и микрофауны и микрофлоры). Типы ответных реакций разных групп педобионтов на загрязнение неоднозначны:
. Происходит массовая гибель почвенной мезофауны: через три дня после аварии большинство видов почвенных животных полностью исчезает или составляет не более 1%. Наиболее токсичными для них оказываются легкие фракции нефти.
. Комплекс почвенных микроорганизмов после кратковременного ингибирования отвечает на загрязнение нефтепродуктами повышением валовой численности и усилением активности. Прежде всего это относится к углеводородокисляющим бактериям, количество которых резко возрастает относительно незагрязненных почв. Развиваются специализированные группы, участвующие на разных этапах в утилизации УВ.
. Максимум численности микроорганизмов соответствует горизонтам ферментации и снижается в них по профилю почв по мере уменьшения концентраций УВ. Основной «взрыв» микробиологической активности падает на второй этап естественной деградации нефти.
. В процессе разложения нефтепродуктов в почвах общее количество микроорганизмов приближается к фоновым значениям, но численность нефтеокисляющих бактерий еще долгое время превышает те же группы в незагрязненных почвах (южная тайга - 10-20 лет).
. Изменение экологической обстановки приводит к подавлению фотосинтезирующей активности растительных организмов. Прежде всего это сказывается на развитии почвенных водорослей: от их частичного угнетения и замены одних групп другими до выпадения отдельных групп или полной гибели всей альгофлоры. Особенно значительно ингибирует развитие водорослей сырая нефть и минеральные воды.
. Изменяются фотосинтезирующие функции высших растений, в частности злаков. Эксперименты показали, что в условиях южной тайги при высоких дозах загрязнения - более 20 л/м2 - растения и через год не могут нормально развиваться на загрязненных почвах.
. Исследования показали, что в загрязненных почвах снижается активность большинства почвенных ферментов. При любом уровне загрязнения ингибируются гидролазы, протеазы, нитратредуктазы, дегидрогеназы почв, несколько повышается уреазная и каталазная активности почв.
. Дыхание почв также чутко реагирует на загрязнение нефтепродуктами. В первый период, когда микрофлора подавлена большим количеством УВ, интенсивность дыхания снижается, с увеличением численности микроорганизмов интенсивность дыхания возрастает.
Итак, процессы естественной регенерации биогеоценозов на загрязненных территориях идут медленно, причем темпы становления различных ярусов экосистем различны. Сапрофитный комплекс животных формируется значительно медленнее, чем микрофлора и растительный покров. Пионерами зарастания нарушенных почв часто являются водоросли.
Одним из наиболее перспективных путей ограждения среды от загрязнения является создание комплексной автоматизации процессов добычи, транспорта и хранения нефти. В нашей стране такая система впервые была создана в 70-х гг. и применена в районах Западной Сибири. Потребовалось создать новую унифицированную технологию добычи нефти. Раньше, например, на промыслах не умели транспортировать нефть и попутный газ совместно по одной системе трубопроводов. С этой целью сооружались специальные нефтяные и газовые коммуникации с большим количеством объектов, рассредоточенных на обширных территориях. Промыслы состояли из сотен объектов, причем в каждом нефтяном районе их строили по-своему, это не позволяло связать их единой системой телеуправления. Естественно, что при такой технологии добычи и транспорта много продукта терялось за счет испарения и утечки. Специалистам удалось, используя энергию недр и глубинных насосов, обеспечить подачу нефти от скважины к центральным нефтесборным пунктам без промежуточных технологических операций. Число промысловых объектов сократилось в 12-15 раз.
По пути герметизации систем сбора, транспорта и подготовки нефти идут и другие крупные нефтедобывающие страны земного шара. В США, например, некоторые промыслы, расположенные в густонаселенных районах, искусно скрыты в домах. В прибрежной зоне курортного городах Лонг-Бич (Калифорния) построено четыре искусственных острова, где производится разработка морских площадей. С материком эти своеобразные промыслы связаны сетью трубопроводов длиной свыше 40 км и электрокабелем протяженностью 16,5 км. Площадь каждого острова 40 тыс. м2, здесь можно разместить до 200 эксплуатационных скважин с комплектом необходимого оборудования. Все технологические объекты декорированы - они спрятаны в башни из цветного материала, вокруг которых размещены искусственные пальмы, скалы и водопады. Вечером и ночью вся эта бутафория подсвечивается цветными прожекторами, что создает весьма красочное экзотическое зрелище, поражающее воображение многочисленных отдыхающих и туристов.
3. Система экологического мониторинга
Под государственным мониторингом окружающей среды (ОС) понимается комплексная система наблюдения за состоянием ОС, оценки и прогноза изменений состояния ОС под воздействием природных и антропогенных факторов.
Цели экомониторинга:
наблюдение за состоянием ОС, в том числе в районах расположения источников антропогенного воздействия, и за воздействием этих источников на ОС;
оценка и прогноз изменений состояния ОС под воздействием природных и антропогенных факторов;
обеспечение потребностей государства, юридических и физических лиц в достоверной информации о состоянии ОС и ее изменениях, необходимой для предотвращения и (или) уменьшения неблагоприятных последствий таких изменений.
Информация, полученная при осуществлении экомониторинга, используется при:
разработке прогнозов социально-экономического развития РФ, субъектов РФ, муниципальных образований и принятии соответствующих решений;
разработке федеральных экологических программ, целевых природоохранных программ и мероприятий;
осуществлении контроля в области охраны ОС (экологического контроля) и проведении экологической экспертизы;
прогнозировании и предупреждении чрезвычайных ситуаций;
подготовке данных для ежегодного государственного доклада о состоянии и об охране ОС.
Задачами экомониторинга являются:
- организация и проведение наблюдения за количественными и качественными показателями (их совокупностью), характеризующими состояние ОС, в том числе за состоянием ОС в районах расположения источников антропогенного воздействия и воздействием этих источников на ОС;
- оценка состояния ОС, своевременное выявление и прогноз развития негативных процессов, влияющих на состояние ОС, выработка рекомендаций по предотвращению вредных воздействий на нее;
информационное обеспечение органов государственной власти, органов местного самоуправления, юридических и физических лиц по вопросам состояния ОС;
формирование государственных информационных ресурсов о состоянии ОС;
обеспечение участия РФ в международных системах экомониторинга.
Функционирование системы ведомственного ЭМ должно проходить на четырех уровнях: объект - локальный уровень, предприятие - территориальный уровень, регион, отрасль.
Экологический мониторинг - это действенный инструмент оценки существующего санитарно-экологического состояния контролируемой территории, а также прогноза возможного изменения направлений естественных процессов, испытывающих воздействие техногенных (антропогенных) факторов. Он необходим для обоснования управленческих решений по обеспечению экологической безопасности персонала, а также для поддержания благополучного состояния ОПС.
Контроль состояния ОС должен проводиться для каждого ее компонента, включая атмосферу, поверхностную гидросферу, почвы, ландшафты, массивы горных пород в целом, животный мир, растительность. Необходимо предусмотреть проведение как плановых, так и внеочередных (при неблагоприятных метеорологических явлениях и аварийных ситуациях) замеров. Контроль должен проводиться на участках наиболее активных источников выбросов ЗВ в целях соблюдения нормативов ПДВ.
Экомониторинг осуществляется через наблюдательную сеть, которая включает систему стационарных и подвижных пунктов наблюдений - это посты, станции, лаборатории, центры, бюро, обсерватории, предназначенные для наблюдений за физическими и химическими процессами в ОПС, определения ее метеорологических, климатических, аэрологических, гидрологических, океанологических, гелиогеофизических, агрометеорологических характеристик, а также уровня загрязнения атмосферного воздуха, почв, водных объектов, в том числе по гидробиологическим показателям, и околоземного космического пространства.
Заключение
Нефть и нефтепродукты являются наиболее распространенными загрязняющими веществами в окружающей среде. Основными источниками загрязнения нефтью являются: регламентные работы при обычных транспортных перевозках нефти, аварии при транспортировке и добыче нефти, промышленные и бытовые стоки.
Наибольшие потери нефти связаны с ее 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. Но утечки нефти могут происходить и на поверхности, в итоге нефтяное загрязнение обхватывает все области жизнедеятельности человека.
Загрязнение влияет не только на окружающую нас среду, но и на наше здоровье. С такими быстрыми «разрушительными» темпами вскоре все вокруг нас будет непригодно для использования: грязная вода будет сильнейшим ядом, воздух насыщен тяжелыми металлами, а вся растительность будет исчезать из-за разрушения структуры почвы. Именно такое будущее ожидает нас по прогнозам ученых примерно через столетие, но тогда будет поздно что-либо предпринимать.
Постройка очистных сооружений, ужесточенный контроль за транспортировкой и добычей нефти, двигатели, работающие за счет извлечения водорода из воды - это всего лишь начало списка того, что можно применить для очищения окружающей среды. Эти изобретения доступны и могут сыграть решающую роль в глобальной экологии.
Источники и литература
1.#"justify">2.#"justify">.#"justify">ИнфоТЭК)
.#"justify">.#"justify">.#"justify">.#"justify">.«Вчера, сегодня, завтра нефтяной и газовой промышленности» / Под редакцией Н.А. Крулова - ИГИРГИ, 1995 г.
.«Нефть и человек» - Эксмо-Пресс, 1996 г.
10.Хаустов А.П., Редина М.М. Охрана окружающей среды при добыче нефти - М.: «Дело», 2006.