Углеводородные системы - нефть, продукты ее переработки и газоконденсаты оказывают отрицательное воздействие на воздух, воду и почву. Предприятия топливно-энергетического комплекса (ТЭК) России, в том числе - по добыче и переработке нефти, несмотря на снижение объемов производства, остаются крупнейшим в промышленности источником загрязнителей окружающей среды. На их долю приходится около 48% выбросов вредных веществ в атмосферу, 27% сброса загрязненных сточных вод, свыше 30% твердых отходов и до 70% общего объема парниковых газов. При этом, загрязняя окружающую природную среду, предприятия ТЭК несут существенные финансовые потери. Количество нефтепродуктов в водных объектах густонаселенных городов превышает предельно допустимую концентрацию в 9-15 раз, в сельской местности тысячи гектаров земли, частично или полностью, исключаются из хозяйственного оборота.
Экологические проблемы начинаются уже на стадии добычи нефтяного сырья и его поставки на предприятия. Так, в процессе добычи нефти наиболее характерными загрязнителями окружающей
30
среды являются углеводороды (44,9% от суммарного выброса), оксид углерода (47,4%) и различные твердые вещества (4,3%). При этом улавливание вредных веществ остается очень низким и составляет - 2,5%. Даже, если учесть, что информация о части аварий предприятия нефтегазового комплекса является неполной, имеющиеся цифры говорят сами за себя. Ежегодно происходит более 60 крупных аварий и около 20 тыс. случаев, сопровождающихся значительными разливами нефти, попаданием ее в водоемы, гибелью людей, большими материальными потерями.
Не менее острые проблемы возникают при транспорте нефти на НПЗ. На предприятия по переработке нефть подается трубопроводным, водным (танкеры, баржи) и железнодорожным (цистерны) транспортом. Наиболее экономична транспортировка нефти по трубопроводам - себестоимость перекачки нефти в 2-3 раза ниже, чем стоимость перевозки по железной дороге. Но при этой транспортировке нефти возникают очень серьезные экологические проблемы. Средняя дальность перекачки нефти в нашей стране составляет до 1500 км. Нефть транспортируется по трубопроводам диаметром 300-1200 мм, подверженным коррозии, отложениям смол и парафинов внутри труб. Поэтому по всей длине магистральных нефтепроводов необходимы технический контроль, своевременный ремонт и реконструкция. Непоправимый ущерб природе нанесен, например, в 1994 г. в результате аварии на нефтепроводе в Коми, тогда более 14 тыс. т нефти попало в почву и воду. По данным специалистов, абсолютное большинство (89-96%) аварийных разливов нефти вызывают сильные и необратимые повреждения природных биоценозов.
В районе нефтепроводов существуют области с постоянно нарушенным растительным покровом (до 7% от площади освоения). Наблюдается зона сплошного уничтожения растительного покрова на трассах трубопроводов, которая составляет около 15% всей площади освоения. На трассах трубопроводов ширина зоны разрушения природы изменяется от 40 до 400 м для одной магистральной нити. При сохранении существующих тенденций можно ожидать снижения на 20% общей численности видов млекопитающих в регионе, прилегающем к нефтепроводам. Кроме того, при сохранении существующего уровня аварийности нефтедобычи и транспортировки нефти и газа следует ожидать уменьшения численности промысловых животных более чем на 25%. При ликвидации последствий аварий на трубопроводах часто используются приемы, которые еще больше усугубляют экологическую ситуацию. В настоящее время основным способом ликвидации нефтяных разливов на местности является их
31
механический сбор, в ряде случаев с использованием сорбентов, с последующим выжиганием или захоронением остатков путем отсыпки песком или торфом. При этом местность загрязняется токсичными и канцерогенными продуктами горения.
Кроме того, на самих предприятиях нефтепереработки, нефтехимии и нефтебазах происходит загрязнение почвенного слоя нефтепродуктами на значительную глубину, а в подпочвенных горизонтах образуются линзы нефтепродуктов, которые с грунтовыми водами могут мигрировать, загрязняя окружающую среду. Отсюда следует серьезная глобальная проблема - загрязнение почвенного покрова нефтью и нефтепродуктами. Кроме перечисленных выше опасностей наблюдается сильное геомеханическое воздействие из-за изъятия земель из сельскохозяйственного оборота, ухудшение качества почв, эрозия почв. Выжигание (особенно на поверхности почвы) является наиболее опасной формой ликвидации загрязнения окружающей среды, поскольку из-за неполного сгорания нефти образуются стойкие канцерогенные вещества, которые разносятся по большой площади и, попадая в пищевые цепи растительных и животных сообществ, в конечном счете, приводят к резкому возрастанию числа онкологических заболеваний местного населения.
Решение проблемы очистки почвенного покрова от загрязнений нефтью и продуктами, его трансформации в настоящее время относится к числу приоритетных. К сожалению, у специалистов отсутствуют аттестованные методики определения содержания нефти и продуктов ее превращений, нормативы допустимого содержания нефти и нефтепродуктов в почвах разных типов, в том числе, остаточного содержания их после проведения рекультивационных работ на почвах различного хозяйственного назначения. Это обусловливает многочисленные проблемы во взаимоотношениях между предприятиями и природоохранными органами, затрудняет планирование и проведение рекультивационных мероприятий, приемку земель.
Не менее актуальна проблема выбросов газов и пыли. Результат воздействия - загрязнение атмосферы в виде запыленности и загазованности. Так, нефтеперерабатывающими предприятиями выбрасывается в атмосферу свыше 1050 тыс. т загрязняющих веществ, при этом доля улова на фильтрах составляет только 47,5%. Основной состав выбросов предприятий в атмосферу: 23% - углеводороды; окислы: 16,6% - серы, 7,3% - углерода, 2% - азота. По некоторым данным, в российской нефтеперерабатывающей промышленности выбрасывается в атмосферу около 0,45% перерабатываемого
32
сырья, в то время как на Западе - 0,1%. Непоправимый вред окружающей среде наносит факельное хозяйство НПЗ. При сжигании топлива в факельных печах образуются аэрозольные частицы - продукты конденсации углерода и канцерогенные углеводороды типа бенз(а)пирена.
Отдельного обсуждения требует проблема загрязнения гидросферы нефтью и нефтепродуктами. Существует серьезная проблема загрязнения водного бассейна, начиная от небольших водоемов и рек и заканчивая великими реками и Мировым океаном. Кроме того, существует отдельная проблема загрязнения грунтовых вод. Со сточными водами нефтеперерабатывающих предприятий в водоемы поступает значительное количество нефтепродуктов, сульфидов, хлоридов, соединений азота, фенолов, солей тяжелых металлов, взвешенных веществ и др. Природные катастрофы - землетрясения, цунами и т.д. сопровождаются разрушением нефтебаз, портовых нефтехранилищ и гибелью судов.
Напомним, что ежегодно в океан сбрасывается около 10 млн. т нефти. К сожалению, в настоящее время не существует научно обоснованного четкого определения - какую концентрацию нефтепродуктов и нефти следует считать катастрофической для водоема в зависимости от его объема, гидродинамических характеристик и биоресурсов. По существующим международным нормативам авария на море определяется как утечка более 50 т нефти. Понятно, что для небольшой речки, озера или морского лимана, фиорда эта концентрация может быть губительной, так как для гибели большинства морских и речных рыб достаточно средней концентрации нефтепродуктов порядка 0,01 мг на 1 л морской или пресной воды. Из-за особого значения поверхностного слоя гидросферы в воспроизводстве водной флоры и фауны загрязнение воды нефтью и нефтепродуктами наносит ущерб на порядок, превышающий другие виды отрицательного воздействия на природу. По данным периодической печати, например, на нефтепромыслах в одном только Мексиканском заливе за четыре года произошло 182 крупных выброса нефти. В среднем на морских нефтепромыслах случается две аварии на каждые 1000 скважин. Серьезные проблемы угрожают Каспию в связи с планируемой разработкой новых месторождений. Следует отметить, что существует проблема углеводородных загрязнений водного бассейна даже не очень токсичными углеводородами, которые, образуя пленку, снижают доступ кислорода к поверхности воды. Последствием образования углеводородных пленок является изменение нагрева водной поверхности при снижении количества кислорода. Известно, что одна тонна нефти
33
способна загрязнить до 12 км2 морской поверхности. Ежегодно выводятся из нормального функционирования порядка 120 млн. км2 морской поверхности или 1/6 часть Мирового океана. С образованием нефтяной пленки уменьшается испарение с поверхности воды на 60%. Глобальные последствия образования пленок следующие:
- - снижение количества осадков над континентами и, как следствие, - увеличение пустынь и участков суши, непригодных для сельского хозяйства;
- - более частое возникновение циклонов, изменение метеообстановки;
- - сокращение (вырождение) численности рыб и планктона;
- - нефтяная пленка способствует гибели птиц и морских млекопитающих.
Но опасное воздействие нефти и нефтепродуктов этим не ограничивается. Много нефтепродуктов поступает в моря и океаны через речные и канализационные стоки. На долю нефтеперерабатывающей промышленности приходится ~ 1% объема используемой свежей воды в РФ и 13% сброса сточных вод в водоемы. Значительный урон гидросфере наносят нефтеразведочные и нефтеналивные суда. Водоизмещение современных танкеров для морского транспорта нефти растет и достигает 700 тыс. т, поэтому катастрофы танкеров в различных частях земного шара оказывают влияние на морские биоценозы в различных частях земного шара. Последствия таких катастроф самые разрушительные. Так, крушение танкера "Находка" (1997 г.), в результате которого разлилось 5 тыс. т нефти, нанесло значительный ущерб рыболовству дальневосточного региона.
Меры, предотвращающие загрязнение гидросферы:
- - увеличение капиталовложений в новые технологии транспорта, добычи и переработки нефти;
- - совершенствование международного экологического законодательства;
- - разработка новых приемов и активных веществ для очистки водной поверхности;
- - повышение надежности систем очистки сточных вод нефтехимических производств, автотранспортных предприятий и нефтехранилищ;
- - рациональное размещение предприятий ТЭК с учетом особенностей природных систем.
Воздействие на человека обусловлено всеми перечисленными выше типами воздействия нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств на биосферу.
34
- Перечислите отрицательные воздействия на биосферу на стадии добычи, транспорта и переработки углеводородных систем.
- Каковы ваши предложения по уменьшению этих отрицательных воздействий?
- Основные факторы загрязнения гидросферы, атмосферы и почвы на стадии добычи, транспорта и переработки нефти?
- В чем заключается отрицательное действие углеводородных систем на окружающую среду?
- Какие физико-химические механизмы воздействия углеводородных пленок на почву и воду вам известны?
35
