4. Воздействие нефтепродуктов на экологию

1. Воздействие на атмосферный воздух

Как уже было определено, основными видами аварий на морских нефтегазовых сооружениях являются:

• разливы и утечки углеводородных жидкостей и газов из емкостей, технологических трубопроводов и технологических установок;

• выбросы пластового флюида из аварийных скважин.

Исходя из практики проведения морских буровых работ и по результатам анализа риска, максимальной расчетной аварией является неконтролируемый выброс углеводородсодержащих флюидов из скважины. Развитие аварии может происходить по двум основным сценариям:

• возгорание и струйное горение факела истекающей из скважины газожидкостной фазы;

• попадание углеводородов в морскую среду с последующим распространением разлива на поверхности моря.

Оценка воздействия на атмосферный воздух при аварийной ситуации выполнена для аварийного сценария разлива 1500 т нефти на поверхность моря без возгорания.

В части последствий ЧС(Н) для состояния атмосферного воздуха, при утрате контроля скважины с выбросом пластовой жидкости без возгорания в атмосферу поступают углеводороды, диспергирующиеся в процессе фонтанирования, и в дальнейшем испаряющиеся с поверхности пятна нефти.

Пары нефти включают в себя более 99% предельных углеводородов, объединенных в группы С1-С5 , С6-С10, ароматические углеводороды (бензол, толуол, ксилол и др.). Испарение нефти с поверхности нефтяного пятна происходит в открытом море в первые часы после разлива. Однако при длительном истечении испарение вновь поступающих порций разлива будет непрерывным, что может создавать опасные локальные концентрации паров углеводородов в воздухе при штилевой погоде.

Расчет выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух произведен согласно «Методике определения ущерба окружающей природной среде при авариях на магистральных нефтепроводах», 1995г и «Методическим указаниям по определению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу из резервуаров», Новополоцк, 1997г. (включая Дополнения к «Методическим указаниям ...», СПб,1999г).

Расчет выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух в аварийной ситуации представлены в Приложении 3C.

Расчет уровней загрязнения атмосферы производился в соответствии с ОНД-86 с использованием программного комплекса УПРЗА ЭКОЛОГ (версия 3.1) и представлен в Приложении Е. Моделирование проводилось с использованием санитарно-гигиенических критериев качества атмосферного воздуха населенных мест.

Анализ результатов расчета приземных концентраций загрязняющих веществ показал, что максимальный радиус достижения 1,0 ПДКм.р. при аварийной ситуации разлива нефти создается по углеводородам предельным С1-С5 и составляет 11,8 км.

2. Воздействие на морские воды

Воздействие на морские воды разлива нефти или нефтепродуктов обуславливается спецификой его поведения в морской среде. Поведение нефтяных разливов в море определяется как физико-химическими свойствами самой нефти, так и гидрометеорологическими условиями среды.

Находящаяся в морской среде нефть испытывает воздействие ряда физических и химических процессов. В результате некоторых процессов происходит изменение характеристик нефти (выветривание). Перечень и краткая характеристика данных процессов приведены ниже.

• Распространение по поверхности. Может происходить посредством растекания нефти, что приводит к образованию тонкой пленки нефти, или посредством растекания толстой пленки нефти по поверхности. Последний фактор приводит к «разрыву» нефтяного пятна.

• Испарение летучих фракций нефти в атмосферу. Это приводит к увеличению плотности оставшейся на поверхности нефти и уменьшению ее летучести.

• Естественное (физическое) диспергирование. Капли нефти проникают в толщу воды в результате волнового действия и перемешивания слоев.

• Эмульгирование. Впитывание воды нефтяным пятном. В результате этого образуется вязкая водонефтяная эмульсия.

• Осаждение. Нефть может осаждаться на почве. Обычно это происходит только в случае выброса нефти на берег и ее последующего смыва обратно в море, или же в случае, если разлив произошел на мелководье и донные отложения оказались под непосредственным воздействием загрязнения.

• Биологическое разложение. Некоторые углеводородные фракции могут поглощаться микроорганизмами. Влияние данного процесса незначительно.

• Фотоокисление. Некоторые углеводороды разрушаются под действием ультрафиолетового излучения. Влияние данного процесса также незначительно.

К наиболее важным с точки зрения ликвидации разливов физико-химическим процессам относятся испарение, естественное диспергирование и эмульгирование.

Оценка зон воздействия аварийных разливов нефти и нефтепродуктов произведена путем моделирования переноса разлива нефти в морской среде при полном наборе гидрометеорологических ситуаций, соответствующих намечаемому периоду (сезону) производства буровых работ.

Моделирование процессов выветривания нефти Пильтун-Астохского месторождения при различных гидрометеорологических условиях проводилось с использованием программы ADIOS. Программа компьютерного моделирования ADIOS, моделирующая физико-химические процессы, происходящие в нефтеразливе, используется для оценки параметров выветривания разных типов нефтепродуктов при разных гидрометеорологических условиях. Программа разработана специалистами отдела реагирования на загрязнения опасными веществами Национального управления по исследованию океана и атмосферы, США (NOAA). В результате моделирования был рассчитан, обработан и статистически оценен представительный набор сценариев поведения разливов в морской среде с определением зон риска (зон возможного поражения) для акваторий и береговых линий и вероятностей таких событий.

Сырая нефть Пильтун-Астохского месторождения – средне-легкая, маловязкая нефть, характеризующаяся высокой скоростью распространения. Эти характеристики, в сочетании с высоким содержанием легких углеводородов, свидетельствуют о том, что нефть марки «Витязь» относится к неустойчивым типам нефтей.

Испытания на выветривание, которые проводились экспериментально на сырой нефти марки «Витязь», показали, что, даже при умеренном ветре (5 узлов или 2,6 м/с) и низкой температуре (0^оС), потери нефти за счет испарения после 2-х часов атмосферного воздействия составят около 36 %, а за период от 24 до 48 часов испарится до 54 % разлитой нефти (АЕА, 2001; Leeder Consulting, 2006).

При ветре 15 узлов (7,7 м/с) и температуре 15^оС потери за счет выветривания составят, соответственно, 44% и 66%. В сочетании с высокой скоростью распространения это приведет к быстрой фрагментации нефтяных пятен.

Аварийные сбросы сточных вод, возникновение которых также может быть обусловлено аварийными ситуациями на платформе ПА-Б, могут привести к загрязнению морской воды неочищенными и/или недостаточно очищенными хозяйственно-бытовыми сточными водами (неорганизованный сброс), образующимися в результате жизнедеятельности людей и содержащими такие вещества, как ПАВ, фосфаты, соединения азота и взвешенные вещества. В этом случае также необходимо оперативное проведение действий по ликвидации источника загрязнения и локализации пораженного участка водного объекта. Концентрации загрязняющих веществ в неочищенных сточных водах будут в десятки и сотни раз выше, чем в очищенных стоках (некоторые компоненты полностью удаляются методом биологической очистки), и будут существенно превышать нормативно-допустимые значения (ПДК) данных компонентов, установленные для морских вод. Это может привести к изменению гидрохимического режима водного объекта и будет способствовать увеличению уровня загрязнения морской среды в районе бурения.