ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ СОРБЕНТОВ ПРИ РАЗЛИВАХ НЕФТИ НА МОРСКИХ АКВАТОРИЯХ

б) Муниципальное казенное учреждение Владивостокская городская поисково-спасательная служба (МКУ ВГПСС)
Основным видом деятельности является: “Деятельность по обеспечению безопасности в чрезвычайных ситуациях”. Юридическое лицо также зарегистрировано в таких категориях ОКВЭД как: “Деятельность государственной противопожарной службы”.
Должность руководителя компании — начальник. Организационно-правовая форма (ОПФ) — бюджетные учреждения. Тип собственности — муниципальная собственность [26].
Имеется в наличии сорбент, предположительно торфяной (марка неизвестна) в количестве 2 тонны и опилки в количестве 2 тонны.
…

1.1 Типы сорбентов и принципы их работы
Материалы, применяемые для сбора нефти и нефтепродуктов с водной поверхности, принято называть нефтяными сорбентами, а также нефтесобирателями и нефтепоглотителями. Основные преимущества сорбционного метода: степень очистки от нефтяных загрязнений близка к 100%; эффективность при удалении тонких (менее 1 мм) пленок нефти с поверхности воды; простота в реализации и обслуживании.
Процесс самопроизвольного “сгущения” растворенного вещества на поверхности твердого тела или жидкости носит название сорбции. Материал, на поверхности или в объеме пор которого происходит концентрирование поглощаемого вещества, называют сорбентом, а само вещество – сорбатом. Сорбционные явления основаны на физическом и химическом взаимодействии сорбата и сорбента. Физическая сорбция обусловлена силами молекулярного взаимодействия, в основном дисперсионными.
…

1.1.1 Основные технические параметры сорбентов
Среди важных технических характеристик сорбентов следует выделить: сорбирующая способность – процесс сорбции происходит на границе раздела фаз твердое вещество-жидкость. К ним-то и относятся сорбенты на основе торфа, мха, карбамида. А зависит она от степени удельной поверхности: чем больше удельная поверхность, тем выше сорбирующая способность. Влажность – показатель содержания воды в сорбенте. Плавучесть – свойство погружённого в жидкость сорбента оставаться в равновесии, не выходя из воды и не погружаясь дальше, то есть плавать.
Смачивающая способность. Для успешной адсорбции нефть должна смачивать материал и, следовательно, распространяться по его поверхности в предпочтение воде. Жидкость смачивает твердое вещество, если коэффициент ее поверхностного натяжения меньше критического коэффициента поверхностного натяжения (Ϭ) твердого вещества.
…

1.1.2 Сорбирующие материалы и их формы
Сорбирующие материалы. Материалы, которые могут использоваться в качестве сорбентов, весьма разнообразны. Из органических материалов можно назвать такие как кора, торф, опилки, бумажная масса, банасса (выжимки сахарного тростника), пробка, куриное перо, солома, шерсть и человеческие волосы. Примерами неорганических материалов являются вермикулит и пемза; полипропилен и другие полимеры представляют собой синтетические материалы.
Синтетические сорбенты обычно являются самыми эффективными для сбора нефти. В некоторых случаях может достигаться соотношение по весу захваченной нефти и сорбента 40:1 в сравнении с соотношением 10:1 для органических продуктов и еще более низким соотношением 2:1 для неорганических материалов.
…

1.1.3 Условия применения сорбентов и эффективность
Загрязнение акватории нефтью приводит к ухудшению состояния окружающей среды, которое проявляется либо в снижении качества природных ресурсов морской экосистемы, либо в уменьшении их количества, либо в том и другом одновременно. Так, значительное влияние будет оказано на территориальный ресурс, в том числе береговой. Он служит пространством для хозяйственной деятельности человека и используется в транспортных целях. Сами по себе нефтяные загрязнения морских акваторий не оказывают воздействия на функционирование морского транспорта, но аварийные разливы нефти могут стать причиной простоев судов.
Добыча нефти на континентальном шельфе является важным элементом государственной стратегии развития российского Дальнего Востока. Несмотря на меры предосторожности, практически на всех стадиях оперирования нефтью, в том числе и при транспортировке, возможны аварийные разливы нефти, предоставляющие наибольшую опасность.
…

1.2 Виды и характеристика сорбентов, применяемых в работе
Для проведения экспериментов были использованы следующие виды сорбентов: Сорбент терморасщепленный графитовый (СТРГ), Нефтесорбент торфяной (НСТ), «Лессорб», Биоматрикс–Спилл сорб, древесные опилки. Рассмотрим их характеристики с точки зрения возможности использования при ликвидации разливов на морских акваториях.
Сорбент терморасщепленный графитовый (СТРГ). Одним из эффективных способов ликвидации нефтяных загрязнений является их обработка различными сорбентами-поглотителями с неограниченной плавучестью, препятствующими образованию эмульсии типа «масло в воде» и погружению нефтепродуктов на дно в холодное время года. К их числу относится терморасщепленный графитовый сорбент (рисунок 1).

Рисунок 1 – СТРГ
Сорбент СТРГ может применяться для сбора сырой нефти, растительных и смазочных масел, легких и тяжелых нефтепродуктов, в том числе мазутов М-40 и М-100, за исключением сгустившихся мазутов.
…

1.2.1 Методы ликвидации сорбентов
Временное хранение и вывоз нефтесодержащего материала. После сбора использованного в море сорбента требуется обеспечить его хранение, как на борту судна, так и затем на берегу до окончательной утилизации отходов. При сжатии насыщенного сорбента, например, бона под действием веса помещаемого поверх него материала, адсорбированная нефть может начать просачиваться. Поэтому хранение на борту должно осуществляться в огороженном пространстве, чтобы вытекающие вещества не загрязняли палубу и проходы, делая их небезопасными, или не стекали за борт, вызывая повторное загрязнение. Нефтесодержащий сорбент должен выгружаться с соблюдением мер предосторожности, чтобы снизить загрязнение причалов и пристаней [20].
Нефтесодержащий мусор и другие материалы, включая сорбенты, выброшенные на берег и собранные с береговой линии, обычно требуют временного хранения до того, как будет организован их вывоз и утилизация.
…

2 ИССЛЕДОВАНИЕ РЫНКА СОРБЕНТОВ НА ДАЛЬНЕМ ВОСТОКЕ
Воздействие на окружающую среду в результате антропогенной деятельности в настоящее время приобрело катастрофические масштабы. Это качается, в том числе и деятельности, связанной с нефтегазовым комплексом. Угрозы попадания нефти в природную среду, в том числе в морские акватории, постоянно возрастают. Таким образом, проблема предотвращения загрязнения окружающей среды нефтью стоит остро. Разлив нефтепродуктов на воде является очень серьезной экологической проблемой, последствия которой могут быть крайне губительны для всего живого. От разливов нефти страдают все компоненты экосистем, причем для многих это воздействие фатально. Например, птицы, наиболее уязвимы к разливам нефти на поверхности водоемов. Внешнее загрязнение нефтью разрушает оперение, спутывает перья, вызывает раздражение глаз. Гибель является результатом воздействия холодной воды. Очень чувствительны к воздействию нефти яйца птиц.
…

2.1 Компании-производители технологий на ДВ
Высокая концентрация рисков разливов и имеющиеся ресурсы обуславливают потребность развития рынка сорбционных материалов. Анализ услуг в области ликвидации последствий разливов нефти на Дальнем Востоке показал, что здесь функционируют следующие производства сорбентов:
1) ЗАО ПО «Консорн»
Является приморской компанией, занимающейся разработкой, производством и реализацией сорбента для сбора нефтепродуктов «Карбоверм-2». Основа – вспученный вермикулит.
…

2.2 Организации, занимающиеся аварийно-спасательными и другими неотложными работами на Дальнем Востоке
В соответствии с нормативно-правовыми требованиями ликвидация разливов нефти должна осуществляться аварийно-спасательными формированиями (АСФ) [27]. В дальневосточном регионе распространена практика ликвидации аварий штатными и нештатными АСФ, многие из которых в число сил и средств ликвидации разлива включают сорбирующие материалы. Среди них выделяются:
а) ООО «Айлэнд Дженерал Сервисес»
Общество с ограниченной ответственностью «Айлэнд Дженерал Сервисес» создано и зарегистрировано в России в соответствии с законодательством Российской Федерации.
Основные направления деятельности компании:
• Услуги профессионального аварийно-спасательного формирования для ведения различных видов аварийно-спасательных работ и профилактики ЧС.
…

3 ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ СОРБЕНТОВ НА ОСНОВЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Практика использования современных сорбентов показала, что в реальных условиях их сорбционная способность оказывается, как правило, в 10…15 раз ниже по сравнению с экспериментально установленной. Причиной этого является изменение физико-химических свойств разлитой нефти в результате ее испарения, окисления, эмульгирования и других процессов, а также состояния окружающей среды.
Поглотительная способность сорбентов зависит как от свойств непосредственно самого сорбента, так и условий его применения. Максимальную поглотительную способность сорбенты проявляют при избыточном количестве поглощаемого нефтепродукта. На практике, в зависимости от площади водной поверхности, вязкости, поверхностного натяжения и количества разлитой нефти, толщина пленки будет различная в каждом конкретном случае. Поэтому поглотительная способность сорбентов будет непосредственно зависеть от толщины поглощаемого слоя нефти.
…

3.1 Оценка нефтеемкости сорбента
Оценка нефтеемкости проводилась на основе следующей методики.
Подготовка к испытаниям. Из медной сетки вырезаны круги диаметром 30…80 мм и по краю припаяна отбортовка из медной проволоки. Готовые сетки взвешены и помещены в чашки. Вырезаны из кальки прокладки под сетки.
Холостое испытание. Подготовленные к испытанию сетки с отбортовкой (масса МС ), а затем и прокладку из кальки (масса МБ) взвешена, после чего последняя оставлена на весах.
Сетка погружена в нефть или нефтепродукт, выдержана 10…15 минут, затем дано стечь избытку нефти и проведено взвешивание на прокладке (масса М0).
Величина М1 = М0 – МС – МБ характеризует массу удерживаемой сеткой нефти.
Измерение сорбционной способности. На чистую сетку в один слой помещено 10 г сорбента. Взвешена прокладка (масса МБ).
Сетка с сорбентом погружена в нефть или нефтепродукт, выдержана в ней 10…15 минут, после чего избытку нефти дано стечь, а сетка с насыщенным сорбентом взвешена на прокладке (масса М2).
…

3.1.1 Оценка нефтеемкости сорбента с использованием мазута разных марок при различных температурах
Для проведения опыта было выбрано несколько температурных диапазон, а именно +23оС, +5оС и –9оС, что соответствует методике, по которой проводились данные опыты.
Первый опыт проводили при температуре +23оС и мазутом марки М10.
Были взяты сорбенты массой 5 грамм, на сетки опущены в мазут на 10 минут, затем подняты и взвешены.
Результаты первого опыта:
Масса сетки с отбортовкой Мс = 7 г,
Масса прокладки МБ = 0, 3 г,
Масса сетки после погружения в мазут М0 = 8 г,
Масса удерживаемой сеткой мазута М1 = 8 – 7 – 0,3 = 0,7 г,
Масса сетки с сорбентом до погружения в мазут МК = 12 г.
В результате измерений получили, что масса нефти (МН), поглощенной сорбентом НСТ равна 14 грамм. МН Биоматрикса равна 27, СТРГ – 10, «Лессорба» – 27, а масса нефти, поглощенной опилками равна 19 грамм.
…