Оценка состояния окружающей природной среды и ее защита от загрязнения нефтью при аварийных ситуациях : на примере региона с высокой концентрацией предприятий нефтяной промышленности

• Автор: Сафаров, Айрат Муратович
• Шифр специальности: 03.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 173 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ЗАГРЯЗНЕ

НИЯ ПРИРОДНЫХ СРЕД НЕФТЫО И НЕФТЕПРОДУК ТАМИ ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Краткая характеристика нефти как загрязняющего

компонента окружающей среды

1.2. Источники поступления и содержание в природных средах

1.3. Поведение нефти в природных средах

1.4. Химические и биохимические процессы, происходящие с

нефтью в природных средах

1.5. Особенности загрязнения пефтыо иочвогруитов и подземных

вод нефгыо
1.6. Причины и характеристики аварийных си туаций на нредпри
ятиях нефтяной отрасли
1.7. Ликвидационные мероприятия при загрязнении природных
сред нефтью
1.7.1. Методы и средства обнаружения аварий
6 1.7.2. Методы очистки нефтяных загрязнений
1.7.3. Ликвидация нефтяных линз
1.7.4. Рекультивация нефтезагрязненпых земель
1.8. Организация мониторинга при аварийных ситуациях на неф
тепроводах
1.9. Отбор проб и методы подготовки к анализу
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Краткая характеристика исследованных рек
2.2. Потенциальные источники загрязнения природных сред неф
2.3. Аналитические методы исследований
2.3.1. Методы отбора проб воды и донных отложений, почв и грунтов
2.3.2. Методики определения нефтепродуктов
2.3.3. Обеспечение достоверности получаемых результатов
2.4. Выделение штаммов микроорганизмовдеструкторов
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОВЕДЕНИЯ НЕФТИ В ПРИРОДНЫХ СРЕДАХ
3.1. Загрязнение поверхностных вод нефтью
3.1.1. Поведение нефти в воде крупной равнинной реки в зимний период
3.1.1.1. Загрязнение воды растворенными формами нефти
3.1 Л.2. Загрязнение р. Белой пленочными и лерастворсипыми фор
мами нефти
3.1.1.3. Зафязнсиие донных отложений р. Белой
3.1.1.4. Расчет выноса нефтепродуктов
3.1.2. Поведение нефти в воде малой равнинной реки в зимний период
3.1.3. Исследование поведения нефти в водотоках горного типа в летний период
3.1.3Л. Эволюция нефтяного загрязнения в р.Ай Улуир
3.1.3.2. Загрязнение донных отложений рек Улуир и Ай
3.1.4. Сравнительная характеристика поведения нефти в водных объектах в различных природных условиях
3 Л .4.1. Выбор критериев для оценки масштабности последствий ава
рийных ситуаций
3.1.4.2. Зависимость масштабности последствий аварии от природных факторов
3.1.5. Методология проведения мониторинга водных объектов в
условиях их аварийного загрязнения нефтыо
3.1.6. Оценка эффективности проведенных ликвидационных мсро
приятии
3.1.6.1. Анализ ошибок, допущенных во время аварий на реках Бе
лая, Бишинды и Улуир
3.1.6.2. Рекомендации по выбору ликвидационных мероприятий
3.1.7. Технические решения по оптимизации ликвидационных мс
роприятий на примере р. Улуир
3.1.7.1. Разработка инженерного способа перевода водонефтяной
эмульсии в пленочную нефть
3.2. Загрязнение нефтью и нефтепродуктами почвы и грунтов
3.2.1 Краткая характеристика аварийных ситуаций, связанных с
загрязнением почв и грунтов
3.2.2. Загрязнение почвенного покрова береговой полосы рек
Улуир и Ай
3.2.3. Загрязнение нефтыо почв в районе р.Бишинды
ГЛАВА 4. МЕТОДЫ БИОДЕГРАДАЦИИ ЕФТИ И НЕФТИ РОДУ К 1 ТОВ В ПОЧВАХ, ГРУНТАХ И НА ПОВЕРХНОСТИ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ
4.1. Ориентировочная оценка качества рекультивациониых работ,
проведенных на нефтезагрязненных почвах Республики Башкортостан
4.2. Преимущества и возможности методов биодеградации нефти
4.3. Выделение эффективных аборигенных микроорганизмов и
проверка их нефтепотребляюшей способности
4.4. Характеристика полупромышленного препарата на основе
аборигенных микроорганизмов
4.5. Технология применения препарата
ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА ПРОГНОЗНОЙ ОЦЕНКИ
РАЗВИТИЯ ПОСТАВАРИЙНЫХ СИТУАЦИЙ РАЗЛИВА НЕФТИ И ФОРМАЛИЗАЦИИ ВЫБОРА ЛИКВИДАЦИОННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ
5.1. Ранжирование аварий по масштабности их последствий для
окружающей среды
5.2. Разработка алгоритма прогнозной оценки развития постава
рийных ситуаций
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Затонувшая и погребенная в насыпях грунта нефть становится источником загрязнения грунтовых вод и поверхностных водоемов , . В результате аварийного попадания на почвенные грунты, нефть, оставаясь на месте разлива, постоянно просачивается в почвенные воды, что создаст угрозу загрязнения нефтепродуктами подземных водоносных горизонтов. Постепенно мигрируя, нефтяное загрязнение распространяется на территориях, значительно превышающих площадь первичного загрязнения . Попадая в подземные водоносные горизонты нефть и нефтепродукты, мигрируют как не смешивающиеся с водой жидкости. При этом в почвогрунтах имеются течения двух типов. На первом этапе наблюдается движение нефтепродуктов в водоненасыщенной пористой среде зоне аэрации в вертикальном направлении вниз к уровню грунтовых вод иод влиянием силы тяжести, на втором боковое растекание нефти, плотность которых меньше плотности воды, по поверхности водного зеркала, после того, как они через зону аэрации достигнут уровня грунтовых вод . Нефтяные углеводороды, находящиеся в поверхностных водах, подвержены окислению, которое протекает как по радикальноцепному механизму, так и по механизму микробиальной деградации. Быстрота деградации нефти определяется в значительной степени освещенностью, температурой и другими факторами. Она зависит также от состава нефти. Схема окисления нефти состоит из последовательного образования спиртов, альдегидов и карбоновых кислот. Наибольшему преобразованию подвержены алифатические и ароматические углеводороды и в меньшей степени циклоалканы и высокомолекулярные соединения . При температурах ниже 0С вклад микроорганизмов в механизм естественного самоочищения природных сред от органических загрязняющих веществ невелик и составляет от комплекса процессов естественного очищения поверхностных вод в вссенислетние сезоны . В снежном покрове предположительно реакции трансформации могут идти в верхних слоях под действием УФ излучения . Биохимическое разложение основной массы разлитой нефти протекает очень медленно, так как в природе не существует определенного вида микроорганизмов, способного разрушить все компонент,I нефти. Бактериальное воздействие отличается высокой селективностью, и полное разложение нефти требует воздействия многочисленных бактерий разных видов, причем для разрушения образующихся промежуточных продуктов требуются спои микроорганизмы. Легче всего протекает микробиологическое разложение парафинов, более стойкие циклопарафины и ароматические углеводороды сохраняются в водной среде гораздо дольше. Наиболее эффективно процессы биодеградации идут в районах мелководья при хорошей аэрации, наличии питательных азотнофосфорных веществ. Тяжелые фракции нефти не разлагаются и не осаждаются в водной среде. Они образуют с ней стойкие эмульсии, чему способствует присутствие в водоемах взвешенных органических частиц, бактерий и планктона. Скорость процессов химического окисления нефти в водной среде под действием солнечного света и кислорода воздуха составляет всего от скорости биохимического окисления и зависит от состава нефтепродуктов и физического состояния их в воде. Так, например, циклические углеводороды окисляются быстрее нормальных, а поверхностные пленки быстрее, чем эмульсии и дегтеобразные сгустки. В результате постепенного разложения эмульсий образуются сгустки дегтеобразных веществ, оседающих на дно. Процесс оседания нефти и нефтепродуктов на дно реки или океана происходит вследствие образования соединений, плотность которых превышает плотность речной или морской воды. Формирование высокоплотных соединений происходит в результате потери легких фракций углеводородов, окисления, оседания на взвешенных частицах и поглощения оставшимися углеводородами минеральных веществ из водной среды. Процесс оседания на дно тяжелой нефти и се фракций в виде капель или сгустков дегтя происходит чрезвычайно быстро. На дне реки или океана тяжелые фракции нефтепродуктов включаются в состав донных отложений, где они сохраняются в течение более или менее длительного времени, являясь сравнительно стабильным источником вторичного загрязнения отдельных участков.