Превентивная защита территорий от нефтеразливов: создание сорбционных барьеров, противофильтрационных экранов и геохимических завес для объектов нефтегазового комплекса, промышленных предприятий и транспортной инфраструктуры

1. Актуальность превентивной защиты от нефтеразливов

Анализ многолетних данных по аварийным разливам нефти и нефтепродуктов показывает, что основными причинами являются:

• износ трубопроводных систем и оборудования (по данным исследований, значительная часть сырой нефти теряется при транспортировке в результате прорывов трубопроводов) [citation:8];
• ошибки персонала при проведении технологических операций;
• экстремальные природные явления (паводки, подтопления);
• третьи лица и несанкционированные врезки.

При попадании в окружающую среду нефть и нефтепродукты оказывают комплексное негативное воздействие: нарушают водный и воздушный режим почв, угнетают микрофлору, делают почву гидрофобной, загрязняют грунтовые воды. Твердая фаза почвы является главным сорбентом загрязняющих веществ, однако при высоких дозах механические элементы и структурные агрегаты почвы покрываются нефтяной пленкой, изолирующей питательные вещества от корневых систем растений [citation:8]. Почвенные частицы слипаются, происходит ухудшение структуры почвы.

Независимо от характера аварийного разлива, первые меры по его ликвидации должны быть направлены на локализацию пятен во избежание распространения загрязнения на новые участки и уменьшения площади загрязнения [citation:8]. Именно здесь ключевую роль играют превентивные инженерные решения – сорбционные барьеры и противофильтрационные экраны.

2. Современные методы создания защитных барьеров: мировой опыт и научные разработки

В мировой практике для защиты почв и грунтовых вод от миграции углеводородов применяются различные типы барьеров [citation:2][citation:9]:

• Твердые противофильтрационные экраны – создаются на основе растворов химических реагентов, способных к отверждению, или на основе суспензий, способных кольматировать поровое пространство почв и грунтов (например, с использованием портландцемента). Недостаток: полностью блокируют движение как гидрофобных, так и водных флюидов, что приводит к переувлажнению и заболачиванию.
• Гидравлические барьеры – создаются за счет нагнетания воды через систему скважин. Недостаток: необходимость постоянного поддержания давления и риск дополнительного обводнения.
• Капиллярные барьеры – основаны на действии капиллярных сил с использованием гидрофобных материалов. Недостаток: не блокируют гидрофобные загрязнители и могут сами вызывать вторичное загрязнение.
• Сорбционно-капиллярные барьеры – наиболее перспективное решение, сочетающее две зоны: верхняя зона из гидрофильных сорбентов, удерживающих жидкие углеводороды за счет капиллярных сил, и нижняя зона из активных сорбентов (например, активированного угля), связывающих растворенные в воде углеводороды [citation:9].

Как отмечают исследователи, одной из важнейших задач при проектировании и строительстве объектов является полное исключение возможности проникновения фильтрата с загрязняющими веществами в подстилающие грунты и водоносные горизонты. Добиться этого только созданием гидроизоляционных покрытий не всегда удается, поэтому необходим комплексный подход – создание систем многослойной защиты, включающих искусственные геохимические барьеры [citation:2].

3. Решения НПО «БАЛТЭК»: сорбционные барьеры и экраны на основе «Бионита»

Специалистами НПО «БАЛТЭК» разработаны и запатентованы технологии создания защитных барьеров на основе сорбента «Бионит» (ТУ 2164-003-64280161-2012) – природного минерального комплекса из глауконита, монтмориллонита и других алюмосиликатов. Уникальные свойства сорбента делают его идеальным материалом для создания барьеров:

• Высокая сорбционная емкость по нефтепродуктам (до 5,2 кг/кг);
• Способность к иммобилизации углеводородов с десорбцией менее 1% (подтверждено протоколами ГУП МосНПО «Радон»);
• Экологическая безопасность (5 класс опасности, протокол ГОСНИИОХР № 46/12);
• Химическая стойкость в широком диапазоне pH (от 1 до 13);
• Устойчивость к низким температурам (до -50°C), что позволяет применять в Арктике.

3.1. Типы барьеров, разработанных НПО «БАЛТЭК»

«Сухие» сорбционные барьеры (наземные)

Создаются путем отсыпки вала из сорбента «Бионит» по периметру потенциально опасных участков: резервуарных парков, площадок слива-налива, заправочных станций, мест хранения ГСМ. При аварийном проливе нефтепродукт мгновенно впитывается в сорбент, образуя плотную массу, которая легко собирается механически. Высота и ширина барьера рассчитываются исходя из максимального объема возможного разлива.

Сорбционные экраны в лотках и каналах

В открытых лотках ливневой канализации, обводных каналах и дренажных системах размещаются сменные кассеты или мешки с сорбентом «Бионит». Они выполняют функцию постоянно действующего фильтра, очищая поверхностные стоки от нефтепродуктов и тяжелых металлов. При аварийном сбросе экран мгновенно локализует загрязнение, не допуская его попадания в водоем или грунт.

Противофильтрационные подземные завесы (геохимические барьеры)

По периметру резервуарных парков, шламонакопителей, полигонов и других объектов, представляющих угрозу для грунтовых вод, создается подземная противофильтрационная завеса. Технология включает закачку микрогеля сорбента «Бионит» через систему инъекционных скважин в водоносный слой. Сорбент формирует непроницаемый для нефтепродуктов и тяжелых металлов экран, который при этом сохраняет проницаемость для воды, что предотвращает заболачивание [citation:2][citation:9].

Многослойные защитные экраны на грунтовых основаниях

При строительстве новых резервуарных парков и промышленных площадок в основание укладывается многослойный защитный экран, включающий слой сорбента «Бионит». Такая конструкция обеспечивает двойную защиту: механическую (геомембрана) и химическую (сорбционный слой, связывающий просочившиеся углеводороды).

Таблица 1. Сравнение характеристик сорбционных барьеров НПО «БАЛТЭК» с традиционными решениями

4. Документальное подтверждение эффективности сорбционных барьеров

Эффективность применения сорбента «Бионит» для создания защитных барьеров подтверждена многолетними исследованиями и испытаниями:

5. Экономическая эффективность: почему превентивная защита выгоднее ликвидации

По данным исследований и практики ликвидации аварийных разливов, соотношение затрат на превентивные меры и ликвидацию последствий составляет от 1:10 до 1:100. Для нефтегазовых компаний внедрение систем превентивной защиты обеспечивает:

• Снижение рисков экологического ущерба и связанных с ним штрафов (до 50-70 млрд руб. в случаях крупных аварий).
• Минимизацию простоев производства из-за аварий и восстановительных работ.
• Сокращение затрат на рекультивацию – локализованное пятно обрабатывается на месте, без масштабного вывоза грунта.
• Снижение страховых премий и повышение инвестиционной привлекательности.
• Соответствие требованиям законодательства и положительный имидж компании.

Стоимость создания сорбционных барьеров на основе «Бионита» в 5-10 раз ниже потенциальных затрат на ликвидацию последствий даже среднего по масштабам разлива.

6. Рекомендации по включению сорбционных барьеров в ПЛАРН и проектную документацию

При разработке планов ликвидации аварийных разливов нефтепродуктов (ПЛАРН) и проектной документации на строительство объектов рекомендуется:

1. Провести оценку рисков и определить потенциальные сценарии разливов для каждого объекта.
2. Рассчитать необходимый запас сорбента для создания барьеров по методикам, учитывающим максимальный объем разлива, площадь загрязнения, ветровую нагрузку и другие факторы [citation:5].
3. Включить в проекты обустройства резервуарных парков, складов ГСМ, эстакад и трубопроводов системы сорбционных барьеров (обваловка сорбентом, кассеты в лотках, подземные завесы).
4. Обеспечить хранение мобилизационного запаса сорбента для оперативного развертывания барьеров при аварии.
5. Разработать регламенты обслуживания и замены сорбента в барьерах с учетом сроков его эффективной работы.

НПО «БАЛТЭК» оказывает полное методическое сопровождение: от анализа рисков и расчетов до разработки проектной документации и поставки сорбента.

Часто задаваемые вопросы

Читайте также по теме

• Каталог продукции НПО БАЛТЭК (сорбенты) →
• Технология «Бионит» для ликвидации мазутных загрязнений →
• Применение сорбента для пожаротушения (испытания с МЧС) →
• Переработка отходов бурения в строительные материалы →
• Ликвидация кислогудронных прудов →

Превентивная защита территорий от нефтеразливов с использованием сорбционных барьеров и противофильтрационных экранов на основе «Бионита» – надёжное решение для предотвращения экологического ущерба и экономии бюджетных средств. Свяжитесь с нами для разработки проекта для вашего объекта.