МИНОБРНАУКИ РОССИИ РГУ НЕФТИ И ГАЗА (НИУ) ИМЕНИ И.М. ГУБКИНА Факультет Химической технологии и экологии Кафедра Газохимии Оценка: Рейтинг: Подписи членов комиссии: (подпись) (фамилия, имя, отчество) (дата) ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ по дисциплине на тему Экология Источники нефтезагрязнения природной среды на военных объектах ВЫПОЛНИЛ: Студент группы «К ЗАЩИТЕ» ХТ-21-06 (номер группы) доцент, к.т.н. Орлова М.Н. Николаев Н. А. (должность, ученая степень; фамилия, и.о.) (фамилия, имя, отчество) (подпись) (подпись) 17.10.2021 (дата) (дата) Москва, 20 21 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ .................................................................................................... 3 ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ .................................................................................... 4 1. Воздействие военного объекта на окружающую среду ................ 4 2. Виды отходов и потерь нефтепродуктов ............................................ 5 2.1 Первая группа .................................................................................. 5 2.2 Вторая группа .................................................................................. 5 2.3 Третья группа .................................................................................. 6 3. Действие нефтепродуктов на человека ............................................... 6 4. Нефтяные загрязнения, их виды и технология ликвидации ............. 8 4.1 Нефтяные загрязнения почв и грунтов и технологии их ликвидации....................................................................................................... 8 4.2 Разливы нефти и нефтепродуктов в воде и методы их ликвидации..................................................................................................... 13 ЗАКЛЮЧЕНИЕ ........................................................................................... 23 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ................................. 24 2 ВВЕДЕНИЕ Расширение масштабов влияния человека на природу привело к тому, что экономическое и социальное развитие общества на современном этапе пришло в противоречие с ограниченными возможностями окружающей среды. При этом высокая опасность для жизни и здоровья человека, вызванная снижением качества окружающей среды, риск крупных техногенных аварий и деградация природных экосистем становятся реальным препятствием для устойчивого социально-экономического развития России и требуют безотлагательных мер на всех уровнях. Военные объекты, в том числе воинские части (независимо от вида и рода войск) оказывают вредное воздействие на окружающее среду, причём источники загрязнений на военных объектах можно разделить на военно-бытовые, которые схожи с аналогичными источниками гражданских ведомств, и специфические, свойственные только военным объектам. 3 ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ 1. Воздействие военного объекта на окружающую среду Военная деятельность относится к экологически опасным видам деятельности человека. По своему характеру степень воздействия военного объекта на окружающую среду следует рассматривать в следующих направлениях: во-первых, в силу специфики деятельности воинской части – это источники специфических потенциальных и реальных загрязнений; во-вторых, воинская часть в ходе своей повседневной деятельности производит загрязнения окружающей среды; в-третьих, воинская часть должна принимать необходимые меры для обеспечения исключения или сведения к минимуму неблагоприятного воздействия деятельности ВС на окружающую среду, а также обеспечения безопасности и сохранения здоровья личного состава, членов семей военнослужащих, гражданского персонала воинских частей, гражданского населения, окружающей природной среды [1]. Вредное воздействие на окружающую среду оказывают не только экологически опасные военные объекты, но и другие объекты, на которых эксплуатируется, хранится и утилизируется вооружение и военная техника, проводится боевая подготовка войск, протекает жизнь и быт личного состава воинских частей и подразделений. Повсеместное загрязнение окружающей среды разнообразными веществами, подчас совершенно чуждыми для нормального существования людей, представляет серьезную опасность для здоровья личного состава, гражданского персонала воинских частей, гражданского населения, а также благополучия будущих поколений. Поэтому проблема обеспечения экологической безопасности – важная воинской части [2]. 4 составляющая деятельности Особое значение в вопросах загрязнения имеют нефтепродукты. Наиболее многочисленную и характерную для воинских частей группу источников загрязнения окружающей природной среды образуют объекты потребления нефтепродуктов – боевая техника, транспортные средства, тепловые и энергетические установки, а также склады горюче-смазочных материалов, заправочные пункты, парки и ремонтные предприятия. 2. Виды отходов и потерь нефтепродуктов 2.1 Первая группа образована отходами и потерями, имеющими место при соблюдении установленного порядка и правил обслуживания военной техники и работы с нефтепродуктами, такие, как: − испарение при перекачках и в процессе хранения; − отстой, сливаемый из резервуаров складов, топливозаправщиков, заправочных пунктов и баков, установленных на технике; − осадки, удаляемые при зачистке резервуаров складов и топливных систем технических средств (автомобилей, котельных и т.п.); − отработанные масла, сливаемые из картеров двигателей, трансмиссий, воздухоочистителей и других узлов и механизмов; − растворители нефтяного происхождения (бензин, керосин и др.), применявшиеся для промывки механизмов при обслуживании техники; − остатки проб после заполнения анализов в процессе контроля качества нефтепродуктов; − сточные воды, поступающие с моек автомобильной и другой техники; − технологический конденсат котельных установок, поступающий из резервуаров складов мазута; − ливневые и талые воды, стекающие с территорий складов ГСМ, заправочных пунктов и парков. 2.2 Вторая группа загрязнений образована потерями нефтепродуктов, возникающие при нарушении установленных правил эксплуатации, включающие: 5 1) утечку через неплотности запорной и раздаточной арматуры, резервуаров, перекачивающих устройств и через сливные устройства систем смазки; 2) проливы при заправке техники на заправочных пунктах; 3) проливы при переполнении резервуаров; 4) аварийные проливы в результате разрушения резервуаров, перекачивающих и транспортных средств. Неисправность запорной и другой арматуры топливозаправщиков, арматуры на складах ГСМ и заправочных пунктах является причиной загрязнения почвы и водоёмов нефтепродуктами. 2.3 Третья группа загрязнения природной среды нефтепродуктами образована: отработанными маслами и растворителями, накапливающиеся на пунктах технического обслуживания автомобильной и специальной техники, а также остатки топлив, собираемые при зачистке резервуаров. Как показали исследования, один грамм бензина, керосина или дизельного топлива делает непригодным для употребления 2000 л воды. Образующаяся на поверхности водоёма нефтяная плёнка нарушает газообмен с атмосферой, содержание растворённого в воде кислорода уменьшается, в результате чего жизнедеятельность обитателей водоёма угнетается вплоть до их гибели. Тяжелые фракции нефтепродуктов оседают на водной растительности, на дне и берегах водоёмов, создавая длительно действующий источник загрязнения. При попадании на грунт нефтепродукты нарушают жизненные процессы, протекающие в его поверхностном слое. Страдают от загрязнения среды нефтепродуктами растительный и животный мир, и сам человек [3]. 3. Действие нефтепродуктов на человека Нефтепродукты – токсиканты IV класса опасности. Токсичность нефтепродуктов и выделяющихся из них газов определяется, главным образом, сочетанием углеводородов, входящих в их 6 состав. Тяжёлые бензины являются более токсичными по сравнению с лёгкими, а токсичность смеси углеводородов выше токсичности её отдельных компонентов. Значительно возрастает токсичность нефтепродуктов при переработке сернистой нефти. Наиболее вредной для организма человека является комбинация углеводорода и сероводорода. В этом случае токсичность проявляется быстрее, чем при изолированном их действии [4]. Все углеводороды влияют на сердечно-сосудистую систему и на показатели крови (снижение содержания гемоглобина и эритроцитов), возможно поражение печени, нарушение деятельности эндокринных желёз. Особенности воздействия паров нефти связаны с её составом. Нефть, бедная ароматическими углеводородами, по своему действию приближается к бензиновым фракциям. Большое воздействие оказывает жидкая нефть на кожу, вызывая дерматиты и экземы. При попадании паров автомобильного бензина через дыхательные пути или в результате всасывания в кровь из желудочно-кишечного тракта, происходит частичное растворение жиров и липидов организма. Бензин поражает центральную нервную систему, может вызвать острые и хронические отравления, иногда со смертельным исходом. Раздражение рецепторов вызывает возбуждение в коре головного мозга, которое вовлекает в процесс подавления органы зрения и слуха. При остром отравлении бензином состояние напоминает алкогольное опьянение. Оно наступает при концентрации паров бензина в воздухе 0.005–0.01 мг/м3. При концентрации 0.5 мг/м3 смерть наступает почти мгновенно. В результате частых повторных отравлений бензином развиваются нервные расстройства, хотя при многократных воздействиях небольших количеств может возникнуть привыкание (понижение чувствительности). Общее действие керосина сходно с действием бензина, хотя раздражающее влияние его паров на слизистые ткани значительно сильнее. По токсическим концентрациям пары керосина близки к парам бензина, но 7 они воздействуют и на кожу подобно мазутам, газойлям, смазкам, вызывая дерматиты и экземы. Предельные углеводороды химически наиболее инертны, но всё же являются токсикантами. С увеличением числа атомов углерода сила наркотического воздействия их растёт, а собственное воздействие ослабляется ничтожной растворимостью в воде и крови. Характерна неустойчивость реакций центральной нервной системы, возникающая под влиянием паров углеводородов. Это проявляется не только при высоких, но и при низких (пороговых) концентрациях. Токсичность усиливается в присутствии H2S и при повышении температуры. Природный газ по действию идентичен влиянию предельных углеводородов, и главная опасность его связана с удушьем при недостатке кислорода. Это может происходить при большом содержании в воздухе, когда парциальное давление и удельное содержание кислорода резко уменьшаются. Природные газы, содержащие H2S, очень токсичны. Известно большое число смертельных отравлений такими газовыми смесями. Освобождённый от H2S природный газ при концентрациях около 20 % не даёт токсического эффекта. При комбинированном воздействии в сочетании с различными углеводородами может изменяться характер их токсического влияния, так называемый синергизм действия нефтепродуктов [4]. 4. Нефтяные загрязнения, их виды и технология ликвидации 4.1 Нефтяные загрязнения почв и грунтов и технологии их ликвидации Загрязнение нефтепродуктами является наиболее распространённым в воинской части видом загрязнения, за которые предъявляется наибольшее количество штрафных санкций. Устранение этого вида загрязнения в большинстве случаев является сложной научно-технической задачей, 8 требующей больших затрат финансовых и других ресурсов, применения современных технологий. Для иллюстрации сложности решения таких задач приведена схема наиболее распространенного вида загрязнения нефтепродуктами – подземного загрязнения, или так называемая подземная «линза» (Рисунок 1). Рисунок 1 – Схема подземной «линзы» нефтепродуктов Протечка с заглубленного хранилища нефтепродуктов приводит к пропитыванию подземных слоев грунта на большую глубину и загрязнению грунтовых вод. Глубина пропитывания может достигать 10–20 метров. На небольших глубинах (до 0,5 метров) загрязнение нефтепродуктами, после устранения источника загрязнения, может быть ликвидировано биопрепаратами – специальными микроорганизмами, разрушающими нефтепродукты с выделением воды и углекислого газа. Эти биопрепараты действуют при температурах окружающего воздуха не ниже 10 °С. Поэтому при больших масштабах загрязнения очистка и рекультивация может занять 2–3 года и более. На больших глубинах могут быть применены анаэробные бактерии, однако они действуют гораздо медленнее аэробных и сроки 9 очистки достигают 10 и более лет. При весеннем таянии снегов, интенсивных дождях нефтегрязнение вымывается из пропитанных грунтов и может попадать в водозаборы, водоёмы, водохранилища различного назначения, высачиваться на поверхность земли и т.д. Поэтому очистка пропитанных нефтепродуктами подземных грунтов представляет собой крайне важную задачу. Источниками нефтезагрязнений природной среды на военных объектах и в районах действий войск являются непосредственно авто-, бронетехника, корабли и прочая военная техника. На военных объектах и в районах действий войск происходит нефтезагрязнение следующих компонентов природной среды: земель – почв, грунтов зоны аэрации; поверхностных водных объектов – водоёмов, водотоков; морских вод; подземных вод. Нефтезагрязнения природных сред могут оказывать негативное воздействие на все звенья экосистемы. Попадая в природные объекты, нефтепродукты нарушают процессы фотосинтеза, кислородный и углеводородный обмен, процессы естественного круговорота органических и минеральных веществ, отрицательно воздействуют на развитие природных биоценозов, приводят к гибели отдельных звеньев экосистем. Накопление их в тканях и клетках местной флоры и фауны, загрязнение источников питьевого водоснабжения может привести к длительному нарушению нормальной жизнедеятельности населения. В настоящее время не определены значения предельно-допустимых концентраций нефтепродуктов для почв. Исключение составляет бензин, ПДК которого в почве – 0,1 мг/кг почвы. В соответствии с «Определение класса опасности токсичных отходов производства и потребления СП 2.1.7.1386—03.» [5] почвы, загрязненные нефтепродуктом, относятся к 3-му классу токсичности. Источниками нефтезагрязнений часто являются мазутные хозяйства котельных, работающих на этом виде топлива, включающие комплекс 10 сооружений, состоящий из приемно-сливных устройств, резервуаров для хранения мазута, мазутно-насосной станции и соединительных трубопроводов. Наибольшее количество нефтезагрязнений связано с аварийными ситуациями на прикотельных хранилищах мазута, в результате которых происходит аварийных разлив топлива на рельеф местности. С целью снижения вероятности таких загрязнений в последние годы наметилась тенденция перехода работы котельных на другие виды топлива прежде всего на газовое. Среди методов ликвидации нефтяных загрязнений почв выделяются следующие группы методов: 1. Механические: • Обваловка загрязнения, откачка нефти в ёмкости насосами и вакуумными сборщиками. Проблема очистки при просачивании нефти в грунт не решается, замена почвы. Вывоз почвы на свалку для естественного разложения. 2. Физико-химические: • Сжигание (экстренная мера при угрозе прорыва нефти в водные источники). В зависимости от типа нефти и нефтепродукта таким путём уничтожается от 1/2 до 2/3 разлива, остальное просачивается в почву. При сжигании из-за недостаточно высокой температуры в атмосферу попадают продукты возгонки и неполного окисления нефти. Землю после сжигания необходимо вывозить на свалку (так называемая «горелая земля»). • Предотвращение возгорания. Применяется при разливах в цехах, жилых кварталах, на автомагистралях, где возгорание опаснее загрязнения почвы; в этом случае изолируют разлив сверху противопожарными пенами или засыпают сорбентами. • Промывка почвы. Проводится в промывных барабанах с применением ПАВ, промывные воды отстаиваются в гидроизолированных 11 прудах или ёмкостях, где впоследствии производится их разделение и очистка. • Дренирование почвы. Разновидность промывки почвы на месте с помощью дренажных систем; может сочетаться с биологическими методами, использующими нефтеразлагающие бактерии. • Экстракция растворителями. Обычно осуществляется в промывных барабанах летучими растворителями с последующей отгонкой их остатков паром. • Сорбция. Сорбентами засыпают разливы нефтепродуктов на сравнительно твёрдой поверхности (асфальте, бетоне, утрамбованном грунте) для поглощения нефтепродукта и снижения опасности пожара. • Термическая десорбция (крекинг). Применяется при наличии соответствующего оборудования, но позволяет получать полезные продукты вплоть до мазутных фракций. • Химическое капсулирование. Новый метод, заключающийся в переводе углеводородов в неподвижную нетоксическую форму. 3. Биологические: • Биоремидиация. Применение нефтеразлагающих бактерий; необходима запашка культуры в почву, периодические подкормки растворами удобрений; ограничения по глубине обработке, температуре почвы; процесс занимает 2–3 сезона. • Фитомелиорация. Устранение остатков нефти путём высева нефтестойких трав (клевер ползучий, щавель, осока), активизирующих почвенную микрофлору; является окончательной стадией рекультивации загрязнённых почв [6]. Используя созданные бактериальные препараты, расщепляющие нефть, выполняется ряд работ в естественных условиях по очистке 12 водоёмов, загрязнённых территорий, очищение загрязнённых нефтью сточных вод. В настоящее время рекультивация нефтезагрязненных земель проводится, как правило, без достаточного научного обоснования. При сжигании нефти, засыпке загрязнённых участков грунтом, вывозе загрязнённой почвы в отвалы, т.е. при ликвидации разливов нефти на почвы последствием часто может быть необратимое уничтожение плодородного слоя почвы. Такие способы рекультивации совершенно неприемлемы. Механические и физические методы не могут обеспечить полного удаления нефти и нефтепродуктов с почвы, а процесс естественного разложения их в почвах чрезвычайно длителен, поэтому в настоящее время наиболее приемлемыми являются биологические методы, так как они не наносят экосистеме больший вред, чем тот, который уже нанесен при загрязнении, и процесс очищения почвы значительно быстрее по сравнению с другими методами рекультивации. 4.2 Разливы нефти и нефтепродуктов в воде и методы их ликвидации. Разлив нефтепродуктов на воде является очень серьезной экологической катастрофой, последствия которой губительны для всего живого. Они могут возникать на объектах Военно-Морского Флота, в частности на базах и складах горючего. Заправка кораблей ВМФ осуществляется по подводным трубопроводам, поэтому существует вероятность разгерметизации трубопровода, возникновение неисправности насосных станций, автоматики на корабле и складе горючего. Разлитая нефть постепенно растекается по поверхности воды и образует сплошные нефтяные поля, распространяющиеся под действием ветра и течений на сотни миль. Нефтяное загрязнение поверхностных вод является тем техногенным фактором, который влияет на формирование и протекание гидрохимических и гидрологических процессов в морях, 13 океанах и внутренних бассейнах, изменяя фоновое состояние природной среды. Атмосфера способствует испарению летучих фракций нефти. Они подвергаются атмосферному окислению и переносу и могут вернуться на землю или в океан. В пределах водной толщи нефтяные продукты могут присутствовать в виде раствора, эмульсий или полутвёрдых частиц. Основное поступление нефти в водную толщу происходит через поверхность, поэтому вблизи поверхности её концентрация выше. Миграция нефти и нефтепродуктов в водной среде осуществляется в плёночной, эмульгированной и растворённой формах, а также в виде нефтяных агрегатов. При попадании нефти в воду сразу же образуется поверхностная плёнка, которая подвергается множеству физических, химических, биохимических и механических процессов: испарение, эмульгирование, растворение, окисление, биодеградация, осаждение. Начальным этапом является испарение. Оно касается, в основном, летучих фракций нефти. Наиболее интенсивно этот процесс идёт в первые часы. Уже через 0,5 часа после попадания нефти на водной поверхности летучих её соединений не остается. К концу первых суток испаряется 50 % летучих соединений, содержащих C13 и C14, к концу третьей недели – 50 % соединений C17. При температуре 20–22 °С испаряется до 80 % технического бензина, 22 % керосина, до 15 % нефти и до 0,3 % мазута. В целом потери при испарении составляют до 2/3 от всей массы разлитой по водной поверхности нефти [7]. Скорость испарения зависит от плотности нефти или нефтепродукта, температуры среды и степени растекания на водной поверхности. Чем быстрее растекается нефть, тем быстрее она испаряется, ветер, течения увеличивают горизонтальные размеры нефтяного пятна и также способствуют её испарению. В связи с процессом испарения нефтяных углеводородов (частично и с растворением в воде) плотность и вязкость нефтяной пленки постепенно 14 увеличиваются, поверхностное натяжение уменьшается, растекание прекращается. Волны и течения вызывают развитие турбулентных движений, и нефтяная пленка распадается на отдельные капли. Нефть быстро абсорбирует воду (до 80 % её объёма) и формирует эмульсию типа «вода в нефти». Процесс зависит от ветра, волнения, вертикальной турбулентности, температуры воды, наличия взвесей и твёрдых частиц. Нефть постепенно густеет и превращается в высоковязкую массу, которая загрязняет акватории портов, береговую черту, гидротехнические сооружения, корабли и суда. Обеспечение экологической безопасности кораблей ВМФ достигается оснащением их установками сепарации и очистки загрязненных вод от нефтепродуктов. При этом перед сбросом очищенных вод за борт должен проводиться их экологический контроль. Содержание вредных веществ в сбрасываемых водах не должно превышать установленные нормы для морской воды. На кораблях (судах) при стоянке их в пунктах базирования и во время плавания в особых районах клапаны слива за борт очищенных и неочищенных льяльных вод должны быть в закрытом положении и опломбированы. Любые корабли, находясь в районах, где запрещается всякий сброс в море нефтесодержащих смесей, должны хранить на борту все нефтяные остатки, грязную воду и сдавать их в специальные приемные устройства. Запрещается слив всех смесей с содержанием нефти более 0,05 мг/л во внутренних и территориальных водах. В этих случаях накопленные нефтесодержащие воды должны сдаваться на специальные суда-сборщики или береговые емкости [8]. Важную роль в обеспечении экологической безопасности объектов ВМФ играет прогнозирование разливов нефтепродуктов на воде, их объемов и площадей возможных разливов, поведения нефтяного пятна в зависимости от различных климатических факторов. От правильности этого прогнозирования во многом будет зависеть планирование общего состава 15 сил и привлекаемых средств и, как следствие, эффективность проведения мероприятий по ликвидации этого разлива и очистке территорий от загрязнений. Оперативность реагирования на разливы нефти и нефтепродуктов достигается правильно выбранной тактикой реагирования. В случае возникновения разливов нефти или нефтепродуктов принимаются срочные меры по ликвидации разлива и его последствий. Основными способами ликвидации последствий разливов нефти является сбор нефти механическими нефтесборными устройствами, обработка нефтяного разлива химическими реагентами использование различных сорбентов: неорганических, природных органических и органоминеральных, а также синтетических. Качество сорбентов определяется, главным образом, их ёмкостью по отношению к нефти, степенью гидрофобности, плавучестью после сорбции нефти, возможностью десорбции нефти, регенерации или утилизации сорбента. Другими важными характеристиками сорбентов являются предельное время нахождения в воде до момента начала нежелательных процессов, к которым относится разрушение структуры и обратная отдача нефти, удобство транспортировки, цена материала. При оценке эффективности нефтяных сорбентов используют коэффициент сорбции, который определяют методом погружения сорбента в чистый нефтяной продукт [9]. Как правило, применение сорбентов может сочетается с механическими методами сбора нефти. При этом механические методы могут применяться как до, так и после применения сорбентов, фиксирующих нефть и предотвращающих образование эмульсий. К неорганическим сорбентам относятся глины различных видов, диатомитовые породы (главным образом, рыхлый диатомит – кизельгур), песок, цеолиты, туфы, пемза и т.п. Именно глина и диатомиты составляют большую часть товара на рынке сорбентов в силу их низкой стоимости и возможности крупнотоннажного производства. Сорбентом является и 16 песок, часто используемый для засыпки небольших разливов нефти и нефтепродуктов. Однако качество неорганических сорбентов совершенно неприемлемо с экологической точки зрения. Прежде всего, они имеют очень низкую ёмкость (70–150 % по нефти и совершенно не удерживают легкие фракции типа бензина, керосина, дизельного топлива). При ликвидации разливов нефти на воде неорганические сорбенты тонут месте с нефтью, не решая проблемы очистки воды от загрязнений. Единственным методом утилизации сорбентов является их промывка экстрагентами или водой с ПАВ, а также выжигание. Синтетические сорбенты чаще всего используют в странах с высокоразвитой нефтехимической промышленностью (США, страны ЕЭС, Япония). В основном их изготовляют из полипропиленовых волокон, формуемых в нетканые рулонные материалы разной толщины. Кроме того, используют полиуретан в губчатом или гранулированном виде, формованный полиэтилен с полимерными наполнителями и другие виды пластиков. В качестве примера на рис. 2 показана принципиальная схема для удаления нефтепродуктов и масел с использованием пенополиуретана (высота слоя материала – 2–2,5 м, размер кусков пенополиуретана – 5–10 мм, скорость фильтрования – до 25 м/ч). Рисунок 2 – Фильтр с пенополиуретановой загрузкой: 1 – слой пенополиуретана; 2 – камера; 3 – элеватор; 4 – направляющие ролики; 5 – лента; 6 – ороситель; 7 – отжимные ролики; 8 – ёмкость для регенерата; 9 – решётчатая перегородка. 17 Фильтры с пенополиуретановой загрузкой могут применяться для очищения загрязненных вод, содержащих нефтепродукты, масла, находящиеся в не эмульсионном состоянии. Фильтрование происходит со скоростью 10 м/ч, цикл происходит с продолжительностью в оптимальном режиме 50 – 60 ч., при форсированном 27 – 36 ч. Грязеемкость 8,8 – 17,0 кг/м3 в оптимальном режиме 6,8 – 9,6 в форсированном Такие фильтры могут быть использованы при концентрации нефтепродуктов в исходной сточной воде до 1000 мг/л. Сточная вода подаётся сверху, проходит через слой материала, освобождаясь от частичек нефтепродуктов. После насыщения материала нефтепродуктом проводят его регенерацию трёхкратным механическим сжатием с промывкой водой. Материал подаётся на ленту элеватором и пропускается через отжимные ролики [10]. Природные органические и органоминеральные сорбенты являются наиболее перспективными для ликвидации нефтяных загрязнений. Чаще всего применяют древесную щепу и опилки, модифицированный торф, высушенные зернопродукты, шерсть, макулатуру. Основными достоинствами этих сорбентов являются экологическая чистота, широкая сырьевая база, высокая гидрофобность и нефтеёмкость при сравнительно низкой стоимости. Однако не только опилки хорошо впитывают нефть и нефтепродукты, но ещё лучше впитывают влагу, поэтому необходима пропитка опилок после их глубокой сушки водоотталкивающими составами, например, жирными кислотами. Образуемое гидрофобное покрытие обеспечивает хорошее качество нефтяных сорбентов, но является весьма недолговечным. Аналогичным образом обстоит дело и с торфом, который намного превосходит по своей потенциальной сорбционной способности опилки и даже шерсть (во всяком случае, некоторые разновидности верхового торфа моховой группы). Эффективным сорбентом нефтепродуктов являются отходы производства льна, которые в настоящее время, в основном, сжигаются. 18 Поэтому перспективной является разработка технологии получения из льна и активированного угля нефтяного сорбента. Применение сорбентов включает их рассев вручную, механическими или пневматическими устройствами над загрязнённой поверхностью и последующий сбор конгломерата из пропитанного нефтью сорбента. Извлечение нефти из сорбентов может быть произведено компрессионными (отжим на фильтрпрессах, в центрифугах) или термическими методами (отгонка летучих фракций нефти путём нагрева сорбентов без доступа воздуха до 250–300 °С). Степень извлечения нефти из сорбентов определяется качеством нефти, а именно – содержанием в ней маловязких и летучих фракций. Компрессионные методы являются более дешёвыми, но при их использовании нарушается структура сорбентов и их ёмкость, при последующем регенерации использовании сорбентов. Их обеспечивается можно большая использовать лишь кратность с учётом термостойкости сорбирующего материала [11]. Отработанный сорбент можно формировать в топливные брикеты или использовать в качестве смолистых добавок в асфальтовые смеси или кровельные материалы. Технология применения нефтяных сорбентов мало отличается от известной технологии применения других сорбентов и является частью комплекса мероприятий по очистке окружающей среды от нефтяных загрязнений. Образуемый с нефтью конгломерат легко извлекается сачками из сетки с ячейками 1–3 мм. Магнитный сорбент собирается простыми магнитными системами с напряженностью поля до 100 кА/м [12]. Перспективными сорбентами нефтепродуктов являются сорбенты на основе шелухи гречихи (ГС) и шелухи риса (РС). Их действие оказывается особенно эффективно при сборе тяжёлых нефтяных фракций. Применение сорбентов ГС и РС позволяет с высокой степенью извлекать нефтепродукты из гидросферы. Эти сорбенты могут являться ресурсообразующими компонентами сложных эколого-экономических 19 звеньев регионов, обеспечивая решение проблем экологизации экономики территориального благоприятных образования, условий а для также способствовать достижения требуемого созданию состояния окружающей среды экономически рациональными способами. Перспективной современной разработкой являются сорбенты на основе гидролизного лигнина, так называемый «Лигносорб». Гидрофобизованный лигнин «Лигносорб» представляет порошок темнокоричневого цвета с насыпной плотностью не более 350 кг/м'. Диаметр частиц, сорбента находится в диапазоне 0,25-0,8 мм. Удельная поверхность сорбента, определенная по адсорбции азоту (БЭТ) составляет 3-20 м /г. Суммарный, объем пор колеблется от 4 до 7 м3/г. Нефтепоглотительная способность «Лигносорба» составляет от 100 до 500%. Нами было изучено влияние на нефтеемкость гидрофобизованного лигнина вида нефтепродукта, температуры, фракционного состава и влажности лигнина. Установлено, что в зависимости от вида нефтепродукта нефтепоглотительная емкость нефракционированного сорбента изменяется в небольшом диапазоне значений: от 1,6 до 2,1 г нефтепродукта/г сорбента (таблица). Наиболее высокие значения по сорбции были зафиксированы у фракционированных образцов с размерами частиц от 0,25 до 0,4 мм [13]. Определённое количество сорбента с помощью простейших распылительных средств равномерно распыляют на пятно нефти и нефтепродуктов внутри ограждения или обваловки пятна. В результате процесса сорбции нефти, продолжительность которого зависит от толщины плёнки, образуется пастообразная масса. Эту массу можно собирать механическим способом или транспортировать по водной поверхности в удобное для изъятия место, или отодвинуть от берега во избежание его загрязнения [14]. Не менее перспективными являются сорбенты на основе природного минерала глауконита. Глауконит – глинистый минерал переменного состава, в котором содержится больше 20 химических элементов, в число 20 которых входят, например, следующие: Cu, Ag, Ni, Co, Mg, Zn, Mo, As, Cr. Высокая сорбционная способность по отношению к нефтепродуктам, тяжелым металлам, радионуклидам обусловливаются описанным выше свойством и слоистой структурой. Данный природный минерал глауконит является эффективным средством для сорбирования нефти и нефтепродуктов, он способен доводить их концентрацию до допустимых санитарных нормативов. Один килограмм глауконита может поглотить из почвы до шести килограммов нефтепродукта. Глаукониту свойственна хорошая смачиваемость углеводородами нефти и высокая технологичность. Как известно, глауконитовый сорбент не растворяется в воде, быстро распределяется по поверхности, впитывает и нейтрализует масляную пленку, устраняя разливы нефти. В научной литературе отмечается, что исключительные сорбционные свойства глауконита объясняются тем, что в его структуре кроме неразбухающих слюдяных слоев есть еще разбухающие монтмориллонитовые слои. Именно последние позволяют минералу сначала абсорбировать вредные жидкости и газы из окружающей среды, а потом блокировать их в своем межслоевом пространстве [15]. Глауконит не ограничен сроком годности, является пожаробезопасным, его использование не вызывает аллергических реакций, отсутствует негативное воздействие на природу, не нарушается естественное экологическое равновесие при долговременном нахождении глауконита в почве. Природный минерал глауконит может применяться в качестве средства для обеззараживания водных объектов от сырой нефти и почти всех известных видов топлив (аварийные разливы, балластные и сточные воды). Глауконит способен реабилитировать загрязненный нефтехимией и тяжелыми металлами грунт. Почва, подвергшаяся очистке с помощью сорбента, не отправляется на полигон с опасными отходами. Обработанные сорбентом площади являются санированными и пригодными для любого применения. Глауконит не растворяется кислотами, не 21 замерзает, не разбухает и не теряет механических свойств. Пропитанный нефтепродуктами сорбент можно продавать и сжигать в печах, он при сгорании не образует вредных и опасных соединений [16]. 22 Нефтезагрязнения ЗАКЛЮЧЕНИЕ природных оказывают крайне негативное воздействие на все звенья экосистемы. Попадая в природные объекты, нефтепродукты нарушают процессы фотосинтеза, кислородный и углеводородный обмен, процессы естественного круговорота органических и минеральных веществ, отрицательно воздействуют на развитие природных биоценозов, приводят к гибели отдельных звеньев экосистем. Накопление их в тканях и клетках местной флоры и фауны, загрязнение источников питьевого водоснабжения может привести к продолжительному нарушению нормальной жизнедеятельности населения. Главными задачами в нефтезагрязнений области охраны окружающей среды от являются предотвращение загрязнения её нефтепродуктами, своевременная незамедлительная ликвидация выбросов и сбросов, если загрязнение уже состоялось, реализация тщательно подготовленных реабилитационных мер, направленных на ускорение естественных процессов восстановления подвергшихся нефтезагрязнению, а также природных поиск компонентов эффективных экологически безопасных технологий очистки от нефтяных загрязнений. 23 и СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 1. Айдаров И.П., Алексеев Б.Н. Военная экология// Русь-СВ. 2000. 360с. 2. Бондарева В.А., Денисюк Д.А., Кучер М.И. , Френкель Е.Э. «Обеспечение экологической безопасности при повседневной деятельности воинских частей и подразделений»// URL: https://scienceforum.ru/2016/article/2016028368 3. Мастушкин М. Ю., В.И. Исаков, Военная экология: Учебник для высших учебных заведений МО РФ// МО РФ, 2005. - 976 с. 4. Давыдова С. Л.Тагасов В.И. Нефть как топливный ресурс и загрязнитель окружающей среды. // М.:Изд-во РУДН,2004. 130 с. 5. Приказ Росприроднадзора от 22.05.2017 № 242 (ред. от 02.11.2018) "Об утверждении Федерального классификационного каталога отходов" 6. Жапарова Л.Р. Сравнительный анализ методов очистки почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами. // ЕНУ им. Л.Н. Гумилева, 2017. С325-333. 7. Путилина В.С., Галицкая И.В.1, Юганова Т.И. Процессы биохимической деградации нефтяных углеводородов в зоне аэрации и подземных водах. // Институт геоэкологии им. Е.М. Сергеева РАН, 2018. С43-55. «Правила 8. по предотвращению загрязнения с судов, эксплуатирующихся в морских районах и на внутренних водных путях РФ» Часть 2. «Конструкция, оборудование и устройства судов по предотвращению загрязнения нефтью» - ФАУ «Российский морской регистр судоходства»,2021 г. 9. Приказ Ростехнадзора от 12.04.2018 N 169 "Об утверждении Руководства по безопасности "Инструкция по ликвидации возможных аварий на подводных переходах магистральных нефтепроводов и нефтепродуктопроводов", п8. «Технология нефти/нефтепродуктов» 24 сбора разлитой 10. Катраева И.В. М.В. Колпаков, Ю.С. Кузина, Применение погружных керамических модулей для биомембранных аппаратов// Известия КГАСУ; 2012. - №3 (21). – С. 127-132. 11. Капелькина Л.П., Малышкина Л.А. Особенности рекультивации нефтезагрязненных болотных почв // Матер. науч.-практ. конференции "Исследования и разработки по предупреждению аварийных разливов нефти и ликвидация их последствий". М.: ЭкспортИмпорт, 2007. С. 315-323. 12. Толмачева В.В. «Магнитные сорбенты на основе сверхсшитого полистирола» // Дисс. на соиск. уч. ст. д.т.н. М.: 2018 г. 309 с. 13. Д.Д. Гриншпан, Н.Г. Цыганкова, Т.Н. Невар, Т.А. Савицкая «Лигносорб» - новый эффективный природный сорбент для нефти и нефтепродуктов» //Наука, инновации, инвестиции: сборник материалов 6-го Белорусско-Латвийского форума 2020. С. 70-72. 14. Хмылко Л.И., Орехова С.Е. «Сорбенты на основе лигнина и целлюлозосодержащих материалов» // Свиридовские чтения БГТУ 2014, вып №8 С. 232-239. 15. Вигдорович В. И., Морщинина И. В., Цыганкова Л. Е. «Сорбция глауконитом ГБМТО катионов кальция (II)» // Вестник ТГУ, 2013. – Т.18. – Вып. 6. – С.3182-3185. 16. Мэжри Рами «Разработка новых сорбентов на основе природного минерала глауконита для сбора нефти и нефтепродуктов» // Дисс. на соиск. уч. ст. к.т.н. Пермь: 2021 г. 136 с. 25
