ТЕХНИЧЕСКИЙ КОМИТЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ ТК 318 «МОРФЛОТ» СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ СТО 318.04.69-2015 ПРАВИЛА СЖИГАНИЯ НЕФТИ В МОРЕ НА МЕСТЕ ЕЕ РАЗЛИВА Санкт-Петербург 2015 г. СТО 318.04.69--2015 ПРЕДИСЛОВИЕ 1. РАЗРАБОТАН ЗАО «Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт морского флота» (ЗАО «ЦНИИМФ») Лаборатория «Экологическая безопасность морского транспорта» Руководитель разработки Зав. лабораторией «Экологическая безопасность морского транспорта», канд. хим. наук Г.Н.Семанов Генеральный директор С.И.Буянов 2. ВНЕСЕН: ЗАО «Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт морского флота» (ЗАО «ЦНИИМФ») 3. РАССМОТРЕН: Федеральным агентством морского и речного транспорта, Федеральной службой по надзору в сфере природопользования (Росприроднадзор), Документ не является, согласно заключению Росприроднадзора, объектом государственной экологической экспертизы. По документу имеются положительные заключения и отзывы следующих организаций: • ОАО «Научно-исследовательский институт охраны атмосферного воздуха» (ОАО «НИИ «Атмосфера»; • Российского государственного гидрометеорологического университета; • Государственной полярной академии; • Санкт-Петербургской благотворительной общественной организации «Биологи за охрану природы». 3. ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В стандартизации ТК 318 «Морфлот» ДЕЙСТВИЕ Техническим Комитетом по Постановление ТК 318 «Морфлот» № 1 от 20 января 2015 г. 4. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ ЗАО «ЦНИИМФ» 2015 г. Настоящий стандарт организации не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен без разрешения ЗАО «ЦНИИМФ». II СТО 318.04.69.-2015 СОДЕРЖАНИЕ СТР. 1 Назначение и область применения ........................................................................... 1 2 Термины, определения и сокращения ...................................................................... 1 3 Общие положения ..................................................................................................... 3 4 Краткое описание технологии сжигания нефти на месте ее разлива ...................... 4 5 Планирование применения сжигания при ликвидации разливов нефти и принятие решения ..................................................................................................... 6 6 Учет значимых компонентов экосистемы и их чувствительности к нефтяным загрязнениям................................................................................ ............................. 7 7 Анализ Совокупной Экологической Выгоды – АСЭВ .............. ............................. 8 8 Мониторинг качества окружающей среды и контроль эффективности сжигания . 10 9 Требования безопасности ......................................................................................... 11 Приложение А (справочное) Оценка количества и состава продуктов сгорания и скорости сгорания нефти на поверхности моря......... 12 Приложение Б (рекомендуемое) Обеспечение безопасности персонала, проводящего сжигание ...................................................................... 16 Приложение В (справочное) Предотвращение нанесения вреда населению и окружающей среде при проведении сжигания .......... 19 Приложение Г (справочное) Методы мониторинга содержания вредных веществ в шлейфе дыма при сжигании нефти ......................... 23 Приложение Д (справочное) Поведение разлитой нефти на воде ............................ 26 Приложение Е (справочное) Краткое описание технологий сжигания нефти на поверхности моря........................................................ 29 Приложение Ж (справочное) Оценка количества сожженной нефти ........................ 33 Приложение И (справочное) Некоторые виды объектов окружающей среды и их чувствительность к нефтяному загрязнению ............. 34 III СТО 318.04-69-2015 СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ _____________________________________________________________________________ Правила сжигания нефти в море на месте ее разлива _____________________________________________________________________________ Дата введения 20 января 2015 г. 1 1.1 Назначение и область применения Настоящие «Правила сжигания нефти в море на месте ее разлива» (далее - Правила) разработаны в соответствии со статьей 19 Федерального закона от 10 января 2002 г. № 7- ФЗ «Oб охране окружающей среды» (Собрание законодательства Российской Федерации, 2002, № 2, ст. 133), статьями 14 и 15 Федерального закона "Об охране атмосферного воздуха" от 04 мая 1999 года № 96-ФЗ (ред. от 23.07.2013 г.), (Собрание законодательства РФ", 03.05.1999 г., N 18, ст. 2222) и пунктом 2 статьи 6 Федерального закона от 30 апреля 1999 г. № 81-ФЗ «Кодекс торгового мореплавания Российской федерации» (Собрание законодательства Российской Федерации, 1999, № 18, ст. 2207, с изменениями и дополнениями на 14.06.2012г.). Правила устанавливают процедуры принятия решение о сжигание нефти на месте ее разлива в море и содержат основные положения и требования по экологически безопасному применению технологии сжигания разлитой в море нефти. 1.2 Правила предназначены для лиц, руководящих операциями по ликвидации разливов нефти; организаций, занятых планированием готовности к реагированию на разливы нефти и ликвидацией разливов нефти, в том числе для специалистов аварийноспасательных служб Министерства транспорта Российской Федерации и территориальных подразделений федеральных органов исполнительной власти, осуществляющих функции по контролю и надзору в сфере природопользования, а также в пределах своей компетенции в области охраны окружающей среды. 2 Термины, определения и сокращения 2.1 В настоящем стандарте использованы следующие термины с соответствующми определениями: - анализ суммарной экологической выгоды (АСЭВ): Процедура рассмотрения возможных последствий для окружающей технологий ликвидации разливов нефти среды применения различных и выработка, по ее результатам, рекомендаций об использовании технологии(й) реагирования. 1 СТО 318.04-69-2015 - АСЭВ для технологии сжигания нефти на месте разлива в море - Оценка положительных и отрицательных последствий сжигания для окружающей среды и экономики района, в котором возможен разлив нефти или который находится под угрозой загрязнения нефтью. в зависимости от времени года, рыбохозяйственной, экономической и социальной ценности рассматриваемого района. - значимые компоненты экосистемы (ЗКЭ): К ним относятся объекты живой природы, которые находятся в рассматриваемом районе и которые имеют важное биологическое или экономическое значение для данного района. В число значимых компонентов экосистемы должны обязательно включаться редкие виды живой природы, занесенные в Красную Книгу Российской Федерации или субъектов Российской Федерации, а также особо охраняемые природные территории. - ликвидация разливов нефти (ЛРН): Комплекс мероприятий направленных на ограждение, сбор или уничтожение нефти, разлитой на поверхности водоема или земли. - предельно допустимая концентрация примеси в атмосфере (ПДК): Максимальная концентрация примеси в атмосфере, отнесенная к определенному времени осреднения, которая при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни человека не оказывает на него вредного действия, включая отдаленные последствия, и на окружающую среду в целом. - Морская спасательная служба: Аварийно-спасательные формирования по ликвидации разливов нефти в море Министерства транспорта Российской Федерации. - Минтранс России: Министерство транспорта Российской Федерации. - нефть: Означает нефть в любом виде, включая сырую нефть, жидкое топливо, нефтесодержащие осадки, нефтяные остатки и очищенные нефтепродукты. - нефтесборные суда - Суда, оснащенные для целей локализации и сбора разлитой нефти с поверхности моря, включающие встроенные в их конструкцию емкости для временного хранения собранной нефти, бортовые нефтесборные системы и устройства обработки разлитой нефти диспергентами. - окно возможности - Период времени, в течение которого применение сжигания наиболее эффективно. Оно определяется скоростью выветривания (испарения легких фракций) и обводнения разлитой нефти, которая зависит от ее сорта и метеоусловий на месте разлива. 2 СТО 318.04-69-2015 2.2 Сокращения: - АСЭВ - анализ суммарной экологической выгоды. - ЗКЭ - значимые компоненты экосистемы. - ИМО - Международная морская организация. - КЧС и ОПБ - Комиссия по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций и обеспечению пожарной безопасности. - ЛРН - ликвидация разливов нефти. - ОДУ - ориентировочно допустимые уровни. - ОБУВ - ориентировочно безопасные уровни воздействия. - ПДК - предельно допустимая концентрация примеси в атмосфере. - ПЗА - потенциал загрязнения атмосферы. - С вр. вещества - концентрация вредного вещества в атмосферном воздухе. Измеряется в мг/м 3. - ШРО - Штаб руководства операциями - рабочий орган управления операциями по ликвидации разливов нефти в море КЧС и ОПБ. 3 3.1 Общие положения Операции по ликвидации разливов нефти в море должны базироваться на следующих подходах и требованиях: − соблюдение требований законодательства Российской Федерации в области охраны окружающей среды и соответствующих международных договоров Российской Федерации; − с целью сокращения вреда окружающей среде и затрат на проведение операций по ликвидации разливов нефти (далее – ЛРН) необходимо максимальное количество нефти собрать, ликвидировать и утилизировать в море до ее попадания в прибрежную зону, на берег и на особо охраняемые природные территории; − при ликвидации разливов нефти предпочтительны механические средства сбора нефти с поверхности моря, если гидрометеоусловия на месте разлива позволяют их применять; сорбенты применяются только для доочистки акваторий при условии своевременного (в течение рабочей смены) удаления поглощенной нефти с поверхности моря, запрещается применять средства, затопляющие нефть; 3 СТО 318.04-69-2015 − при ликвидации разливов нефти большого объема должно рассматриваться применение всех разрешенных законодательством средств реагирования на разливы нефти в море (диспергенты, сжигание и механические средства), т.к. практика показывает, что механические средства позволяют, обычно, собирать в море не более 20-30% разлитой нефти. В ледовых условиях сжигание может оказаться единственным возможным активным способом реагирования на разливы нефти; − различные технологии ЛРН могут применяться параллельно: часть пятна (пятен, представляющих наибольшую угрозу прибрежной зоне) сжигается, часть обрабатывается диспергентами, а часть собирается механическими средствами ЛРН; − решение об использовании технологии сжигания нефти на месте разлива принимается только на основе результатов АСЭВ, проведенного, согласно положений главы 7 настоящих Правил, для района, подвергшегося загрязнению, или который находится под угрозой загрязнения. Сжигание используется в тех случаях, когда результаты АСЭВ показывают, что отказ от него приведет к более опасным негативным последствиям разлива нефти для человека, окружающей среды и для объектов экономики. 4 Краткое описание технологии сжигания нефти на месте ее разлива 4.1 Опыт применения сжигания нефти на месте ее разлива на поверхности моря показал, что нефть может быть эффективно сожжена при следующих условиях: - Толщина пленки нефти, при которой происходит горение, должна быть не менее 2-3 мм, чем более легкая нефть подвергается сжиганию, тем при меньшей толщине пленки она может гореть. Минимальная толщина пленки нефти, при которой возможно горение должна быть не менее 0,5 мм. - Скорость выгорания нефти, в зависимости от ее типа и метеоусловий на месте разлива, составляет около 1-4 мм/мин. - Разлитая нефть обводнена не более чем на 50%. - Скорость ветра на месте разлива не превышает 10 м/с. 4.2.При сжигании нефти, в зависимости от ее типа и толщины пленки, возможно уничтожение от 50% до 98% разлитой нефти. Эффективность сжигания высоковязкой сырой нефти, мазутов и обводненной нефти ниже эффективности сжигания светлой нефти, например, легких сортов сырой нефти дизельного топлива, керосина. 4 СТО 318.04-69-2015 4.3. Краткое описание технологии приведено в Приложении Е. Преимущества и недостатки применения технологии сжигания нефти на месте разлива, которые следует учитывать при АСЭВ и принятии решения, приведены в таблице 1. Таблица 1 - Преимущества и недостатки технологии сжигания нефти Меры по компенсации Преимущества Недостатки 1 2 3 Эффективное и быстрое удаление большого количества нефти с поверхности моря. Продолжительность сжигания не превышает 1 часа. При правильном применении и при благоприятных условиях в море остается менее 5% разлитой нефти. При сжигании образуется высокое пламя и облако дыма, которые могут представлять опасность для человека, птиц и млекопитающих . Запрет сжигания при нахождении населенных пунктов в радиусе 10 км. Угроза выявляется прогнозированием с использованием математических моделей в процессе проведения АСЭВ или при обследовании района (Приложение В). Возможные негативные последствия сжигания или отказа от него оцениваются при АСЭВ. Намного меньшие, по сравнению с механическим сбором нефти, требования по оборудованию, логистике и хранению. Требуется более Проводится обучение и квалифицированный персонал, тренировки персонала. чем при ручной очистке побережья. Значительно снижает воздействие нефти на высоко уязвимые прибрежные зоны, очистка которых требует больших затрат средств и времени. Несгоревшие остатки нефти практически не токсичны. Возможно возгорание пожароопасных материалов и объектов, расположенных на берегу. Требуются специальные защитные средства и средства для персонала, проводящего сжигание. Обеспечиваются противопожарные меры при сжигании вблизи пожароопасных береговых объектов. Может применяться в условиях, когда другие методы реагирования применять невозможно, например, на мелководье, при низких температурах окружающей среды, в ледовых условиях. Остатки нефти после сжигания могут оказаться тяжелее воды, особенно в районах с низкой соленостью моря и затонуть, что может представлять опасность для бентоса. Оценка возможных последствий для окружающей среды оставления несгоревших остатков нефти в море (Приложение В), в случае невозможности их сбора, проводится при АСЭВ. недостатков 5 СТО 318.04-69-2015 Окончание таблицы 1 1 Относительно небольшие затраты на оборудование по сравнению с другими методами реагирования 2 Сажа, образующаяся при сжигании, может ускорить таяние льда, но такой же эффект вызывает и разлитая на лед нефть. 3 Фактор принимается во внимание при АСЭВ, однако, как правило, ускорение таяния льда значительно менее опасно для окружающей среды, чем плавающая нефть. Имеется «окно возможности» применения сжигания. При выветривании и обводнении нефти эффективность ее сжигания снижается. Проведение АСЭВ на стадии разработки планов ЛРН. Решение о применении технологии принимается в возможно короткие сроки. Планирование применения сжигания при ликвидации В ряде случаев может не потребоваться или значительно снижается потребность в сборе несгоревших остатков нефти, их транспорте и утилизации. Значительно снижаются затраты на восстановлении пораженных нефтью территорий. 5 разливов нефти и принятие решения 5.1 Сжигание нефти на месте разлива на поверхности моря является специфическим методом борьбы с нефтяными загрязнениями и требует осторожного и взвешенного подхода при принятии решения о его применении при проведении операций по ликвидации нефтяного загрязнения. Поэтому планирование и обоснование (проведение предварительного АСЭВ) использования этой технологии целесообразно проводить заблаговременно, на стадии разработки и/или корректировки планов предупреждения и ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов (далее – планы ЛРН), которые, в соответствии с Федеральным законом от 30 декабря 2012 года №287-ФЗ «О внесении изменений в Федеральный закон «О континентальном шельфе Российской Федерации» и Федеральный закон «О внутренних морских водах, территориальном море и прилежащей зоне Российской Федерации», обязаны иметь все организации, занятые добычей, разведкой, хранением и транспортировкой нефти. 5.2 В реальной ситуации, при разливе нефти, решение о сжигании принимается руководителем ШРО/КЧС и ОПБ в уведомительном порядке, если: • Сценарии разливов нефти, для которых рекомендовано применение сжигания по результатам предварительного АСЭВ, совпадают или близки к реальному сценарию разлива нефти. Сопоставление сценариев должно проводиться по 6 СТО 318.04-69-2015 следующим параметрам: место и размер разлива, сезон года, гидрометеоусловия на месте разлива и их прогноз на ближайшие дни. • В случае значительного несовпадения сценариев, рассмотренных при предварительном АСЭВ с реальной ситуацией при разливе нефти, должен быть проведен АСЭВ для реальной ситуации и по его результатам принято решение о применении технологии сжигания. 6 Учет значимых компонентов экосистемы и их чувствительности к нефтяным загрязнениям 6.1 Значимые компоненты экосистемы района, а также важные объекты экономики, требующие приоритетной защиты от загрязнения нефтью, отражаются на картах экологической уязвимости рассматриваемого района, прилагаемых к плану ЛРН. В число ЗКЭ обязательно включаются редкие виды живой природы, занесенные в Красную Книгу Российской Федерации или субъектов Российской Федерации, а также особо охраняемые природные территории, гнездовые колонии морских птиц, участки массовых миграционных стоянок водоплавающих и околоводных птиц, места сезонного скопления морских млекопитающих. Карты составляются научными и природоохранными специализированными организациями, хорошо знающими характеристики окружающей среды рассматриваемого района. 6.2 На картах должны быть указаны населенные пункты и территории, к которым предъявляются повышенные экологические требования, и приведено сезонное распределение ЗКЭ. В пояснениях к карте описывается чувствительность и уязвимость ЗКЭ к воздействию нефтяного загрязнения и даются рекомендации по приоритетности их защиты от нефтяных загрязнений. При этом, наиболее подробно рассматриваются млекопитающие и птицы, для которых плавающая нефтяная пленка представляет угрозу для их жизни, а выделяющийся при сжигании нефти дым может нанести вред их системам дыхания. На картах также могут указываться районы моря, в которых применение сжигания нецелесообразно в любое время года или только в отдельный сезон или может быть осуществлено в любое время года после проведения АСЭВ. 6.3 При составлении карт может быть использовано «Руководство ИМО по составлению карт потенциальной чувствительности ресурсов к нефтяным загрязнениям», одобренное 62-й сессией Комитета ИМО по защите морской среды 05.04.2011 г., а также «Методические рекомендациями по разработке и построению карт экологической 7 СТО 318.04-69-2015 уязвимости от нефти берегов, прибрежных зон и акватории морей», разработанные в 2012 году Фондом дикой природы (WWF- Russia). В Приложении к настоящим Правилам в качестве примеров приводятся 6.4 некоторые виды объектов окружающей среды и их уязвимость поверхностным загрязнениям нефтью. Эти данные используются при АСЭВ (главы 7 и 8 настоящих Правил) и в процессе принятия решения о применении различных технологий ЛРН. Анализ совокупной экологической выгоды - АСЭВ Основной задачей АСЭВ является сравнение последствий для окружающей 7. 7.1 среды применения различных доступных технологий реагирования на разливы нефти или отказа от их использования. На основе АСЭВ разрабатываются рекомендации по наибольшему смягчению последствий разлива нефти. АСЭВ может разрабатываться на стадии разработки планов ЛРН (предварительный АСЭВ) и непосредственно при возникновении аварийной ситуации с разливов нефти. Качественно выполненный предварительный АСЭВ позволяет резко сократить время на принятие решения в реальной ситуации и тем самым сократить ущерб окружающей среде и повысить эффективность технологий реагирования, применяя их на ранней стадии разлива. Проведение АСЭВ является обязательной процедурой при принятии 7.2 решения о применении диспергентов, сжигания нефти на месте разлива, биологических методов реагирования, а также использования сорбентов. При АСЭВ для технологии сжигания нефти на месте разлива рассматривается набор возможных сценариев разливов нефти и проводится обоснование и экологически и экономически выбор сценариев, при которых сжигание будет выгодным методом реагирования. При АСЭВ рассматриваются и учитываются: результаты оценка риска возможных разливов нефти (место и размер разлива), свойства нефти, типичные гидрометеоусловия и прогноз поведения нефти на воде с использованием математических моделей; сезонное распределение и уязвимость ЗКЭ, в первую очередь птиц и млекопитающих, рассматриваемого региона нефтяными загрязнениями, приоритетность их защиты (глава 6 настоящих Правил); наличие населенных пунктов и территорий, к которым предъявляются повышенные экологические требования, в зоне влияния выбросов загрязняющих веществ при сжигании нефтепродуктов; количество нефти, планируемой к однократному сжиганию и количество сжиганий; 8 СТО 318.04-69-2015 количество образующихся продуктов горения и потенциал загрязнения атмосферы рассматриваемого района (Приложение В) с учетом краткосрочности процесса сжигания нефти; различие в воздействии плавающей нефти, продуктов ее сжигания и остатков несгоревшей нефти на ЗКЭ и на состояние окружающей среды в целом; прогноз распространения компонентов дыма, с учетом потенциала загрязнения атмосферы рассматриваемого района (Приложении В); математическое моделирование эффективности применяемых технологий реагирования. Критерием эффективности применяемых технологий является количество нефти, достигшей прибрежной полосы, выброшенной на берег; интенсивность и размер загрязненного побережья, количество нефти, оставшейся на поверхности моря; условия и параметры, указанные в п. 4.1. Необходимая справочная информация приведена в справочных приложениях А-И к правилам. 7.3 При сравнении последствий использования или отказа от использования различных технологий реагирования, с точки зрения возможного ущерба для окружающей среды, базовым вариантом следует считать вариант реагирования на разлив нефти, основанный только на мониторинге поведения нефти на воде и на ее природном разложении. Ущерб окружающей среде при этом варианте реагирования сравнивается с ущербом при использовании других технологий борьбы с разливами нефти, включая их совместное применение, если условия разлива позволяют это осуществить, например, совместное применение сжигания и механических средств сбора разлитой нефти. 7.4 − АСЭВ проводится группой, в состав которой включаются: представители территориального подразделения федерального органа исполнительной власти, осуществляющего государственный контроль в области охраны окружающей среды и научных специализированных организаций, хорошо знающих характеристики окружающей среды рассматриваемого района; − специалисты по технологиям ликвидации разливов нефти; − специалисты по технологиям применения сжигания нефти. 7.5 АСЭВ проводиться на основе информации и рекомендаций, предварительно подготовленными научными организациями, специализированными в области технологий реагирования на разливы нефти и охраны окружающей среды. В представленной 9 СТО 318.04-69-2015 информации (отчете) должны быть приведены обоснования целесообразности применения сжигания на месте разлива нефти или отказа от него. Должен быть рассмотрен набор возможных сценариев разливов нефти на объекте и последствия применения в них технологии сжигания или отказа от ее использования. Перечень 7.6 научных организаций, привлекаемых для исследований последствий сжигания для окружающей среды, определяется разработчиком плана ЛРН и указывается в разделе плана «Назначение экспертов». Состав группы АСЭВ утверждается руководителем КЧС и ОПБ/ШРО объекта и периодически уточняется. При АСЭВ некоторые технологии ЛРН исключаются из рассмотрения из-за 7.7 их неэффективности в данных условиях, а другие ранжируются по предпочтительности с точки зрения эффективности смягчения последствий разлива нефти для окружающей среды и экономики района. Результаты АСЭВ, оформляются в виде протокола с включением в него 7.8 набора сценариев ЛРН, при которых применение сжигания нефти на месте ее разлива экологически выгодно и которые включаются в планы ЛРН. При 7.9 проведении АСЭВ может быть использовано руководство Международной ассоциации нефтяной промышленности по сохранению окружающей среды «Выбор методов реагирования на разливы нефти, наносящих минимальный ущерб окружающей среде (Анализ суммарной экологической выгоды)» (2000 г.). Руководство рекомендовано к применению 24 октября 2002 года 48-ой сессией Комитета ИМО по защите морской среды. Кроме того могут использоваться рекомендации по проведению АСЭВ, приведенные в «Руководстве ИМО по сжиганию нефти в море», одобренное ИМО на 65 сессии в мае 2013 года. 8 8.1 Мониторинг качества окружающей среды и контроль эффективности сжигания Мониторинг качества окружающей среды при сжигании нефти заключается в мониторинге содержания продуктов сжигания в атмосферном воздухе (Приложение Г) и проводится согласно методикам газового анализа, включенных в ежегодно издаваемый ОАО «НИИ Атмосфера» «Перечень методик выполнения измерений концентраций загрязняющих веществ в выбросах промышленных предприятий, допущенных к применению а также Федеральный перечень методик выполнения измерений, допущенных к применению при выполнении работ в области мониторинга загрязнения окружающей природной среды. РД 52.18.595-96, утвержден Росгидрометом и введен в действие с 01.08.1999 г. с изменениями N 1, утв. Росгидрометом 11.10.2002 г. 10 СТО 318.04-69-2015 8.2 Контроль эффективности сжигания осуществляется визуально и расчетным методом (Приложение Ж). При отрицательных результатах, например, из-за высокой обводненности нефти при ее длительном нахождении на поверхности моря, высокой плотности нефти и отсутствия в ее составе летучих компонентов, проводится анализ причин и при отсутствии предложений по повышению эффективности сжигания председателем КЧС и ОПБ/ШР принимается решение об отказе от использования технологии сжигания. 9 9.1 Требования безопасности При сжигании нефти на месте разлива в открытом море и в ледовых условиях возможно воздействие следующих поражающих факторов: высокая температура и вредные вещества в атмосферном воздухе. В Приложении Б приведены расстояния безопасные для специалистов, проводящих сжигание в зависимости от размера сжигаемого пятна и времени нахождения в рабочей зоне. В Приложениях А, В и Ж приведены ссылки на методики расчетов количеств, выбрасываемых в атмосферу вредных веществ, их состав, токсичность и расстояния, на которых достигается концентрация вредных веществ безопасная для человека. 9.2 Сжигание нефти проводится при ветре не более 10 м/с и на удалении от ближайшего по направлению ветра населенного пункта не менее 10 км. 9.3 Учитывая, что сжигание нефти на месте разлива сопряжено с рядом проблем, в том числе проблем безопасности, его могут осуществлять только специально обученные и тренированные спасатели, согласно технологическим инструкциям или руководствам, разработанным в установленном порядке. При этом обязательно должен разрабатываться план безопасности – план действий спасателей при возникновении угрозы их жизни из-за изменений условий внешней среды. Все специалисты, участвующие в проведении сжигания, должны иметь спецодежду и средства индивидуальной защиты, установленные требования противопожарной безопасности. 11 СТО 318.04-69-2015 ПРИЛОЖЕНИЕ А (обязательное) Оценка количества и состава продуктов сгорания и скорости сгорания нефти на поверхности моря При сжигании нефти образуются следующие продукты горения: Углекислый газ Пары воды Твердые частицы Окись углерода, 3% Другое, менее 1% Двуокись серы Рисунок А.1 - Основные продукты сгорания нефти Основными продуктами сгорания нефти являются углекислый газ и вода, составляющие в среднем до 85% по объему от общей массы продуктов горения сырой нефти. Сажа составляет 10%, угарный газ СО – 3%, двуокись серы SO2 – 1%. Все остальные вещества составляют не более 1% от общего объема продуктов горения. Количество образующихся вредных веществ зависит от объема горящей нефти и может оцениваться различными способами. Расчетные методы определения количества загрязняющих веществ, образующихся при сжигании нефти Выброс загрязняющих веществ при свободном горении нефти можно рассчитать, используя «Методику расчетов выбросов от источников горения при разливе нефти и нефтепродуктов», утвержденную приказом Госкомэкологии России от 05.03.1997 г. №90. Методика позволяет рассчитать итоговые и текущие массы выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при неконтролируемом горении нефти и нефтепродуктов в открытом пространстве. Исходными данными являются карты-схемы района аварии, краткое природно-климатическое окружающей среды описание района, (температура, скорость метеорологические ветра, осадки), тип характеристики подстилающей поверхности, количество разлитой нефти и фоновые концентрации загрязняющих веществ. Расчетным путем могут быть определены скорости распространения пламени в зависимости от сорта нефти и послойного сгорания нефти, а на их основе оценены 12 СТО 318.04-69-2015 массовые скорости сгорания нефти, а также время горения и определены количества выбрасываемых в атмосферу продуктов горения, а также количество выбрасываемого тепла. К методике прилагается математическая модель для расчетов текущих выбросов загрязняющих веществ при сжигании нефти на поверхности моря. «Методика расчета выбросов вредных веществ в атмосферу при свободном горении нефти и нефтепродуктов», Самарский областной комитет охраны окружающей среды и природных ресурсов Российской Федерации, Самара, 1996 г. согласованная департаментом государственного экологического контроля Министерства охраны окружающей среды и природных ресурсов Российской Федерации • содержит основные положения и процедуры расчета количества вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу, при горении нефти и нефтепродуктов в воздушной среде; • позволяет рассчитать максимальный выброс вредного веществам его среднюю величину при горении нефти и нефтепродуктов на поверхности моря. Расчет может быть произведен при наличии экспериментально определенных величин удельного выброса конкретного вредного компонента при сгорании единицы массы нефтепродукта, приведенные в методике (таблица А.1) и скорости выгорания нефти и конкретного нефтепродукта с единицы поверхности (кг/м2·с), также приведенные в методике (таблица А.2). Таблица А.1 - Удельные выбросы загрязняющих веществ Загрязняющие вещества Химические формулы Удельные выбросы при сгорании различных видов нефти и нефтепродуктов, кг/кг дизельное бензин сырая нефть топливо 1,0000 1,0000 1,0000 Двуокись углерода СО2 Оксид углерода СО 0,0840 0,0710 0,3110 Сажа Оксиды азота (в пересчете на NO2) Сероводород С NO2 0,1700 0,0069 0,0129 0,0261 0,0015 0,0151 H2S 0,0010 0,0010 0,0010 Оксиды серы (в пересчете на SO2) Синильная кислота SO2 0,02780 0,0047 0,0021 HCN 0,0010 0,0010 0,0010 HCHO 0,0010 0,0011 0,0005 CH3COOH 0,0150 0,0036 0,0005 Формальдегид Органические кислоты (пересчет на уксусную кислоту) 13 СТО 318.04-69-2015 Скорость выгорания нефти зависит от количества в ней легких фракций, выкипающих при температуре до 3000С. Данные о скорости выгорания некоторых сортов нефтепродуктов и сырой нефти на поверхности моря приведены в таблице А.2. Таблица А.2 - Скорость выгорания Объемная скорость Массовая скорость Линейная скорость выгорания, выгорания, выгорания, Тип нефти мм/мин кг/м3• час кг/м2• с -3 Нефть сырая 108 2,04 30 • 10 -3 Мазут 72 1,18 20 • 10 -3 Дизельное топливо 198 4,18 55 • 10 Керосин 172 3,84 60 • 10-3 -3 Бензин 191 4,54 70 • 10 Объемная, массовая и линейные скорости выгорания связаны между собой следующими уравнениями: Vмассовая = ρ• V Vобъемная = где (А.1) V массов • S p (А.2) p –плотность нефтепродукта, кг/м3; V – линейная скорость выгорания, м/с; S – площадь горения, м2 Данные необходимые для расчета выбросов для целей АСЭВ, проводимого на стадии разработки планов ЛРН принимаются, исходя из выбранных сценариев разлива нефти и доступных технологий реагирования. При проведении АСЭВ непосредственно в аварийной ситуации данные определяются прямыми метрическими замерами, выполняемыми аварийно-спасательными формированиями на месте аварийной ситуации связанной с разливом нефти. Положения методики реализованы в «Программе «ГОРЕНИЕ НЕФТИ» расчета величин выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при свободном горении нефти и нефтепродуктов, являющейся расчетным модулем «Унифицированной программы расчета загрязнения атмосферы (УПРЗА) «ЭКОЛОГ», разработанной компанией «Интеграл» и распространяемой НПК «Атмосфера» при ГГО им. А.И. Воейкова. Другой модуль УПРЗА «Эколог» позволяет, по данным об источниках выброса примесей и условиям местности, рассчитывать разовые (осредненные за 20-30 минутный интервал) концентрации примесей в приземном слое при неблагоприятных метеорологических условиях в соответствии с «Методикой расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах промышленных предприятий (ОНД-86)». Л., Гидрометеоиздат, 1987. 14 СТО 318.04-69-2015 УПРЗА «Эколог» является принципиально новой разработкой с использованием последних технологий программирования. Клиент-серверная технология работы с исходными данными и результатами расчета, принципиально новый мощный графический модуль, мощный расчетный блок, обеспечивающий повышенную точность результатов – все это является новым шагом в автоматизации расчета рассеивания атмосферы. Программа предназначена для работы в Windows’98 SE, Windows Millenium, Windows 2000, Windows XP. 15 СТО 318.04-69-2015 ПРИЛОЖЕНИЕ Б (рекомендуемое) Обеспечение безопасности персонала, проводящего сжигание При небольших разливах нефти (диаметр пятна до 10 м) на воде, высота пламени обычно в 2 раза превышает ширину горящей нефти. Для крупных разливов (больше 100 метров в диаметре) высота пламени примерно равна ширине горящей нефти. Диаметр пламени также играет важную роль при определении безопасного расстояния для ликвидаторов. Должна быть определена безопасная зона (зоны) для персонала, занятого на работах по сжиганию, а также участки, приемлемые для операций по сжиганию. Безопасная зона (зоны) также обозначает (обозначают) те участки, где не допустимы сжигание и длительные операции по сжиганию. Безопасные зоны должны быть установлены с учетом основных опасных факторов, воздействующих на персонал, занятый на работах по сжиганию, включая риск проскока пламени, повторного или непроизвольного воспламенения, воздействия теплового потока и дыма. Это означает, что с точки зрения охраны труда и техники безопасности следует учитывать местоположение группы ликвидаторов относительно места активного горения. Чем ближе ликвидатор будет находиться к месту активного горения, тем большему риску воздействия остатков горения, находящихся в воздухе, он будет подвержен в зависимости от погодных условий (направление и скорость ветра, и т. д.). Для расчета возможного термического воздействия может быть использованы уравнения, приведенные в приложении Приложение В (рекомендуемое) «Метод расчета интенсивности теплового излучения при пожарах проливов ЛВЖ и ГЖ», включенного в ГОСТР 12.3.047-98 «Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля». Таблица Б.1 - Среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени в зависимости от диаметра очага и удельная массовая скорость выгорания для некоторых жидких углеводородных топлив Нефть Размер (диаметр пятна нефти, м) тон.кг/м2/с 10 20 30 40 50 Бензин 60 47 35 28 25 0,06 Дизельное топливо Нефть 40 32 25 21 18 0,04 25 19 15 12 10 0,04 П р и м е ч а н и е : Для диаметров очага менее 10 м или более 50 м следует принимать Ef такой же, как и для очагов диаметром 10 м и 50 м соответственно. 16 СТО 318.04-69-2015 Для практических целей и ориентировки возможно применение эмпирических данных, представленных в таблице Б.2. Таблица Б.2 - Безопасные расстояния для персонала при сжигании нефти Продолжительность воздействия (мин.) Опасная зона для персонала (в диаметрах зоны горения) Не ограничено 4 30 минут 3 5 минут 2 Использование этих данных поможет предотвратить нежелательное воздействие и травмирование персонала службы реагирования. Риск термического воздействия пламени будет минимальным или несущественным, если все суда и работники будут находиться с наветренной стороны или под боковым ветром по отношению к сжигаемому пятну нефти до воспламенения и во время сжигания. В таблице Б.3, для справки и возможности оценки времени опасности термического поражения и приведены ориентировочные скорости горения различных нефтепродуктов и нефти. Из практики проведения сжигания его продолжительность, зависит от количества и сорта нефти, однако в общем случае, как правило, не превышает 0,5-1,0 часа. Таблица Б.3 - Скорость горения различных типов нефти Нефть и нефтепродукты Сгораемость Простота воспламенения Распространение пламени** 1 Бензин Дизельное топливо Легкая сырая нефть Средняя сырая нефть Скорость выгорания мм/мин* Дымность пламени Эффективность сжигания, % 7 95-99 2 Очень высокая 3 Очень легко 5 4 6 средняя Высокая легко 4 Распространение через пары до 100 км/час средняя 3,5 90-98 высокая Легко средняя 3,5 Очень высокая высокая средняя легко средняя 3,5 средняя 80-95 85-98 17 СТО 318.04-69-2015 Окончание таблицы Б.3 1 2 Тяжелая средняя сырая нефть Выветрившаяся сырая нефть низкая Сырая нефть во льду низкая Тяжелое топливо Очень медленно Остатки нефти Медленно Примечания: * 3 4 5 6 7 средняя средняя 3 средняя 75-90 Затруднена, требуется инициатор Затруднена, требуется инициатор Затруднена, требуется инициатор Затруднена, требуется инициатор медленное 2,8 низкая 50-90 медленное 2 средняя 50-90 медленно 2,2 низкая 40-70 медленно 2 средняя 30-60 Типичная скорость, для преобразования в литры/час необходимо умножить на 60. ** Скорость распространения пламени зависит от силы ветра и его направления и составляет в среднем: против ветра - 0,01 до 0,02 м/с и по ветру – 0,02 до 0,04 м/с и 0,16 м/с при сильном ветре до 10 м/с. *** Высота пламени для небольших площадей до 10 м2 составляет около 2 диаметров, при больших площадях пламени она равна, примерно, диаметру пламени. В таблице приведены ориентировочные средние значения, на практике они могут отличаться. Они получены канадским Министерством окружающей среды при проведении полевых экспериментов по сжиганию нефти. (Fingas, M., “In-situ Burning”, Chapter 23, in Oil Spill Science and Technology, M. Fingas, Editor, Gulf Publishing Company, NY, NY, pp. 737-903, 2011). 18 СТО 318.04-69-2015 ПРИЛОЖЕНИЕ В (справочное) Предотвращение нанесения вреда населению и окружающей среде при проведении сжигания Продукты горения метеорологических факторов распространяются на значительные в атмосфере расстояния. под действием Загрязнение воздуха определяется по значениям средних (ПДК с.с) и максимальных разовых (ПДК м.р). концентраций компонентов продуктов горения. Степень загрязнения оценивается при сравнении фактических концентраций с ПДК, приведенных в таблице В.1. Таблица В.1 - Предельно допустимые концентрации (ПДК) (мг/м3) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест. Гигиенические нормативы ГН 2.1.6.1338-03 и ГН 2.1.6.2604-10 Вещества и показатели ПДК м.р. ПДК с.с. 0,15 0,05 СО, мг/м. куб. 5 3 SO2, мг/м. куб. 0,5 0,05 H2S мг/м. куб. 0,03 0,005 NO2, мг/м. куб. 0,2 0,04 NO мг/м. куб. 0,4 0,06 СН3 СООН 0.2 0.06 Сажа (углерод черный) HCN 0.01 Формальдегид 0,035 0,003 Взвешенные частицы РМ 10 и менее 0,3 0,06 Взвешенные частицы РМ 2,5 и менее 0,16 0,35 ПДК м.р. - максимальные разовые предельно-допустимые концентрации ПДК с.с. - среднесуточные предельно-допустимые концентрации При проведении АСЭВ, при подготовке рекомендаций о проведения сжигания нефти на месте разлива, фактор возможности загрязнения атмосферного населенных пунктов, должен быть определяющим при принятии решения о целесообразности или нецелесообразности сжигания. Способность атмосферы накапливать примеси в приземных слоях по совокупности оценивается Потенциалом загрязнения атмосферы (ПЗА). Потенциал загрязнения атмосферы отражает повторяемость неблагоприятных метеоусловий, к которым относятся слабые ветры, приземные инверсии, застои воздуха и т.п. ПЗА основан на величинах 19 СТО 318.04-69-2015 физико-статистического анализа гидрометеорологических явлений, применяемого ГГО имени А. М. Воейкова. Для оценки климатических условий рассеивания и переноса примесей на территории РФ выделено пять физико-географических зон с различной повторяемостью неблагоприятных метеоусловий: низкий ПЗА, умеренный ПЗА, повышенный ПЗА (континентальный или приморский), высокий ПЗА и очень высокий ПЗА. Для каждой из зон характерны сходные черты суточных и сезонных изменений этих условий. Согласно атласу «Окружающая среда и здоровье населения». Под ред. М.Фешбах, Изд-во ПАИМС, М., 1995, все прибрежные морские акватории, на которых планируется применение настоящих правил, относятся к территориям с низким ПЗА. Сжигание не рекомендуется проводить или значительно ограничить в районах высокого или очень высокого Потенциала загрязнения атмосферы (ПЗА). Для снижения возможного воздействия на человека и объекты окружающей среды рекомендуется сжигать разлитую нефть частями не более 50 тонн, т.к при больших количествах одновременно сжигаемой нефти велика опасность потери контроля над процессом сжигания. В.1 Экологические последствия сжигания нефти Опыт применения технологии сжигания нефти на поверхности моря показал, что преимущества этого метода превышают недостатки, вызванные загрязнением среды продуктами горения. Экспериментально установлено, что в условиях открытого моря, в прибрежных районах и эстуариях сжигание нефтяного пятна наносит меньший вред природе, чем не сжигание. Сжигание сокращает объем нефти (и угрозу контакта с объектами живого мира) примерно в 10 раз и удаляет из нее наиболее токсичные летучие и горючие фракции. При массовом сжигания нефти в Мексиканском заливе в 2010 году (было сожжено около 40 тыс. тонн) не было отмечено отрицательного воздействия продуктов сгорания на объекты окружающей среды. Поверхностный слой воды (поверхностная пленка) представляет собой особую экологическую нишу, населенную большим количеством разнообразных морских организмов. Они включают икру и ранние (особо чувствительные к неблагоприятным воздействиям) стадии развития рыб (тресковых, камбаловых, сельдевых) и ракообразных (крабы, лобстеры, креветки), зародышевые и личиночные стадии морских беспозвоночных, репродуктивные стадии растений. Поверхностный слой воды населен большим количеством микроводорослей, видовой состав которых отличается от такового толщи вод. При покрытии его разлитой нефтью эти организмы, как правило, погибают и 20 СТО 318.04-69-2015 поэтому оценивать воздействие на него последствий сжигания нефти можно пренебречь. Кроме того организмы этого биотопа определены как локальные и незначительные, поскольку воздействие носит обычно кратковременный характер, и район быстро заселяется организмами из соседних незатронутых областей. Проникновение токсических веществ из горящей нефти или из продуктов ее горения в морскую воду, по сравнению с сырой нефтью, признано крайне незначительным. Горение не ускоряет скорость проникновения токсических веществ в воду. Показано, что под горящим пятном не происходит существенного повышения температуры воды и, тем более, ее кипения, даже если температура пламени превышает 1 000°C. Несгораемые остатки, если они не собраны, могут оказать неблагоприятное воздействие на окружающую среду. Плавучие остатки могут загрязнить береговую зону, однако, они не проникают вглубь пляжа. Часть остатка может тонуть, погружаться в водную толщу и на дно, особенно на пресноводных или опресненных водоемах. На дне утонувшие остатки могут принести вред донным животным. Однако во всех случаях, вследствие сокращения объема нефти при ее сгорании, это воздействие на порядок меньше, чем от сырой нефти. В любом случае при принятии решения о целесообразности нецелесообразности сжигания нефти следует иметь в виду или краткосрочность воздействия продуктов горения на человека и на объекты окружающей среды. В.2 Оценка воздействия выбросов загрязняющих веществ, образующихся при сжигании нефти Прогноз количества образующихся при сжигании вредных веществ, а также их распределения позволяет построить поля концентраций вредных веществ в приземном слое. Их сопоставление с картами экологической чувствительности и анализ полученной информации, позволяет провести оценку риска загрязнения атмосферного воздуха для рассматриваемого района. Результаты оценки риска, которые могут быть представлены в виде матриц риска (таблица В.2), являются основой для проведения АСЭВ и последующего принятия решения о целесообразности проведения сжигания. Матрица ранжирования риска представляет собой стандартную ранжирующую систему, позволяющую оценить степень экологического риска в зависимости от двух параметров: степени ущерба и продолжительности восстановления природного ресурса. Матрица ранжирования риска применяется ко всем методам ЛРН, что позволяет провести их последующее сравнение. 21 СТО 318.04-69-2015 Таблица В.2 - Матрица классификации уровней воздействия на окружающую среду природному Время восстановления, годы > > 7 лет 4-7лет 1-3года < 1 года (1) (2) (3) (4) 50% 1A 2A 3A 4A 1B 2B 3B 4B 1C 2C 3C 4C 1D 2D 3D 4D (A) 30-50% 10-30% ресурсу, % Степень ущерба (B) (C) 0-10% (D) По вертикальной оси оценивается часть ресурса (площадь воздействия или число организмов), подвергшаяся воздействию, по горизонтальной оси – время восстановления. Каждой ячейке назначается буквенно-числовое обозначение, соответствующее относительному воздействию. Так 1А представляет наиболее жесткий и трудно восстановимый эффект, тогда как 4D – незначительное воздействие, после которого ресурс быстро восстанавливается. Поскольку буквенно-числовые обозначения трудно воспринимаются при обсуждении результатов, градации были сгруппированы в категории высокого, среднего и низкого уровня воздействия, которые выделялись красным, желтым и зеленым цветами соответственно. В общем случае уровень воздействия не может напрямую характеризовать экологический риск как таковой, но особенности данной методики экспертной оценки позволяют трактовать соответствие определенного уровня воздействия разлива нефти природному ресурсу, как реализацию адекватного экологического риска. В случае невозможности безопасного для окружающей среды и человека проведения сжигания и значительной опасности оставления разлитой нефти на поверхности моря, при необходимости, может быть принято решение о проведении предварительной эвакуации населения и/или отпугивания животных и птиц из угрожаемого района. 22 СТО 318.04-69-2015 ПРИЛОЖЕНИЕ Г (справочное) Методы мониторинга содержания вредных веществ в шлейфе дыма при сжигании нефти Г.1 Инструментальные методы мониторинга В процессе сжигания рекомендуется проводить инструментальный мониторинг загрязненности атмосферы продуктами сжигания. Это относится, в первую очередь, к случаям сжигания вблизи от населенных пунктов, в районах с высоким потенциалом загрязнения атмосферы. Мониторинг проводится с подветренной стороны от места сжигания в районах, в которых может находиться население. Сжигание не следует проводить, если концентрация веществ, относящихся к продуктам горения, в атмосфере этих пунктов близка или даже превышает ПДК. Переносными сертифицированными газоанализаторами определяются концентрации окислов серы, углеводородов, окиси углерода и содержание твердых частиц. Г.2 Модель ALOFT-FT (Моделирование траектории шлейфа дыма для персонального компьютера) ALOFT-FT, разработанная Национальным институтом стандартов и технологий США (NIST). не прошла соответствующую экспертизу и согласование и поэтому не может применяться в России при расчетах, на основании которых принимается решение о проведении или отказе от проведения сжигания. Однако она может использоваться для целей предварительной оценки и прогноза распространения загрязнителей в атмосфере при проведении АСЭВ на стадии разработки планов ликвидации разливов нефти. Программа включает графический интерфейс, что позволяет представлять результаты расчетов профилей концентраций. Она находится в свободном доступе по адресу: http://fire.nist.gov/aloft/aloft-ftdownload.htm. Эта модель, в отличие от других применяемых для этих целей моделей, учитывает, взаимодействие, наблюдаемых на практике, двойных вращающихся в противоположном направлении вихрей. ALOFT-FT решает фундаментальные уравнения Навье-Стокса с использованием значений турбулентной динамической вязкости на единой сетке, охватывающей шлейф дыма и его окрестности. Входные данные модели (рис. Г.1- Г.9) включают скорость ветра и его изменчивость, профиль атмосферной температуры, количество мест сжигания, параметры нефти и факторы выбросов. Выводится средняя концентрация продуктов сгорания в каждой из вычислительной ячейки от уровня земли в 23 СТО 318.04-69-2015 верхней части шлейфа. Выходные данные профилей концентраций могут быть отображены как по ветру, против ветра так и по вертикали. Рисунок Г.1 - Входные данные по Рисунок Г.2 - Входные данные по параметрам пламени параметрам ветра Рисунок Г.3 - Входные данные по Рисунок Г.1 - Входные данные по параметрам температуры параметрам нефти Рисунок Г.5 - Итоговое представление распределение концентраций Рисунок Г.6 - Горизонтальное распределение концентраций 24 СТО 318.04-69-2015 Рисунок Г.7 - Горизонтальное распределение продуктов горения в атмосфере Рисунок Г.8 - Вертикальное по направлению ветра распределение продуктов горения в атмосфере Рисунок Г.9 - Профиль температуры 25 СТО 318.04-69-2015 ПРИЛОЖЕНИЕ Д (справочное) Поведение разлитой нефти на воде Д.1 Классификация нефти В России ГОСТ Р 51858-2002 разделяет нефть по плотности на 5 типов: 0, 1, 2, 3 и 4, которые близки к классификации, используемой Международной морской организацией (ИМО) и Международной ассоциацией владельцев танкеров (ИТОПФ), таблица Д.1. Таблица Д.1 – Группы нефти и нефтепродуктов по ИМО и соответствующие типы нефти по ГОСТ Р 51858-2002 Группа, Тип по ГОСТ Р 518582002. Сорт нефти, нефтепродукта Характеристики 0,85-0,95 Керосин, бензин, газовый конденсат Дизельное топливо, легкая сырая нефть Средняя сырая нефть более 0,95, но менее 1,0 Более 1,0 Тяжелая сырая нефть, мазуты, бункер С битумы Легко воспламеняется и изменяется со временем, легко испаряется и диспергируется, не эмульгируется, быстро растекается Нефть мало или средневязкая, средне изменчивая, после испарения формирует устойчивые эмульсии Нефть средневязкая, средне изменчивая, быстро образует устойчивые эмульсии после начала испарения Нефть средне или высоковязкая, средне изменчивая, быстро формирует устойчивые эмульсии Практически не изменяется мало испаряется, малотоксичная, может быстро формировать эмульсии Плотность кг/см3 Группа 1 Тип 0 менее 0,8 Группа II Тип 1 0,8 – 0,85 Группа III Тип 2-3 Группа IV Тип 4 Группа V Тип 4 Д.2 Поведение нефти на поверхности воды Растекание нефти. Скорость растекания нефти определяется ее вязкостью, плотностью и температурой застывания. Сорта нефти с низкой вязкостью и плотностью, например, дизельное топливо и керосин, а также большинство сортов сырой российской нефти растекаются очень быстро, а мазуты и высокопарафинистые сорта сырой нефти медленно. Растекание заканчивается через несколько часов или суток после разлива. При этом нефтяное пятно приобретает различную толщину и цвет. Яркие цветные пленки (толщиной до 0,01 мм) занимают около 90% нефтяного пятна, а черные пятна - толстые пленки (толщина более 1 мм) обычно составляют около 10% площади нефтяного поля. 26 СТО 318.04-69-2015 Перемещение нефтяного пятна. Нефтяное пятно под действием ветра и течений перемещается по поверхности моря, изменяя свою форму. Скорость и направление перемещения определяются в основном результирующим вектором скорости ветра и течения. Обычно принимается, что скорость перемещения пятна соответствует 3% от скорости ветра. Под водой на глубине до 2 м влияние ветра снижается до 1%. Пятно нефти при движении изменяет свои очертания, принимая форму овала с хвостами, который под действием ветра и волн может дробиться на более мелкие пятна. Испарение. Переход легких фракций нефти в атмосферу за счет испарения является одним из основных природных факторов, в результате которых нефть удаляется с поверхности моря. Скорость испарения зависит от давления паров нефти, скорости ветра и в меньшей степени от температуры окружающей среды. Компоненты нефти, выкипающие в пределах до + 200оС (бензиновая фракция), обычно испаряются в течение нескольких часов, а фракции нефти, выкипающие до + 270оС, переходят в атмосферу в течение нескольких дней. Испарение ведет к увеличению вязкости оставшейся нефти, температуры ее застывания и вспышки. Осаждение, затопление нефти. Нефть попадает на дно моря несколькими путями и осаждается на дно: − часть остатков сырой нефти после выветривания может иметь плотность большую, чем плотность морской воды; − на мелководье нефть прилипает к песчинкам, взвесям и осаждается на дно; − несгоревшие остатки нефти могут осаждаться на дно в опресненных водах при сжигании тяжелых сортов нефти. Природное диспергирование и эмульгирование нефти. При попадании нефти на поверхность воды под действием волн и течений она начинает эмульгироваться, образуя эмульсии двух типов: «прямую эмульсию» нефти в воде и «обратную эмульсию» воды в нефти. Прямая эмульсия образуется за счет дробления волнами нефтяной пленки на капли и перевода их в толщу моря. В этом случае образуются капли нефти размером от 0,001 до 1 мм. Крупные капли, размером более 0,1 мм, при прекращении воздействия волн всплывают на поверхность воды, слипаются и вновь образуют нефтяную пленку. Мелкие капли рассеиваясь под действием течений в толще моря или, при отсутствии течений, концентрируются в виде эмульсии на границе раздела вода - нефтяная пленка, переходя в толщу моря при появлении волнения и течений. Нефть, эмульгированная по этому механизму, из-за многократного увеличения площади контакта с водой становиться легко доступной для химического и биохимического разложения. Считается, что при волнении 27 СТО 318.04-69-2015 до 5 баллов по шкале Бофорта, в море в виде прямых эмульсий уходит от 0,5 до 2% нефти в час в течение первых 10 часов после разлива, затем этот процесс замедляется и через несколько дней прекращается. Обратная эмульсия образуется за счет проникновения воды в плавающую нефтяную пленку. При образовании обратных эмульсий повышается вязкость и плотность нефтяной пленки, а объем ее многократно увеличивается. Этот процесс ускоряется при испарении из нефти легких фракций и окислении оставшейся. Образование обратных эмульсий замедляет, а затем вообще прекращает природное разложение нефти и ее рассеивание в толще воды в виде прямых эмульсий. Обратные эмульсии, находясь на поверхности воды, со временем превращаются в «шоколадный мусс» и «смоляные шары», которые в природе могут существовать годами. Некоторые тяжелые сорта нефти, имеющие вязкость более 50000 сСт, а также, например «Оримульсол» (специально созданная эмульсия мазута и воды), практически полностью превращаются в «шоколадный мусс», отравляя окружающую среду в течение длительного времени. Нефть также частично растворяется в воде и разлагается под действием бактерий и ультрафиолета, однако, эти процессы имеют низкую скорость и при принятии решения о сжигании не играют практически никакой роли Д.3 Поведение нефти в ледовых условиях Процессы, происходящие с нефтью при ее разливе в ледовых условиях наглядно иллюстрируется рисунком Д.1. В ледовых условиях скорость испарения легких фракций значительно меньше, чем при положительных температурах воздуха. Рисунок Д.1 - Поведение нефти в ледовых условиях 28 СТО 318.04-69-2015 ПРИЛОЖЕНИЕ Е (справочное) Краткое описание технологии сжигания нефти на поверхности моря Эффективность сжигания нефти на месте разлива во многом определяется временем, прошедшим с момента разлива, и грамотным применением технологии. Из-за постоянно испаряющихся из нефти, под действием природных факторов, горючих легких фракций происходит снижение способности нефти гореть и уменьшается полнота ее сгорания. Кроме того на открытой воде толщина пленки нефти быстро уменьшается, если не применяются средств задерживающие ее растекание. Период времени, в течение которого наиболее эффективно применение сжигания, называется «окном возможности» и составляет от 24 часов до нескольких суток в зависимости от сорта разлитой нефти и метеоусловий. Детальное описание технологии приводится в соответствующих технологических инструкциях. Ниже приведено краткое описание, необходимое при проведении АСЭВ. Сжигание нефти на открытой воде, как правило, требует использования для концентрирования и удержания нефти в виде толстой пленки специальных боновых заграждений – огнезадерживающих бонов. Примеры типов некоторых из них приведены на рисунке Е.1. Боны, исходя из направления ветра, устанавливают в U форме. При этом длина буксирных концов определяется исходя из расстояний обеспечивающих безопасность судна. Для проведения сжигания на море требуются следующие средства: боны огнестойкие – 100-150 м (длина огнестойких бонов выбирается из расчета ограждения только зоны горения), два буксира или катера бонопостановщика для траления бонов, средство для поджигания нефти. При сжигании тяжелых сортов нефти и нефтепродуктов для облегчения возгорания может потребоваться нанесение на поверхность тяжелого нефтепродукта или обводненной нефти дизельного топлива в количестве несколько десятков литров. Необходимы сети на шестах для сбора несгоревших остатков, если это будет признано необходимым при АСЭВ. Требуется наличие самолета или вертолета для поиска пятен нефти и для координации сжигания, вспомогательное судно обеспечения, средства для ремонта бонов. Для концентрирования нефти могут использоваться обычные боны в виде U ордера, создаваемого двумя судами. Входное горло боновой ловушки фиксируется бридлем длиной до 150 м. При возникновении опасности для экипажа судна, 29 СТО 318.04-69-2015 оперирующего бонами, например, из-за резкого изменения направления ветра, суда должны немедленно освободиться от бонов и уйти из опасного района. При сжигании нефти в разводьях льда при его концентрации до 50% применяются боны, изготовленные из материалов способных выдерживать ледовые нагрузки. При больших концентрациях льда роль бонов играет лед При больших разливах нефти рекомендуется проводить сжигание частям по 10-50 тонн. Внешнее покрытие Стальное заграждение стекловолокно поплавок Метал. сетка стекловолокно полость пена Стандартная юбка Стальная или стандартная юбка Стальные боны Термостойкие стекловолоконные боны Покрытие из стекловолокна Перфорированные трубки для подачи Внешнее керамическое покрытие поплавок Стандартный бон со стандартной юбкой Стандартная юбка Боны, охлаждаемые водой Керамические боны Рисунок Е.1 - Типы бонов, которые могут использоваться для сжигания нефти на открытой воде и ледовых условиях при концентрации льда до 50% 30 СТО 318.04-69-2015 Поджигание разлитой нефти может быть осуществлено различными способами с наветренной стороны: с использование загущенного бензина или керосина, который подается на поверхность нефти с помощью вертолета с использованием устройства на внешней подвеске. Поджигание вручную может быть осуществлено с безопасных дистанций фальшфайерами, осветительными и сигнальными ракетами, факелами и т.д. Оно должно проводиться при строжайшем соблюдении требований безопасности. Остающиеся после сжигания остатки нефти представляют собой отдельные пятна высоковязкого продукта по консистенции близкой к консистенции густой сметаны. Он может быть собран сетями или нефтесборными устройствами, предназначенными для сбора высоковязких нефтепродуктов. При сжигании нефти в ледовых условиях, удаленных от развитой инфраструктуры, остатки могут быть оставлены в море, т.к. они практически инертны при низких температурах. Сжигание нефти на поверхности льда или снега может быть проведено, если концентрация нефти в снегу более 5%. В этом случае загрязненный нефть поверхностный слой снега (снег является хорошим сорбентом) срезается и транспортируется на специально выбранную площадку 20-50 м2, где он складируется, туда же свозится битый лед, загрязненный нефть. По периметру площадки, во льду вырубается канава глубиной до 0,5 метра, а шириной равной ширине переносного скиммера, которая будет служить для сбора растаявшего снега и льда и стекшей несгоревшей нефти. загорания вершина пирамиды может Для облегчения дополнительно обрабатываться дизельным топливом. При сжигании тяжелой нефти в опресненных водоемах плотность остатков может быть выше плотности воды и они могут затонуть или находится во взвешенном состоянии под поверхностью воды. Обнаружение их и сбор в этих случаях очень затруднен и поэтому этот фактор необходимо учитывать при АСЭВ и принятии решения о сжигании. Учитывая, что сжигание сопряжено с рядом проблем, в том числе проблем безопасности, его могут осуществлять только специально обученные и тренированные спасатели согласно технологическим инструкциям или руководствам, разработанным в установленном порядке. При этом обязательно должен разрабатываться план безопасности – план действий спасателей при возникновении угрозы их жизни из-за изменений внешней среды. Возможность сжигания нефти определяется скоростью ветра, ее свойствами (Приложение Д), временем с момента разлива (рисунок Е.2) и начальной толщиной пленки нефти. 31 СТО 318.04-69-2015 Установлено, что нефть может гореть, на поверхности воды только в том случае, если толщина ее пленки более 2 мм. Для того чтобы выполнить это требование для условий открытого моря необходимо использовать специальные огнестойкие боны. Образцы таких бонов приведены на рисунке Е.1. Группа Время, час Скорость ветра, узлы Требуются чрезвычайные меры безопасности Требуется добавка дизтоплива возгораемость Скорость ветра, узлы неблагоприятные Критические Благоприятные Рисунок Е.2 - Влияние природных факторов на сжигание нефти 32 СТО 318.04-69-2015 ПРИЛОЖЕНИЕ Ж (справочное) Оценка количества сожженной нефти Для оценки количества нефти, подвергаемого сжиганию может использоваться простое уравнение: М сжиг. = S сжиг х T сжиг х V сжиг где, (Ж.1) S сжиг– площадь пятна, м. кв; Тсжиг – время горения, час; V сжиг – скорость выгорания, м/час (таблица А2). На практике для измерения количества сожженной нефти рекомендуется: 1. Отметить количество сжигаемых пятен и расстояние от вершины бонов в процессе сжигания для того, чтобы рассчитать площадь горения. 2. Оценивается по номограмме (рисунок Ж.1) площадь горения. 3. Умножается площадь горения на количество участков, на которых проводиться сжигание. Площадь горения или площадь пятна, м. кв 4. Определяется количество сожженной нефти. Каждая кривая представляет или длину пятна от вершины бонов или длину неогражденного пятна Длина бонов, м Рисунок Ж.1 - Номограмма для определения площади горения 33 СТО 318.04-69-2015 ПРИЛОЖЕНИЕ И (справочное) Некоторые виды объектов окружающей среды и их чувствительность к нефтяному загрязнению и продуктам сжигания нефти И.1 Рыба Они не пострадают от сжигания, если глубина моря в месте проведения сжигания более 2 метров, т.к. на мелководье при сжигании большого количества нефти возможен значительный прогрев воды. На глубоких местах этого не наблюдается т.к. под действием течений происходит интенсивный теплоотвод. И.2 Морские водоросли Они не пострадают от сжигания, если глубина моря в месте проведения сжигания более 2 метров. И.3 Моллюски Они не пострадают от сжигания, если глубина моря в месте проведения сжигания более 2 метров. И-4 Районы марикультур Нефть в любом виде представляет большую опасность для таких районов, т.к. вызывает или гибель рыбы и моллюсков, или их порчу и, следовательно, невозможность употребления в пищу. Применение сжигания в открытом море до подхода нефти к таким объектам может снизить вредный эффект. И-5 Морские млекопитающие Морские млекопитающие, использующие мех в качестве защиты от переохлаждения (выдра, морской котик и т.п.), очень чувствительны к поверхностной пленочной нефти. Она нарушает теплоизоляцию меха, что приводит к гибели животных от переохлаждения, кроме того, животные отравляются, заглатывая нефть. Защита мест их обитания и путей миграции является приоритетной задачей и применение сжигания для этих целей является предпочтительным, т.к. на восстановление колоний требуются годы, а некоторые из них безвозвратно уничтожаются. Оптимально проводить сжигание в наибольшем удалении от лежбищ, т.к. животные чувствительны к шуму и скоплению людей и техники, в крайнем случае возможна обработка и вблизи мест обитания. При этом животные будут подвержены стрессу, но спасены от гибели. 34 СТО 318.04-69-2015 И.6 Птицы Птицы, загрязненные нефтепродуктами, как правило, погибают из-за переохлаждения, также низка их выживаемость после мойки на берегу на специальных станциях. Ущерб становится более значительным, если нефть попадает на места гнездования птиц, поэтому их защита является приоритетной задачей, т.к. восстановление птичьих колоний происходит очень медленно. Сжигание может являться единственным средством защиты колоний птиц от гибели. И.7 Илистые приливные зоны Обычно такие места служат местом кормежки птиц. При попадании нефти на илистые площади, открывающиеся при отливе, она не проникает внутрь илистых отложений, если там нет достаточного количества ходов и нор. Однако, пленочная нефть прочно прилипает к таким поверхностям, делая их на длительное время токсичными. Очистка этих мест механическими средствами очень трудоемка и ведет к гибели живых организмов, населяющих данные площади. Исходя из этого, применение сжигание целесообразно проводить в открытом море, до подхода нефти к побережью или в период прилива. И.8 Садки, бассейны, используемые для аквакультур, и районы добычи соли Эти объекты окружающей среды чувствительны как к поверхностной пленочной нефти, так и диспергированной, поэтому необходимо предпринимать меры по предотвращению их загрязнения, например, установкой боновых заграждений прибрежного типа, изолирующих объекты от моря. Проводить сжигание целесообразно в открытом море до подхода нефти к берегу, если после АСЭВ не выявлено иное. И.9 Соленые болота Болота, имея большое количество обитающих в них живых организмов и обильную растительность, активно сорбируют, поглощают нефть и удерживают ее длительное время. Очистка болот очень трудна и связана с полным удалением или значительным повреждением их поверхностного слоя, что вызовет больший ущерб, чем от загрязнения нефтью. Поэтому необходимо предпринимать меры по предотвращению попадания в них нефти. Применение сжигания возможно если болота покрыты водой или межвегетационный период, т.к. в противном случае возможно повреждение корневой системы растений и их гибель. И.10 Промышленные сооружения (причалы, электростанции и другие береговые сооружения) Нельзя применять сжигания вблизи таких объектов должно быть исключено. 35 СТО 318.04-69-2015 И.11 Рекреационные зоны Такие районы моря являются важными с социально-экономической точки зрения и имеют относительно низкую биологическую продуктивность. Поэтому сжигание даже вблизи берега будет оправданным, если вблизи не имеется горючих материалов и объектов. И.12 Песчаные пляжи Такие берега имеют относительно низкую биологическую продуктивность, но они довольно быстро самоочищаются под действием волн и их относительно легко очищать механическими средствами. Поэтому от применения сжигания нефти для их защиты можно воздержаться. Однако, если они важны с точки зрения туризма, то применение сжигания до подхода нефти к берегу может быть оправдано, т.к. продукты остающиеся после сжигания не проникают в толщу песка и могут быть легко удалены. И.13 Каменистый берег Со скалистых берегов нефть смывается прибоем довольно быстро. Каменистые прибрежные приливно-отливные зоны имеют довольно высокую биологическую продуктивность и довольно низкую самоочищаемость, поэтому применение сжигания нефти в открытом море, до подхода нефти к берегу, является оправданным. Галечные приливно-отливные зоны имеют относительно низкую биологическую продуктивность, однако выброшенная нефть может глубоко проникать в грунт и поэтому решение о применении сжигания в этих районах принимается после проведения АСЭВ. 36 СТО 318.04-69-2015 _____________________________________________________________________________ УДК 627.356.2:665.61 627.356.2:628.315 ОКС 13.020.40 Ключевые слова: правила, сжигание, ликвидация, разлив нефти _____________________________________________________________________________ Генеральный директор ЗАО «ЦНИИМФ» Буянов С.И. Заведующий лабораторией экологической безопасности морского транспорта, руководитель разработки, Семанов Г.Н. Заведующий отделом стандартизации, научно-технической информации и управления качеством Харченко И.Л. 37
