1 Цель работы
Рассмотреть характеристики сорбентов (биосорбентов), выявить их качественные характеристики, рыночную стоимость, определить недостатки и произвести анализ использования их с максимальной эффективностью для экологии.
2 Введение
Одним из сильнейших загрязняющих факторов окружающей среды во всем мире являются нефть и нефтепродукты. Потребляя каждый день около 14 млн. т. нефти, человечество в процессе её транспортировки и переработки, за счёт утечек и экологических происшествий различного уровня, ежегодно выбрасывает в окружающую среду несколько сот тонн этого сырья. Проблема загрязнения приобрела огромную актуальность, как во всём мире, так и в нашей стране.
Аварийные разливы нефти и нефтепродуктов наносят ощутимый вред экосистемам, приводят к негативным экономическим и социальным последствиям.
В связи с увеличением количества чрезвычайных ситуаций, которое обусловлено ростом добычи нефти, износом основных производственных фондов (в частности, трубопроводного транспорта), а также диверсионными актами на объектах нефтяной отрасли, участившимися в последнее время, негативное воздействие разливов нефти на окружающую среду становится все более существенным. Экологические последствия при этом носят трудно учитываемый характер, поскольку нефтяное загрязнение нарушает многие естественные процессы и взаимосвязи, существенно изменяет условия обитания всех видов живых организмов и накапливается в биомассе.
Несмотря на проводимую в последнее время государством политику в области предупреждения и ликвидации последствий аварийных разливов нефти и нефтепродуктов, данная проблема остается актуальной, и в целях снижения возможных негативных последствий требует особого внимания к изучению способов локализации, ликвидации и к разработке комплекса необходимых мероприятий, направленных на предупреждение техногенных катастроф.
Как показал последний инцидент на «Балтнефтепроводе», процесс ликвидации розлива нефти потребовал огромных финансовых затрат, задействования больших человеческих ресурсов и технических средств. Применяемые методы очистки загрязненных поверхностей так же являются мало эффективными и не экологичными, так как применяемые сорбенты до конца не собирают разлитые нефтепродукты, а также нуждаются в утилизации (чаще всего сжигании), что приводит к загрязнению окружающей среды.
При попадании в водоем нефть эмульгируется и диспергируется, то есть разбивается на мелкие капельки с образованием эмульсии нефти в воде и воды в нефти. При этом сплошной ковер нефти разрывается, превращается в мелкие капельки, плавающие в толще воды. Нефть постепенно растворяется, затем подвергается медленным процессам, ведущим к ее разложению, биологическим, химическим и механическим. Немалую роль играет биологическое разложение. Известно более ста видов бактерий, грибков, водорослей и губок, способные превращать углеводороды нефти в двуокись углерода и воду.
В благоприятных условиях благодаря деятельности этих организмов на квадратном метре за сутки при температуре 20-30 град. разлагается от 0,02 до 2 г нефти. Легкие фракции углеводородов распадаются за несколько месяцев, но комки битума исчезают лишь через несколько лет. Идет фотохимическая реакция. Под действием солнечного света углеводороды нефти окисляются кислородом воздуха, образуя безвредные, растворимые в воде вещества. Для существенного ускорения этих процессов необходимо применять специальные вещества.
3. Этапы ликвидации розливов нефти
Ликвидация последствий аварийных розливов нефти осуществляется, как правило, в два этапа.
Этап 1 - механический.
Ликвидация источника загрязнения и сбор основной массы разлившегося нефтепродукта обеспечивается путем строительства дамб из грунта или специальных сорбирующих материалов (мешки с сорбентом, торфяные сорбирующие брикеты и т. д.). На воде устанавливаются боны, на небольших реках создаются водонепроницаемые плотины с гидрозатворами и многокаскадными нефтяными ловушками. Сбор основной массы разлившегося нефтепродукта осуществляется в основном механическим способом с использованием специальной техники либо вручную, что является трудоемким и затратным по времени.
Например, применение на данном этапе при очистке водной поверхности сорбентов тонущих или сорбентов с ограниченной плавучестью от 3 до 72 часов нецелесообразно, так как это неизбежно приведет к созданию «депо» нефтепродукта в донных отложениях, что, в свою очередь, значительно усложнит и повысит стоимость биоремедиации нефтезагрязненного водоема.
Сбор загрязнителя с береговой линии в зависимости от особенностей рельефа и наличия растительности осуществляется чаще всего без применения техники.
Этап 2 - применение нефтяных сорбентов.
После сбора основного объема нефтепродукта обязательно остается его значительное количество, оказывающее отрицательное влияние на биоценоз загрязненного участка. Например, удаление нефтепродукта, впитавшегося в поверхностный слой почвы, сконцентрированного в заиленной зоне, в донных отложениях и на прибрежной растительности, связанно с большими трудностями и невозможно, как правило, без применения нефтяных сорбентов.
В настоящие время более 300 компаний в мире производят нефтяные сорбенты. Выбор сорбента и технологии его применения зависит от многих факторов (степени и вида загрязнения, расположения участка, рельефа местности и т.д.) и определяется индивидуально в каждом конкретном случае.
При очистке нефтезагрязненной почвы сорбент значительно снижает концентрацию, а, следовательно, и миграцию свободного нефтепродукта. Снижение концентрации и структуризация почвы активизируют природные механизмы самоочищения. Концентрация нефтепродукта, оставшегося в почве, может быть снижена последующим применением деструктурирующих препаратов с периодическим проведением агротехнических мероприятий. При очистке почвы от нефтезагрязнений необходимо помнить о том, что синтетические сорбенты на основе целлюлозы, полиуретана и т. д. являются токсичными для биоты. Наиболее эффективными следует считать сорбенты, приготовленные на основе торфа.
При очистке поверхности воды особую сложность представляет сорбция тонких радужных пленок, которые, наряду с общетоксическим действием, препятствуют поступлению кислорода, что в свою очередь приводит к гибели всего живого в нефтезагрязненном водоеме.
Во всех случаях 100% сбор насыщенного нефтепродуктами сорбента невозможен, поэтому в настоящее время все большее распространение получают биосорбенты, состоящие из сорбента-носителя и биоагента, осуществляющего биоразложение нефтепродукта. Кроме этого, использование ассоциаций микроорганизмов-нефтедеструкторов, обеспечивающих биодеградацию до соединений нетоксичных по Федеральным биотестам, значительно упрощает проблему утилизации сорбентов.
