Экологические аспекты строительства и эксплуатации газо- и нефтепроводов
Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева
Факультет инженерной химии
Кафедра управления технологическими инновациями
Реферат по дисциплине
"Экологический менеджмент"
на тему: "Экологические аспекты строительства и эксплуатации
газо- и нефтепроводов"
Выполнила: Оперенко Н.Ю.
студентка группы Ли-42
Проверила: Гусева Т.В. доктор технических наук
Москва 2014
Введение
Россия - один из крупнейших поставщиков газа и нефтепродуктов по всему миру. Именно поэтому, к основным отраслям нефтяной и газовой промышленности можно отнести транспортировку. А в связи с тем, что нефтепродукты является высокотоксичными - все острее становится вопрос именно экологически безопасной транспортировки.
С точки зрения влияния на окружающую среду, наиболее безопасной считается транспортировка нефтепродуктов по трубопроводу. В настоящее время, ни один другой способ перевозки и доставки к месту назначения не может обеспечить такой изоляции нефтепродуктов и их паров. [1]
На данный момент, в России стремительными темпами увеличивается число магистральных трубопроводов. Их преимущества невозможно недооценить - они обеспечивают возможность подачи нефти, дизельного топлива, автомобильных бензинов в любом направлении и практически неограниченном количестве. Но не стоит забывать и о воздействиях, оказываемых строительством и эксплуатацией трубопроводных систем на окружающую среду. Одним из самых значимых аспектов является возможность аварий и отказов на магистральных трубопроводах. В этом случае, наносят не просто большой экономический ущерб из-за потерь продукта и нарушения непрерывного процесса производства в смежных отраслях, но и сопровождаются загрязнением окружающей среды, возникновением пожаров и человеческими жертвами. [2][3]
Таким образом, для обеспечения надежной работы трубопроводных систем все большее внимание уделяется условиям проектирования, строительства и эксплуатации нефтетрубопроводов. Условия должны полностью отвечать технологическому и техническому уровню с соблюдением экологической политики. [3]
Характеристика воздействий на окружающую среду и их последствия
При строительстве трубопроводного транспорта необходимо найти компромисс между системами трубопроводного транспорта нефтепродуктов и природной средой. А так как, трассы магистральных трубопроводов прокладываются на различных территориях России с различными природно-климатическими условиями, сделать это непросто.
Как правило, взаимовлияние трубопроводных комплексов и природной среды носит негативный характер. Это легко объяснить тем, что ни одно инженерное сооружение не связано так тесно с окружающей природой как трубопроводные системы.
Поэтому при поиске и подготовки трасс, строительстве и эксплуатации трубопроводов основными задачами является:
.свести к минимуму техногенные воздействия на грунтовую среду, растительный покров, животный мир, подземные и поверхностные воды, приземной слой;
.ослабить отрицательное влияние природных компонентов на надежность и безопасность трубопроводов.
К источникам воздействий можно отнести:
·конструкцию и выбранный путь прокладки трубопровода;
·строительно-монтажные работы при прокладке трубопровода и его эксплуатации;
·перекачиваемый продукт (нефть, газ, нефтепродукты) и т.д.
Сами же воздействия при строительстве и эксплуатации нефтепроводов разделяют:
·на прямые и косвенные;
·на длительные и кратковременные (импульсные);
·проявляющиеся в виде механического разрушения, загрязнения, теплового влияния и т.д.
Последствия от этих воздействий могут быть:
·первичными и вторичными
·обратимыми и необратимыми (нерегулируемыми).
Так, при расчистке и планировке трассы прямым воздействием на окружающую среду будет нарушение микро- и макрорельефа, а косвенным - сокращение пастбищных площадей. Последствия прямых и косвенных воздействий будут соответственно первичными и вторичными. Т.е. первичными последствиями будет развитие эрозии, оврагов, а вторичными - ухудшение условий питания животных и др.
В качестве примера длительного воздействия на окружающую среду можно взять тепловое влияние нефтепроводов на многолетнемерзлые грунты, а в качестве кратковременного - загрязнение атмосферы в результате аварийного сжигания нефти.
Обратимые последствия могут быть ликвидированы, а окружающая среда восстановлена до исходного состояния или близкого к нему. Например, растительный покров после окончания строительно-монтажных работ может быть восстановлен посевом аналогичных растений. Необратимые же последствия приводят к качественному изменению окружающей среды, которое почти невозможно восстановить. К ним относятся оползни, деформация русла реки и т.д. [4] [5]
Аспекты, воздействия и их последствия
АспектВоздействиеУтечки газа через негерметичные соединения или при разрывах газопровода, сжигание нефти и нефтепродуктов, разлитых на поверхности при аварии на нефте- и нефтепродуктопроводах, утечки и испарения в процессе сливно-наливных операций, пожары на нефте- и нефтепродуктопроводах и т. д.Загрязнение приземного слоя атмосферы Последствия - подавление роста растительности, превышение предельно допустимой концентрации (ОДК) и вредных веществ в воздухе.Строительно-монтажные работы при прокладке трубопровода и его эксплуатацииМеханическое и тепловое разрушение, загрязнение почвенно - растительного комплекса и рельефа местности Последствия - развитие эрозии, оврагов, оползней, изменение рельефа, активизация криогенных процессов, заболачивание территории, снижение биологической продуктивности почвенно - растительного комплекса, уничтожение культурных посевов, развитие безлесных ландшафтов.Загрязнение и разрушение почвенно - растительного комплекса и загрязнение воздушной среды, препятствия при миграции: надомные трубопроводы, транспорт и средства механизации. Сокращение и уничтожение кормовых ресурсов, ограничение перемещений животных. Последствия - сокращение поголовья животных.Утечки нефти и нефтепродуктов из резервуаров при авариях подводных трубопроводов, устройства береговых и подводных траншей.Загрязнение поверхностных и подземных вод, механическое разрушение берегов и русла в створе перехода. Последствия - ухудшение качества воды и условий обитания водных организмов и растений, активизация русловых процессов.
Воздействие нефти и нефтепродуктов на почвенно-растительный комплекс
Значение нижнего яруса растительного покрова как корма диких и домашних животных, тепло- и влагорегулятора почвы, основного средства против образования оврагов, оползней и эрозии трудно недооценить. Тем не менее, основное воздействие нефти и нефтепродуктов на почвенно - растительный комплекс при отказах трубопроводов сводится к снижению биологической продуктивности почвы и растительного покрова.
Характер и степень воздействия нефти и нефтепродуктов на почвенно-растительный комплекс определяются:
·объемом ингредиента и его свойствами,
·видовым составом растительного покрова,
·временем года и другими факторами.
Хотя некоторые виды растений оказываются устойчивыми против нефтяного загрязнения, большинство лишайников погибает. А так как лишайниковые являются кормом для оленей, то сокращаются их кормовые запасы в зимнее время.
Деградация нефти в грунтовой среде происходит путем биологического окисления микроорганизмами и химического окисления. Значительно ускоряют процесс очищения почвы от нефти дождевые осадки, которые вымывают ее и тем самым снижают концентрацию нефти в верхних слоях почвы.
Загрязнение почвы нефтью и нефтепродуктами в северных районах имеют гораздо больше отрицательных последствий, чем в районах с относительно умеренным климатом. Низкие температуры воздуха и грунтовой среды, сильные ветры, небольшая продолжительность летнего теплого периода (во время которого активизируются биологические процессы) создают чрезвычайно сложный режим функционирования растительного покрова. Поэтому всякое нарушение этого режима может привести к необратимым процессам. Одним из наиболее опасных в этом случае является загрязнение нефтью грунтовой среды в результате утечек из магистральных нефтепроводов, резервуаров и т. п.
Таким образом, загрязнение нефтью растительного покрова может привести не только к изменению его свойств (например, теплоизоляционных), но и к уничтожению растительного покрова, период самовосстановления которого в северных районах может достигать 10-15 лет.
Надо отметить, что нередко на болотистых участках трассы разлившуюся по дневной поверхности нефть, сжигают, что приводит к выгоранию леса - иногда на значительных площадях. На участках многолетнемерзлых грунтов такие пожары могут привести к развитию криогенных процессов. [5][6]
Загрязнение грунтовой среды при утечках нефти и нефтепродуктов
Как отмечалось ранее, утечки нефти и нефтепродуктов, возникающие при повреждении магистральных нефте- и нефтепродуктопроводов, резервуаров, а также при сливно-наливных операциях, приводят к загрязнению прилегающих грунтовых участков. В процессе просачивания нефть и нефтепродукты загрязняют поверхностные и подземные воды.
Самоочищение загрязняемых таким образом сред происходит крайне медленно, что может привести к длительному исключению их из пользования. Последствия и связанные с ними материальные убытки определяются размерами и степенью загрязнения грунтовой среды.
Если учесть различие свойств и состояний грунтов, типов утечки, а также характеристик нефти и нефтепродуктов можно выделить:
·загрязнения нефтью малопроницаемой и проницаемой сред;
·загрязнения талых, мерзлых и многолетнемерзлых грунтов;
·утечки на дневной поверхности (например, при повреждении наземного участка нефтепровода или в процессе его ремонта) и ниже ее (при повреждении подземного участка нефтепровода).
·перекачиваемые нефти и нефтепродукты могут быть подогретыми и холодными (обычными).
Процесс загрязнения талой грунтовой среды при утечках нефти на дневной поверхности можно разделить примерно на три последовательные во времени стадии. Первая стадия характеризуется образованием поверхностного ареала загрязнения и незначительным просачиванием нефти в грунтовую среду. На второй стадии происходит распространение нефти вглубь грунта, а на третьей стадии - боковое распространение. Описание процесса загрязнения грунтовой среды нефтью и нефтепродуктами осложняется их специфичными физическими свойствами - вязкостью, плотностью, поверхностным натяжением, несмешиваемостью с водой и др.
Загрязнение рек и водоемов нефтью и нефтепродуктами
Река или водоем считается загрязненным, если состав (или свойства) воды изменился под влиянием производственной деятельности настолько, что вода стала непригодной для одного или нескольких видов водопользования. К основным видам водопользования относятся: хозяйственно - питьевое, культурно - бытовое и рыбохозяйственное. В соответствии с этими видами водопользования нормируются состав и свойства воды и предельно допустимая концентрация вредных веществ.
Практически любая авария подводного нефтепровода может привести к утрате водоема как объекта одного или нескольких видов водопользования. Возможные последствия загрязнения усугубляются высокой стойкостью нефти к окислению и токсичностью отдельных се фракций. Нефть, попадая в воду, растекается вследствие ее гидрофобности по поверхности, образуя тонкую нефтяную пленку, которая перемещается со скоростью примерно в два раза большей, чем скорость течения воды. При соприкосновении с берегом и прибрежной растительностью нефтяная пленка оседает па них. В процессе распространения по поверхности воды легкие фракции нефти частично испаряются, растворяются, а тяжелые опускаются в толщу воды, оседают на дно и образуют донное загрязнение. В результате загрязнения воды нефтью изменяются ее физические и химические свойства, что существенно ухудшает условия обитания и воде животных и растении; использование такой воды в культурно-бытовых и хозяйственно-питьевых целях усложняется. Ввиду многообразия возможных последствий оценка даже прямого ущерба затруднительна.
Следует иметь в виду, что если загрязненность от сбросов нефтепромыслов, судов и нефтеперерабатывающих заводов может относительно легко регулироваться установкой соответствующих очистных устройств, то аварийный выброс нефти и нефтепродуктов при повреждении трубопровода характеризуется во много раз большей нерегулируемой концентрацией.
Это обстоятельство позволяет считать подводные нефте- и нефтепродуктопроводы наиболее опасным потенциальным источником загрязнения рек и водоемов.
Последствия нефтяного загрязнения рек и водоемов
Влияние нефти, керосина, бензина, мазута, смазочных масел на водоем проявляется:
·в ухудшении физических свойств воды (замутнение, изменение цвета, вкуса, запаха);
·в растворении в воде токсических веществ;
·в образовании поверхностной пленки нефти и осадка на дне водоема, понижающей содержание в воде кислорода.
Используемые в настоящее время методы очистки воды, устранения нефтяного привкуса и запаха, восстановления прозрачности и цветности, локализации, сброса и удаления нефти позволяют в какой-то мере смягчить последствия загрязнения, ускорить процесс восстановления временно утраченных свойств воды и тем самым обеспечить дальнейшее использование водоемов в культурно-бытовых и хозяйственно-питьевых целях. Однако для рыбного хозяйства водоему может быть нанесен невосполнимый ущерб вследствие высокой чувствительности живых организмов и растительности к нефтяному загрязнению, а также стойкости и токсичности этого загрязнения.
Загрязнение нефтью и нефтепродуктами рыбохозяйственных водоемов приводит:
·гибели взрослых рыб, молоди, личинок и икры;
·отклонениям от нормального развития икры личинок и молоди;
·сокращению кормовых запасов (бентоса, планктона), мест обитания, нереста и нагула рыб;
·нарушению миграции рыб, молоди, личинок и икры.
Самоочищение рек и водоемов от нефти и нефтепродуктов.
Очищение воды от нефти и нефтепродуктов происходит в результате их естественного распада - химического окисления, испарения легких фракций и биологического разрушения микроорганизмами, обитающими в водной среде. Все эти процессы характеризуются чрезвычайно малой скоростью, определяемой главным образом температурой воды. Химическое окисление нефти затрудняется высоким содержанием в ней предельных углеводородов. Окисляются и испаряются в основном легкие фракции, а тяжелые трудноокисляемые фракции нефти накапливаются и затем оседают на дно, образуя донное загрязнение.
Уменьшение массы нефтяной пленки в первые дни после ее образования происходит преимущественно вследствие испарения нефти. В процессе биологического разрушения микроорганизмами нефть и нефтепродукты частично усваиваются ими, а частично окисляются.
Биохимическое окисление нефти сопровождается интенсивным поглощением кислорода воды. В среднем на окисление 1 мг нефти затрачивается от 0,5 до 3,5 мг кислорода. Одним из показателей наличия в воде органических загрязнений и интенсивности их биологического окисления является биологическая потребность в кислороде, численно равная количеству кислорода, поглощаемого микроорганизмами при биологическом окислении органических загрязнении, содержащихся в 1 л воды. Биохимическое окисление нефти в водоеме сопровождается непрерывной миграцией тяжелых ее фракций с поверхности на дно и обратно.
Нефтяные отложения на дне водоема при дефиците кислорода сохраняются длительное время и являются источником вторичного загрязнения водоемов. [5][6]
Загрязнение приземного слоя атмосферы при эксплуатации магистральных трубопроводов и его последствия
загрязнение атмосфера нефть трубопровод
При повреждении газо- и нефтепроводов выделяются различные токсичные вещества. Основными загрязнителями атмосферы являются природный газ, продукты испарения нефти и нефтепродуктов, аммиак, этилен, ацетилен, а также продукты сгорания перекачиваемых углеводородных смесей. Все эти загрязнения относятся к локальным и временным, так как они рассеиваются под воздействием воздушных потоков.
Загрязнение приземного слоя атмосферы оказывает существенное отрицательное влияние на человека и растительность вследствие общетоксического действия перечисленных ингредиентов. Особую опасность представляет загрязнение воздуха вблизи населенных пунктов.
В отличие от средней полосы загрязнение воздуха в районах Крайнего Севера оказывает более сильное воздействие на природу даже при прочих равных условиях. Растительный покров в этих районах находится в крайне неблагоприятных климатических условиях. Поэтому всякое воздействие, в том числе и загрязнение воздуха, может привести к угнетению растительного покрова.
Источники загрязнения приземного слоя атмосферы.
К основным источникам загрязнения приземного слоя атмосферы при трубопроводном транспорте нефти, нефтепродуктов и газа следует отнести аварийные выбросы газа при отказах и ремонте линейной части магистральных газопроводов и испарение нефти и нефтепродуктов при хранении в резервуарах. Не менее сильным источником загрязнения воздуха являются пожары при возгорании или сжигании транспортируемых продуктов.
Отказы газопроводов происходят:
·при использовании несоответствующих материалов (труб, арматуры, сварочной проволоки и т. п.),
·при нарушении технологии строительно-монтажных работ,
·при нарушении ремонта и эксплуатации, а также в результате коррозии.
Причины отказов эксплуатируемых магистральных газопроводов (в % от общего числа отказов):
,6% - коррозия
, 3 - дефект сварки
% - низкое качество строительно-монтажных работ
% - прочие
,8% - низкое качество эксплуатации
Другим источником загрязнения воздуха являются резервуарные парки, сооружаемые на головных и некоторых промежуточных перекачивающих станциях. В результате сливно-наливных операций, а также суточных колебаний температуры происходит достаточно интенсивное выделение продуктов испарения в приземной слой атмосферы.
В результате только одного большого "дыхания" потери нефти из резервуара объемом 5000 м3 могут достигать 3,5 т. Годовые потери нефти из такого резервуара из-за малых "дыханий" могут составить 30-60 т. Необходимость сливно-наливных операций, неизбежность суточных колебаний температуры окружающего воздуха говорит о стационарном характере такого загрязнения. Поэтому, необходимо локализовать основные источники загрязнения атмосферы в пределах резервуарного парка.
Самопроизвольное возгорание нефти, нефтепродуктов и газа при повреждении линейной части или резервуара вызывает очень интенсивное загрязнение воздуха. В настоящее время это происходит не так часто. [5][6]
Список использованной литературы
1.Экологические аспекты транспортировки нефтепродуктов. Портал по нефтепродуктам: [электронный ресурс]. URL:://neftegaztrade.ru/transport-nefteproduktov/jekologicheskie-aspekty-transportirovki-nefteproduktov.html (дата обращения: 27.05.2014)
."Системы экологического менеджмента, энергоменеджмента и менеджмента безопасности": учебное пособие. Авторы: Т.В. Гусева, Я.П. Молчанова, Н.А.Макаров, А.В. Малков (дата обращения: 27.05.2014)
.Трубопроводный транспорт нефтепродуктов и его преимущества. Группа компаний ЕВРОТЭК: [электронный ресурс]. URL:://www.eg-oil.ru/articles/150-truboprovodnyy-transport-nefteproduktov.html (дата обращения: 27.05.2014)
.Взаимовлияние систем трубопроводного транспорта и природной среды. Большой информативный нефтяной сайт: [электронный ресурс]. URL:
#"justify">.Нефтегазовая промышленность: [электронный ресурс]. URL:
#"justify">.Геоэкологическое влияние трубопроводного транспорта: [электронный ресурс]. URL:://works.doklad.ru/view/2zQKadS_hRQ/2.html (дата обращения: 27.05.2014)