–PAGE_BREAK–2.2 Технологии и способы реабилитации загрязненных территорий
После завершения аварийных работ по приказу генерального директора создается комиссия по осмотру земель с участием заинтересованных сторон. При осмотре земель комиссия определяет географическое положение нарушенного участка, его площадь, источник и характер нарушения и загрязнения почв, делает заключение о возможных способах рекультивации.
Определяющими параметрами при выборе методов реабилитации загрязненных нефтью площадей являются:
1) физико-химический состав разлитой нефти, ее поведение в окружающей среде;
2) рельеф поверхности, на которой произошел разлив, структура подстилающего слоя почвы, ее механический состав;
3) погодные условия по времени года;
4) качество сбора нефти с подстилающей поверхности;
5) наличие сохранившейся растительности, сухостоя и захламления;
6) глубина проникновения нефти в грунт.
На основании материалов обследований назначается необходимый перечень рекультивационных мероприятий[2].
Запрещается планировать следующие экологически опасные способы ликвидации разливов:
– выжигание нефти на поверхности почвы;
– засыпка территории разлива песком.
Технология наиболее приемлемого способа реабилитации загрязненной территории:
1. Смыв остаточных линз нефти в теплое время (лето) с последующей откачкой.
2. Стимуляция микробиологического разложения нефти (фрезерование, известкование, внесении минеральных удобрений и т. д.).
3. Фитомелиорация.
Смыв (орошение) применяется на грунтах с явно выраженным рельефом (на склонах) и на берегах водотоков и водоёмов. Он может быть применен при разливах на локализованных непроницаемой стенкой полосами боновых направляющих заграждений с контролируемым сбросом через проточные нефтесборщики (накопители) на грунтах и на болотах любого типа участков с надежной (жесткой) локализацией. В зависимости от площадей и объемов нефти допускается сооружение траншей-щелей.
Стимуляция микробиологического разложения остаточной нефти достигается путем последовательного проведения следующих мероприятий:
– фрезерование почвы;
– известкование;
– внесение минеральных удобрений;
– орошение аэрированной водой;
– создание искусственного микрорельефа;
– внесение культур нефтеокисляющих микроорганизмов;
– фитомелиорация.
Фрезерование почвы решает одновременно несколько задач: резко снижает концентрацию нефтепродукта в верхних слоях почвы путем разбавления более чистым грунтом из нижних горизонтов, увеличивает поверхность соприкосновения остаточной нефти с биологически активной средой, улучшает водно-воздушный режим почв, позволяет равномерно распределить по пахотному слою почвы, вносимые минеральные удобрения и известь.
Известкование применяется на кислых почвах, имеющих рН менее 5,5, и ставит целью поддержать реакцию почвенной среды близкой к нейтральной или слабощелочной (рН 6-8). Оно улучшает физические свойства почвы, облегчает потребление микроорганизмами азота и фосфора, снижает подвижность токсичных веществ нефти, нейтрализует накапливающиеся органические кислоты. Известкование является непременным условием эффективного применения минеральных удобрений и поддержания на максимальном уровне активности нефтеокисляющей микрофлоры. Через 2-3 месяца после внесения известковых удобрений определяют кислотность почвы и если рН меньше 5,4 проводят повторное известкование.
Внесение минеральных удобрений предполагает обеспечение нефтеокисляющих микроорганизмов и трав-мелиорантов усвояемыми формами азота, фосфора, калия. Потенциальная потребность в минеральных удобрениях (без учета повторной утилизации при отмирании микрофлоры), оптимальное соотношение азотных, фосфорных и калийных удобрений определяется на основе потребности углеводородоокисляющих микроорганизмов при утилизации конкретного количества углеводородного загрязнителя с учетом фракционного состава остаточных нефтепродуктов. Учитывая низкую обеспеченность лесных и болотных почв доступными формами азота, фосфора и калия, основной объем удобрений планируется на первое внесение и приурочен к фрезерованию почвы. Фрезерная заделка обеспечивает более равномерное распределение элементов питания в загрязненных слоях почвы, более легкую адаптацию к удобрениям почвенной микрофлоры. На бедных гумусом песках удобрения следует вносить невысокими дозами. В силу слабой поглотительной способности, низкой буферности и периодического пересыхания песчаных почв, более высокие дозы могут угнетать почвенную микрофлору и быстро вымываться осадками. При первом внесении предпочтение отдается удобным в применении комплексным удобрениям, содержащим азот, фосфор и калий в доступных для быстрого усвоения микроорганизмами форме и с минимальным количеством нитратного азота. При благоприятном водно-воздушном и тепловом режиме легко усвояемые азот, фосфор и калий быстро потребляются микроорганизмами и через 2-3 недели элементы минерального питания могут снова лимитировать биодеградацию нефти.
Для орошения аэрированной водой на участке устраивается коллекторная система канавок, обеспечивающая сток воды и нефти в специальные приемники, из которых вода, обогащенная кислородом и элементами минерального питания, необходимыми для нефтеокисляющих микроорганизмов, снова возвращается на участок по шлангам и садовым разбрызгивателям либо с помощью дальнеструйных тракторных установок, а нефть собирается нефтесборщиками. Непрерывное или периодическое орошение аэрированной водой в комплексе с внесением извести и минеральных удобрений значительно ускоряет микробиологическое окисление поверхностных загрязнителей.
Создание искусственного микрорельефа из чередующихся микроповышений (гребней) и микропонижений (борозд) целесообразно к применению для переувлажненных болотных почв, где процесс биодеградации нефтепродуктов тормозится плохой аэрацией, низкими температурами, высокой кислотностью торфа. За счет увеличения поверхности почвы ускоряется испарение легких фракций, улучшение аэрации и прогреваемости торфа создает в микроповышениях оптимальные условия для аэробных нефтеокисляющих бактерий и высших растений. Подвижная нефть вымывается в неглубокие хорошо прогреваемые борозды и разлагаются в водной среде значительно быстрее, чем в почве. Высеянные по микроповышениям травы застрахованы от вымокания в паводковый период.
Внесение культур нефтеокисляющих микроорганизмов в почву оправдано, если естественная нефтеокисляющая микрофлора бедна по видовому составу и не может быть стимулирована описанными выше приемами. Решение о целесообразности внесения микроорганизмов принимается после исследования почв на активность содержащейся в ней нефтеокисляющей микрофлоры. Однако внесенные в почву или водоемы не адаптированные к местным условиям чужеродные микроорганизмы вступают в конкурентные отношения с хорошо адаптированными к местным условиям членами аборигенных микробных сообществ и быстро вытесняются ими. Для применения бакпрепаратов необходимо наличие разрешительной документации:
1) гигиенический сертификат;
2) технические условия;
3) инструкция по применению.
Технические условия на микробиологические и биохимические препараты должны иметь в своем составе следующие разделы:
– технические требования (характеристик препарата, требования к упаковке и маркировке);
– правила приемки;
– методы испытаний (отбор проб, определение органолептических показателей, определение оксидазной активности);
– условия транспортировки и хранения;
– требования безопасности;
– требования по охране окружающей среды;
– гарантии изготовителя;
– оптимальные условия эффективной работы препарата.
Инструкция к микробиологическим и биохимическим препаратам должна содержать исчерпывающую информацию:
– по приготовлению рабочей формы препарата к применению;
– описание способствующих процессу очистки технических приемов и агрохимических мероприятий;
– описание процесса обработки, нормы внесения препарата для различных целей и условий применения;
– перечень необходимых для проведения работ технических средств, соответствующих правовым и техническим нормам и правилам;
– перечень мероприятий по технике безопасности при подготовке к применению рабочей формы препарата;
– рекомендации по проведению контроля, за процессом деструкции углеводородов.
Фитомелиорация как завершающий этап реабилитации загрязненных территорий, является показателем относительного качества рекультивации земель, служит снижению концентрации углеводородов в почве до допустимых уровней и обеспечивает создание устойчивого травостоя из аборигенных или сеяных многолетних трав, адаптированных к соответствующим почвенно-гидрологическим условиям и способных к длительному произрастанию на данной площади. Травянистые растения улучшают структуру почвы, увеличивают ее воздухопроницаемость, поглощают мутагенные, канцерогенные и другие биологически опасные продукты, препятствуют вымыванию из рекультивируемого слоя почвы элементов минерального питания.
Достаточно простым и эффективным способом реабилитации загрязненных почв, при небольшой площади загрязнения является применение торфа в качестве потенциально плодородной породы. Достоинства торфа при его применении заключаются в:
– его высокой адсорбционной способности по отношению к нефтепродуктам;
– природных свойствах торфа как носителя микроорганизмов, способных окислять нефть, что исключает его утилизацию;
– потенциальной возможности торфа к самозарастанию высшими растениями, что способствует скорейшей деградации нефтепродуктов и препятствует размыванию торфа по поверхности обработанных площадей[3].
3. Экономическая оценка ущерба от загрязнения при разливах нефти на Мохтиковском месторождение
В административном отношении месторождение расположено в Берёзовском районе Ханты-Мансийского автономного округа – Югры.
Ближайшим населенным пунктом является пос. Саранпауль, расположенный в 120 кмк югу от базы.
Непосредственно в пределах участков недр сельскохозяйственные угодья (пахотные земли, сенокосы, оленьи пастбища) и промышленные сооружения отсутствуют.
В пределах месторождения и ближайших окрестностях особо охраняемые участки и территории, имеющие рекреационное значение отсутствуют[13].
3.1 Прогнозирование объемов и площадей разливов нефти
Прогнозирование объёмов разливов нефти выполнено в соответствии с требованиями, установленными Постановлением Правительства РФ № 613 от 21.08.2000 г. «О неотложных мерах по предупреждению и ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов» (в редакции от 15.04.2002 г.):
– разгерметизация резервуара – объем наибольшего резервуара;
– трубопровод при порыве – 25% максимального объема прокачки в течение 6 часов и объем нефти между запорными задвижками на поврежденном участке трубопровода;
– трубопровод при проколе – 2% максимального объема прокачки в течение 14 дней;
– стационарные добывающие установки – 1500 т[13].
1. При порыве из расчета 25% максимального объема прокачки в течение 6 часов и объем нефти между запорными задвижками на поврежденном участке трубопровода рассчитывался по формуле:
M∑ = Мн + Мнпор, т (1)
где
М∑ — масса разлившейся нефти, т;
Мн — масса нефти между задвижками определяется по формуле:
Мн = π х D2х L/ 4, т (2)
где
D— диаметр трубопровода, м (1,2 м)[13];
L— длина участка между задвижками, м.
Мнпор — масса нефти, вытекающей из отверстия «порыв», определяется по формуле:
Мнпор = Гзагр х 6 х 0,25 /24, т (3)
где
Гзагр — суточный объем прокачки, т/сут (1500 т/сут)[13].
2. При проколе из расчета 2% максимального объема прокачки в течение 14 дней рассчитывался по формуле:
Мнпрок= Гзагр х 14 х 0,02, т (4)
Средний дебит нефти на Мохтиковском месторождении нефти составляет 820 т/сут[13].
Максимально возможный разлив нефти при аварии на напорном нефтепроводе представлен в таблице 1.
В силу особенностей прокладки напорного нефтепровода (через водные преграды), большой протяженности, высокого рабочего давления и других факторов возможны существенные разливы нефти и загрязнение больших площадей. На основании вышеизложенного, наиболее потенциально-опасными объектами, представляющими опасность разлива значительного объема нефти и загрязнения больших территорий, является объекты транспортировки товарной нефти — напорный нефтепровод.
Таблица 1 — Максимально возможный разлив нефти при аварии на напорном нефтепроводе на участках между линейными задвижками
Линейные задвижки
Максимально возможный разлив нефти при аварии на напорном нефтепроводе, т
Примечание
№№ задвижек
Расстояние между задвижками, м (L)
Мнпор
(формула 3)
Мнпрок
(формула 4)
Напорный нефтепровод 219×6
№ 6 — № 40
3000
152,16
229,62
р. Мохтик
№ 40 — № 43
5310
229,86
229,62
№ 43 — № 49
2850
147,12
229,62
№ 49 — № 1
2850
147,12
229,62
На размеры площади разлива нефти на суходолье и направление движения нефтяного пятна влияют:
– время года в момент разлива;
– объём разлитой нефти;
– рельеф, подстилающая поверхность и грунты в месте разлива;
– возможность попадания разлитой нефти в водотоки и водоемы;
– наличие и расстояние защитных сооружений от распространения разлива;
– уровень обводнённости местности, где произошёл разлив;
– наличие растительности;
– метеорологические условия;
– время локализации разлива нефти.
Растекание нефти будет происходить в сторону естественного уклона местности, попадая в ямы, канавы дорог, дренажные каналы.
В случае растекания нефти по открытой местности площадь разлива определяется исходя из предположения, что в любой момент времени пролившаяся жидкость имеет форму плоской круглой лужи постоянной толщины.
Таблица 2 — Площадь разлива нефти на суше
Линейные задвижки
Масса разлива нефти, т
(M)
Площадь разлива, м2(га)
(формула 5)
№№ задвижек
расстояние между задвижками, м
Напорный нефтепровод 0 219×6
Порыв
№6 — №40
3000
152,16
3714,6 (0,37)
№40 — №43
5310
229,86
5611,4(0,56)
№43 — №49
2850
147,12
3591,4 (0,36)
№49 — №1
2850
147,12
3591,4 (0,36)
Прокол
Напорный нефтепровод 0 219×6
229,62
5605,4 (0,56)
Площадь разлива на открытой местности (незащищенный рельеф) при свободном растекании, определяется по формулам:
π ∙ D2
S= ¾¾¾(5)
4
где: S— площадь, м2;
D— диаметр пятна разлива (м), определяемый по формуле:
D= Ö25,5 ∙ V(6)
где: V— объем разлившейся нефти, м3.
M
V= ¾¾(7)
ph
где: рн — плотность нефти, т/м3 (3.541 т/м3)[13];
М — количество вылившейся нефти, т.
В таблице 2 приведены значения площади разлива нефти на суше на участках напорного нефтепровода между задвижками.
продолжение
–PAGE_BREAK–