Оценка ущерба объектам гидросферы при авариях на промысловых нефтепроводах

Оценка ущерба объектам гидросферы при авариях на промысловых нефтепроводах. Промышленная безопасность современного нефтедобывающего предприятия во многом определяется эксплуатационной надежностью нефтепромысловых объектов, наиболее представительными из которых являются нефтепроводы систем сбора скважинной продукции и поддержания пластового давления. Аварийные ситуации на нефтепроводах наносят ущерб атмосферному воздуху, подземным и поверхностным водным объектам, землям, растительному и животному миру. Порыв на промысловом нефтепроводе наносит значительный экономический и экологический ущерб.

Затраты на ликвидацию одной аварии на нефтепроводах системы нефтесбора составляют в среднем 35 тыс. тенге а количество разлитой нефтесодержащей жидкости достигает 5-6 т. При авариях на сухопутных участках нефтепроводов развитие аварийной ситуации может протекать по одному из наиболее вероятных сценариев Разлив нефти по поверхности земли и или водных объектов без воспламенения нефти.

Этот сценарий представляет опасность, главным образом, для окружающей среды.

При этом непосредственная угроза жизни населения не велика, поскольку пары нефти обладают малой токсичностью и не могут привести к летальным последствиям даже при формировании зон с высокой концентрации паров углеводородов в месте аварии. В тоже время косвенные последствия могут представлять определенную угрозу здоровью людей в результате загрязнения источников водоснабжения как поверхностных, так и подземных а также накопления токсичных компонентов в растительности и животных. Разлив нефти по поверхности земли и или водных объектов, сопровождающиеся пожаром на поверхности разлива.

При этом сценарии угроза жизни населения возрастает в силу высокой токсичности продуктов горения нефти, поступающих в атмосферу, а также термического действия пожара. Опасность загрязнения окружающей среды также высока, в особенности, при возникновении обширных пожаров на залесенных участках трассы. При попадании нефти в поверхностный водоток начинается растекание нефтяного пятна слика на водной поверхности, при этом более легкие компоненты улетучиваются, а водорастворимые выщелачиваются.

Улетучивание низкомолекулярных соединений происходит на порядок быстрее, чем растворение. Наиболее легкие компоненты нефти концентрируются на поверхности раздела вода-воздух, образуя так называемую пленочную нефть. Тяжелые компоненты адсорбируются на взвесях, оседают на дно и аккумулируются в донных отложениях см. таблицу 3 . Таблица 3 - Содержание углеводородов в различных типах донных отложений Тип донных отложений Кол-во определений Среднее содержание углеводородов, мг г сухого грунта Предел колебаний углеводородов, мг г сухого грунта Ил глинистый 7 6,6 1,0-17,1 Ил суглинистый 4 1,5 0,5-2,0 Ил супесчаный 17 0,9 0,3-2,2 Песок крупный 2 0,2 0,1-0,2 Песок средний 2 0,7 0,1-0,7 Песок мелкий 1 2,2 - Песок пылеватый 2 6,4 3,8-8,9 Оставшаяся на поверхности нефть обладает повышенной вязкостью, вследствие чего процесс растекания постепенно прекращается.

Нефтяное загрязнение поверхностных водных объектов пагубно влияет на водную среду и ее обитателей.

Легкие фракции нефтепродуктов в виде пленки и водного раствора отравляют организмы, обитающие в толще воды, тяжелые фракции, оседая на дно, уничтожают донные организации. Нефтепродукты, осевшие на дно, образуют стойкое загрязнение водоема, а неочищенная нефть содержит фракции, действующие на рыб как токсиканты. В районах, подверженных нефтяному загрязнению снижается численность фитопланктона, зоопланктона, бентоса.

Разливы на участках нефтепроводов, нефтяных скважин являются случайными, но значительными по площади и протяженности источниками загрязнения подземных вод. Основной механизм распределения нефтяных углеводородов от поверхности до подземных вод гравитационный движение в сторону уклона местности, просачивание в почвенные горизонты и рыхлые отложения. Попадая в движущиеся водотоки, техногенный поток рассеивается, смешивается с потоками от других источников.

Наличие трещин в грунтах и породах значительно понижает величину их насыщенности углеводородами именно трещины ответственны за массовое перемещение углеводородов из пор и каналов почв, грунтов и пород в подземную гидросферу. В результате аварийных порывов нефтепроводов возможно загрязнение следующих элементов окружающей среды ? атмосферного воздуха в результате испарения летучих компонентов нефти ? подземных вод в результате просачивания нефти через почву в горизонт подземных вод ? поверхностных вод в результате прямого загрязнения, а также косвенного через подземные воды ? почв в результате смешения нефти с почвенными элементами ? растительного мира в результате прямого загрязнения, а также косвенного через поверхностные и подземные воды ? животного мира в результате прямого загрязнения, а также косвенного через растительность, почвы, поверхностные воды. Экологический ущерб при возникновении аварии на нефтепроводе определяется как сумма ущербов от различных видов вредного воздействия нефти и нефтепродуктов на объекты окружающей природной среды по формуле 1 1 где ущерб от загрязнения атмосферы, тенге. ущерб от загрязнения водных ресурсов, тенге. ущерб от загрязнения земель, тенге. ущерб, связанный с уничтожением биологических в т.ч. лесных массивов ресурсов, тенге.

Величина экологического ущерба зависит от объемов разлившейся нефти и площади разлива 2 С точки зрения тяжести экологических последствий в общем случае выделяется три типа условий взаимного расположения места аварии на нефтепроводах с природными объектами 2 ? аварии на участках вдали от водных объектов ? аварии на подводных переходах нефтепровода ? аварии вблизи водоемов и водотоков.

В первом случае весь объем вылившейся нефти распределяется по поверхности суши. Площадь первичного загрязнения и глубина проникновения в почву существенно зависят от шероховатости поверхности микро- и макрорельеф, пористость, трещиноватость и др При авариях вблизи водоемов и водотоков соотношение объема нефти, загрязнившей сушу, и объема нефти, попавшей в водные объекты, существенно зависит от взаимного расположения нефтепровода и водных объектов, макрорельефа прилегающей территории, наличия защитных сооружений, а также объема вылившейся нефти. Определение отношения для каждого такого участка нефтепровода производится экспертным путем.

При авариях на магистральных нефтепроводах площадь загрязнения земель оценивается исходя из объемов разлившейся нефти согласно формуле 2 . Однако при авариях на промысловых нефтепроводах оценить объемы вытекшей жидкости зачастую не представляется возможным, поэтому определение экологического ущерба должно проводиться на основании данных о площадях разлива. Площадь загрязненной нефтью или нефтепродуктами территории Sзем является основным параметром, величина которого определяет величину ущерба окружающей среде.

Площадь загрязненных земель определяется на основании данных по натурному обследованию места разлива нефти или нефтепродуктов.

В настоящее время не существует единой методики оценки экологических ущербов при авариях на промысловых нефтепроводах.

Однако при оценке отдельных составляющих величины суммарного экологического ущерба можно воспользоваться рядом документов по расчету ущерба окружающей природной среде при авариях на магистральных нефтепроводах и опасных производственных объектах, платы за загрязнение окружающей среды и возмещении вреда, причиненного объектам животного и растительного мира. Расчет ущерба окружающей среде от загрязнения водных объектов нефтью при аварийных разливах выполняется по формуле 3 3 где, масса нефти, причинившей ущерб, принимаемая для расчета платы за загрязнение водного объекта при авариях на нефтепроводах, т. Cвод ставка платы за загрязнение поверхностного слоя водного объекта одной тонной растворенной и эмульгированной нефти в пределах установленного лимита, тенге. т 4 где, Nвод базовый норматив платы сброс одной тонны нефти в поверхностный водный объект в пределах установленного лимита.

Степень загрязнения водных объектов определяется массой растворенной и или эмульгированной в воде нефти.

Масса нефти, загрязняющей толщу воды, рассчитывается по формулам для водоемов 5 для водотоков 6 где, масса растворенной и или эмульгированной нефти, загрязняющей водоем или водоток, т концентрация насыщения растворенной и или эмульгированной нефти в поверхностном слое воды водного объекта, г м3 фоновая концентрация растворенной и или эмульгированной нефти в водном объекте на глубине 0,3 м вне зоны разлива, г м3. На основании модели оценки ущербов компонентам окружающей среды были оценены структуры экологического ущерба при различных вариантах протекания аварийной ситуации на промысловом нефтепроводе рисунок 2, приложение 1 . Рисунок 2 - Структура ущерба компонентам окружающей среды в случае разлива нефти на поверхность земли Приведенные структуры ущерба компонентам окружающее среды показывает, что наибольший ущерб при аварийных ситуациях с попаданием нефти на поверхность земли наносится земельным ресурсам, в то время как при попадании нефти в водные объекты величина ущерба водным ресурсам превосходит величины ущербов другим компонентам окружающей среды.

Учитывая, что для промысловых нефтепроводов начальным параметром для расчета ущерба окружающей среде является площадь разлива нефти или нефтепродукта, были построены зависимости ущербов компонентам окружающей среды от площади загрязнения, которые показали, что при попадании нефти или нефтепродукта в водный объект происходит многократное увеличение величины суммарного ущерба, нанесенного компонентам окружающей среды в случае аварийной ситуации при транспортировке нефти и нефтепродуктов.

Кроме того, в случае возгорания разлитой нефти или нефтепродукта происходит значительное увеличение величины ущерба атмосферному воздуху.

Учитывая, что при эксплуатации нефтедобывающего оборудования всегда существует риск воздействия на компоненты окружающей среды, в том числе на объекты гидросферы перед нефтедобывающими предприятиями стоит задача своевременной диагностики состояния промысловых нефтепроводов и разработке мероприятий по снижению последствий аварийных ситуаций для компонентов окружающей среды, среди которых обеспечение экологической безопасности нефтепроводов на переходах через реки, внедрение эффективных методов и средств для оперативной ликвидации последствий аварийных разливов нефти и нефтепродуктов в водные объекты . 3