Ликвидация разливов нефти на арктическом шельфе

Размер: px
Начинать показ со страницы:

Download "Ликвидация разливов нефти на арктическом шельфе"

Транскрипт

1 Ликвидация разливов нефти на арктическом шельфе

2 Авторы: Стивен Поттер (Stephen Potter), Иан Бьюст (Ian Buist) и Кен Трудeль (Ken Trudel) компания SL Ross Environmental Research Ltd Дэвид Дикинс (David Dickins) компания DF Dickins Associates Эд Оуэнс (Ed Owens) компания Polaris Applied Sciences Редактор: Дебра Шольц (Debra Scholz) консалтинговая группа SEA Перевод на русский язык компания ExxonMobil Редактура, создание макета и печать компания Shell Exploration and Production Services (RF) B.V. Данная публикация подготовлена в сотрудничестве с рабочей группой Американского института нефти (API) по ликвидации разливов нефти, а также с Совместной отраслевой программой по ликвидации разливов нефти во льдах (JIP). Программа JIP нацелена на создание международных исследовательских проектов для дальнейшего углубления отраслевых знаний и возможностей в части ликвидации разливов нефти в арктических широтах, а также на распространение информации об имеющихся возможностях по ликвидации аварийных разливов нефти в арктическом регионе. Программа JIP это крупнейший в отрасли научный проект, посвященный данной тематике, она финансируется девятью международными нефтегазовыми компаниями: BP, Chevron, ConocoPhillips, Eni, ExxonMobil, Shell, Statoil, North Caspian Operating Company и Total. Настоящее издание содержит краткое описание средств, применяющихся для ликвидации разливов нефти в Арктике, и ссылки на документы, посвященные этой теме, в том числе материалы конференций и публикации организаций, занимающихся исследованием этих вопросов. Предисловие Аварии на объектах топливно-энергетического и транспортного комплексов убедительно подтвердили ряд серьезных недостатков в деятельности хозяйствующих субъектов и подчеркнули настоятельную необходимость принятия комплекса своевременных мер, направленных на обеспечение безопасности населения и территорий в случае возникновения разливов нефти. Использование современных технологий в процессе добычи и транспортировки в условиях арктического шельфа и даже строгое соблюдение при этом требований безопасности не гарантируют отсутствие аварий и катастроф. Поэтому одним из основных направлений деятельности по сохранению здоровья людей, снижению уровня рисков возникновения чрезвычайных ситуаций, обусловленных разливами нефти, а также снижению ущерба окружающей среде и материальных потерь, является выполнение комплекса мероприятий, проводимых заблаговременно. Книга посвящена вопросам организации и описанию методов локализации и ликвидации разливов нефти в указанной зоне. В книге приводятся положения, определяющие действия по планированию и осуществлению предупреждения и ликвидации разливов нефти во льдах, а также рекомендации о выборе соответствующих технологий и применении специальных технических средств именно в Арктике. Книга подготовлена Американским институтом нефти и Совместной отраслевой программой по ликвидации аварийных разливов нефти во льдах и содержит результаты многочисленных экспериментальных исследований разливов нефти, включая защиту и очистку берегов. В настоящее время значительно активизировались нефтепоисковые работы на континентальном шельфе и арктическом побережье Российской Федерации. В целях обеспечения безопасности населения и указанных территорий представляется необходимым совершенствование планирования мероприятий по предупреждению и ликвидации аварийных разливов нефти с учетом «суммарной экологической выгоды». Информационно-аналитические материалы, изложенные в данной работе, могут быть использованы для разработки планов по предупреждению и ликвидации разливов нефти и координации действий различных заинтересованных организаций, они также могут помочь при выборе необходимых мер по ликвидации разливов, таких как механическая уборка, сжигание, диспергирование. Применение такого 3

3 интегрированного подхода позволяет эффективно решать вопросы по предупреждению и ликвидации разливов нефти. Обобщенный опыт выбора и использования специальных технических средств применим при отработке практических действий в рамках комплексных учений и командно-штабных тренировок работников МЧС. В то же время содержание данной книги может быть использовано при подготовке (переподготовке), повышении квалификации работников ТЭК по вопросам безопасности и порядку действий при локализации и ликвидации разливов нефти на арктическом шельфе. Выход книги на русском языке даст возможность ее широкого использования в качестве учебного пособия студентами, магистрантами и аспирантами по актуальной тематике решения экологических задач при освоении арктического шельфа. Выражаю признательность и благодарность авторам данной работы Стивену Поттеру, Иану Бьюсту, Кену Труделю, Дэвиду Дикинсу, Эду Оуэнсу и редактору Дебре Шольц за подготовку столь нужного и своевременного материала, раскрывающего сложные экологические аспекты при освоении нефтегазоносных месторождений на арктическом шельфе. В. Г. Мартынов, д.э.н., профессор, ректор РГУ нефти и газа имени И. М. Губкина Введение В последние годы заметно возрос интерес к нефтепоисковым работам на арктическом шельфе, а также в других слабоизученных регионах. И хотя эта деятельность выглядит как нечто новое, нефтепоисковые работы, а в некоторых случаях и добыча нефти в Арктике, уже ведутся долгое время. В 1970-х и 1980-х годах почти 100 скважин было пробурено в канадских территориальных водах моря Бофорта и в Канадском Заполярье. В тот же период в территориальных водах США, в Чукотском море, было пробурено пять скважин. В заливе Кука, Аляска, нефтедобыча ведется уже 50 лет, а нефтедобыча на северном берегу Аляски началась более 30 лет назад, в основном на базе континентальных скважин, но также и с прибрежных искусственных островов, расположенных на мелководье. В последнее время началась добыча нефти и газа на шельфах России. Продолжаются или планируются дальнейшие шельфовые нефтепоисковые работы в других регионах Арктики, например, в море Бофорта и побережья Аляски, в Чукотском море, в Западной Гренландии, в Карском и в Баренцевом море. В книге описываются средства ликвидации аварийных разливов нефти в Арктике. Условия, аналогичные арктическим (морской лед, низкие температуры), круглый год или какую-то его часть могут наблюдаться в таких регионах, как Сахалин, Балтийское море, Каспийское море и Лабрадор. Ликвидация разливов нефти требует больших затрат и усилий в любых обстоятельствах, а арктические условия создают дополнительные сложности, связанные с защитой окружающей среды и логистикой. В то же время уникальные особенности арктической окружающей среды в некоторых случаях способствуют ликвидации разлива. Первая и наиболее очевидная проблема это присутствие льда. Лед в различных его формах может значительно затруднить обнаружение нефти, мониторинг, локализацию и сбор нефтяных пятен с помощью боновых заграждений, нефтесборщиков и любых плавучих средств. С другой стороны, естественная локализация, которую обеспечивает лед, может упростить задачу сбора. В открытом море пятна могут распространяться и дрейфовать настолько быстро, что загрязнение береговой линии происходит раньше начала мероприятий по ликвидации разлива. Лед, однако, может локализовать разлив нефти, за счет этого можно выиграть время на подготовку мероприятий по ликвидации разлива. А низкие температуры и малые амплитуды волн в 4 5

4 ледяном поле замедляют выветривание разлитой нефти, что и увеличивает окно реализации некоторых способов уборки нефти. Здесь рассматриваются некоторые из этих проблем, а также описывается, как они были решены с помощью исследований, разработок и экспериментов с новыми технологиями, направленными на повышение эффективности борьбы с разливами. В некоторых случаях эти способы являются стандартными приемами ликвидации разливов нефти, доработанными с учетом климатических температур региона, но во многих случаях способы уборки были специально разработаны для применения именно в Арктике. Некоторые из этих технологий разработаны недавно, тогда как другие являлись предметом исследовательской деятельности более 30 лет. Во всех случаях, технологии продолжают совершенствоваться и дорабатываться в лабораторных и полевых условиях; в последующие годы планируется проведение дополнительных научно-исследовательских работ. Оглавление Предисловие... 3 Введение... 5 Глава 1. Динамика поведения нефти в арктических условиях Распространение нефти Распространение нефти во льдах и снегах Распространение нефти в холодной воде Распространение нефти под сплошным льдом Распространение нефти в паковом льду Движение нефтяного пятна Нефть, разлитая под однолетним льдом Нефть, разлитая под многолетним льдом Влияние зимних условий на выветривание нефти Испарение Эмульгирование и естественная дисперсия Растворение Биоразложение Процессы, влияющие на вмерзшую в лед нефть в условиях таяния Краткие выводы Рекомендуемая литература Раздел 2. Выбор технологий ЛАРН: Обнаружение и мониторинг Современные технологии Системы дистанционного зондирования воздушного базирования Спутниковые радиолокационные системы Системы поверхностного базирования

5 Интегрированные системы Специально дрессированные собаки Развитие технологий обнаружения нефти во льдах Отслеживание и моделирование разливов нефти во льдах Краткие выводы Рекомендуемая литература Глава 3. Выбор технологий ЛАРН: Сжигание на месте Основы сжигания на месте Сжигание нефти на месте на открытой воде Сжигание нефти на месте в разреженных льдах Сжигание нефти на месте на сплошном льду Сжигание нефти на месте в снегу Воспламенители Огнеупорные боновые заграждения Применение собирающих поверхностно-активных веществ (ПАВ) для облегчения процесса сжигания нефти Влияние сжигания нефти на месте на здоровье людей и состояние окружающей среды Краткие выводы Рекомендуемая литература Глава 4. Варианты действий по ликвидации разливов: Физическое и химическое рассеивание/диспергирование нефти Что такое диспергенты? Зачем использовать диспергенты? Применение диспергентов в арктической среде Эффективность диспергентов в холодной воде Эффективность диспергентов при наличии льда Влияние солоноватой воды Оборудование для распыления диспергентов Токсичность Разложение диспергированной нефти в арктических условиях Регламентирующие документы Использование нефте-минеральных соединений Краткие выводы Рекомендуемая литература Глава 5. Действия по ликвидации разливов нефти: Локализация и сбор разлитой нефти Локализация разливов нефти на открытой воде Скиммерные системы для сбора нефти в открытом море Олеофильные скиммеры Пороговые скиммеры Вакуумные скиммеры Механические скиммеры Хранение и декантирование Механический сбор нефти с поверхности, покрытой льдом Краткие выводы Рекомендуемая литература Глава 6. Действия по ликвидации разливов нефти: Защита и очистка берегов Введение Характеристика берегов в холодном климате Типы берегов Поведение нефти в береговой зоне Нефть и лед в береговой зоне Нефть и снег в береговой зоне Удерживающие свойства снега, характерные для Арктики

6 Обнаружение и установление границ присутствия нефти в ледовом и снежном покрове береговых зон Защита берегов Задачи первостепенной важности при защите берегов Стратегии защиты Очистка берегов Процесс принятия решений по очистке берегов Методы очистки и восстановления побережий Естественное восстановление Физическое удаление нефти Очистка на месте образования загрязнения Краткие выводы Рекомендуемая литература Глава 7. Выбор методов ликвидации разливов нефти Применимость методов ликвидации разливов нефти в открытом море при наличии ледового покрова разных типов Роль анализа суммарной экологической выгоды (NEBA) при выборе методов ликвидации разливов нефти Определение момента окончания очистки Краткие выводы Рекомендуемая литература Приложение A: Виды морского льда Рекомендуемая литература Приложение B: Экспериментальные исследования разливов нефти Исследование поведения нефти на основе разливов в Чукотском море (Арктика, 1970 г.) Исследование поведения нефти под многолетним льдом (арктическая часть Канады, 1978 г.) Исследование поведения нефти и газа подо льдом (море Бофорта, Канада, гг.) Исследование процессов миграции и выветривания нефти в условиях сплошного льда (море Бофорта, США, гг.) Исследование физического взаимодействия и очистки сырой нефти в условиях наличии шуги и сплошного однолетнего льда (море Бофорта, США, гг.) Эксперимент по ликвидации разлива нефти в районе о-ва Баффин (BIOS), Канада ( гг.) Исследование поведения нефтяных эмульсий во льду (море Бофорта, Канада, 1982 г.) Экспериментальные разливы сырой нефти среди пакового льда (Новая Шотландия, Канада, 1986 г.) Эксперимент по изучению поведения нефти при разливах в краевых ледовых зонах (Баренцево море, Норвегия, 1993 г.) Программа MORICE с участием правительственных, научноисследовательских и отраслевых организаций, гг Эксперимент по очистке загрязненных нефтью берегов на побережье архипелага Шпицберген (Свальбард), Норвегия, гг Экспериментальный разлив нефти на архипелаге Шпицберген (Свальбард), Норвегия, 2006 г Межотраслевая программа по ликвидации разливов нефти в арктических и обледенелых акваториях: полевые испытания поведения нефти в присутствии льда (Баренцево море, Норвегия, гг.) Краткая информация о ключевых экспериментальных разливах нефти Рекомендуемая литература Исследование поведения разлитой сырой нефти в арктических зимних условиях (море Бофорта, США, 1972 г.) Исследование взаимодействия сырой нефти с арктическим морским льдом (море Бофорта, Канада, 1975 г.)

7 Глава 1 Динамика поведения нефти в арктических условиях В данной главе кратко описываются ключевые процессы, влияющие на поведение и динамику нефтяного пятна в арктических условиях. В то время как многие процессы и стратегии по предотвращению разливов нефти применимы также и к пресноводному льду, здесь основное внимание обращено на то, что для арктических континентальных шельфовых регионов (например, Чукотское море, море Бофорта, Баренцево море), а также пограничных зон льда и субарктических областей (например, Берингово море, море Лабрадор и Охотское море) характерно присутствие морской воды. Распространение нефти Распространение нефти во льдах и снегах Распространение нефти на сплошном льду аналогично ее распространению на земле. Скорость распространения зависит в основном от вязкости нефти, поэтому при низких температурах отмечается тенденция к замедлению скорости распространения. Итоговая общая площадь загрязнения зависит от неровности поверхности льда. Даже у гладкого однолетнего морского льда поверхность достаточно неровная, а дискретные деформации льда, такие как напластование, образование ледяных валунов и торосов могут привести к локальному увеличению неровностей, возвышающихся на десятки метров над уровнем моря. Нефть, разлитая на неровную ледяную поверхность, может полностью удерживаться в закрытом объеме, ограниченном торосами и ледяными заторами. Это приводит к тому, что пятна нефти на льду, как правило, толще, а порядок их распространения значительно меньше, чем у аналогичных пятен, разлитых на открытую воду. На рис. 1 показана оценка нефтеудерживающей способности. Если лед покрыт слоем снега, то снег абсорбирует разлитую нефть, еще более снижая ее распространение. При разливе на снеговой покров нефть стекает вниз к слою льда, а затем медленно разливается по его поверхности под снегом. 13

8 Площадь пятна (акры) НЕФТЕУДЕРЖИВАЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ РАЗЛИЧНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ В АРКТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ кв. миля кв. мили кв. мили кв. мили ВОДНАЯ ПОВЕРХНОСТЬ ПОДО ЛЬДОМ НА ЛЬДУ Ровный ОБЪЕМ разлива (баррели) Неравномерный Плоский с небольшими снежными наносами Неровный с большими снежными наносами Chen et al., 1976; Yapa, Dasanayaka, 2006; Rytkonen et al., 1998). Лабораторные испытания привели к пониманию происходящих подо льдом процессов, а также предоставили данные, позволяющие определить ключевые параметры распространения. Благодаря полевым испытаниям была получена детальная информация, по которой удалось составить более ясное представление о вероятной динамике распространения. Даже большие разливы сырой нефти под сплошным или непрерывным ледовым покрытием обычно локализуются на относительно небольшом расстоянии от источника разлива (по сравнению с разливом эквивалентного объема нефти на открытой воде), в зависимости от подледных течений и характеристик неровности самого льда. Естественные изменения толщины однолетнего льда в сочетании с такими деформирующими факторами, как образование ледяных валунов и торосов, создают большие естественные резервуары, в которых на относительно малой площади эффективно локализуется нефть, разлитая подо льдом (рис. 2). Рис. 1. Нефтеудержвающая способность различных поверхностей в арктических условиях (техническое руководство Alaska Clean Seas (ACS)) Распространение нефти в холодной воде Многие исследователи проводили эксперименты по изучению распространения нефти в холодной воде и среди пакового льда. Некоторые из них пришли к выводу, что уравнения распространения нефти в теплой воде не дают достаточно точного прогноза в случае с холодной вязкой нефтью. Эти исследователи предложили ввести поправочный коэффициент вязкости или заменить вязкость нефти вязкостью воды в моделях распространения нефти (SL Ross и D.F. Dickins, 1987; Buist et al., 2009). Они также отмечали, что температура окружающей воды может приближаться к ТОЧКЕ ПОТЕРИ ТЕ- КУЧЕСТИ нефти, при которой ее распространение прекращается. Вследствие повышения вязкости нефтяное пятно на холодной воде обычно толще и занимает меньшую площадь по сравнению с тем, которое было бы на широтах с более умеренным климатом. Точка потери текучести это температура, при которой нефть прекращает растекаться. Скопление нефти под снегом Разлом Скопление нефти Дрейф по течению Снег Абсорбция снегом Многолетний лед Нагнетание под лед Капли нефти, перемещающиеся или инкапсулированные в лeд Испарение Однолетний лед Растворение, дисперсия и образование эмульсии Нефть в проталинах при весеннем таянии Миграция нефти вверх по тающим солевым каналам Инкапсулированная нефть Нефть, скопившаяся в ледяной каше Рис. 2. Схема процессов взаимодействия нефти и льда (A.A. Allen) Распространение нефти под сплошным льдом Для более глубокого понимания процессов распространения нефти и газа под сплошным ледяным покровом рассматривалась совокупность аналитических исследований, лабораторных испытаний и данных полевых работ по ликвидации разливов (Keevil, Ramseier, 1975; Распространение нефти в паковом льду В паковых льдах отмечается тенденция к меньшему распространению нефтяного пятна при более высокой его толщине по сравнению с открытой водой. Если сплоченность льда превышает 60 70%, то льдины касаются друг друга, повышая степень естественной локализации разлива (рис. 3). Впервые это явление было задокументиро

9 вано при изучении серии экспериментальных разливов у побережья о. Кейп-Бретон в 1986 г. (S. L. Ross, D. F. Dickins, 1987). По мере снижения сплоченности льдин, потенциал распространения нефти среди разделившихся льдин постепенно возрастает, пока не достигнет скорости распространения в открытой воде в очень разреженном паковом льду (30% и менее). При экспериментальном разливе в 1989 г. 30 м 3 сырой нефти, добытой в Северном море, было разлито на открытой воде Норвежского моря. Спустя 10 часов нефть образовала вытянутое пятно с тонким «шлейфом», длиной до 13 км. Наиболее толстый участок пятна имел размеры 2 км на 50 м ( м 2 ). Позже, в 1993 г., был реализован еще один экспериментальный разлив с использованием той же сырой нефти в объеме 26 м 3 ; разлив был выполнен во льду в пограничной ледовой зоне Баренцева моря у побережья Норвегии (Singsaas et al., 1994; Reed, Aamo, 1994; Jensen, 1994). Спустя десять часов после разлива нефтяное пятно заняло площадь приблизительно 100 м 2. По результатам этих испытаний был сделан вывод, что при высокой сплоченности пакового льда (изначально она достигала 90%, но к концу эксперимента снизилась до 70%), которая отмечалась при проведении эксперимента 1993 г., значительно снизилось распространение пятна. К тому же в течение нескольких дней пятно оставалось неподвижным в сочетании с низкими температурами и гашением волн о лед это значительно замедлило процессы выветривания нефти. Более низкая скорость распространения, большая толщина пятна, а также снижение выветривания, характерные для разливов в плотном паковом льду, были также подробно задокументированы при проведении серии экспериментальных разливов в норвежских территориальных водах Баренцева моря в 2009 г. (Sorstrom et al., 2010). Движение нефтяного пятна Разливы на поверхности льда и под ним обычно не могут перемещаться независимо от него, они остаются неподалеку от зоны первоначального контакта, и если лед дрейфует, то нефть будет дрейфовать вместе с ним. Эксперименты показали, что для перемещения нефти под поверхностью льда необходимо, чтобы скорость течения была от около 5 см/с для гладкого пресноводного льда до см/с (0,3 0,6 узла) для обычного морского льда (Buist et al., 2008). Скорость зимних подледных течений в арктических широтах обычно является недостаточной Рис. 3. Плотный паковый лед обеспечивает естественную локализацию разлитой нефти (D.F. Dickins) для перемещения разлитой нефти из начальной точки контакта с поверхностью льда. Исключениями являются районы фьордов, где отмечаются сильные приливно-отливные течения, а также районы вблизи дельт крупных речных систем, таких как Колвилл, Маккензи и Лена. Но даже тогда неровностей на нижней поверхности льда оказывается достаточно для предотвращения крупномасштабного распространения или перемещения нефти. Исследование Бьюста и др. (2008 г.) показало, что нефть, разлитая в паковом льду, обычно перемещается вместе с ледовой массой. В разреженных паковых льдах нефть и ледовая масса могут двигаться с различными скоростями и в различных направлениях под изменяющимся воздействием ветра и течений. Дальнейшее обсуждение данной темы при моделировании потенциального перемещения загрязненного нефтью льда содержится в главе 2 «Выбор технологий ЛАРН: Обнаружение и мониторинг». Присутствие льда и низкая температура воды снижают скорость распространения и дрейфа разлитой нефти. Процессы испарения и эмульгирования в ледовитых водах также замедляются. Аналогично береговой припай препятствует нефти, разлитой в море, достичь береговой линии от момента его замерзания до момента вскрытия ледяного покрова. Во многих районах припаи защищают берег до 9 месяцев. В результате воздействия данных факторов как по отдельности, так и в совокупности, время, имеющееся для организации эффективных мер по ликвидации аварийных разливов, которое называется окном возможности, в арктических условиях может быть больше, чем в более теплых регионах. Нефть, разлитая под однолетним морским льдом При попадании нефти под растущий морской лед, новая ледовая масса по мере роста ледового покрова вниз (т. е. увеличения его толщины) полностью покрывает льдом нефтяной слой за время от нескольких часов до нескольких дней (в зависимости от сезона). Вмерзание нефти в лед наблюдалась при лабораторных и полевых экспериментах, когда температура воздуха опускалась достаточно низко для начала образования льда. Однако нефть, попавшая в Арктике под лед позже мая, а в субарктических регионах позже апреля, может не покрываться льдом вследствие недостаточно интенсивного нарастания нового льда

10 После того как нефть распространилась подо льдом и вмерзла в него, она остается в замкнутом состоянии до тех пор, пока слой льда, под который она вмерзла, не начнет таять весной. В период от замерзания и до середины зимы, когда ледовый покров быстро охлаждается и растет, проникновение нефти в него маловероятно. По мере повышения температуры льда солевой раствор, заключенный между кристаллами морского льда, начинает протекать вниз, оставляя вертикальные каналы, по которым нефть впоследствии поднимается на поверхность (рис. 2). Появление нефти на поверхности льда при экспериментальных разливах у побережья моря Бофорта наблюдалось в последних числах мая (Dickins, Buist, 1981). В субарктических регионах, таких как Лабрадор, этот процесс происходит примерно на месяц раньше, в зависимости от температуры воздуха. Скорость миграции нефти быстро возрастает, если суточная температура воздуха превышает точку замерзания. В одной из серий полевых экспериментов около 50 % нефти, изначально заключенной во льду, выступило на его поверхности в период между 10 июня и 20 июня (Dickins, Buist, 1981). Толщина нефтяного пятна в проталинах на поверхности выросла от 1 мм до более чем 10 мм в течение одной недели. Достигнув поверхности льда, нефть плавает в проталинах или остается на тающих льдинах после того, как с поверхности стечет вода. Под действием ветра нефть формирует более концентрированные пятна по краям отдельно взятых проталин. Как будет описано далее в главе 3 «Выбор технологий ЛАРН: Сжигание на месте», появление нефти в проталинах до разрушения ледового покрова дает хорошую возможность удалить ее путем сжигания. Еще один процесс, при котором вмерзшая нефть выходит наружу, это естественное таяние льда по направлению от поверхности вниз (которое называется АБЛЯЦИЯ). Когда абляция достигает уровня, на котором происходило нарастание льда во время разлива, тогда нефть выступает наружу. В ситуациях с толстым слоем легкой нефти во льду, большая ее часть под действием естественной миграции по протаявшим соляным каналам поступает на поверхность льда еще до начала абляции. В ходе полевых экспериментов отмечалось, что легкая нефть после замерзания подверглась незначительному дополнительному выветриванию. В то же время выход на поверхность льда вязкой нефти (например, мазута и эмульсий) более вероятен в процессе абляции. Абляция это естественное таяние снега и льда, которое начинается от поверхности и распространяется вниз, под действием испарения, повышения температуры и ветряной эрозии. Абляцией может называться либо сам процесс таяния льда и снега, либо количество растаявшего льда и снега. Рис. 4. Появление нефти в проталинах при весеннем таянии (залив Балаена, экспериментальный разлив компании Norcor, , D. F. Dickins) Выход нефти на поверхность льда в результате миграции также отмечался при полевых экспериментах в 2006 г. у архипелага Шпицберген (Dickins et al., 2008). Результаты данного эксперимента сравнимы с результатами вышеописанных экспериментов в море Бофорта, проведенных в гг. Например, при первом разливе в декабре 1979 г. нефть поднялась через ледовый покров аналогичной толщины (60 70 см), и выход ее на поверхности льда достиг 100% приблизительно за 40 дней. Как и при более ранних экспериментах в море Бофорта (рис. 4), нефть появилась на поверхности льда задолго до вскрытия ледового покрова, позволяя тем самым предпринять эффективные меры. Нефть, разлитая под многолетним льдом Нефть, разлитая под старым льдом (двухлетним или многолетним), задерживается благодаря неровностям нижней поверхности ледового покрова, как это происходит и в случае с однолетним льдом. Но удержание нефти под старым льдом больше по сравнению с гладким однолетним, и может привести к образованию толстых отдельных скоплений нефти: в полевых условиях отмечалась толщина до 19 см (Comfort, Purves, 1982). Такая нефть, вмерзшая под старый лед, как, впрочем, и под однолетний, не подвергается значительному выветриванию. Содержание соли в многолетнем льду гораздо ниже, поэтому в нем отмечается меньшее количество протаявших соляных каналов, а сами они имеют меньший диаметр, поэтому весенняя миграция нефти, заключенной в ледовом покрове, происходит гораздо медленнее. Нефть, разлитая под многолетним льдом, может появиться в проталинах на поверхности, но это случается гораздо позже по сравнению с таянием однолетнего льда. Динамика поведения нефти под старым льдом изучалась в рамках отдельного полевого проекта в Канадском Заполярье (Comfort, Purves, 1982). 1 июня 1978 г. под старый лед толщиной от 2,5 до 2,9 м было помещено три объема сырой нефти. Впервые нефть появилась на поверхности льда в последних числах августа того же года, а к сентябрю следующего года от 90 до 99% нефти, изначально помещенной под лед, выступило на его поверхности. Эти результаты нельзя признавать характерными для динамики поведения нефти под многолетним льдом (старше 2 лет), так как лед, на котором проводились испытания, был относительно тонким и мог оказаться двухлетним льдом

11 Влияние зимних условий на выветривание нефти К основным процессам выветривания нефти относятся испарение, эмульгирование, естественная дисперсия, растворение и биоразложение. В общих чертах сочетание низких температур и пониженной энергии волн вследствие присутствия льда ведет к снижению скорости выветривания и к увеличению окна возможностей для организации эффективных мероприятий по ликвидации аварийных разливов нефти (Sorstromet et al., 2010). Испарение ИСПАРЕНИЕ зачастую играет заметную роль в естественном выветривании разлитой нефти и нефтепродуктов сразу после разлива, большинство сортов сырой нефти и нефтепродуктов (например, дизельное топливо, бензин) испаряются интенсивнее, чем более тяжелые и вязкие сорта нефти (мазут и эмульгированная нефть). Однако нефть, разлитая при отрицательных температурах, испаряется медленнее по сравнению с нефтью при более высоких температурах. Кроме того, скорость испарения разливов нефти, укрытых снегом, еще больше снижается. Множество лабораторных и полевых экспериментов показало, что нефть, разлитая в паковых льдах, испаряется гораздо медленнее, чем эквивалентный разлив нефти на открытой воде, в основном вследствие большей толщины нефтяного пятна в паковых льдах. При разливе нефти на лед зимой происходит ее загустение из-за осаждения растворенных парафинов по мере ее остывания и испарения. Нефть, которая при более высокой температуре является жидкой, может загустеть, если температура окружающей среды опускается ниже ее точки потери текучести. Температура точки потери текучести также возрастает по мере того, как нефть теряет легкие фракции, вследствие их испарения. Загустевшая нефть испаряется очень медленно, при этом на ее поверхности может образоваться нелипкое парафинистое покрытие. Нефть, вмерзшая в ледовый покров, в зимние месяцы практически не испаряется (Dickins, Buist, 1981). При выходе на поверхность льда во время весеннего таяния, нефть пребывает практически в свежем виде; и только когда нефть плавает в проталинах, начинается ее испарение. Нефть в проталинах отгоняется ветром к краям проталины с образованием слоя толщиной несколько миллиметров. Получивший- Испарение это селективное преобразование легких и среднетяжелых компонентов нефти из жидкого состояния в газообразное. Эмульгирование это процесс смешивания водяных капель с разлитой нефтью, в результате чего образуется вязкая смесь, мало подверженная выветриванию, которая гораздо хуже поддается сжиганию, диспергированию и сбору с помощью механических средств. Естественная дисперсия это процесс, при котором капли нефти под воздействием волн увлекаются в водную толщу, в результате чего образуется некоторое количество капель, достаточно малых, чтобы оставаться в воде. Растворение это процесс, при котором растворимые в воде соединения, содержащиеся в поверхностном нефтяном пятне, растворяются в нижележащей толще воды. ся в результате толстый слой нефти испаряется заметно медленнее, чем образующаяся при разливах на открытой воде обычно гораздо более тонкая нефтяная пленка. Эмульгирование и естественная дисперсия Под воздействием ветра и волн, которые способствуют перемешиванию нефти и воды, происходит образование водонефтяных ЭМУЛЬ- СИЙ (также известных как муссы) и естественная дисперсия нефтяных пятен в водной толще. Как таковые процессы выветривания гораздо менее распространены во льдах, за исключением пограничной зоны между ледяным полем и открытой водой, либо в условиях, когда взаимодействие между льдинами создает некоторую турбулентность на поверхности воды. Ветровые волны (в противоположность зыби) эффективно гасятся благодаря присутствию пакового льда. Эмульгирование наблюдалась в лабораторных условиях, при разливе нефти на снеговой и мелкий дробленый лед, при воздействии волн на смоделированное ледяное поле. Никаких значительных ее проявлений не наблюдалось при полевых опытах во льдах или при реальных нефтяных разливах на лед, за исключением случаев, когда ледяное поле рассеивалось под воздействием ветровых волн. ЕСТЕСТВЕННАЯ ДИСПЕРСИЯ нефтяных пятен также маловероятна в условиях сплочённого льда. Под действием покачивания льдин или обломков большего размера у их краев может отмечаться временная дисперсия некоторого количества нефти в воде, но в большинстве случаев основная масса получившихся нефтяных капель слишком велика для долговременной дисперсии. Такие капли либо поднимаются и объединяются с нефтью на поверхности, либо осаждаются на нижней стороне льдины. Растворение В сырой нефти содержится незначительное количество компонентов, которые могут раствориться в окружающей воде. Компонентами, подверженными РАСТВОРЕНИЮ в морской воде, являются легкие ароматические углеводородные соединения, которые также в первую очередь подвержены испарению, причем этот процесс идет в раз быстрее, чем растворение. Таким образом, доля растворения относительно незначительна в общем комплексе факторов, и учитывать его следует в основном в случае свежей нефти, образовавшей дисперсию в толще воды. Скорость растворения в холодной воде ниже, чем в более теплых климатических зонах

12 При инкапсуляции нефти в лед очень малое количество растворимых в воде компонентов нефти может проникнуть к нижней кромке ледового покрова, и их концентрация у нижней кромки льдов, вероятнее всего, будет очень низкой (Faksness et al., 2011). Биоразложение Нефть, разлитая в морской среде, также подвержена БИОРАЗ- ЛОЖЕНИЮ, химическому разложению под действием бактерий и других биологических факторов. Такой органический материал как нефть может разлагаться аэробно под действием атмосферного кислорода, или анаэробно без участия кислорода. Процесс биоразложения снижает вредное воздействие нефти на принимающую среду, поскольку углеводороды непосредственно удаляются, а относительно растворимые в воде компоненты, которые являются наиболее токсичными, разлагаются в первую очередь. Нефть представляет собой сложное соединение химических компонентов различного типа, в основном состоящее из углерода, водорода, кислорода и серы. Интересно, что это четыре из шести основных химических структурных элементов живых систем (азот и фосфор встречаются в нефтепродуктах относительно редко). Массовая доля углерода в нефтепродукте составляет в среднем около 85%. Для бактерий природного происхождения эти элементы просто источник пищи. Разлагающие углеводород микроорганизмы присутствуют практически во всех экосистемах (Margesin, Schinner, 2001; Prince, Clark, 2004). Биоразложение углеводородов под действием микробных популяций в естественных условиях зависит от физических, химических и биологических факторов, таких как состав, состояние и концентрация нефти или углеводородов. Дисперсия увеличивает скорость биоразложения за счет увеличения площади поверхности, доступной для воздействия микроорганизмов, а также за счет понижения концентрации нефти в воде до такого уровня, при котором не теряются кислород и содержащиеся в воде питательные вещества, необходимые для роста бактерий (Lee et al., 2011b). Большие количества бактерий природного происхождения присутствуют даже в чистой среде. В присутствии нефтяных соединений микробы быстро наращивают общую численность, что способствует разложению нефти. Существуют местные микроорганизмы естественного происхождения, которые выживают не только в холодных арктических водах, но и в условиях высокого содержания солей, которые образовываются при выделении соли в процессе роста морского льда. Макфарлин (McFarlin) и др. (2011a; 2011b) проводила исследования биоразложения сырой нефти в арктических условиях Биоразложение это процесс, при котором бактерии и другие микроорганизмы природного происхождения разрушают углеводороды как источник питательных веществ. с использованием местных микроорганизмов, собранных в море Бофорта и в Чукотском море. Биоразложение сырой диспергированной нефти, добываемой на северном берегу Аляски (ANS), была заметной во всех экспериментах, проведенных при температуре от -1 до 2 C; и диспергенты только усиливали ее. Другие недавно проведенные исследования в условиях низких температур, включая исследования в арктических водах и глубоководных районах океана (Hazen et al., 2010; Lee et al., 2011a; 2011b), также показали, что имеет место значительное биоразложение нефти. Еще одним источником сведений о динамике поведения нефти в морской среде является изучение мест естественного выхода углеводородов. Сырая нефть и газ попадают в воды всего мирового океана естественным путем, в местах их выхода на поверхность из подземных нефтяных пластов. Естественные выходы нефти происходят миллионы лет (Совет по исследованию океанов, 2003 г.). В соответствии с докладом Арктического совета «Оценка нефтегазового потенциала Арктики», приблизительно % нефтяных углеводородов, попадающих в арктическую среду, поступает туда именно из мест их естественного выхода на поверхность (AMAP, 2007 г.). Геологи определили, что естественные выходы нефти являются крупнейшими источниками поступления нефти в океаны (Kvenvolden, Cooper, 2003). Ежегодный объем выбросов составляет от 4 до 14 миллионов баррелей. Во время недавно проведенного исследования мест естественного выхода нефти у побережья Санта-Барбары (Калифорния) было выявлено, что донные отложения, расположенные ниже по течению от места выхода, насыщены углеводородами (Farwell et al., 2009). По оценкам только для этой области, объем нефти из мест ее естественного выхода здесь в 5 55 раз превышает объем нефти, разлитой при аварии танкера Prestige в 2002 г. Исследователи выявили, что нефть подвергается значительному биоразложению еще до того, как она достигнет донных отложений. Процессы, влияющие на вмерзшую в лед нефть в условиях таяния При таянии и разрушении ледового покрова нефть, остающаяся в проталинах, попадает в воду в виде тонких пленок, тянущихся подобно шлейфу за дрейфующим разрушающимся льдом. Густая нефть попадает в воду в виде более толстых, не разрастающихся пятен или комков. При сильном волнении начинается эмульгирование и/ или естественная дисперсия нефти. Так как загустевшая нефть осо

13 бенно стойка к эмульгированию и естественной дисперсии, ее пятна сохраняются гораздо дольше, чем пятна легкой нефти. Однако под действием солнечных лучей загустевшая нефть нагревается до температуры, превышающей температуру окружающей среды, в результате чего нефть вновь может перейти в жидкое состояние. Став жидкой, нефть более интенсивно подвергается эмульгированию, испарению и естественной дисперсии. Нефть, разлитая непосредственно на паковый лед, весной подвергается практически такому же выветриванию, как и на открытой воде. Нефть, разлитая под дрейфующие льдины, быстро выступает на поверхность льда, просачиваясь через имеющиеся в нем поры, и начинает испаряться. Площадь самих льдин быстро уменьшается под действием ветра и волн, а и по мере их разрушения возможно дополнительное высвобождение нефти. Отсутствие больших объемов битого и снегового льда между тающими льдинами в весенних условиях способствует тому, что нефтяные пятна распространяются и испаряются гораздо быстрее, чем в холодное время года. Более высокие весенние температуры также ускоряют испарение. Как только нефтяные пятна подвергаются воздействию волн, начинаются процессы эмульгирования и естественной дисперсии. Краткие выводы Исследования динамики поведения нефти, разлитой на лед и снег, проводились в США, Канаде и Норвегии в течение последних 40 лет как в лабораторных условиях, так и в испытательных бассейнах, а также в полевых условиях. Присутствие льда и низкая температура снижают скорость распространения и выветривания разлитой нефти. Биоразложение, распад углеводородов под действием бактерий, отмечается в любой морской среде, это естественный процесс, снижающий уровень вредного воздействия выбросов нефти на окружающую среду. Биоразложение ускоряется при диспергировании нефти в толще воды в виде капель. Нефть, вмерзшая в лед в период его замерзания, обычно возвращается на поверхность при весеннем таянии, под действием процессов абляции или миграции. Так как нефть находится в том же состоянии выветривания, что и до инкапсуляции, ее можно удалить методом сжигания на месте. Динамика вмерзшей нефти, попавшей в воду в результате весеннего таяния льдов, практически ничем не отличается от динамики нефти, разлитой на открытой воде. Рекомендуемая литература AMAP Arctic Oil and Gas Report to the Arctic Monitoring and Assessment Programme (AMAP), P.O. Box 8100, Dep., N-0032 Oslo, Norway (www.amap.no). Bobra, A.M. and M.F. Fingas The Behavior and Fate of Arctic Oil Spills. Water Science Technology, 18(2): Buist, I., R. Belore, D. Dickins, A. Guarino, D. Hackenberg and Z. Wang Empirical weathering properties of oil in ice and snow. In: Proceedings Arctic and Marine Oilspill Program (AMOP) Technical Seminar No.32, Vol. 1, pp Environment Canada, Ottawa, Canada. Chen, E.C., B.E. Keevil, and R.O. Ramseier Behaviour of crude oil under fresh-water ice. Journal of Canadian Petroleum Technology. Comfort, G. and W. Purves The behaviour of crude oil spilled under multiyear ice. Environmental Protection Service Report EPS 4-EC Environment Canada. Ottawa, Canada. Dickins D.F., P.J. Brandvik, J. Bradford, L-G Faksness, L. Liberty and R. Daniloff. Svalbard 2006 experimental oil spill under ice: remote sensing, oil weathering under Arctic conditions and assessment of oil removal by in-situ burning. In: Proceedings 2008 International Oil Spill Conference. American Petroleum Institute. Washington, DC, USA. Dickins, D.F. and I.A. Buist Oil and Gas Under Sea Ice Study: Vols. 1&2. Prepared by Dome Petroleum Ltd. for COOSRA, Report CV-1, Calgary, AB, Canada (also published In: Proceedings 1981 International Oil Spill Conference, Atlanta GA, USA. Faksness, L-G., Brandvik, P.J., Daae, R.L., Leirvik, F., and Borseth, J.F Large-scale Oil-in-ice Experiment in the Barents Sea: Monitoring of oil in water and MetOcean interactions. Marine Pollution Bulletin, 62 (2011): Farwell, C., C.M. Reddy, E. Peacock, R.K. Nelson, L. Washburn and D.L. Valentine Weathering and the Fallout Plume of Heavy Oil from Strong Petroleum Seeps Near Coal Oil Point, CA. Environmental Science Technology, 43 (10): Fingas, M.F. and B.P. Hollebone Behavior of oil in freezing environments: A literature review. In: Proceedings Arctic and Marine Oilspill Program (AMOP) Technical Seminar. No. 25, Vol. 2, pp Environment Canada, Ottawa, Canada. Hazen, T.C., E.A. Dubinsky, T.Z. DeSantis, G.L. Andersen, Y.M. Piceno, N. Singh, J.K. Jansson, A. Probst, S.E. Borglin, J.L. Fortney, W.T. Stringfellow, M. Bill, M.E. Conrad, L.M. Tom, K.L. Chavarria, R. Alusi, R. Lamendella, D.C. Joyner, C. Spier, J. Baelum, M. Auer, M.L. Zemla, R. Chakraborty, E.L. Sonnenthal, P. D haeseleer, H. Ying, N. Holman, S. Osman, Z. Lu, J.D.V. Nostrand, Y. Deng, J. Zhou and O.U. Mason Deep-sea oil plume 24 25

14 enriches indigenous oil-degrading bacteria. Science, 330: Jensen, H Norwegian experimental spill. In: Proceedings Conference on Oil Spill Response in Broken Ice. DF Dickins Associates, La Jolla, CA, USA. Keevil, B. and R. Ramseier Behavior of oil spilled under floating ice. In: Proceedings of the Conference on Prevention and Control of Pollution. American Petroleum Institute. Washington, DC, USA Kenvolden, K.A. and C.K. Cooper Natural seepage of crude oil into the marine environment. GeoMarine Letters, v. 23, pp Lee, K., Z. Li, B. Robinson, P.E. Kepkay, M. Blouin and B. Doyon. 2011a. Field trials of in-situ oil spill countermeasures in ice-infested waters. In: Proceedings of the 2011 International Oil Spill Conference, Portland, OR, USA. Lee, K., T. Nedwed and R.C. Prince. 2011b. Lab tests on the biodegradation rates of chemically dispersed oil must consider natural dilution. In: Proceedings of the 2011 International Oil Spill Conference, Portland, OR, USA. 12 pp. Margesin, R. and F. Schinner Biodegradation and bioremediation of hydrocarbons in extreme environments. Applied Microbiology and Biotechnology, 56: McFarlin, K.M., M.B. Leigh and R. Perkins. 2011a. Indigenous Microorganisms Degrade Oil in Arctic Seawater (Poster). In: Proceedings of the 2011 International Oil Spill Conference, Portland, OR, USA. 1 pp. McFarlin, K.M., R.A. Perkins, W.W. Gardiner and J.D. Word. 2011b. Evaluating the biodegradability and effects of dispersed oil using arctic test species and conditions: Phase 2 activities. In: Proceedings of the 34th Arctic and Marine Oilspill Program (AMOP) Technical Seminar on Environmental Contamination and Response. Calgary, AB. Environment Canada, Ottawa, Ontario, Canada. Hydrocarbon Spills: Modeling, Analysis and Control. Southampton, UK. pp S.L. Ross Environmental Research Limited and D.F. Dickins Associates Limited Field research spills to investigate the physical and chemical fate of oil in pack ice. Environmental Studies Research Funds. Report No ESRF, Calgary. Singsaas, I., Brandvik, P.J., Daling, P.S., Reed, M. and Lewis, A Fate and behaviour of oils spilled in the presence of ice - A comparison of the results from recent laboratory, meso-scale flume and field tests. In: Proceedings Arctic and Marine Oilspill Program (AMOP) Technical Seminar. No. 17, Vol. 1, pp Environment Canada, Ottawa, Canada. Sørstrøm, S.E., P.J. Brandvik, I. Buist, P. Daling, D. Dickins, L-G. Faksness, S. Potter, J. Fritt Rasmussen and I. Singsaas Joint industry program on oil spill contingency for Arctic and ice-covered waters: summary report. SINTEF report A SINTEF. Trondheim, Norway. Projectweb/JIP-Oil-In-Ice/Publications/. Wilkinson J.P, B. Wadhams and N.E. Hughes A new technique to determine the spread of oil spill under fast ice. In: Proceedings 19th International Port and Oceans Engineering Under Arctic Conditions. Vol. 2, pp Yapa, P. and Dasanayaka, L State-of-the-art review of modelling oil transport and spreading in ice covered waters. In: Proceedings Arctic and Marine Oilspill Program (AMOP) Technical Seminar No. 29, Vol. 2, pp Environment Canada, Ottawa, Canada. Norcor Engineering and Research Ltd The Interaction of Crude Oil with Arctic Sea Ice. Prepared for the Department of Environment, Beaufort Sea Technical Report No. 27, Victoria, BC, Canada. Ocean Studies Board and Marine Board Oil in the Sea III: Inputs, Fates and Effects. National Research Council of the National Academies. National Academies Press, Washington DC, USA. Prince, R.C. and J.R. Clark Bioremediation of marine oil spills. In: Studies in Surface Science and Catalysis. Chapter 18, pp , Elsevier B.V. Reed, M. and O.M. Aamo Real Time Spill Forecasting During MIZ 93. In: Proceedings of the Arctic and Marine Oilspill Program (AMOP) Technical Seminar. No. 17, Vol. 2, pp Environment Canada, Ottawa, Canada. Rytkonen, J., S. Liukkonen and T. Riipi Laboratory tests of oil spreading under the ice cover. In: Proceedings International Conference on Oil and 26 27

15 Глава 2 Выбор технологий ЛАРН: Обнаружение и мониторинг Обнаружение и мониторинг разливов нефти являются ключевыми факторами при рассмотрении вопросов эффективного выделения ресурсов на ликвидацию аварийного разлива нефти (ЛАРН). Информация по результатам обнаружения и мониторинга местоположения нефти определяет цели и задачи для применения технологий ликвидации разливов нефти. Прогнозирование будущих перемещений разлитой нефти позволяет ликвидаторам аварии своевременно корректировать планы ЛАРН с учетом факторов, характерных для данной площадки, подстраиваться под периоды неблагоприятных погодных условий, которые могут временно ограничить их деятельность, а также определить экологически чувствительные зоны, для защиты которых следует предпринять соответствующие меры. В данном разделе основное внимание уделяется потенциалу имеющихся и разрабатываемых технологий обнаружения нефти, определения границ нефтяного пятна и отслеживания перемещения нефти в арктических условиях. Присутствие льда одновременно и облегчает, и усложняет задачи обнаружения и отслеживания нефти. Разреженный лед зачастую способствует естественной локализации нефти, что замедляет скорость ее распространения на поверхности моря. Неровная поверхность паковых льдов также способствует локализации разлитой нефти на относительно небольшой площади. За счет замедления перемещения нефти и ограничения ее распространения, присутствие льда несколько снижает необходимость в частом обновлении показаний систем наблюдения. С другой стороны, нефть, находящуюся под ледовым покровом, непросто обнаружить средствами дистанционного зондирования, а взаимодействие нефти и льда усложняет задачу построения численной модели траектории нефтяного пятна. Принимая во внимание ограниченный реальный опыт обнаружения нефтяных разливов во льдах, оценка возможностей каждой отдельной системы дистанционного зондирования основывалась, где это возможно, на гораздо более широком опыте дистанционного зондирования разливов на открытой воде. Многие из ранних исследований по обнаружению разливов нефти во льдах проводились в течение десятилетнего периода интенсивных научных работ, который начался в конце 1970-х гг. В основном эти исследования были реакцией на активное внедрение программ 29

16 арктического морского бурения в канадских территориальных водах моря Бофорта. Исследователи провели аналитические расчеты, лабораторные испытания, испытания в экспериментальных бассейнах, а также полевые испытания с применением целого ряда датчиков различных типов, пытаясь решить задачу обнаружения нефти во льдах (Dickins, 2000; Brown, 2008; Goodman, 2008). Испытаниям подверглись такие технологии обнаружения, как акустическая, радиолокационная, технология ультрафиолетового облучения (поиск заключенной во льду нефти при просвечивании его ультрафиолетовыми лучами), технология инфракрасного излучения (в том числе с активным лазерным подогревом), технология гамма-излучения, радиометр сантиметрового диапазона, газоанализаторы, специально дрессированные собаки, а также георадар (GPR). После прекращения нефтепоисковых работ в Арктике в конце х гг. прогресса в разработке эффективных средств обнаружения нефти во льдах не отмечалось практически до 2004 г. В это время в рамках серии проектов, финансируемых Службой управления минеральными ресурсами США (MMS) и нефтедобывающими отраслями Канады, США и Норвегии, начались испытания георадаров нового поколения, акустических средств (сонаров), газоанализаторов, а также зондов ядерно-магнитного резонанса (NMR). Исследования этих технологий продолжаются на фоне разработки новых носителей измерительных средств, таких как беспилотные ЛА и автономные подводные аппараты. Опыт, накопленный при исследованиях в этой области, свидетельствует, что ни одна отдельно взятая система зондирования не отвечает всем требованиям к обнаружению и отслеживанию нефти во льдах, и что для выработки эффективной стратегии ЛАРН требуется сочетание технологий воздушной, спутниковой и поверхностной разведки. Современные технологии Радиолокационная станция (РЛС) бокового обзора (SLAR), РЛС с синтезированной апертурой антенны (SAR), а также инфракрасные камеры и датчики хорошо зарекомендовали себя в качестве средств удаленного обнаружения. Полевые испытания, проведенные в 2008 и 2009 гг. в рамках совместного отраслевого проекта (JIP) SINTEF, дали возможность оценить эти технологии в полевых условиях, где они использовались для наблюдения за нефтяными пятнами в паковом льду (Sorstrom et al., 2010). Лазерные флуоресцентные датчики воздушного базирования (ALFS) обладают уникальной способностью Рис. 5. Воздушное судно наблюдения с комплексом датчиков (Канада) определять присутствие нефти (Goodman, 2008), но эти системы воздушного базирования не являются широко доступными вследствие того, что для их размещения необходимо узкоспециализированное воздушное судно. Ниже приводится краткая сводка по существующему уровню техники и возможностям применения в арктических условиях (как расчетным, так и доказанным на практике) для различных датчиков, в зависимости от используемых носителей и технологий. Системы дистанционного зондирования воздушного базирования Применение технологий дистанционного зондирования воздушного базирования, дополненных визуальными данными от специально подготовленных наблюдателей, является наиболее эффективным методом определения присутствия нефти в воде (Andersen et al., 2010). В принципе, в некоторых ситуациях многие из существующих датчиков воздушного базирования способны обнаруживать нефть и определять масштабы ее разлива во льдах, но их возможности не проходили проверки полевыми испытаниями в этих условиях. Некоторые страны используют воздушные суда наблюдения, на которых установлено несколько бортовых систем дистанционного зондирования; к таким странам относятся Канада, Швеция и Исландия (рис. 5). По данным воздушным судам морского наблюдения, имеющимся в мире, можно судить об их современном уровне техники. Считается, что текущее поколение систем воздушного базирования, вероятнее всего, обладает высоким потенциалом по обнаружению и определению границ крупных разливов нефти в очень разреженных паковых льдах; их потенциал ограничен при работе в плотных паковых льдах. Работа многих датчиков, в которых не используются принципы радиолокации, невозможна в темное время, в условиях облачности, тумана, при выпадении осадков; однако, на работоспособность радиолокационных датчиков эти условия не влияют. Для обнаружения нефтяных разливов в настоящее время широко используются сенсоры и камеры инфракрасного излучения. Использование инфракрасных датчиков на борту воздушного судна не влечет особых затрат, оборудование широко доступно и способно эффективно обнаруживать нефть на поверхности воды, даже в темноте. Однако поиск по инфракрасному излучению может ошибочно срабатывать и по ложным целям, например по скоплениям водорослей и объектам береговой линии (Fingas, Brown, 2011)

17 Спутниковые радиолокационные системы Областью, в которой за последние 20 лет наметился наибольший прогресс в развитии технологии наблюдения в арктических широтах, являются всепогодные спутниковые системы РЛС С СИНТЕЗИРО- ВАННОЙ АПЕРТУРОЙ (SAR), на работу которых не влияют наступление темноты и присутствие облачности. Последнее поколение носителей образца конца 2007 г. способно обнаруживать детали поверхности размером приблизительно 1 м. Возможности применения данных новых спутников в качестве вспомогательных средств при ЛАРН в арктических условиях до сих пор не в полной мере изучены, но предполагается, что способность обнаруживать и определять границы крупных пятен нефти в море при умеренном ветре, продемонстрированная SAR, должна оправдать себя и в случае с четко очерченными пятнами, распространяющимися среди разреженного пакового льда. Первое поколение спутников SAR осуществляло мониторинг и определение границ крупных нефтяных пятен при авариях в заливе Находка, а также танкеров Sea Empress и Prestige (Hodgins et al., 1996; Lunel et al., 1997). Основной ценностью радиолокационного изображения со спутника является его способность документировать изменяющуюся ледовую обстановку в непосредственной близости от места разлива, что представляет собой ценное средство тактического планирования для более эффективного и безопасного развертывания судов и систем сбора нефти. Важные преимущества спутниковой РЛС заключаются в том, что ее можно использовать в темное время суток, в штормовых условиях, а также для обследования больших территорий. И хотя радиолокационное обнаружение нефти не является абсолютно надежным методом, так как причиной гашения капиллярных волн на поверхности воды могут быть и другие явления, его можно использовать для определения территорий, требующих дополнительного обследования с помощью специализированных технологий. Радиолокационные изображения со спутника SAR можно использовать для обнаружения и определения границ нефтяных пятен в районах с присутствием льда, с учетом размера льдины, сплоченности льда, размеров пятна и скорости ветра. Системы поверхностного базирования В данном разделе описываются системы обнаружения, которые могут быть развернуты либо с судна, либо на поверхности льда. ГЕО- РАДАР (GPR) это технология, которую можно развернуть на поверхности льда, а также на воздушном судне-носителе. Серия РЛС с синтезированной апертурой (SAR) это вид РЛС, которая позволяет выделять явственные долговременные отличия когерентного сигнала, что обеспечивает более высокую пространственную разрешающую способность по сравнению со средствами со сканирующим лучом. SAR представляет собой усовершенствованную форму РЛС бокового обзора (SLAR). Георадар (GPR) это вид радиолокационной установки, которая используется в геофизике для визуализации подповерхностных участков. GPR может использоваться для исследования различных сред, в том числе твердых пород, почвы, льда, пресной воды, каменных пород и конструкций. Георадар может обнаруживать объекты, изменения в материале, а также пустоты и разломы. Рис. 6. Воздушное судно наблюдения с комплексом датчиков (D.F. Dickins) экспериментов в испытательных бассейнах и в полевых условиях показала, что георадар поверхностного базирования может обнаруживать присутствие нефтяных пленок толщиной 1 3 см как подо льдом, так и вмерзших в толщу льда. (Dickins et al., 2005). Последнее успешно подтвердили испытания при экспериментальном разливе нефти на лед во фьордах архипелага Шпицберген в апреле 2008 г. в рамках программы SINTEF JIP. Слой нефти средней толщиной 2 см был накрыт спрессованным снегом глубиной от 5 до 20 см (Bradford et al., 2010). Использовалась радарная установка, находящаяся в свободной продаже; установка была подвешена под вертолет (рис. 6), который с горизонтальной скоростью до 20 узлов облетел участок испытаний на высоте около 20 м. Результаты испытаний показали, что системы GPR, широко представленные на рынке, могут эффективно использоваться в режиме воздушного базирования для обнаружения разливов сырой нефти внутри снегового покрова или под ним. Также эти системы могут использоваться с поверхности для обнаружения нефти, разлитой подо льдом. Однако исследователи, работающие в данной области, подчеркивают, что георадар GPR не всегда точно определяет местоположение нефтяного пятна и успешное обнаружение требует тщательной интерпретации данных (Bradford, Dickins, 2008). На данный момент продолжаются работы по расширению возможностей GPR воздушного базирования. Недорогие, не нуждающиеся в охлаждении переносные инфракрасные системы позволяют обнаруживать нефть в определенных условиях, что продемонстрировал набор снимков, полученных с борта судна и вертолета при проведении полевых экспериментов в рамках программы SINTEF JIP (2009 г.). Данные эксперименты подтвердили результаты предыдущих испытаний по обнаружению более теплых по сравнению с холодной водой и льдом пятен нефти при разливе в паковом льду в 1993 г. В 2009 г. при испытаниях в дневное время с помощью инфракрасного датчика удалось различить нефть, чистую воду и чистые льдины. В течение данных испытаний было установлено, что работа переносных инфракрасных систем более надежна в дневное время, в отсутствие тумана. Интегрированные системы Набор из нескольких датчиков в сочетании с передовыми навигационными технологиями представляет собой бесценное средство для обнаружения разливов нефти, а также для решения других прикладных задач, таких как поиск и спасение на море. В рамках одной из первых попыток (Loostrom, 1983) была выполнена интеграция SLAR, камер видимого спектра, ИК/УФ-сканеров и навигационно

18 го компьютера на базе воздушного судна с целью получения снимков с привязкой к географическим координатам для наблюдения за разливами нефти. В современных системах применяются передовые технологии ГЛОБАЛЬНЫХ СИСТЕМ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ (GPS), где информация о перемещении и местоположении, полученная с бортового навигационного комплекса судна, сочетается с данными от передовых ИК- и цифровых видеокамер с большой дальностью обзора, оснащенных встроенными датчиками ориентирования. Благодаря такому сочетанию технологий данные системы способны выполнять привязку полученных снимков в электронных картографических системах (см. the-securus-system. Разработан ряд самолетов-носителей, способных принять на борт широкую номенклатуру датчиков, при съемке обеспечивающих прямую передачу данных в географические информационные системы (SSC, 2011 г.). Специально дрессированные собаки Дрессировка собак по программе обнаружения нефти в снегу и во льдах с последующей оценкой их эффективности в полевых условиях была крайне успешной частью программы дистанционного зондирования SINTEF JIP (Brandvik, Buvik, 2009). Испытания в близких к реальным условиях (рис. 7), проведенные в апреле 2008 г. на базе исследовательской станции SINTEF, расположенной вблизи нефтяного поселка Свеа на архипелаге Шпицберген, были новым этапом ранее проведенных успешных испытаний в г. Тронхейме в 2007 г. В ходе их проведения было подтверждено, что собак можно использовать для обнаружения нефтяных разливов, укрытых снегом и/или льдом, в зимних арктических условиях. Полевые испытания, тщательно зафиксированные благодаря закрепленным на каждом животном передатчикам GPS, показали, что собаки способны точно определять местоположение отдельных малых разливов нефти, скрытых под снегом на поверхности льда, а также определять приблизительные размеры более крупных нефтяных разливов. Подтвердилось предположение, что собаки могут обнаруживать крупные разливы нефти (400 л на поверхности льда, укрытого снегом) с расстояния до 5 км. Развитие технологий обнаружения нефти во льдах Некоторые новые технологии (или следующее поколение существующих технологий) могут использоваться для расширения способностей зондирования с целью реализации более широкого диа- РЛС бокового обзора (SLAR) это первая радиолокационная система воздушного базирования (самолетного или спутникового), где радиолокационный луч для сбора данных передается от борта воздушного судна. SLAR может использоваться в дневное и ночное время, а также в условиях облачности. Глобальная система п о з и ц и о н и р о в а н и я (GPS) это навигационная система, развернутая на базе группы спутников, насчитывающей 24 аппарата, которая была выведена на орбиту Министерством обороны США. Рис. 7. Использование специально дрессированных собак перспективный способ решения задач обнаружения нефти, укрытой снегом или льдом (SINTEF) пазона сценариев поиска нефти во льдах в ближайшем будущем. К ним относятся обнаружение нефти подо льдом с помощью NMRвизуализации (Nedwed et al., 2008), GPR следующего поколения, а также дополнительные работы по новым носителям, таким, как беспилотные ЛА и автономные подводные аппараты. Отслеживание и моделирование разливов нефти во льдах Отслеживание и прогнозирование местоположения разлитой нефти позволяет получить информацию, которую можно использовать для своевременного направления воздушных и морских средств ЛАРН к месту разлива, например, для сжигания нефти, которая была заключена во льдах в период их замерзания и появилась на поверхности весной. С помощью численных моделей возможно прогнозирование перемещения нефтяного пятна на основании местоположения источника разлива, результатов дистанционного зондирования местоположения нефти и данных о скорости ветра, океанских течений и ледовой обстановки. Прогнозы местоположения нефти предоставляют информацию о зонах возможного загрязнения, что позволяет своевременно предпринять меры по их защите. Помимо информации, полученной с помощью вышеописанных методов обнаружения, существуют дополнительные источники информации о перемещении льда, а также переноса нефти, которая движется вместе со льдом. К таким ресурсам относятся: Спутниковая визуализация высокого разрешения; Национальные ледовые службы, например, службы Канады, США, Дании и Норвегии; Океанографические и метеорологические службы; Воздушные суда наблюдения; Представленные в продаже радиомаяки спутникового слежения. К результатам деятельности по отслеживанию разливов нефти относятся: Составление карт обстановки в реальном времени с предполагаемыми границами загрязненных территорий; Векторные изображения перемещения загрязненного нефтью льда; Графики с отображением подробного состава ледового покрытия 34 35

19 в месте разлива нефти. Примеры: сочетание размеров льдин, изменения ледового покрытия, границы разводья и ПОЛЫНЬИ. Для моделирования перемещений нефти могут использоваться численные модели. При отсутствии воздушных средств визуального наблюдения или маркерных буев на месте разлива существующие модели выполняют аппроксимацию перемещения нефти в разреженном льду, основываясь на предположении, что нефть следует за льдом под действием течений и, главным образом, ветра. Корректировка исходного местоположения нефти для моделирования на основе информации, полученной при дистанционном зондировании, позволяет наиболее оптимально использовать в моделях всю имеющуюся информацию. Некоторые модели построения траектории перемещения нефти на открытой воде включают в себя компонент моделирования динамики поведения нефти во льдах (напр., Spaulding et al., 1989; Venkatesh et al., 1990; Johansen, 1989). В основе данных моделей лежит физика поведения разливов на открытой воде. Присутствие льда в них учитывается путем ввода поправочного коэффициента, который является функцией сплоченности льда. Типовые отношения перемещения льда в зависимости от скорости ветра находятся в пределах от 4 5 % скорости ветра в разреженном дрейфующем льду до 3 4 % в сплоченном паковом льду. Также вводится угол поворота принудительного перемещения вправо относительно направления ветра, что позволяет учесть воздействие СИЛЫ КОРИОЛИСА. Более современные численные подходы в данный момент находятся на стадии разработки, в то время как существует необходимость сбора массивов данных для испытания моделей и для проведения сравнительного исследования существующих алгоритмов с целью обновления подхода с применением поправочного коэффициента, которому уже 30 лет (Khelifa, 2011) Краткие выводы Обнаружение и мониторинг разливов нефти являются ключевыми факторами при принятии решений о выделении ресурсов на ликвидацию аварийных разливов нефти. Информация по результатам обнаружения и контроля местоположения нефти определяет цели для незамедлительного применения технологий ликвидации аварийных разливов нефти. Прогнозирование перемещений разлитой нефти позволяет ликвидаторам аварии своевременно корректировать планы ЛАРН с учетом факторов, характерных для данной ситуации, подстраиваться под периоды неблагоприятных погодных условий, Полынья это пространство чистой воды, окруженное морским льдом. В географии этот термин также применяется для обозначения зон в арктических широтах, которые большую часть года остаются незамерзшими. Сила Кориолиса это сила инерции, возникающая под действием вращения Земли и заставляющая подвижный объект смещаться вправо в Северном полушарии и влево в Южном; играет важную роль в циркуляции крупных атмосферных масс. Интенсивность отклонения зависит от скорости движения объекта, скорости вращения Земли и широты. Таблица 1. Применимость технологий зондирования при работе с разливами нефти (Dickins et al., 2010) Воздушного базирования Спутники Корабельного базирования Носитель Поверхность льда Автономный подводный аппарат РЛС с синтезированной апертурой (SAR) Лазерные флуоресцентные датчики воздушного базирования (ALFS) Бортовая РЛС бокового обзора (SLAR) Видимый УФ ИК Cистема переднего обзора (FLIR) Георадар (GPR) Сонар РЛС ИК Cистема переднего обзора (FLIR) Средство обнаружения Собаки Георадар (GPR) Нефть на льду Y N/A N/A N Y Y Y N Y N Y N Вышедшая на холодную поверхность льда Y N/A N/A? Y N Y? Y? Y N Вышедшая весной в проталины Укрытая под снегом Y Y N/A N/A N Y N N N/A N N N Нефть подо льдом Гладкий неподвижный лед? Y Y N/A N/A Y N/A N/A N/A N N N Деформированный паковый?? Y N/A N/A? N/A N/A N/A N N N лед Нефть внутри льда Прерывистый вмерзший? Y N N/A N/A Y N/A N/A N/A N N N слой Вертикальное проникновение?? N N/A N/A? N/A N/A N/A N N N в лед вследствие диффузии Нефть между льдинами Низкая сплоченность N/A N/A N Y Y N/A Y Y Y Y Y Y Высокая сплоченность N/A N/A N N Y N/A N N N N N N Условные обозначения: Y Большая вероятность? Возможно N Маловероятно N/A Нет данных Не работает в ночное время/в облачности/в тумане/при выпадении осадков 36 37

20 которые могут временно ограничить их деятельность, а также определить экологически чувствительные зоны, для защиты которых следует предпринять соответствующие меры. Не существует ни одного датчика, способного одинаково эффективно работать в широком диапазоне условий разливов нефти во льдах и погодных условий. При планировании сценариев ЛАРН в арктических широтах следует предусматривать возможность гибкого комбинирования датчиков, работающих на базе различных носителей, включая воздушные суда, спутники, морские суда, вертолеты и группы работы на льду. В табл. 1 проиллюстрирован диапазон применимости различных технологий зондирования при работе с разливами нефти. Отслеживание и прогнозирование местоположения разлитой нефти, на основании обобщения информации, полученной от средств дистанционного зондирования, характеристик окружающей среды и результатов числового моделирования, представляет данные, которые можно использовать для управления воздушными и морскими средствами ЛАРН. Рекомендуемая литература Andersen, J.H.S., P.J. Brandvik, I. Singsaas, T. Buvik, J. Bradford, R. Hall, Mo. Babiker, K. Kloster and S. Sandven Remote Sensing for the Oil in Ice Joint Industry Program Proceedings Arctic and Marine Oilspill Program (AMOP) Technical Seminar. Halifax Nova Scotia, Canada. Aptomar The SECurus System. Accessed 8/22/11 at com. Bradford, J.H., D.F. Dickins and P-J. Brandvik Assessing the potential to detect snow covered oil spills on sea ice using airborne ground-penetrating radar. Geophysics, 75:2. Brandvik, P.J. and T. Buvik Using Dogs to Detect Oil Hidden in Snow and Ice results from Field Training on Svalbard April SINTEFJIP-repno-14-Oildog-snow-ice[1].pdf. Accessed 8/22/11 at Projectweb/JIP-Oil-In-Ice/Publications/ Brown, C Oil detection in/under ice. Presentation by Environment Canada at the Oil-in-ice Workshop sponsored by the Atlantic Regional Environmental Emergencies Team (REET). St. John s, Newfoundland, Canada. Coolbaugh, T Oil spill detection and remote sensing an overview with focus on recent events. In: Proceedings Arctic and Marine Oilspill Program (AMOP) Technical Seminar. No. 31, Vol. 2, pp Environment Canada, Ottawa, Canada. Dickins, D.F Detection and tracking of oil under ice. Report prepared for the U.S. Department of Interior, Minerals Management Service, Herndon, VA, USA. Dickins, D.F., J.H. Andersen, P. J. Brandvik, I. Singsaas, T. Buvik, J. Bradford, R. Hall, M. Babiker, K. Kloster and S. Sandven Remote Sensing for the Oil in Ice Joint Industry Program In: Proceedings Arctic and Marine Oilspill Program (AMOP) Technical Seminar. No. 33, Halifax NS, Canada. Dickins, D.F. and J. Bradford Detection of oil on and under ice: Phase III evaluation of airborne radar system capabilities in selected Arctic spill scenarios. Report prepared by DF Dickins Associates and Boise State University for the U.S. Minerals Management Service, Herndon VA, USA. Dickins, D., L. Liberty, W. Hirst, J. Bradford, V. Jones, L. Zabilansky, G. Gibson, and J. Lane New and innovative equipment and technologies for the remote sensing and surveillance of oil in and under ice. In: Proceedings 28th Arctic and Marine Oilspill Program (AMOP) Technical Seminar. Environment Canada, Ottawa, Canada. Fingas, M. and C.E. Brown Oil Spill Remote Sensing: A Review. In Oil Spill Science and Technology, M. Fingas (Ed.), Gulf Professional Publishing, Burlington MA, USA. pp Goodman R Oil under ice detection: what is the state-of-the-art? In: Oil Spill Response: A Global Perspective. W.F. Davidson, K. Lee and A. Cogswell, Eds., Springer Netherlands, pp. 7 19, Hirvi, J.P., R. Hakala and J. Rytkonen Study of crude oil behaviour in sub- Arctic brackish water. Report by the Finnish National Board of Waters and the Environment and the Technical Research Centre of Finland, Helsinki. Hodgins, D.O., S.S. Salvador, S.E. Tinis and D. Nazarenko Radarsat SAR for oil spill response. Spill Science and Technology Bulletin, Vol. 3, No. 4, London, pp Johansen, O Oil spill in ice simulation model development. In: Proceedings POAC 89: Port and Ocean Engineering Under Arctic Conditions. Lulea, Sweden. Khelifa, A Modeling Oil Spills in Ice Current Knowledge and Update on Ongoing Operational Research at ESTS. Presented at the SINTEF Oil Spill Workshop, Houston, TX, USA, 8 February Looström, B Swedish Remote Sensing Systems for Oil Spill Surveillance at Sea. Oil and Petrochemical Pollution (1983) pp Lunel, T., L. Davies, S. Shimwell, V. Byfield, S. Boxall and C. Gurney Review of aerial/satellite remote sensing carried out at the Sea Empress incident. In: Proceedings Third International Airborne Remote Sensing Conference, Copenhagen, pp to

21 Nedwed, T., L. Srnka and H. Thomann Remote detection of oil spilled under ice and snow using nuclear magnetic resonance. In: Proceedings Arctic and Marine Oilspill Program (AMOP) Technical Seminar. No. 31, Vol. 2, pp Environment Canada, Ottawa, Canada. Sørstrøm, S.E., P.J. Brandvik, I. Buist, P. Daling, D. Dickins, L-G Faksness, S. Potter, J.F. Rasmussen and I. Singsaas Joint industry program on oil spill contingency for Arctic and ice-covered waters: SUMMARY REPORT. Accessed 8/22/11 at In-Ice/Publications. Spaulding, M., T. Isaji, K. Jayuko, E. Anderson, C. Turner and D. Mendelsohn An oil spill model system for Arctic waters. In: Proceedings 1989 International Oil Spill Conference, pp American Petroleum Institute, Washington, DC, USA. SSC MSS 6000 Airborne Maritime Surveillance System. Accessed 8/22/11 at Venkatesh, S., H. El-Tahan, G. Comfort and R. Abdelnour Modelling the behaviour of oil spills in ice infested waters. In: Atmosphere-Ocean, Vol. 28, No. 3, pp Wadhams, P., J.P. Wilkinson and S.D. McPhail A new view of the underside of Arctic sea ice. Geophys. Res. Lett., 33, L Глава 3 Выбор технологий ЛАРН: Сжигание на месте Метод сжигания на месте (ISB), который также называется контролируемым сжиганием, не является новым способом ЛАРН; его исследование и применение для ликвидации различных разливов нефти в том или ином виде идет с конца 1960-х гг. Для сжигания на месте в открытой воде необходимы два технологических компонента: огнеупорные боны и воспламенители. В течение последних 30 лет оба компонента являлись объектами обширных исследований, разработок и испытаний. В последние годы также проводились обширные испытания применения собирающих поверхностно-активных веществ (ПАВ) для повышения эффективности сжигания на месте. Метод ISB наиболее полезен, если разлив нефти произошел в среде с присутствием льда; большинство ранних научно-исследовательских работ по применению метода ISB проводилось для разливов на поверхности сплошного морского льда и под ним. В самых последних исследованиях изучалось сжигание разливов нефти в паковых льдах различной сплоченности. Способ в целом доказал свою высокую эффективность при ликвидации нефтяных разливов во льдах высокой сплоченности; метод успешно применялся для удаления нефти, разлившейся из трубопроводов, резервуаров хранения, а также при авариях судов в ледовитых водах Аляски, Канады и Скандинавии. Присутствие льда препятствует распространению нефти; также за счет пониженного действия волн в пределах ледового поля снижается влияние процессов выветривания, что облегчает сжигание нефти. В результате «окно возможности» для сжигания более продолжительно при разливах во льдах, чем при разливах на открытой воде. Несмотря на множество факторов, побуждающих к рассмотрению метода ISB как основного способа борьбы с разливами нефти, применение данного метода может вызывать некоторые возражения. Отмечается две главных проблемы: во-первых, опасения по поводу вторичных возгораний, представляющих угрозу для человеческой жизни, имущества и природных ресурсов; и, во-вторых, потенциально вредные воздействия на окружающую среду и здоровье человека со стороны побочных продуктов сжигания, в первую очередь дыма. В данном разделе приводится описание основных процессов, задействованных в методе ISB, краткий обзор основных разработок в 40 41

22 части его применения на открытой воде и во льду, а также краткий обзор экологических факторов, влияющих на применение метода. Основы сжигания на месте Для сжигания разлитой нефти требуется присутствие трех элементов: горючего, кислорода и источника воспламенения. Нефть следует нагреть до температуры, при которой испаряется достаточное количество углеводородов для поддержания горения в воздухе над пятном. Это означает, что источник воспламенения должен обеспечить начальный нагрев пятна до момента его воспламенения. Как только загорится небольшая область пятна, тепло от пламени будет далее разогревать оставшуюся нефть, и процесс становится самоподдерживающимся. Ключевой характеристикой нефтяного пятна, которая говорит о способности пятна загореться, является его толщина. Если толщина нефтяного пятна достаточно большая, то его нижний слой выступает в роли изоляции от нижележащей холодной воды, что позволяет поддерживать на верхней поверхности пятна достаточно высокую температуру, обеспечивающую испарение и горение; при этом также снижаются потери тепла от его рассеивания в холодную воду. По мере истончения пятна, теплоотдача от пламени уже не способна компенсировать потери от теплопередачи в нижележащую воду, в результате чего температура верхней поверхности пятна падает ниже ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗГОРАНИЯ; в этот момент горение прекращается. Были проведены обширные экспериментальные исследования на сырой нефти и нефтяном топливе с применением различных воспламенителей и в различных условиях окружающей среды с целью определить минимальную воспламеняющуюся толщину пятна. На рис. 8 показан снимок испытательного бассейна при определении пределов воспламеняемости. Для сырой нефти эта толщина составляет около 1 мм; для выветренной неэмульгированной нефти и для дизельного топлива эта толщина составляет от 2 до 5 мм; для тяжелого дизельного топлива около 10 мм (Buist et al., 1996; 1998; Bech et al., 1992; 1993). Помимо типа нефти, имеются и другие факторы, влияющие на воспламеняемость нефтяных пятен на воде: скорость ветра, степень эмульгирования нефти, а также эффективность воспламенителя. Было установлено, что максимальная скорость ветра для успешного воспламенения крупных очагов составляет от 10 до 12 м/с, т. е. от 20 до 25 узлов (Bech et al., 1993). В случае с выветренной сырой Температура возгорания горючего это температура, при которой оно продолжает гореть по меньшей мере 5 секунд после воспламенения открытым огнем. При достижении ТЕМ- ПЕРАТУРЫ ВСПЫШКИ вещество может гореть недолго, и возможно, что пары не будут выделяться в количествах, достаточных для поддержания горения. В таблицах свойств большинства материалов указывается только температура вспышки, но в общем случае можно принять, что температура возгорания примерно на 10 ºC выше температуры вспышки (источник: www. wikipedia.org). Рис. 8. Испытания в закрытом бассейне по определению пределов воспламеняемости (компания SL Ross Environmental Research Ltd) Внутриводный лед это неплотное скопление беспорядочно ориентированных игловидных ледяных кристаллов в воде. Он напоминает снеговой лед и при появлении на поверхности воды создает эффект маслянистости. Такой лед образуется в открытой неспокойной очень холодной воде, т.е. в реках, озерах и океанах, в ясную ночь, при низких температурах, достигающих отметки 6 C и ниже. Внутриводный лед является первой стадией образования морского льда. (источник: www. wikipedia.org). нефтью, образовавшей стойкую водонефтяную эмульсию, верхним пределом успешного воспламенения является содержание воды не выше 25%, хотя сырая нефть в неустойчивых эмульсиях может легко воспламеняться и при гораздо более высоком содержании воды (Guenette et al., 1995; Guenette, Sveum, 1995; Guenette, Wighus, 1996). Скорость сжигания нефти методом ISB обычно описывается в единицах толщины за единицу времени. Скорость ликвидации пятна при сжигании нефти на месте разлива зависит от размера (диаметра) пламени, толщины пятна, типа нефти и условий окружающей среды. Для наиболее крупных (диаметром > 3 м) очагов пламени на неэмульгированной сырой нефти в воде эмпирически установлено, что скорость сгорания составляет 3,5 мм/мин. Автомобильное дизельное топливо и авиационное топливо на воде горят с чуть большей скоростью, приблизительно 4,0 мм/мин (Babrauskas, 1988). Основные процессы, задействованные в методе ISB, хорошо изучены и проверены в лабораторных и полевых экспериментах еще в 1970-х гг. В недавних исследованиях внимание было сосредоточено на некоторых тонкостях применения метода ISB как средства ЛАРН, например, на вопросах воспламенения и горения эмульсий, а также воспламенения и горения загрязненного нефтью снега и нефти в различных видах льда. В 1990-х гг. основным вопросом исследований стало сжигание эмульсий, после второй попытки сжигания сырой нефти, разлитой при крушении танкера Exxon Valdez, которая провалилась вследствие высокого содержания воды в эмульсии (Allen, 1991). Исследовательские программы проводились в шт. Аляска, а также совместно в Канаде и Норвегии; их целью было изучение возможности сжигания пятен эмульгированной нефти на воде и среди льдов в различных условиях окружающей среды, включая волнение. Также в начале 1990-х гг. в Норвегии проводилось полевое исследование по сжиганию дизельного топлива и сырой нефти в снегу, в ходе которого было установлено, что смесь нефти и снега с содержанием нефти по объему 3 4% можно воспламенять с помощью катализатора и сжигать с эффективностью до 90% и выше даже спустя две недели после разлива (Sveum, Bech, 1991). В начале 2000-х гг. в исследованиях рассматривалось влияние, которое на процессы воспламенения и сжигания нефти оказывают снеговой и ВНУТРИВОДНЫЙ ЛЕД. В этих условиях сжигание возможно, но было установлено, что его скорость составляет от четверти до половины скорости сжигания на открытой воде, при более низкой общей эффективности (Buist et al., 2003)

23 В недавней работе, которая являлась частью исследовательской программы SINTEF JIP, рассматривалась воспламеняемость различных сортов нефти в зависимости от их первоначального состава и степени выветривания. Один из ключевых выводов этой работы состоял в том, что нефть, разлитая во льдах, сохраняет способность к воспламенению и горению в течение гораздо более длительного периода, чем на открытой воде. Происходит это вследствие совокупного воздействия следующих факторов: замедленного распространения, замедленного выветривания и замедленного эмульгирования в присутствии льда, а также вследствие воздействия низких температур (Sorstrom et al., 2010). Сжигание нефти на месте на открытой воде Метод ISB позволяет очень быстро и эффективно удалить нефть с водной поверхности. Применение буксируемого бонового ограждения, с помощью которого улавливается разлитая нефть, увеличивается ее толщина, а также изолируется некоторая часть разлива на открытой воде или в разреженных льдах, с последующим воспламенением нефти гораздо проще операций по ЛАРН, предусматривающих использование механических средств сбора, транспортировки, хранения, обработки и утилизации. Потенциальная эффективность метода ISB уже давно признана, было несколько широко известных случаев разлива нефти с танкеров, где основная ее часть выгорела от непреднамеренного возгорания, произошедшего при аварии судна. Однако запланированное воспламенение нефтяных пятен на воде начали всерьез рассматривать только с 1980-х гг., когда исследователи разработали первое поколение огнеупорного локализирующего бонового заграждения. Такое боновое заграждение в рамках метода ISB применялось при ликвидации нескольких разливов нефти на открытой воде в Северной Америке в 1990-х гг.: крупного разлива с танкера на удалении от берега, выброса у прибрежной полосы, а также разлива из трубопровода в реку. При выбросе нефти из нефтяной скважины Макондо в Мексиканском заливе в 2010 г. отмечалось крупномасштабное применение огнеупорных боновых заграждений, что позволило сжигать значительную часть нефти на постоянной основе. За три месяца было выполнено почти 400 сжиганий, при этом по приблизительным оценкам из морской среды было удалено от до баррелей нефти (Mabile, 2010). Огнеупорные боновые заграждения последнего поколения заметно изменились по сравнению с их первоначальной конструкцией в х и 1980-х гг. На рынке также представлено несколько изделий, прошедших типовые испытания на проверку их пригодности и долговеч- ности при выполнении поставленных задач. Развитие конструкции огнеупорных боновых заграждений и методик их типовых испытаний, направленных на обоснование их эффективности, описываются далее в этой главе. Сжигание нефти на месте в разреженных льдах Метод ISB рассматривался как важный метод ЛАРН при разливах нефти в арктических широтах еще с момента начала морского бурения в канадских территориальных водах моря Бофорта в середине 1970-х гг. Полевые исследования, проведенные в то время, показали, что путем сжигания нефти на льду можно практически полностью удалить всю нефть, находящуюся на поверхности берегового припая, при этом остается минимальное количество нефти, которое можно собрать вручную. Кульминацией работ в этой области была программа полномасштабных полевых исследований в 1980 г., посвященная изучению поведения и ликвидации выброса нефти из смоделированной подводной нефтескважины, расположенной под береговым припаем (Dickins, Buist, 1981). Исследования по ликвидации разлива нефти в паковых или разреженных льдах также начались в 1970-х гг. и возобновились в последние годы, когда возобновились нефтепоисковые работы в арктических регионах. При хорошо известной эффективности применения метода ISB на открытой воде и в некоторых ситуациях с присутствием льда, он является приоритетной областью научно-исследовательских работ. Исследователи ведут работы на Аляске, в Канаде и в Норвегии, в лабораторных условиях, в испытательных бассейнах, а также в рамках полевых экспериментов. Экспериментальным работам значительно способствовало создание в 1990-х гг. испытательного бассейна OHMSETT в г. Леонардо, штат Нью-Джерси, США, который использовали для испытаний с моделированием зимних условий, так как он позволяет при необходимости охлаждать воду и использовать искусственный морской лед. В настоящее время все исследования по ЛАРН в разреженном льду сходятся в том, что метод ISB является хорошим способом ЛАРН, но его эффективность в значительной мере зависит от первоначальных условий разлива, а особенно от толщины пятна. В случае если разлив нефти произошел на неподвижном поле относительно сплоченного льда, нефть в основном не растекается, при этом образуя пятно с толщиной, достаточной для эффективного сжигания. С другой стороны, при разливе нефти на менее сплоченный лед, отмечается ее 44 45

24 тенденция к распространению и истончению слоя с течением времени, что делает сжигание неэффективным, если не применять какиелибо средства локализации пятна. Рассмотрим три диапазона сплоченности льда: В условиях открытой воды до наличия приблизительно 30% ледового покрытия лед не оказывает существенного влияния на распространение и перемещение нефти, поэтому возможно применение методов ISB, предназначенных для сжигания нефти на открытой воде. Сюда относится сбор пятен в местах с минимальным ледовым покровом с помощью буксируемых боновых заграждений, с последующим воспламенением нефти. В случае если ледовый покров занимает от 30 до 70% акватории, лед снижает скорость распространения и перемещения нефтяного пятна, но не до полной его локализации. Развертывание боновых заграждений и работа с ними при такой сплоченности льда затруднительны. В случае если ледовый покров занимает от 70 до 90% и более, плотно сомкнувшиеся льдины обеспечивают локализацию разлива; если первоначальная толщина пятна достаточно большая, то она таковой и останется, и здесь возможно эффективное применение сжигания. Возможность эффективного сжигания нефти при высокой сплоченности льда доказана лабораторными и полевыми исследованиями, проводившимися в течение последних 30 лет. Для сжигания нефти при низкой сплоченности льда необходимо собрать и локализовать достаточное количество нефти, позволяющее получить нефтяное пятно нужной толщины. Во время экспериментальных разливов, выполненных в Баренцевом море в гг., проводились испытания двух типов огнеупорных боновых заграждений (рис. 9) на предмет возможности их применения во льдах (Potter, Buist, 2010). Данные эксперименты проводились в рамках проекта SINTEF JIP. В первый год проводились испытания без нефти, целью их было подтверждение возможности выполнения процедур развертывания с помощью привлекаемого судна (т.е. ледокола, изначально не предназначенного для применения в операциях ЛАРН), а также определение эффективных процедур маневрирования боновым заграждением для улавливания нефти, плавающей среди льдин. Эта работа выполнялась с целью доказать эксплуатационную пригодность способа до получения одобрения на проведение эксперимента с использованием нефти в 2009 г. Оба боновых заграждения, применявшиеся для экспериментов в Норвегии, прошли обширную про- Рис. 9. Сжигание нефти на месте в дрейфующих льдах с применением огнеупорных боновых заграждений (SINTEF) Битый лед характеризуется как скопление плавающего льда, состоящего из фрагментов, поперечные размеры которых не превышают 2 м. Это обломки от других разновидностей льда. Битый лед часто образуется при столкновении льдин или падении ледяных торосов. Рис. 10. Метод сжигания нефти на месте (ISB) в проталинах (компания Dome Petroleum) грамму испытаний своих огнеупорных качеств в испытательном бассейне. Оба типа этих заграждений применялись для локализации инцидента на Макондо в 2010 г. для проведения успешного сжигания нефти по методу ISB. Сжигание нефти на месте при ее разливах в паковых льдах во время их разрушения, вероятнее всего, будет проходить проще, чем эти же операции при той же сплоченности льда, но в период его замерзания. Осенью море начинает замерзать постепенно, при этом появляются значительные количества шуги (снегового льда), которые могут значительно затруднить операции по локализации и наращиванию толщины нефтяных пятен (естественным способом или с применением бонов) для их сжигания. С наступлением зимы также все более усложняется навигация. При ледоломе образуется гораздо меньше шуги и снеговой каши, льдины истончаются и тают, светлое время в сутках приближается к 24 часам, а температура повышается. Сжигание нефти на месте на сплошном льду Нефть может попасть на поверхность льда в результате непосредственного разлива либо вследствие ее миграции сквозь лед в весеннее время (из слоев нефти, заключенных под ледовым покрытием или внутри него, после подводного выброса в зимнее время). В таких ситуациях, метод ISB может рассматриваться как одна из контрмер для удаления нефтяных пятен. В настоящее время накоплен достаточно большой объем знаний, касающихся способов воспламенения и сжигания нефти в проталинах, полученный в результате проведения экспериментов в канадских территориальных водах моря Бофорта в 1970-х и 1980-х гг. (рис. 10). В случае с большим количеством проталин, разбросанных на большой территории, для воспламенения отдельных нефтяных пятен можно применять вертолеты с воспламенителями. На небольших территориях могут применяться способы ручного воспламенения. На данный момент продолжаются работы по разработке усовершенствованных способов воспламенения нефти с самолетов, которые обладают гораздо большей грузоподъемностью и радиусом действия, необходимыми для проведения операций сжигания в удаленных арктических регионах. Под действием ветра нефть в проталинах может сгоняться к подветренной кромке льда, где ее толщина достигает нескольких миллиметров. Эффективность сжигания нефти в отдельных проталинах может превышать 90 95%. Общая эффективность сжигания на месте при удалении нефти с поверхности льда, установленная при проведении полевых испытаний, лежит в пределах от 30 до 90%, и 46 47

25 в среднем составляет 60 70%. Эффективность зависит от обстоятельств разлива, например, от распределения размеров проталин относительно точности внесения воспламенителя, толщины пленки, степени эмульгирования и т.д. (Dickins, Buist, 1981). Для областей неподвижного льда, где нефть может появиться на поверхности ранней весной, возможно вручную смыть и/или собрать остатки горения до момента окончательного разрушения ледового покрова. Сжигание нефти на месте в снегу Нефть, разлитая на поверхности льда и смешавшаяся со снегом, может успешно сжигаться в сугробах даже в условиях арктической зимы. Во многих случаях ожидание момента, когда снег растает, может привести к образованию тонких пленок нефти, не способных поддерживать горение и распространенных на большой территории ледового покрытия. В то же время загрязненная нефтью снежная масса, доля снега в которой достигает 70%, может сжигаться на месте. Для смесей с более высоким содержанием снега (т.е. с более низким содержанием нефти) для инициации горения могут использоваться катализаторы, такие как дизельное топливо или свежая сырая нефть. Для еще более разжиженных смесей нефти в снегу целесообразно сгребать загрязненный нефтью снег в сугробы, пока нефть не сконцентрируется до уровня, допускающего успешное воспламенение и сжигание. При этом сугробы загрязненного нефтью снега должны быть конусообразными с углублением посередине, куда помещается воспламенитель. Под действием тепла от пламени тают окружающие внутренние стенки конического сугроба, при этом из снега высвобождается нефть, которая стекает в центр сугроба и служит топливом для огня. При таком способе образуются значительные количества талой воды у основания сугроба, которую следует отводить. Воспламенители Существует большое разнообразие методов для сжигания нефтяного пятна, в том числе особые устройства, сконструированные или модифицированные специально для метода ISB, наряду с простыми импровизированными методами. Существует два важных компонента успешного воспламенения нефти на воде: нагрев нефти до температуры горения с образованием достаточного количества паров, поддерживающих непрерывное горение, и внесение источника воспламенения для инициации горения. Для лёгких очищенных нефтепродуктов температура вспышки может быть близкой к температуре окружающей среды, поэтому для вос- пламенения предварительный их нагрев вряд ли потребуется. Для других нефтепродуктов, а также для нефтепродуктов, подвергнувшихся выветриванию и/или эмульгированию, температура вспышки значительно превышает температуру окружающей среды, поэтому для воспламенения нефти ее требуется разогреть до нужной температуры. Система воспламенения нефти каплями горящего топлива с вертолета изначально разрабатывалась как инструмент сжигания лесных вырубок (обрезков, веток и т. п. отходов, образующихся в процессе лесозаготовок), а также для разведения встречного огня при борьбе с лесными пожарами. В середине 1980-х гг. система была адаптирована к применению в рамках метода ISB и показала себя эффективным средством для воспламенения разлитой нефти. Система воспламенения нефти с вертолета прошла обширные испытания, применялась в серии полевых исследований и за последние годы значительно усовершенствовалась (NRT, 1995 г.). Система воспламенения нефти с вертолета выбрасывает поток загущенного горючего, которое воспламеняется сразу же после выхода из специального контейнера, переносимого вертолетом. Поток горящего топлива распыляется на отдельные капли, которые падают на нефтяное пятно. Пламя горящих капель держится несколько минут, нагревая нефть, а затем воспламеняя ее пары. Обычно в качестве топлива используется бензин, но научно-исследовательские работы показали, что альтернативные виды горючих материалов, такие как дизельное топливо, сырая нефть или смесь трех указанных типов горючих материалов обеспечивают более интенсивную теплоотдачу; их применение целесообразно для сжигания сильно выветренной нефти или эмульсий, трудно поддающихся воспламенению (Guenette, Sveum, 1995). Был разработан целый ряд ручных воспламенителей, которые представляют собой устройства, забрасываемые на пятно вручную с борта судна или вертолета. В таких воспламенителях используется разнообразное топливо, включая твердое, брикеты загущенного керосина, реактивные химические соединения, а также их сочетания. Температура горения таких устройств лежит в пределах от 650 до 2500 C, а время горения составляет от 30 секунд до 10 минут. Большинство ручных воспламенителей оснащено запалами с замедлением, которые дают достаточно времени на заброс воспламенителя в пятно и на успокоение волнения нефти перед ее воспламенением (Guenette, Thornborough, 1997; Moffatt, Hankins, 1997). Для воспламенения нефти в малых локализованных разливах возможно применение простых, импровизированных средств. Например, для воспламенения нефти на земле, льду и воде используются 48 49

26 травосжигатели на пропане или бутане. Так как травосжигатели при работе разгоняют нефть из-под пламени, применение этих способов оправдано только для локализованных пятен значительной толщины. Для воспламенения малых разливов также успешно применяются ветошь или пакля, пропитанные горючим материалом. Более эффективным горючим для пропитки ветоши или пакли является дизельное топливо, так как оно горит медленнее бензина, а следовательно, обеспечивает лучший предварительный нагрев нефти. В качестве импровизированного самостоятельного воспламенителя можно также использовать загущенное топливо для системы воспламенения нефти с вертолета. Именно этот метод использовался при испытательном сжигании нефти, разлитой в результате крушения танкера Exxon Valdez в 1989 г. Бензин и загуститель были смешаны вручную в пластиковом мешке, затем мешок подожгли и пустили дрейфовать на пятно, локализованное с помощью огнеупорного бонового заграждения. При разливе нефти на скважине Макондо в 2010 г. воспламенение приблизительно 400 очагов сжигания производилось с применением загущенного топлива, разлитого в пластиковые бутылки с закрепленными на них сигнальными ракетами. Огнеупорные боновые заграждения В арктических водах с низкой сплоченностью льда боновые заграждения могут использоваться таким же способом, что и на открытой воде. После успешного испытательного сжигания разлива с танкера Exxon Valdez, значительные усилия были направлены на совершенствование технологии изготовления огнеупорных боновых заграждений и на разработку огнеупорных и огнестойких боновых заграждений новой конструкции с повышенным сроком службы и более простых в обращении. Было сделано несколько успешных шагов в технологии, к которым, в том числе, относятся боновые заграждения с водяным охлаждением, где вода нагнетается через пористый внешний слой войлочного покрытия, что позволяет защитить внутренние плавучие и мембранные компоненты, а также небольшие, более легкие огнеупорные боновые заграждения из нержавеющей стали, которые предназначены для применения в виде огнеупорного U-образного кармана, включенного в состав обычного и/или огнеупорного бонового заграждения. Прямым результатом усилий, направленных на разработку огнеупорных боновых заграждений, явилась разработка протоколов испытаний таких заграждений, которые впоследствии были утверждены Американским обществом испытания материалов (ASTM F2152 Рис. 11. Сжигание нефти на месте с применением огнеупорных боновых заграждений (SINTEF) Стандартное руководство по сжиганию разливов нефти на месте: огнеупорное боновое заграждение) (ASTM, 2011 г.). Опыт применения нескольких огнеупорных боновых заграждений при недавней аварии на скважине Макондо подтвердил надежность испытательного процесса в части относительной долговечности нескольких боновых заграждений от разных изготовителей (рис. 11). Имея возможность проводить сжигание нефти в море при ликвидации аварии на скважине Макондо, производители собрали важную информацию и значительно усовершенствовали свои изделия (например, в боновых заграждениях с водяным охлаждением была увеличена скорость подачи воды, а в неохлаждаемых огнеупорных бонах были применены более термостойкие материалы). Серия огнеупорных боновых заграждений прошла испытания в испытательном бассейне OHMSETT. Было выявлено, что эффективность локализации нефтяного пятна этими заграждениями сравним с эффективностью локализации обычного бонового заграждения. Вследствие большой массы материалов, обеспечивающих огнестойкость, погонная масса таких заграждений обычно значительно больше, а отношение общей плавучести бона к его массе гораздо ниже, по сравнению с большинством боновых заграждений обычного типа. Как результат, они, в основном, неприменимы в условиях сильного морского волнения, но эта проблема отсутствует в условиях разреженного дрейфующего льда, так как лед обеспечивает гашение волн. Применение собирающих поверхностноактивных веществ (ПАВ) для облегчения процесса сжигания нефти на месте Ключ к эффективному применению метода ISB это достаточная толщина нефтяного пятна. Сплоченный паковый лед не позволяет нефтяным пятнам распространяться и позволяет применять метод ISB за счет естественной концентрации нефти между льдинами, но в условиях разреженного пакового льда нефтяные пятна могут быстро распространяться, вследствие чего они становятся слишком тонкими, чтобы их можно было воспламенить. С помощью огнеупорного бонового заграждения можно собирать пятна и поддерживать их достаточную толщину на относительно открытой воде. Однако при повышении сплоченности льда применение бонового заграждения становится затруднительным. В 2004 г. был начат многолетний совместный отраслевой проект по изучению возможности применения нефтесобирающих ПАВ в качестве альтернативы боновым 50 51

27 заграждениям для увеличения толщины пятен с целью облегчения использования метода ISB. На рис. 12 показан снимок, сделанный во время проведения успешных полевых испытаний нефтесобирающих ПАВ в рамках проекта SINTEF JIP (2009 г.). В гг. были завершены лабораторные эксперименты, направленные на рассмотрение концепции применения нефтесобирающих ПАВ для увеличения толщины нефтяного пятна в разреженных паковых льдах для последующего его сжигания методом ISB. Обнадеживающие результаты стали толчком для проведения испытаний среднего масштаба на базе научно-технической лаборатории армии США по изучению северных районов (CRREL), испытательного бассейна OHMSETT и учебно-тренировочного полигона пожарной подготовки в г. Прудо-Бэй, штат Аляска (Buist, Morrison, 2005; Buist et al., 2006; 2007; 2008). ПАВ, применявшиеся в данных экспериментах, доказали свою эффективность за счет значительного уплотнения нефтяных пятен в холодной воде, а также в битом и снеговом льду при сплоченности ледового покрова до 70%. Воспламенение и сжигание пятен, собранных с помощью ПАВ, проходило одинаково хорошо как в битом, так и в снеговом льду, при температуре воздуха ниже -17 C. Эффективность сжигания собранных пятен была близка к теоретически достижимым максимальным показателям для нефтяных пятен такого же размера, но локализованных на открытой воде механическими средствами. В качестве завершающего испытания собирающие вещества прошли успешные полевые испытания в 2008 г. в рамках Совместной отраслевой программы по ЛАРН в арктических и ледовых условиях, которые были организованы SINTEF в Баренцевом море. Эффективность сжигания с применением ПАВ для увеличения толщины и локализации нефти во льдах в двух экспериментах превысила 90% (Buist, Potter, 2010). На текущий момент исследования продолжаются, ставя своей целью разработать более эффективные нефтесобирающие ПАВ, а также технологию и оборудование для их практического применения. Рис. 12. Сжигание нефти на месте с применением нефтесобирающих ПАВ (SINTEF) Рис. 13. Остатки невыгоревшей нефти на поверхности воды после сжигания на месте (NIST) окись серы, моноокись углерода, полиядерные ароматические углеводороды (ПАУ), кетоны, альдегиды, а также другие побочные продукты горения. ОСТАТКИ ПОСЛЕ СЖИГАНИЯ слоя сырой нефти толщиной мм методом ISB с типичной эффективностью (>85%) представляют собой слой полутвердого дегтеобразного вещества. При большей толщине пятна, что является обычным при применении буксируемого огнеупорного бонового заграждения (примерно мм), остатки могут быть твердыми (рис. 13). В 1990-х гг. предпринимались совместные усилия по исследованию потенциального воздействия сжигания на месте на окружающую среду. Отделом научно-технических исследований чрезвычайных ситуаций Министерства по охране окружающей среды Канады (ESTS), а также Испытательной пожарной лабораторией для сооружений Национального института стандартизации и технологии (NIST) было инициировано две крупномасштабные программы. Обе организации осуществляли сбор и анализ данных на базе экспериментальных возгораний, выполненных в каждой из них. В обеих программах рассматривались разные аспекты дымовыделения и сажеобразования. В рамках программы Министерства по охране окружающей среды Канады было предусмотрено выполнение серии возгораний сырой нефти и дизельного топлива на воде в широком диапазоне масштабов возгорания. Кульминацией программы в 1994 г. стал эксперимент NOBE по сжиганию нефти у побережья о. Ньюфаундленд (Fingas et al., 1994). Внимание программы NIST было сосредоточено на возгораниях малого и среднего масштаба в г. Мобил, Алабама, и г. Прудо-Бэй, Аляска, с применением различных типов сырой нефти и продуктов нефтепереработки (McGrattan et al., 1994; 1995). Работы обеих групп значительно расширили представление о составе дыма, выделяемого при сжигании нефти на воде, а также о способах прогнозирования вредного воздействия дыма на окружающую среду в направлении ветра. Результатом работ явилась разработка компьютерных моделей, которые применяются для прогнозирования концентраций дыма в направлении ветра (см. Главу 7 «Выбор метода ликвидации разливов нефти»). Влияние сжигания нефти на здоровье людей и состояние окружающей среды Многочисленные исследования продуктов горения при применении метода ISB показали схожие результаты.от 85 до 95% сжигаемой нефти преобразуется в двуокись углерода и воду; от 5 до 15% нефти эффективно не сжигается и преобразуется в твердые частицы, в основном в сажу; оставшиеся 1 3% составляют двуокись азота, дву- В исследованиях, проведенных в 1990-е гг., также изучались остатки сжигания. Исследования показали, что остатки сжигания сырой нефти практически не обладают острой токсичностью для биологических видов-индикаторов как в соленой, так и в пресной воде (Daykin et al., 1994; Blenkinsopp et al., 1997). Это связано с процессом сжигания нефти, ведь при эффективном сжигании сгорают наиболее легкие и токсичные компоненты сырой нефти. В дальнейших исследованиях рассматривались биологические виды, обитающие на дне, которые 52 53

28 подверглись очень незначительному токсическому воздействию от попадания остатков после сжигания в морскую воду (Daykin et al., 1994; Blenkinsopp et al., 1997). В рамках других исследований изучалась потенциальная возможность погружения остатков горения на дно. В некоторых случаях это может произойти, в зависимости от начальной плотности нефти и эффективности сжигания (при высокоэффективном сжигании образование остатков высокой плотности более вероятно). Затонувшие остатки могут оказать негативное воздействие на флору и фауну морского дна, для которой разлив нефти на поверхности воды как таковой угрозы не представляет. Такая ситуация отмечалась, например, при разливе нефти с танкера Haven в Италии в 1991 г., где произошло непреднамеренное возгорание нефти, а также при разливе нефти с танкера Honam Jade в Южной Корее в 1983 г. (Martinelli et al., 1995; Moller, 1992). В обоих случаях остатки загрязнили морское дно на относительно небольшой локализованной территории, в результате чего пришлось свернуть рыболовецкий промысел. Важно отметить, что остатки, образующиеся в результате сжигания, не так просто локализовать; скорее всего, они будут представлять собой небольшие фрагменты, разбросанные на обширной территории. Для определения стратегии уборки, которая обеспечит максимальную защиту окружающей среды, требуется тщательно оценить потенциальное воздействие затонувших остатков горения на экологию, а также время и ресурсы, необходимые для сбора остатков до момента их погружения под воду. В некоторых случаях целесообразно задействовать все имеющиеся ресурсы на операции по сжиганию (для больших количеств нефти), а не направлять их на сбор относительно малого количества малотоксичных остатков от сжигания. Выделение дыма при сжигании методом ISB, а также уровни концентрации его частиц у поверхности земли или моря вызывают особенное беспокойство общественности, так как дым может разноситься по ветру на расстояние в несколько миль. С точки зрения воздействия на здоровье человека, особое внимание обращается на частицы дыма, имеющие достаточно малый размер, диаметром менее 2,5 мкм, т.е. способные попасть в дыхательные пути и легкие. Они обозначаются индексом PM-2,5 (PM твердые частицы). Наиболее высокая концентрация твердых частиц в шлейфе дыма отмечается в очаге сжигания, концентрация снижается с увеличением расстояния до очага, в основном, за счет перемешивания с чистыми воздушными потоками, дисперсии и выпадения в виде осадков, а также за счет вымывания дождем и снегом. Концентрацию частиц PM-2,5 в шлейфе дыма трудно спрогнозировать с большой точно- стью, так как она зависит от многих факторов, в том числе от: количества сажи, размера очага горения, эффективности сжигания, расстояния от очага сжигания в направлении ветра, особенности рельефа местности, атмосферных условий (например, скорости ветра). Базовый подход, принятый в США, обеспечивает соблюдение норм концентраций, установленных Национальными стандартами качества окружающего воздуха (NAAQS) на населенных территориях, расположенных в направлении ветра, путем контроля состава дымового шлейфа в реальном времени. Если такой контроль организовать невозможно, то для определения безопасных расстояний от очага законодательство США также позволяет применять модели траектории перемещения дымового шлейфа с введением коэффициента запаса безопасности. При ликвидации аварийных разливов нефти в федеральных территориальных водах США, на применение метода ISB требуется получить разрешение от соответствующей региональной группы ЛАРН США. Для ликвидации разливов нефти в территориальных вода США, подпадающих под юрисдикцию штата (на 3 морские мили в море и на континент; с некоторыми отличиями для отдельных штатов), ответственность за санкционирование применения метода ISB возлагается на агентство по контролю качества окружающего воздуха того штата, у которого произошел разлив, а также на объединенный координационный штаб ЛАРН (более подробную информацию заинтересованные стороны могут получить в Службе береговой охраны США). Как NIST, так и Национальное управление океанических и атмосферных исследований (NOAA) разработали модели, позволяющие прогнозировать изменения концентрации дыма по мере его сноса в направлении ветра. Это достаточно сложные модели, в качестве вводных данных для которых требуются подробные сведения о разливе, сведения о метеорологической обстановке, поэтому работать с ними должны исключительно специалисты. В качестве средств промежуточного планирования можно использовать общие примеры. В институте NIST была разработана простая методика для приблизительной оценки максимального расстояния в направлении ветра на местности с простым или сложным рельефом, на котором концентрации сажи в дымовом шлейфе от сжигания нефти на месте рассеются и диспергируются ниже заданного уровня (Walton, Jason, 1998). Если требуется, то возможно составление более точных прогнозов на время инцидента, с применением доступных моделей и с учетом конкретных условий инцидента. Расстояние, на котором концентрация сажи падает ниже заданного уровня, в 54 55

29 первую очередь зависит от высоты рельефа местности и глубины слоя смешения относительно возвышения очага горения; скорость ветра является вторым по важности фактором. Приблизительное расстояние в направлении ветра при перемещении дыма над землей с допустимой концентрацией частиц PM-2,5 у земли при горении в пределах от 500 до 1000 баррелей в час, составляет от 5 до 10 км (3 6 миль). Потребность в установлении зоны безопасности такого размера, скорее всего, не будет препятствовать применению метода ISB в Арктике, вследствие относительно низкой плотности населения в этих районах. Зоны безопасности для соблюдения концентраций частиц PM-2,5 также могут легко устанавливаться при сжигании нефти в открытом море. Потенциальное воздействие дымовых шлейфов также должно быть проанализировано, так как они могут ограничивать видимость и влиять на безопасность судов, летательных аппаратов и автомобилей в непосредственной близости от очага горения, а также по направлению ветра. Следует, однако, отметить, что при аварии на скважине Макондо дымовые шлейфы, образованные при сжигании по методу ISB, не вызвали заметного ухудшения видимости с судов и летательных аппаратов, даже в случае с несколькими очагами горения в непосредственной близости от них. Рассеивание света является основной причиной ухудшения видимости, что происходит вследствие присутствия в воздухе мелких частиц дыма, размером 0,3 0,6 мкм. Моделирование также позволяет оценить уровень данных воздействий, но маловероятно, чтобы на уровне земли отмечалось серьезное ухудшение видимости при соблюдении расстояний отчуждения для осаждения частиц PM-2,5. Дымовой шлейф может также стать причиной локального и временного изменения внешнего вида местности. Даже в случае очень низкой концентрации твердых частиц в дымовом шлейфе их присутствие может быть весьма ощутимым, что приведет к обеспокоенности общественности. Краткие выводы Метод сжигания нефти на месте является проверенным способом ЛАРН, который позволяет быстро уничтожить нефть с эффективностью до 98%. Более чем за 30 лет исследований накоплена обширная база знаний по основополагающим принципам сжигания (пределы воспламенения, скорости горения, влияние толщины пятна и степени эмульгирования); многие данные напрямую относятся к сжиганию в арктических условиях. Присутствие льда может увеличить «окно возможности» для эффективного применения метода ISB, за счет замедления распространения, выветривания и эмульсификации нефти. Имеются средства прогнозирования, с помощью которых специалисты могут определить воспламеняемость различных сортов нефти, исходя из их первоначального состава и вероятной степени выветривания. Накоплена также обширная база знаний по влиянию сжигания на окружающую среду. Эта информация может оказаться полезной при планировании мер по борьбе с разливами и в период принятия решений в рамках ЛАРН. В условиях очень разреженного пакового льда (30% и менее), на распространение и перемещение нефти присутствие льда практически не оказывает влияния, поэтому во многих случаях возможно применение способов сжигания нефти на открытой воде. В общем случае это сбор пятен с помощью огнеупорных боновых заграждений, управляемых буксирами, с последующим воспламенением нефти. Во льдах средней сплоченности (от 30 до 70%), лед снижает скорость распространения и перемещения пятна, но не способен полностью локализовать нефтяной разлив. Применение боновых заграждений при такой сплоченности льда затруднительно, если вообще возможно. Вместо этого можно применять нефтесобирающие ПАВ, которые служат для концентрации нефтяных пятен до толщины, достаточной для их сжигания. [Рекомендуем обратиться к соответствующим нормативным и законодательным актам конкретной страны для получения подробной информации о порядке лицензирования и одобрения к применению ПАВ в рамках операций по ликвидации аварийных разливов нефти.] В плотных паковых льдах (70% и выше) льдины способствуют локализации нефти; пятна, изначально имевшие большую толщину, сохраняют ее, что позволяет производить их эффективное сжигание. К недавним технологическим усовершенствованиям относятся боновые заграждения с повышенными огнеупорными качествами и применение нефтесобирающих ПАВ совместно со сжиганием. Существует множество средств воспламенения, при этом ведутся разработки новых, усовершенствованных методов. В рамках одного из разрабатываемых методов рассматривается применение системы воспламенения загущенным топливом на базе самолетов, что решит вопрос ограниченной грузоподъемности и радиуса действия, актуальный при привлечении к операциям вертолетов

30 Метод ISB (с применением огнеупорных боновых заграждений) сыграл заметную роль в мероприятиях ЛАРН при выбросе нефти из скважины Макондо в Мексиканском заливе. Ключевым преимуществом этого метода было безопасное и эффективное уничтожение больших количеств нефти при минимальном привлечении персонала и оборудования. В итоге сжигание позволило эффективно и рационально распорядиться имеющимися силами и средствами для уменьшения воздействия на окружающую среду нефти, разлитой на поверхности воды, если бы она достигла экологически чувствительных прибрежных и береговых зон. Метод сжигания на месте является очень важным средством для ликвидации аварийных разливов нефти в арктических условиях. Как показали исследования, он может успешно применяться при различных типах и степенях сплоченности льда. Рекомендуемая литература Alaska Regional Response Team (ARRT) In-situ burning guidelines for Alaska: Revision 1. Appendix ii, Annex F, in The Alaska Federal/State Preparedness Plan for Response to Oil and Hazardous Substance Discharges/Releases. Allen, A.A Contained controlled burning of spilled oil during the Exxon Valdez oil spill. In: Proceedings Arctic and Marine Oilspill Program (AMOP) Technical Seminar. No. 13, pp Environment Canada, Ottawa, Canada. Allen, A.A Controlled burning of crude oil on water following the grounding of the Exxon Valdez. In: Proceedings 1991 International Oil Spill Conference. American Petroleum Institute. Washington, DC, USA. Allen, A.A. and R.J. Ferek Advantages and disadvantages of burning spilled oil. In: Proceedings 1993 International Oil Spill Conference. American Petroleum Institute. Washington, DC, USA. Babrauskas, V Burning rates. The SFPE Handbook of Fire Protection Engineering. Published by the National Fire Protection Association, Quincy, MA, USA. pp. 2.1 to Bech, C., P. Sveum and I.A. Buist In-situ burning of emulsions: the effects of varying water content and degree of evaporation. In: Proceedings Arctic and Marine Oilspill Program (AMOP) Technical Seminar. No. 15, pp Environment Canada, Ottawa, Canada. Bech, C., P. Sveum and I.A. Buist The effect of wind, ice and waves on the in-situ burning of emulsions and aged oils. In: Proceedings Arctic and Marine Oilspill Program (AMOP) Technical Seminar. No. 16, Vol. 2, pp Environment Canada, Ottawa, Canada. Blenkinsopp, S.A., G.A. Sergy, K.G. Doe, G.D. Wohlgeschaffen, K. Li and M.F. Fingas Evaluation of the toxicity of the weathered crude oil used at the Newfoundland offshore burn experiment (NOBE) and the resultant burn residue. In: Proceedings Arctic and Marine Oilspill Program (AMOP) Technical Seminar. No. 20a: Environment Canada, Ottawa Canada. Buist, I. 2007a. In-situ burning for oil spills in ice-covered waters. In: Proceedings International Oil & Ice Workshop Minerals Management Service. Herndon, VA, USA. Buist, I. 2007b. Using herding surfactants to thicken oil slicks in pack ice for in-situ burning. In: Proceedings International Oil & Ice Workshop Minerals Management Service. Herndon, VA, USA. Buist, I. and J. Morrison Research on using oil herding surfactants to thicken oil slicks in pack ice for in-situ burning. In: Proceedings Arctic and Marine Oilspill Program (AMOP) Technical Seminar. No. 28, Vol. 1, pp Environment Canada, Ottawa, Canada. Buist, I. and S. Potter Barents Sea field test of herder to thicken oil for insitu burning. In: Proceedings Arctic and Marine Oilspill Program (AMOP) Technical Seminar. Environment Canada. Ottawa, Canada. Buist, I., D. Dickins, L. Majors, K. Linderman, J. Mullin and C. Owens. 2003a. Tests to determine the limits to in-situ burning in brash and frazil ice. In: Proceedings Arctic and Marine Oilspill Program (AMOP) Technical Seminar. No. 26, Vol. 2, pp Environment Canada, Ottawa, Canada. Buist, I.A., J. McCourt, K. Karunakaran, C. Gierer, D. Comins, N.W. Glover and B. McKenzie In-situ burning of Alaskan oils and emulsions: preliminary results of laboratory tests with and without waves. In: Proceedings Arctic and Marine Oilspill Program (AMOP) Technical Seminar. No. 19, Vol. 2, pp Environment Canada, Ottawa, Canada. Buist, I.A., J. McCourt, J.V. Mullin, N.W. Glover, C. Hutton and J. McHale Mid-scale tests of in-situ burning in a new wave tank at Prudhoe Bay, Alaska. In: Proceedings Arctic and Marine Oilspill Program (AMOP) Technical Seminar. No. 21, Vol. 2, pp Environment Canada, Ottawa, Canada. Buist, I., T. Nedwed and J. Mullin Herding agents thicken oil spills in drift ice to facilitate in-situ burning: a new trick for an old dog. In: Proceedings 2008 International Oil Spill Conference. American Petroleum Institute. Washington, DC, USA. Buist, I., S. Potter, T. Nedwed and J. Mullin Field research on using oil herding surfactants to thicken oil slicks in pack ice for in-situ burning. In: Proceedings Arctic and Marine Oilspill Program (AMOP) Technical Seminar. No 30, Vol. 1, pp Environment Canada, Ottawa, Canada

31 Buist, I., S. Potter, L. Zabilansky, P. Meyer and J. Mullin Mid-scale test tank research on using oil herding surfactants to thicken oil slicks in pack ice: An update. In: Proceedings Arctic and Marine Oilspill Program (AMOP) Technical Seminar. No. 29, Vol. 2, pp Environment Canada, Ottawa, Canada. Buist, I.A., S.L. Ross, B.K. Trudel, E. Taylor, T.G. Campbell, P.A. Westphal, M.R. Myers, G.S. Ronzio, A.A. Allen and A.B. Nordvik. (1994a). The science, technology and effects of controlled burning of oil spills at sea. Technical Report Series , Marine Spill Response Corporation, Washington, DC, USA. Daykin, M., G. Sergy, D. Aurand, G. Shigenaka, Z. Wang and A. Tang Aquatic toxicity resulting from in-situ burning of oil-on-water. In: Proceedings Arctic and Marine Oilspill Program (AMOP) Technical Seminar. No. 17b: Environment Canada, Ottawa, Canada. Dickins, D.F. and I.A. Buist Oil and Gas Under Sea Ice Study: Vols. 1&2. Prepared by Dome Petroleum Ltd. for COOSRA, Report CV-1, Calgary, AB, Canada (also published in Proceedings 1981 Oil Spill Conference, Atlanta GA, USA). Fingas, M.F., F. Ackerman, K. Li, P.G. Lambert, Z. Wang, M.C. Bissonnette, P.R. Campagna, P. Boileau, N.D. Laroche, P. Jokuty, R.D. Nelson, R.D. Turpin, M.J. Trespalacios, G. Halley, J.M.R. Belanger, J.R.J. Pare, N. Vanderkooy, E.J. Tennyson, D.V. Aurand and R.R. Hiltabrand The Newfoundland offshore burn experiment (NOBE) Preliminary results of emissions measurement In: Proceedings Arctic and Marine Oilspill Program (AMOP) Technical Seminar. No. 17b: Environment Canada, Ottawa, Canada. Fingas, M.F. and M. Punt In-situ burning: a cleanup technique for oil spills on water. Environment Canada Special Publication, Ottawa, Ontario, Canada. 214 pp. Guénette, C.C. and P. Sveum Emulsion breaking igniters: recent developments in oil spill igniter concepts. In: Proceedings Arctic and Marine Oilspill Program (AMOP) Technical Seminar. No. 18, Vol. 2, pp Environment Canada, Ottawa, Canada. Guénette, C.C. and J. Thornborough An assessment of two offshore igniter concepts. In: Proceedings Arctic and Marine Oilspill Program (AMOP) Technical Seminar. No. 20b: Environment Canada, Ottawa, Canada. Guénette, C.C.; P. Sveum; C.M. Bech and I.A. Buist Studies of in-situ burning of emulsions in Norway. In: Proceedings 1995 International Oil Spill Conference. American Petroleum Institute. Washington, DC, USA. Guénette, C.C. and R. Wighus In-situ burning of crude oil and emulsions in broken ice. In: Proceedings Arctic and Marine Oilspill Program (AMOP) Technical Seminar. No. 19, Vol. 2, pp Environment Canada, Ottawa, Canada. Mabile, N Fire boom performance evaluation: controlled burning during the Deepwater Horizon spill. Report to BP America. Houston, TX, USA. Martinelli, M., A. Luise, E. Tromellini, T. Sauer, J. Neff and G. Douglas The M/C Haven oil spill: Environmental assessment of exposure pathways and resource injury. In: Proceedings 1995 International Oil Spill Conference. American Petroleum Institute. Washington, DC, USA. McGrattan, K.B., H.R. Baum and R.G. Rehm Smoke plume trajectory from in-situ burning of crude oil in Alaska. In: Proceedings Arctic and Marine Oilspill Program (AMOP) Technical Seminar. No. 17, Vol. 1, pp Environment Canada, Ottawa, Canada. McGrattan, K.B., W.D. Walton, A.D. Putorti, W.H. Twilley, J. McElroy and D.D. Evans Smoke plume trajectory from in-situ burning of crude oil in Alaska - Field experiments. In: Proceedings Arctic and Marine Oilspill Program (AMOP) Technical Seminar. No. 18, Vol. 2, pp Environment Canada, Ottawa, Canada. Moffatt, C. and P. Hankins Results of experiments with flare type igniters on diesel fuel and crude oil emulsions. In: Proceedings Arctic and Marine Oilspill Program (AMOP) Technical Seminar. No. 20b: Environment Canada, Ottawa, Canada. Moller, T.H Recent experience of oil sinking. In: Proceedings Arctic and Marine Oilspill Program (AMOP) Technical Seminar. No 15: Environment Canada, Ottawa, Canada. National Institute of Science and Technology (NIST) SP 995: In Situ Burning of Oil Spills: A Resource Collection. Minerals Management Service and National Institute of Standards and Technology, March W.A. Walton, Ed. and J.V. Mullin, Project Manager. National Response Team (NRT) Science and Technology Committee Igniters and ignition technology for In Situ Burning of oil. NRT Fact Sheet. Washington, DC, USA. 5 pgs. Potter, S. and I. Buist In situ Burning in Arctic and Ice-Covered Waters: Tests of Fire-Resistant Boom in Low Concentrations of Drift Ice In: Proceedings Arctic and Marine Oilspill Program (AMOP) Technical Seminar. Environment Canada. Ottawa, Canada. Sørstrøm, S.E., P.J. Brandvik, I. Buist, P. Daling, D. Dickins, L-G. Faksness, S. Potter, J.F. Rasmussen and I. Singsaas Joint industry program on oil spill contingency for Arctic and ice-covered waters: Summary Report. SINTEF report A SINTEF. Trondheim, Norway. Projectweb/JIP-Oil-In-Ice/Publications/ 60 61

32 Sveum, P. and C. Bech Burning of oil in snow: experiments and implementation in a Norsk Hydro drilling contingency plan. In: Proceedings Arctic and Marine Oilspill Program (AMOP) Technical Seminar. No. 14, pp Environment Canada, Ottawa, Canada. Walton, W.D., and N.H. Jason (Eds.) In Situ Burning of Oil Spills Workshop Proceedings. NIST Special Publication. See: fire99/pd/f99015.pdf. Глава 4 Варианты действий по ликвидации разливов: Физическое и химическое рассеивание/диспергирование нефти После разлива нефти некоторое количество нефти рассеивается естественным образом в водяной толще. Скорость и качество такого рассеивания зависят от типа пролитой нефти и доступной энергии смешения. Естественное рассеивание происходит тогда, когда энергия смешения от волн и ветра достаточна для преодоления поверхностного натяжения на границе между нефтью и водой и разбивает пленку нефти на капли разных размеров. Обычно крупные капли нефти быстро всплывают и затем объединяются для того, чтобы снова сформировать нефтяную пленку, в то время как небольшие капли остаются во взвешенном состоянии в водяной толще, где они смешаются с вихревым потоками и в результате подвергнутся естественному биологическому разложению. Химические и физические диспергенты предназначены для ускорения естественного рассеивания нефти путем снижения поверхностного натяжения на границе раздела нефти и воды, облегчая образование небольших капель нефти под воздействием волн. На рис. 14 показан процесс применение диспергентов и рассеивания нефти. Применение диспергентов для уменьшения экологического воздействия разливов нефти в открытых водах было использовано в многочисленных полевых экспериментах и в качестве мер ЛАРН во многих случаях разлива нефти. В некоторых странах диспергенты широко используются в качестве основной меры по ликвидации разлива, в то время как в других странах они считаются альтернативной стратегий после локализации и механической уборки. По сравнению с боновыми заграждениями и скиммерами использование диспергентов дает важнейшее при локализации разливов преимущество по времени, позволяя устранить нефтяное пятно в кратчайшие сроки. Применяя диспергенты, можно обработать более обширные зоны нефтяной пленки, чем при использовании обычных систем локализации и восстановления. Более того, диспергенты особенно эффективны при сильном 62 63

33 1. Капли диспергента, попадающие на пленку (0.4 1 мм вн. диаметр) что использование диспергентов является потенциально высокоэффективной мерой для борьбы с нефтяными разливами в Арктике. Воздух Нефть Что такое диспергенты? Вода 2. Капли диспергента рассеиваются в нефти/эмульсии Нефть 3. Растворитель помогает доставить ПАВ к поверхности раздела нефти/воды ПАВ в растворителе 4. Диспергированная нефть рассеивается на капли Капли нефти, окруженные ПАВ Маленькие капли нефти (10 50 мкм) рассеиваются - гидрофобная часть - гидрофильная часть Тонкая пленка (<1мкм), оставшаяся на поверхности SINTEF волнении, когда иные технологии реагирования имеют пониженную эффективность или становятся небезопасными для выполнения. Рис. 14. Диспергенты улучшают естественное рассеивание и биоразложение нефти (источник: SINTEF) Исследовательские и испытательные программы последних 20 лет были посвящены важным вопросам потенциального использования диспергентов в арктических условиях, особенно оценке возможной эффективности их использования при низких температурах воздуха и воды. Эти исследования показали, что критические параметры для эффективного использования диспергентов как средства ЛАРН включают в себя характеристики диспергента, свойства нефти, способ применения диспергента, доступность достаточной энергии смешения для процесса рассеивания (Sorstrom et al., 2010). Ниже описаны некоторые самые значительные исследования данных параметров. Совокупность полученных в них результатов показывает, Химические диспергенты это смесь поверхностно-активных веществ (ПАВ), аналогичных по свойствам и воздействию многим видам обычного мыла; они были специально разработаны для безопасного применения в морской среде. При распылении на пленку нефти диспергенты рассеиваются на ней и снижают ее поверхностное натяжение. При наличии волновой энергии пониженное поверхностное натяжение помогает разбить нефтяное пятно на капли намного меньшего размера, чем образующиеся из необработанной нефти. Диспергенты были специально разработаны для данной задачи и наиболее эффективны на свежей нефти, которая еще не стала слишком вязкой под влиянием выветривания. Так как нефть на поверхности воды со временем меняет свои свойства вследствие атмосферного воздействия, использование диспергентов имеет определенное «окно возможностей» время, в течение которого их использование наиболее эффективно. Если нефть становится слишком вязкой или слишком эмульгированной, эффективность диспергентов снижается. «Окно возможностей» может значительно изменяться в зависимости от свойств нефти и условий разлива. Испытания на токсичность подтверждают, что диспергенты обладают приемлемо низкой токсичностью. Многие страны публикуют списки диспергентов, которые прошли стандартные испытания на токсичность и одобрены для использования. Например, Corexit 9500, входящий в число наиболее доступных диспергентов и использованный для локализации аварии в Макондо, состоит из различных компонентов, разрешенных для бытового применения (табл. 2). В некоторых странах, включая США, токсичность диспергентов измеряется в лаборатории при внесении их в список потенциальных диспергентов, но не используется в качестве критерия для разрешения на использование. Лабораторные и полевые исследования показали, что большего внимания заслуживает токсичность самой диспергированной нефти и ее влияние на окружающую среду, а не на токсичность диспергентов. Современные диспергенты гораздо менее токсичны, чем нефть в дисперсном состоянии. Министерство по охране окружающей среды Канады выявило, что современные диспергенты менее токсичны, чем обычные бытовые чистящие средства. Плюсы и минусы воздействия на окружающую среду при использовании диспергентов 64 65

34 должны оцениваться с точки зрения влияния нефти в дисперсном состоянии на организмы водяной толщи относительно потенциального влияния той же самой нефти, остающейся на поверхности и/или выбрасываемой на берег (IPIECA, 2001). Таблица 2. Применение ингредиентов Corexit 9500 в быту Ингредиенты Corexit 9500 Span 80 (ПАВ) Tween 80 (ПАВ) Tween 85 (ПАВ) Аэрозоль OT (ПАВ) Примеры обычного ежедневного применения Крем для кожи, состав для мытья тела, эмульгатор в соке Детский шампунь, жидкость для полоскания рта, лосьон для лица, эмульгатор в продуктах Лосьон для тела/лица, лосьоны для загара Увлажняющий агент в косметических продуктах, желатине, напитках Эффективность Номинальная эффективность диспергента DersEfficiency Номинальная эффективность сжигания Эффективность механической уборки Гликоль бутиловый спирт (растворитель) Дистиллят нефти (растворитель) Бытовые чистящие средства Освежитель воздуха, средство для чистки Скор. ветра (узлы) 0 Высота волны (футы) /4 1/ С веб-сайта Nalco: Зачем использовать диспергенты? Диспергенты не просто удаляют нефть с поверхности воды и смешивают ее с водной толщей они облегчают удаление нефти из окружающей среды, улучшая процесс естественного биоразложения. Более того, диспергенты обладают преимуществом по сравнению с иными альтернативными мерами ЛАРН, так как они могут быстро обрабатывать большие территории и могут применяться в широком диапазоне погодных условий, даже при значительном волнении моря, когда эффективность других технологий снижается (рис. 15). Диспергенты превращают пленки на поверхности в крошечные капли (диаметром менее 100 мкм), которые смешиваются в водной толще и быстро рассеиваются. Волны и течения распространяют капли нефти в дисперсном состоянии в водной толще, где нефть претерпевает естественное биоразложение. Польза от уменьшения размера капель двойная: во-первых, капли не всплывут на поверхность и будут оставаться взвешенными в водной толще, во-вторых, они имеют форму, которая более доступна для микроорганизмов, живущих в морской воде. Такие капли обладают площадью поверхности, до- ступной для колонизации бактериями в несколько сот раз больше, по сравнению с поверхностной пленкой. То есть диспергенты превращают нефтяное пятно в субстанцию, которая способна намного более эффективно разрушаться в воде природными микроорганизмами. Рис. 15. Оценка эффективности систем ЛАРН как функции от скорости ветра и высоты волны для легкой и средней нефти (A. Allen, 2009) Основной целью использования диспергентов является удаление нефти с поверхности моря и предотвращение ее попадания в прибрежные бухты и дельты рек или оседания на берегу другими словами, защита прибрежных жителей и местной экосистемы. В большинстве случаев биологические виды и ресурсы на водной поверхности (птицы, морские млекопитающие), в прибрежных зонах и на береговых линиях считаются более уязвимыми для воздействия нефти по сравнению с теми, которые могут контактировать с нефтью в дисперсном состоянии в воде. Рассеивание нефти в толще воды является компромиссным вариантом решения проблемы. Уменьшение вреда для береговых линий и организмов, которые могут взаимодействовать с пленками нефти на 66 67

35 поверхности означает подвергнуть организмы, живущие в воде, временному воздействию повышенных концентраций нефти в дисперсном состоянии. Результаты многих исследований показали, что компромисс может быть приемлем с учетом суммарной экологической выгоды для экосистемы в целом. Общая промышленная программа в исследовательской и промышленных службах университета Абердина (AURIS, 1994) выявила, что время восстановления среды обитания для загрязненных нефтью скалистых берегов может занимать 3 года, солончаков 5 лет, и мангровых зарослей 80 лет, в то время как реколонизация планктона является более быстрой, с восстановлением фитопланктона за недели, и восстановлением зоопланктона за месяцы. Однако диспергенты не следует использовать рядом с чувствительными экосистемами, такими как коралловые рифы и места нереста, и следует использовать с осторожностью на МЕЛКОВО- ДЬЕ. В ситуациях, когда могут затрагиваться экологически чувствительные ресурсы, использование диспергентов следует оценивать в зависимости от каждого конкретного случая. Дискуссии относительно преимуществ и потенциальных рисков применения диспергентов привели к возникновению многочисленных исследований экологического воздействия нефти в дисперсном и пленочном состоянии. Применение диспергентов в водах умеренного климата само по себе является темой для обсуждения, и было детально рассмотрено в документе «Диспергенты для нефтяных разливов», подготовленным норвежской независимой исследовательской организацией SINTEF (см. «Рекомендуемая литература»). Публикация включает в себя принципы использования диспергентов, критерии их эффективности, процесс принятия решений по их использованию, и несколько примеров как естественной дисперсии нефтяного пятна, так и дисперсии при помощи химреагентов. Другим ключевым трудом является публикация «Эффективность и воздействие диспергентов» Национального научноисследовательского совета (NRC, 2005), разработанная комитетом ученых и респондентов, которые провели анализ принятия решений на основе рисков и выдали свою оценку в форме рекомендаций по вопросам, с которыми сталкиваются надзорные органы и специалисты ЛАРН при принятии решения о применении либо неприменении диспергентов. Применение диспергентов в арктической среде В данном разделе рассматривается применение химических диспергентов в Арктике, включая их эффективность в различных условиях, а также описываются результаты наиболее важных исследований по этой тематике. Мелководье в соответствии с документами по руководству для региональных групп ЛАРН США это воды в пределах 5 км от побережья или обладающие глубиной в 10 м или меньше. Регламентирующие документы, используемые иными органами, могут делать различия для предварительного разрешения или одобрения применения диспергентов непосредственно во время разлива на основании глубины воды или близости к берегу. Читателям рекомендуется ознакомиться с соответствующей нормативной литературой. Рис. 16. Эффективное диспергирование в OHMSETT (SL Ross Environmental Research Ltd) Эффективность диспергентов в холодной воде Существует ошибочное мнение, что низкие температуры не позволяют диспергентам эффективно работать в арктических условиях. Однако значительное количество испытаний и исследований подтверждают эффективность диспергентов для рассеивания нефти в холодной воде. Этот вопрос широко обсуждался на примере Южной Аляски и шельфа восточной Канады, где несколько месяцев в году температура воды близка к замерзанию и целесообразно использование диспергентов в качестве метода ЛАРН. Нефть становится более вязкой при низких температурах и поэтому эффективное рассеивание нефти возможно в ограниченном диапазоне вязкости. Его пределы были предметом интенсивных лабораторных исследований начиная с 1980-х гг. и позже в крупномасштабных экспериментах гг. в Национальном испытательном бассейне США по реагированию на разливы нефти (OHMSETT, www. Ohmsett.com). В результате этих экспериментов (рис. 16) был сделан вывод, что диспергенты остаются эффективными для большинства неэмульгированных нефтей даже при температуре воды, близкой к температуре замерзания, при условии, что вязкость нефти не превышает сп, а температура застывания нефти ниже температуры воды (Belore, 2003; 2008; Mullin, 2004; 2007; Mullin et al., 2008). Исследования SINTEF показали, что даже нефть, температура застывания которой на 10 C выше окружающей, может быть диспергирована (Nedwed et al., 2006; Brandvik et al., 1995; и Daling et al., 1990). Когда температура окружающей среды на 10 C ниже температуры застывания, нефть теряет свою текучесть, проникновение диспергентов в нее снижается, и формирования маленьких капель, необходимых для эффективной дисперсии, не происходит. Отчет Clark и др. (2009) описывает результаты ранних исследований эффективности диспергентов на холоде. Наиболее важные результаты международных исследований, содержащиеся в данном отчете, приведены ниже: Farmwald и Nelson (1982) в ходе испытаний с использованием холодного воздуха (4 -40 C) над водой (1 C) убедились, что эффективность диспергента не понизилась, после чего пришли к выводу, что низкая температура воздуха не должна обуславливать ограничение по применению диспергентов. Byford и др. (1983) предположили, что повышенная на холоде плотность и вязкость нефти может снизить слияние и всплытие уже рассеянных капель нефти, улучшая дисперсию при низких температурах. В данных испытаниях холод не повлиял на эффективность диспергентов

36 Brandvik и др. (1992) продемонстрировали эффективность дисперсии от 10 до 90% в лабораторных испытаниях при 0 C для ряда диспергентов, выветренных нефтей и водонефтяных эмульсий. Mackay (1995) провел испытания эффективности диспергентов в холодной воде (4 C) как в лаборатории (тест EXDET), так и в открытом испытательном бассейне ESSO Resources Canada с использованием сырой нефти Alaska North Slope (ANS) и диспергента Corexit Результаты лабораторных испытаний показали небольшое снижение (с 90 до 80%) эффективности дисперсии по мере повышения температуры с 4 до 15 C, указывая на то, что холодные условия слегка улучшили процесс дисперсии. Испытания в открытом бассейне показали эффективность диспергентов на уровне 80 97% для выветренной нефти ANS, подвергшейся волновому воздействию непосредственно после применения диспергента. Несколько исследовательских программ по изучению эффективности диспергентов были проведены в OHMSETT в холодной воде ( C) с сырой нефтью Аляски и сырой нефтью восточного побережья Канады (Belore, 2003; 2008; Mullin, 2004; 2007; Mullin et al., 2008). Было выявлено, что диспергенты Corexit 9500 и 9525 являются очень эффективными на всех типах нефти, протестированных в этом испытательном бассейне (рис. 17). В настоящее время разрабатываются новые составы диспергентов для повышения их эффективности на вязкой нефти. В частности, разработка нового «желеобразного» диспергента подает надежды на увеличение времени, в течение которого активный компонент в диспергенте может контактировать с нефтью, что повышает его эффективность (Nedwed et al., 2008, Nedwed, 2007). Эффективность диспергентов при наличии льда Как отмечено в главе 1. «Динамика поведения нефти в арктических условиях», присутствие льда может быть полезным для некоторых методов реагирования на разливы. В водах, частично покрытых льдом, волновая энергия значительно снижена, и это, в свою очередь, замедляет естественное испарение и эмульгирование разлитой нефти, что является большим преимуществом для реагирования на разлив. Это было задокументировано в лабораторных экспериментах SINTEF JIP (2009) и последующих полевых испытания, в которых было выявлено, что «окно возможностей» для использования диспергентов для разливов среди льда намного шире, чем для раз- Рис. 17. Испытательный бассейн со льдом с диспергентами (SL Ross Environmental Research Ltd) Рис. 18. Применение катеров для создания дополнительной энергии смешивания (SINTEF) Рис. 19. Винты судна создают дополнительную энергию смешивания (SINTEF) ливов в открытых водах (Sorstrom et al., 2010). В то же время пониженная активность волн может быть недостатком для применения диспергентов, так как для эффективной дисперсии требуется определенное количество энергии смешения для формирования капелек нефти нужного размера и удержания их в воде. В течение многих лет доминирующей точкой зрения была та, что сплоченность льда, превышающая 30 50%, значительно снижает волновую энергию, чем уменьшает эффективность диспергентов. Эксперименты в испытательных бассейнах в 1990-х и 2000-х гг. поколебали данную точку зрения, поскольку в них было выявлено, что, несмотря на то общая волновая энергия действительно уменьшалась, достаточная локализированная энергия создавалась за счет механического взаимодействия между льдинами. Испытания в больших волновых бассейнах показали, что такая энергия взаимодействия была во многих случаях достаточной для рассеивания нефти, обработанной диспергентами (Brown, Goodman, 1996; Owens. Belore, 2004; Nedwed, 2007). В 2009 г. данную концепцию исследовали в деталях в лаборатории и затем в Баренцевом море. В лаборатории испытания выполнялись с концентрацией льда до 95%; проверялись оба аспекта действия льда снижение выветривания нефти и эмульгирования и влияние на энергию смешивания для дисперсии. Эксперименты показали, что при высокой сплоченности льда увеличивается «окно возможностей» для использования диспергента, но при таких условиях энергии смешивания было недостаточно для эффективной дисперсии обработанной нефти (Sorstrom et al., 2010). Полномасштабные полевые испытания подтвердили это наблюдение, но эффективная дисперсия была получена, когда при помощи винтов судна и небольших катеров создавалась дополнительная энергия смешивания. Другие исследования с использованием турбулентности от винта судна или от гидромониторов для улучшения дисперсии (рис. 18) также показали аналогичные результаты (Spring et al., 2006; Nedwed et al., 2007; Nedwed, 2007). Появление ледоколов с азимутальными приводами сделало еще более осуществимым создание турбулентных потоков с помощью судовых винтов. Такие суда обеспечивают эффективную направленную энергию смешивания с большей зоной охвата, чем обычные суда (рис. 19). Это важно для получения эффективной дисперсии, так как при сплоченном ледовом поле энергия смешивания должна быть достаточной для создания очень маленьких капель, которые оставались бы во взвешенном состоянии и продолжали бы рассеиваться в воде при ограниченной естественной турбулентности, имеющей 70 71

37 место под ледяным покровом. В противном случае нефть может подниматься обратно к нижней поверхности льда после перемещения судна. Последние исследования в лабораториях и испытательных бассейнах показали, что такая технология получения дисперсии может быть очень эффективной, а капли нефти в этом случае оставались во взвешенном состоянии даже в закрытом бассейне в полном отсутствии турбулентности в течение нескольких недель (Spring et al., 2006; Nedwed et al., 2007; Nedwed, 2007). Испытания в ледяном бассейне позволяют предположить, что винты ледокола могут эффективно рассеивать нефть на глубину от 15 до 20 м. Распределение капель в большем объеме воды снижает начальную концентрацию капель нефти, уменьшает степень их воздействия на морские организмы и обеспечивает более эффективное рассеивание. Эффективность дисперсии нефти в сплоченном ледовом поле, степень турбулентности подо льдом, а также размер капель разных типов нефти, необходимый для окончательного ее рассеивания является предметом текущих научных исследований. Влияние солоноватой воды Солоноватая вода (т.е. имеющая меньшую соленость, чем обычная морская) может влиять на эффективность диспергентов в прибрежных зонах, находящихся вблизи устьев рек, а также в воде, образующейся при таянии ледовых полей. Традиционные морские диспергенты являются наиболее эффективными в воде с соленостью между 25 и 40% (SL Ross, 2010). Эффективность большинства таких диспергентов снижается при солености выше или ниже данного диапазона. В то же время были разработаны специальные диспергенты для использования в пресной воде, и многие из них доказали свою эффективность в солоноватых и пресных водах (Belk et al., 1989; Brandvik et al., 1992; Byford et al., 1983; George-Ares et al., 2001; Lehtinen и Vesala, 1984; Lewis и Daling, 2007). Выбор типа диспергента, который потенциально может применяться в условиях солоноватости важный вопрос планирования ЛАРН. Оборудование для распыления диспергентов Для обработки разливов на поверхности воды диспергенты могут распыляться на пленку нефти с катеров, вертолетов и самолетов. Одной из проблем, возникающих при использовании большинства видов оборудования, особенно на самолетах, является сложность точного распыления диспергентов на пленку нефти и непроизводи- Рис. 20. Испытания SINTEF JIP системы для распыления диспергентов (2009 г.) тельное расходование части диспергентов, попавших на воду. Этот вопрос наиболее актуален для распыления с самолетов: хотя они прекрасно подходят для охвата больших территорий и по сравнению с оборудованием на катерах обладают бесспорным преимуществом высокой скорости, они менее способны к точному распылению на небольшие пятна нефти, особенно когда те находятся между льдинами. Новая система распыления диспергентов с корабля, разработанная в Норвегии и испытанная в полевых испытаниях SINTEF JIP в 2009 г., предлагает решение данной проблемы. Устройство представляет собой шарнирный рычаг распылителя, аналогичный тем, что используются для борьбы с обледенением воздушных судов. Серия сопел на распределительной балке обеспечивает точную подачу диспергента непосредственно на поверхность нефтяного пятна, находящегося в нескольких метрах от борта судна (рис. 20). Устройство было испытано в лабораторных условиях, и затем успешно использовалось в полевых испытаниях в 2009 г. в паковом льду Баренцева моря (Sorstrom et al., 2010). Токсичность Современные диспергенты состоят из низкотоксичных биоразлагаемых поверхностно-активных веществ (CDC, 2010a; NRC, 2005), растворенных в неароматических углеводородах или смешанных с растворителями на водной основе. Например, у ингредиентов, используемых в Corexit 9500, есть много бытовых применений, описанных в табл. 2 (Nalco, 2010). Бюро по защите окружающей среды Канады обнаружило, что широко используемое хозяйственное мыло в 25 раз токсичнее для радужной форели, чем обычные диспергенты (табл. 3; Fingas et al., 1995). В своем докладе о диспергентах (2005) Национальный научно-исследовательский совет заявил, что токсичность химически диспергированной нефти обусловлена прежде всего токсичностью ее растворимых компонентов, а не современным поколением диспергентов (ННИИС, 2005). Ключевые факторы, определяющие токсичность чего-либо для организма это концентрация и время воздействия вещества. Имеющиеся данные указывают на то, что максимальная концентрация диспергированной нефти в воде после разлива составляет менее 50 мг/л сразу после диспергирования и быстро менее чем за 2 часа снижается до 1 2 мг/л (Cormack and Nichols, 1977; McAuliffe et al., 1980; Daling and Indrebo, 1996)

38 Таблица 3. Показатели токсичности водных растворов домашних чистящих веществ и современных диспергентов (Fingas и другие, 1995), предоставленные Бюро по защите окружающей среды Канады Продукция Радужная форель 96 часов LC50, ppm Хозяйственное мыло Palmolive 13 Хозяйственное мыло Sunlight 13 Очиститель Mr. Clean 30 Очиститель Citrikleen XPC 34 Диспергент Enersperse Очиститель Lestoil 51 Corexit BP 1100 WD 120 Продукт биологической очистки Oil Spill Eater 135 Corexit Диспергент BP 1100X AB 2900 *Примечание: меньшее значение LC50 означает более высокий уровень токсичности. Trudel и др. (2009) показали, что концентрация нефти в воде после успешного диспергирования обычно составляет менее 100 мг/л, даже в закрытом экспериментальном бассейне. Для большинства исследованных организмов диапазон острой токсичности диспергированной нефти составляет порядка 1 мг/л на основе лабораторных тестов с помещением организмов в закрытые 1-литровые контейнеры на 2 4 дня. Концентрация нефти, превышающая эти значения токсичности, при реальных разливах сохраняется лишь в толще воды, ограниченной несколькими метрами от водной поверхности и из-за быстрого перемешивания и рассеивания капель остается таковой очень недолго. Простой расчет показывает, как быстро рассеиваются нефтяные капли. Для нефти с низкой вязкостью средняя толщина пленки на поверхности моря обычно составляет 0,1 мм (по сведениям Lehr и др., 1984). При применении диспергентов к пятну при высоте волны 1 м, скорее всего, произойдет практически немедленное перемешивание диспергированной нефти в верхнем метровом слое воды. Это приводит к незамедлительному рассеиванию с коэффициентом , что означает среднюю концентрацию углеводородов 100 мг/л. Trudel и др. (2009) изучили диспергирование нескольких образцов нефти из месторождений Аляски в волновом бассейне, подтвердив быстрое рассеивание нефтяных капель. Образцы, взятые в воде сразу после диспергирования, показали концентрацию нефти от 5 мг/л до 147 мг/л. В этих экспериментах эф- фективность диспергирования составила от 85% (единственный тест из десяти с эффективностью менее 90%) до 100%. «Облака» диспергированной нефти продолжают постепенно рассеиваться в воде, а значительное рассеивание нефти в море можно наблюдать менее чем за день (Cormack and Nichols, 1977; French McCay and Payne, 2001; French McCay et al., 2006; IPIECA, 2001; McAuliffe et al., 1980). Диспергированная нефть может вызывать нежелательные экологические последствия, но только для организмов, находящихся в непосредственной близости от ее быстро рассеивающегося облака. Такое воздействие обычно ограничено неподвижными морскими организмами, чьи репродуктивные способности и большая численность позволяют им быстро восстановиться после воздействия. Сами диспергенты быстро рассеиваются в открытом океане даже в отсутствие диспергированной нефти. В отчете NRC (1989 г.) было отмечено, что согласно показателям полевых испытаний, концентрация диспергентов в воде падает до менее 1 мг/л в течение нескольких часов. Такая малая концентрация обычно не выходит за пределы допустимой токсичности, определенные в ходе экспериментов (NRC, 1989 г.). За исключением случая использования высокотоксичных моющих средств, созданных для отчистки машинного оборудования при разливе в «Торри Каньон» в 1967 г. в Великобритании, о катастрофических потерях популяции взрослой рыбы, вызванных использованием диспергентов, ни разу не сообщалось. Наблюдения, проведенные после разлива Sea Empress в 1996 г. в Великобритании, показали, что использование диспергентов создает более безопасную экологическую обстановку, чем другие возможные методы ЛАРН (Lunel et al., 1997). Исследования, проведенные после инцидента на скважине Макондо в Мексиканском заливе в 2010 г., где использовались диспергенты, показали, что значительных потерь молодняка и личинок рыбы не произошло. Ученые из Института морских наук в Северной Каролине использовали 5-летние наблюдения за этим регионом, а также провели исследования молодняка рыбы вдоль побережья Миссисипи, Алабамы и Флориды через два месяца после остановки разлива из скважины Макондо. Личинки исследуемых видов рыбы находились в Мексиканском заливе со времени разлива нефти. Они обнаружили, что после разлива в целом в 2010 году уловы рыбы были более высокими по сравнению с предыдущим четырьмя годами (Fodrie and Heck, 2011). В последнее время были проведены исследования влияния токсичности диспергентов на нескольких арктических организмов. Было установлено, что исследованные арктические организмы имеют схо

39 жую или даже большую терпимость к воздействию диспергированной нефти чем организмы более тёплых широт, и что острая токсичность диспергентов наблюдается только при концентрациях, намного превышающих те, которые имеют место при использовании диспергентов в море (McFarlin et al., 2011). Разложение диспергированной нефти в арктических условиях Диспергированная нефть хорошо разлагается в морской среде, отчасти из-за увеличения площади поверхности в результате образования мелких капелек нефти (Lessard and Demarco, 2000). Дисперсия и рассеивание нефти в открытой воде обеспечивает естественный уровень кислорода, азота и фосфора в водной среде, необходимый для эффективного биологического разложения нефти и жизнеспособности колонии бактерий, уничтожающих нефть (Swannell and Daniel, 1999; Hazen et al., 2010). Лабораторные исследования показали, что унижающие нефть бактерии заселяют диспергированные капли в течение нескольких дней (MacNaughton et al., 2003). Кроме того, последние арктические исследования показали, что при температуре +2 и -1 C под воздействием местных арктических микроорганизмов свежая и выветренная на 20% нефть ANS подверглась биологическому разложению и минерализации и что добавление Corexit 9500 улучшило разложение (McFarlin et al., 2011). Химический состав некоторых диспергентов улучшает биологическое разложение, так как они служат первоначальным источником пищи для бактерий (Varadaraj et al., 1995). Агентство по защите окружающей среды США (EPA) провело исследование о биоразложении диспергированной нефти с использованием концентрации близкой к ожидаемой концентрации в море (Venosa and Holder, 2007). Они изучали биологическое разложение дисперсной нефти ANS при двух температурах и двух диапазонах концентраций: номинально 833 мг/л и 83 мг/л. Было зафиксировано быстрое биоразложение при 20 С (более 80% алканов разложились за 30 дней) и только небольшое снижение скорости биоразложения при 5 С (более 80% алканов разложились за 40 дней). Исследования, проведенные после разлива Макондо, предоставили доказательство биоразложения сырой нефти в Мексиканском заливе. Hazen и др. (2010) собрали глубоководные образцы во время разлива, проанализировали микробные сообщества и провели лабораторные исследования биоразложения. Они обнаружили, что в подводном облаке диспергированной нефти имеются микробные сообщества, способные разлагать нефть, и что они быстро адаптируются и эффективно ее разлагают. Полученные результаты показывают, что даже на большой глубине происходит быстрое биоразложение нефти и что разлагающие нефть бактерии играют важную роль в устранении углеводородов из Мексиканского залива. Исследования, проведенные Venosa и Holder (2007), Hazen и др. (2010) и McFarlin (2011), предоставляют доказательства того, что биоразложение диспергированной нефти происходит даже при арктических температурах. Регламентирующие документы Регулирующими органами во многих странах мира для ускорения принятия решения во время разлива относительно использования диспергентов разработаны алгоритмы, предусматривающие, например, создание зон или условий для предварительного одобрения использования диспергентов или разработку инструментов и процессов для помощи в процессе принятия решений. Во многих странах приняты регламентирующие документы по использованию диспергентов. Как правило, в них определены условия, при которых использование диспергентов является или не является приемлемым, и список продуктов, одобренных для использования. Международная морская организация (IMO) публикует Основные принципы IMO/UNEP по ликвидации аварийных разливов нефти с применением диспергентов, включающие экологические соображения. Это обеспечивает хорошую основу для оценки использования диспергентов как в целом, так и для конкретных ситуаций. CEDRE, Центр документации, научных исследований и экспериментов при аварийном загрязнении воды разработал Руководство по использованию диспергентов с самолетов и судов под названием «Использование диспергентов для обработки нефтяных пятен в море». Использование нефте-минеральных соединений Многие исследования показали, что физически диспергированные капли нефти легко объединяются со взвешенными частицами (ВЧ), такими как глинистые минералы и органические вещества, для образования нефте-минеральных соединений, также называемых ОМА. Важно подчеркнуть разницу между ними и осаждающими нефть веществами: вместо осаждения капель нефти на дно, OMA заставляет нефть пребывать во взвешенном состоянии, во многом так же, как и химические диспергенты (Khelifa, 2005; Khelifa et al., 2005; Clouthier et 76 77

40 al., 2005). Для описания этого природного процесса используются такие термины, как «нефте-минеральная флокуляция» и «взаимодействие нефти со взвешенными частицами». Простейшая форма OMA состоит из капелек нефти, покрытой микроскопическими твердыми минеральными частицами, которые не дают каплям склеиваться вместе и образовывать нефтяное пятно. При формировании ОМА минеральные частицы с плотностью в 2,5 3,5 раз больше типичной плотности нефти прилипают к капелькам нефти и понижают их скорость всплытия, помогая им оставаться во взвешенном состоянии в воде и рассеиваться до низких концентраций и, в конечном итоге, подвергнуться биоразложению. Предотвращение всплытия капелек нефти, благодаря созданию ОМА, может значительно улучшить экологическую обстановку после разлива и способствует скорейшему естественному разложению. В последние годы канадская береговая охрана и Министерство рыболовства и океанических исследований Канады проводили исследования концепции добавления минеральных частиц в разливы нефти во льдах, затем диспергируя это пятно с помощью винтов ледоколов в целях ускорения дисперсии разлива и улучшения его биоразложения. Положительные результаты лабораторных испытаний привели к проведению полевых испытаний в 2008 г. (Lee et al., 2011). Для полевых испытаний по оценке концепции использования винтов ледоколов для создания OMA были проведены несколько экспериментальных разливов около 200 л мазута в реке Св. Лаврентия около Матана, Квебек. Частицы мела смешивали с морской водой и распыляли над разлитой нефтью с использованием винта ледокола для перемешивания и диспергирования смеси. Визуальные наблюдения подтвердили, что в этом случае нефть физически рассеялась в толще воды и не поднялась на поверхность. В ходе экспериментов без обработки пятна минеральными частицами отмечалось возвращение нефтяных капель на поверхность (рис. 21). При помощи микроскопов ученые убедились в образовании OMA с нефтью и собрали пробы воды для проведения лабораторных исследований биоразложения. Результаты лабораторных исследований показали, что более 56% от общего количества нефтяных углеводородов (ОСНУ) разложилось после 56 дней инкубации при 0,5 C (Lee et al., 2009). Дополнительные лабораторные и полевые испытания были проведены для изучения использования ОМА в арктических условиях (Lee et al., 2011). Эти исследования также поддержали идею использования этого метода для реагирования на разливы нефти. Рис. 21. Полевые испытания поведения нефти, обработанной ОМА после воздействия на дисперсию винтов ледоколов (DFO, Канада) Краткие выводы Накоплена значительная база знаний по использованию диспергентов для ликвидации разливов в умеренных широтах, основанная на более чем 30-летнем опыте исследований. Существует также значительное количество исследований по использованию диспергентов в условиях Арктики. Испытания в волновых бассейнах, а также лабораторные и полевые показали, что диспергенты могут быть эффективным средством ЛАРН в условиях низких температур, во льду и даже при наличии солоноватой воды. Сформирована достаточная база знаний об экологических последствиях применения диспергентов, разработаны процессы для планирования и принятия решений по использованию диспергентов при ЛАРН. При исследованиях рассматривались вопросы конечного разложения диспергированной нефти в арктических средах и был сделан вывод о том, что нефть разлагается даже при арктических температурах. В условиях открытого дрейфа льда (от 30 до 90% ледяного покрова) энергии волн может оказаться достаточно для эффективной дисперсии нефтяного пятна, обработанного диспергентами. При образовании более сплоченного ледового покрова требуется дополнительная энергия для перемешивания. Исследования показали, что применение винтов ледоколов для создания энергии смешения является эффективным способом использования диспергентов при наличии льда. Последние разработки включают в себя усовершенствование состава диспергентов и создание систем более целенаправленного распыления для установки их на ледоколы. Использование диспергентов является методом, требующим специального анализа, и в некоторых регионах их применение может быть ограниченно. Успешное использование диспергентов во время аварии в Макондо для уменьшения экологических последствий разлива и продолжающиеся исследования биологического разложения этой нефти важный источник сведений об этом методе. Арктические условия могут увеличить «окно возможности» использования диспергентов. С учетом соответствующих экологических соображений, эта технология сможет стать одним из главных методов реагирования на разливы нефти в Арктике

41 Рекомендуемая литература Aberdeen University Research and Industrial Services (AURIS) Scientific criteria to optimize oil spill clean-up operations and efforts. Report by AURIS Environmental, Aberdeen, Scotland. 56 pp. plus appendices. Belk, J.L., D.J. Elliott and L.M. Flaherty The comparative effectiveness of dispersants in fresh and low salinity waters. In: Proceedings 1989 International Oil Spill Conference. American Petroleum Institute. Washington, DC, USA. Belore, R Effectiveness of chemical dispersants on Alaskan oils in cold water. In: Proceedings Northern Oil and Gas Research Forum. MMS Alaska. Anchorage, AK, USA. Belore, R Large wave tank dispersant effectiveness testing in cold water. In: Proceedings 2003 International Oil Spill Conference. American Petroleum Institute. Washington, DC, USA. Belore, R.C., K. Trudel, J.V. Mullin and A. Guarino Large-scale cold water dispersant effectiveness experiments with Alaskan crude oils and Corexit 9500 and 9527 dispersants. Marine Pollution Bulletin, 58, pp Brandvik, P.J., M.Q. Moldestad and P.S. Daling Laboratory testing of dispersants under Arctic conditions. In: Proceedings Arctic and Marine Oilspill Program (AMOP) Technical Seminar No. 15, pp Environment Canada, Ottawa, Canada. Brown, H.M. and R.H. Goodman The use of dispersants in broken ice. In: Proceedings Arctic and Marine Oilspill Program (AMOP) Technical Seminar No. 19, Vol. 1, pp Environment Canada, Ottawa, Canada. Byford, D.C., P.J. Green, and A. Lewis Factors influencing the performance and selection of low-temperature dispersants. In: Proceedings of the Arctic Marine Oilspill Program (AMOP) Technical Seminar, pp Environment Canada, Ottawa, Canada. CDC (2010a) website dispersants_hcp_ info.asp. CEDRE. Using dispersants to treat oil slicks at sea. Available: en/publication/dispersant/dispersant.php. Clark., J., T. Coolbaugh, R. Belore, J. Mullin, R. Lessard, and A. Findlay Assessing the dispersibility of heavy and viscous oils. In: Proceedings of Interspill Marseille, France, May 12 to 14, pp. Cloutier, D, S. Gharbi and B. Michel On the oil-mineral aggregation process: a promising response technology in ice-infested waters. In: Proceedings 2005 International Oil Spill Conference. American Petroleum Institute. Washington, DC, USA. Cormack, D. and J.A. Nichols The Concentrations of Oil in Sea Water Resulting from Natural and Chemically Induced Dispersion of Oil Slicks. In: Proceedings 1977 International Oil Spill Conference. American Petroleum Institute. Washington, DC, USA. Daling, P.S. and G. Indrebo Recent improvements in optimizing use of dispersants as a cost-effective oil spill countermeasure technique. In: International Conference on Health, Safety & Environment, New Orleans, LA, USA June Derewicz, M After the spill the fish are all right?, endeavors, research and creativity, The University of North Carolina at Chapel Hill, NC, USA. Spring EPA EPA Response to BP Spill in the Gulf of Mexico: Dispersants Website Farmwald, J.W. and W.G. Nelson Dispersion characteristics and flammability of oil under low ambient temperature conditions. In: Proceedings of the Fifth Arctic and Marine Oil Spill Program (AMOP) Technical Seminar. Environment Canada, Ottawa, Ontario, Canada. Fingas, M.F., D.A. Kyle, N. Laroche, B. Fieldhouse, G. Sergy and G. Stoodley The effectiveness of oil spill-treating agents. In: The Use of Chemicals in Oil Spill Response, ASTM STP1252, P. Lane, Ed. American Society of Testing and Materials, Philadelphia, PA, USA. pp Fodrie F.J. and K.L. Heck, Jr Response of coastal fishes to the Gulf of Mexico oil disaster. PLoS ONE 6(7): e doi: /journal.pone Available on line from: / / journal.pone French McCay, D.P. and J.R. Payne Model of oil fate and water concentrations with and without application of dispersants. In: Proceedings Arctic and Marine Oilspill Program (AMOP) Technical Seminar. Environment Canada, Ottawa, Canada. pp French McCay, D.P., J.J. Rowe, W. Nordhausen and J.R. Payne Modeling potential impacts of effective dispersant use on aquatic biota. In: Proceedings Arctic and Marine Oilspill Program (AMOP) Technical Seminar. Environment Canada, Ottawa, Canada, pp George-Ares, A., R.R. Lessard, K.W. Becker, G.P. Canevari and R.J. Fiocco, Modification of the dispersant Corexit 9500 for use in freshwater. In: Proceedings 2001 International Oil Spill Conference. American Petroleum Institute. Washington, DC, USA. Hazen, T.C., E.A. Dubinsky, T.Z. DeSantis, G.L. Andersen, Y.M. Piceno, N. Singh, J.K. Jansson, A. Probst, S.E. Borglin, J.L. Fortney, W.T. Stringfellow, M. Bill, M.S. Conrad, L.M. Tom, K.L. Chavarria, T.R. Alusi, R. Lamendella, D.C. Joyner, C. Spier, J. Baelum, M. Auer, M.L. Zemla, R. Chakraborty, E.L. Sonnenthal, P. D haeseleer, H-Y.N. Holman, S. Osman, Z. Lu, J.D

42 Van Nostrand, Y. Deng, J. Zhou and O.U. Mason Deep-sea oil plume enriches indigenous oil-degrading bacteria. Sciencexpress, August 24, 2010, DOI: /science IMO/UNEP Guidelines on oil spill dispersant application including environmental consideration. International Maritime Organization. International Petroleum Industry Environmental Conservation Association (IPIECA) Dispersants and their role in oil spill response, 2 nd Edition. IPIECA Report Series Volume Five. London, UK. 36 pp. Khelifa, A Validation de la formation d agregats petrole-argile dans une eau saumatre et froide. Technical Report No. FJMP3-05RTI submitted to the Canadian Coast Guard, 28 pp. Khelifa, A., L. Ajijolaiya, P. MacPherson, K. Lee, P. Hill, S. Gharbi and M. Blouin Validation of OMA formation in cold brackish and sea waters. In: Proceedings Arctic and Marine Oilspill Program (AMOP) Technical Seminar. No. 28, Vol. 1, pp Environment Canada, Ottawa, Canada. Lee, K., Z. Li, B. Robinson, P. Kepkay, M. Blouin, and B. Doyon Field trials of in-situ oil spill countermeasures in ice-infested waters. In: Proceedings of the 2011 International Oil Spill Conference. Portland, OR, USA. # Lee, K. Z. Li, B. Robinson, P. Kepkay, X. Ma, S. Cobanli, T. King, M. Blouin and B. Doyon In-situ remediation of oil spills in ice-infected waters: oil dispersion by enhancing formation of oil-mineral aggregates. In: Proceedings of Interspill Marseille, France, May 12 to 14, Lehr, W.J., H.M. Cekirge, R.J. Fraga and M.S. Belen Empirical studies of the spreading of oil spills. Oil & Petrochemical Pollution, Graham & Trotman, Ltd. Vol. 2 No. 1. Lehtinen, C.A. and A.M. Vesala Oil spill chemical dispersants. Research, experience and recommendations. Effectiveness of oil spill dispersants at low salinities and low water temperatures. ASTM Special Technical Publication STP840. pp Lessard, R. and G. Demarco The significance of oil spill dispersants, Spill Science & Technology Bulletin, Volume 6, Issue 1, February 2000, pp Lewis, A. and P.S. Daling Oil in ice: A review of studies of oil spill dispersant effectiveness in Arctic conditions (JIP Project 4, Act. 4.11). Report No. 11: SINTEF A Report Publication. 22 pp. Lewis, A. and SINTEF Oil Spill Dispersants. SINTEF publication. Trondheim, Norway. Lunel, T., J. Rusin, N. Bailey, C. Halliwell and L. Davies. (1997). The net environmental benefit of a successful dispersant operation at the Sea Empress incident. In: Proceedings of the 1997 Interspill Oil Spill Conference. United Kingdom. Mackay Effectiveness of chemical dispersants under breaking wave conditions: the use of chemicals in oil spill response. ASTM STP Peter Lane (Ed.), American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, PA, USA. MacNaughton, S.J., R. Swannell, F. Daniel and L. Bristow Biodegradation of dispersed forties crude and Alaskan North Slope oils in microcosms under simulated marine conditions. Spill Science & Technology Bulletin, 8, 179. McAuliffe, C.D., J.C. Johnson, S.H. Greene, G.P. Canevari and T.D. Searl Dispersion and weathering of chemically treated crude oils on the ocean. Environmental Science and Technology, 14:1509. McFarlin, K. M., R.A. Perkins, W.W. Gardner, J.D. Word, and J.Q. Word Toxicity of physically and chemically dispersed oil to selected Arctic Species. In: Proceedings of the 2011 International Oil Spill Conference. Portland, OR, USA. # Mullin, J Dispersant effectiveness experiments conducted on Alaskan and Canadian crude oils in very cold water. In: Proceedings of Interspill United Kingdom. Mullin, J Cold water dispersant effectiveness experiments conducted at OHMSETT with Alaskan crude oils and Corexit 9500 and 9527 dispersants. In: Proceedings International Oil & Ice Workshop Minerals Management Service. Herndon, VA, USA. Mullin, J., R. Belore and K. Trudel Cold water dispersant effectiveness experiments conducted at OHMSETT with Alaskan crude oils using Corexit 9500 and 9527 dispersants. In: Proceedings of the 2008 International Oil Spill Conference. American Petroleum Institute. Washington, DC, USA. Nalco (2010). COREXIT Ingredients. Available online at applications/4297.htm. National Research Council (NRC) Using Oil Dispersant on the Sea. The National Academy Press, Washington, DC, USA. 335 pp. National Research Council (NRC) Oil Spill Dispersants: Efficacy and Effects. The National Academy Press, Washington, DC, USA. Nedwed, T ExxonMobil research on remotely applied response options for spills in dynamic ice. In: Proceedings International Oil & Ice Workshop Minerals Management Service. Herndon, VA, USA. Nedwed, T., W. Spring, R. Belore and D. Blanchet Basin-scale testing of ASD icebreaker enhanced chemical dispersion of oil spills. Proceedings Arctic and Marine Oilspill Program (AMOP) Technical Seminar. No. 30, Vol. 1, pp Environment Canada, Ottawa, Canada

43 Nedwed, T., G.P. Canevari, J.R. Clark and R. Belore New dispersant delivered as a gel. In: Proceedings of the 2008 International Oil Spill Conference. American Petroleum Institute. Washington, DC, USA. Owens, C. and R. Belore Dispersant effectiveness testing in cold water and brash ice. In: Proceedings Arctic and Marine Oilspill Program (AMOP) Technical Seminar No. 27, Vol. 2, pp Environment Canada, Ottawa, Canada. Sørstrøm, S.E., P.J. Brandvik, I. Buist, P. Daling, D. Dickins, L-G. Faksness, S. Potter, J.F. Rasmussen and I. Singsaas Joint industry program on oil spill contingency for Arctic and ice-covered waters: Summary report. SINTEF report A SINTEF. Trondheim, Norway. Projectweb/JIP-Oil-In-Ice/Publications/. SL Ross Environmental Research (SL Ross) Literature review of chemical oil spill dispersants and herders in fresh and brackish waters. Prepared for the US Dept. of the Interior, Minerals Management Service, Herndon, VA, USA. 60 pp. Spring, W., T. Nedwed and R. Belore Icebreaker enhanced chemical dispersion of oil spills. In: Proceedings Arctic and Marine Oilspill Program (AMOP) Technical Seminar No. 29b, pp Environment Canada, Ottawa, Canada. Swannell, R.P.J. and F. Daniel Effect of dispersants on oil biodegradation under simulated marine conditions. #212, In: Proceedings of the 1999 InterSpill United Kingdom. Trudel, K., R. Belore, M. VanHaverbeke and J. Mullin Updating the U.S. SMART dispersant efficacy monitoring protocol. In: Proceedings Arctic and Marine Oilspill Program (AMOP) Technical Seminar. Environment Canada, Ottawa, Canada, pp Varadaraj, R., M.L. Robbins, J. Bock, S. Pace and D. MacDonald. (1995). Dispersion and biodegradation of oil spills on water. In: Proceedings of the 1995 International Oil Spill Conference. American Petroleum Institute, Washington, DC, USA. Venosa, A.D. and E.L. Holder Biodegradability of dispersed crude oil at two different temperatures. Marine Pollution Bull., 54: Скорость обработки нефтяного пятна характеризуется количеством нефти, контактирующей со средством ЛАРН (скиммер, сорбенты) за определенный отрезок времени. Глава 5 Действия по ликвидации разливов нефти: Локализация и сбор разлитой нефти Термином «локализация и сбор разлитой нефти» обычно обозначают мероприятия, направленные на удаление нефти с поверхности воды путем локализации нефтяного пятна с помощью установки боновых заграждений и/или сбора нефти с поверхности воды с использованием нефтесборщиков (скиммеров) или сорбентов с последующим хранением собранной нефти на борту скиммера или баржи, и дальнейшей утилизацией или переработкой собранной нефтеводной смеси и загрязненных нефтью материалов. Широкое применение этого метода объясняется, в первую очередь, его действенностью, так как он позволяет непосредственно собирать разлитую нефть и удалять ее с водной поверхности. Методы механической локализации и сбора разлитой нефти очень хорошо подходят для ликвидации разливов нефти в заливах и других закрытых акваториях, в которых существуют наиболее благоприятные условия для решения основной задачи механической уборки удаления одной жидкости с поверхности другой, и где, как правило, можно обеспечить оперативную доставку и применение на месте разлива необходимого оборудования и материалов для локализации и сбора разлитой нефти. Этот метод является и будет являться наиболее распространенным способом ликвидации разливов нефти, так как большая часть разливов имеет относительно небольшую площадь и происходит недалеко от берега. В арктических же условиях применение этого метода, особенно для ликвидации крупных разливов нефти в открытом море, представляет более сложную задачу. Главным параметром оценки эффективности и рациональности этого метода является СКОРОСТЬ ОБРАБОТКИ НЕФТЯНОГО ПЯТНА. Важно понимать, что на скорость обработки нефтяного пятна существенное негативное влияние оказывает скорость растекания нефти по водной поверхности под действием земного притяжения, поверхностного натяжения воды, течения и ветра. Разлитая нефть очень быстро растекается по поверхности воды, образуя пленку толщиной около 1 мм. Для наглядности отметим, что толщина видимой нефтяной пленки составляет всего 0,003 мм, и при разливе всего одного стакана нефти такая пленка покроет участок воды площадью, срав

44 нимой с размерами футбольного поля. Кроме того, скорость обработки нефтяного пятна снижается и из-за ветра, под действием которого пятно распространяется по поверхности воды отдельными пятнами или ПОЛОСАМИ. По мере того как нефтяной слой распространяется по поверхности воды, утончаясь и разрываясь на отдельные пятна или полосы, скорость обработки нефтяного пятна и, в частности, эффективность работы скиммеров существенно снижается. Как показывает время, механические способы сбора разлитой нефти позволяют собрать только часть нефти, разлитой в открытом океане. Таким образом, если для ликвидации разливов нефти в открытом море применять только механические методы, большая часть нефти будет оставаться в окружающей среде в виде, представляющем потенциальную экологическую опасность и замедляющем восстановление природных ресурсов. Специалисты по ликвидации и планированию ЛАРН, руководители, принимающие решения в этой сфере, должны понимать эти ограничения, чтобы разрабатывать наиболее эффективные стратегии ликвидации разливов нефти. При планировании мер по ликвидации потенциальных разливов нефти в арктических водах необходимо учитывать, что ликвидаторы могут столкнуться с двумя видами условий, сильно различающихся между собой: вода, свободная ото льда, и вода, в различной степени покрытая льдом. Большая часть арктических вод не покрыта льдом или имеет минимальный ледяной покров как минимум в течение части года, и в таких условиях можно применять традиционные методы локализации и сбора разлитой нефти с использованием боновых заграждений и скиммеров; краткое описание этого процесса приведено ниже. В этом разделе описаны методы, которые могут использоваться для сбора нефти, разлитой на поверхности или между отдельными льдинами, и специализированное оборудование различных видов, адаптированное именно для таких условий. И наконец, при планировании мер по ликвидации потенциальных разливов нефти в арктических водах необходимо принимать во внимание тот факт, что в течение большей части времени, когда воды не покрыты ледяным покровом, и методы локализации и сбора нефти эффективны, специалисты ЛАРН могут максимально использовать длинный световой день для отслеживания расположения нефтяного пятна, а также внесения всех необходимых коррективов, если они требуются. Полосы нефти образуются по мере того, как нефтяное пятно растекается по поверхности воды и утончается, разрываясь под действием волн, ветра и морского течения на отдельные пятна и многочисленные узкие полоски, располагающиеся по направлению ветра или течения; нефтяные полосы начинают образовываться при скорости ветра в шесть или более узлов (источник: NOAA, 2007 Руководство по обнаружению разливов нефти в открытом море с помощью авианаблюдения (Open Water Oil Identification Job Aid for Aerial Observation)). Рис. 22. Скиммер работает в «кармане», образованном бонами (SINTEF) Локализация разливов нефти на открытой воде Нефть, разлитая на открытой водной поверхности, быстро растекается, формируя тонкую пленку. В таких условиях в первую очередь необходимо осуществить локализацию нефтяного пятна, чтобы предотвратить дальнейшее растекание нефти и обеспечить максимальную толщину нефтяной пленки для ее эффективного сбора. Стандартный набор оборудования, применяющийся для локализации и сбора нефти в открытом водном пространстве, состоит из бонового заграждения, протянутого между двумя судами, и скиммера, собирающего и выкачивающего собранную нефть в нефтяные баки, расположенные на борту главного судна. Не так давно были разработаны системы механической уборки на базе одного судна. Как правило, в основе такой системы используется судно с бортовыми выносными стрелами, к которым крепятся боны, что позволяет обеспечить максимальный охват пятна нефти для ее сбора. При таком захвате скиммер все время находится в «кармане», образованном бонами, что позволяет эффективно собирать нефть, сконцентрированную в ограниченном пространстве (рис. 22). Для локализации нефти используются боны самых различных конструкций. В условиях открытого моря наиболее целесообразны надувные боны, которые хранятся и транспортируются на специальных барабанах, что обеспечивает их относительную компактность и быструю установку. Многие вариации бонов изготавливаются из очень прочных и устойчивых к истиранию материалов, благодаря чему их можно использовать в воде, содержащей отдельные образования льда. Эти материалы должны быть нехрупкими, подходящими для эксплуатации при низких температурах. Как правило, в открытом море применяются боновые заграждения длиной до 460 м на буксирных канатах, которые обеспечивают фактическую ширину охвата нефтяного пятна м. При длине бонового заграждения свыше 460 м затрудняется управление буксирным судном (судами), и требуется судно большего размера и мощности. Скорость буксировки боновых заграждений является ограничивающим фактором скорости обработки нефтяного пятна. Многие традиционные боновые системы теряют способность собирать нефть при скорости течения более 1 узла. Это связано с тем, что при буксировке на больших скоростях нефть, собранная в кармане бонового заграждения, увлекается течением и протекает под нижней поверхностью бонов, что в большей степени связано с действием законов гидродинамики, чем с эксплуатационными качествами бонов. В последние 86 87

45 годы разработчиками был представлен ряд инновационных решений, рассчитанных на эффективный сбор нефти при скорости течения больше 1 узла, например, Vikoma Fasflo и NOFI Current Buster TM. Обе эти системы оснащены механизмом воздействия на течение воды внутри бонового заграждения, благодаря чему поверхность обработки делается более спокойной. В рамках исследовательской программы USCG Fast-Water в испытательном бассейне OHMSETT были проведены испытания этих и нескольких других высокоскоростных боновых систем при скорости буксировки до 5 узлов. Испытания показали, что эффективная локализация и сбор разлитой нефти при использовании этих систем обеспечиваются при относительной скорости потока более 3 узлов в спокойной воде и при относительной скорости 2 узла в условиях волновой ряби (USCG, 2001). Системы такого типа подходят для использования в открытом море и в условиях низкой концентрации льда. Для большей скорости обработки нефтяного пятна применяются более короткие боновые заграждения, что дает одновременно два преимущества: во-первых, облегчается управление боновой системой, а во-вторых, улучшается маневренность системы в условиях присутствия случайных льдин. Другой инновационной разработкой являются системы развертывания бонов, обеспечивающие эффективную работу бонового заграждения при использовании меньшего числа судов (Hansen, 2000). Устройство развертывания бонов представляет собой каскад вертикальных крыльев, установленных в раме, которые погружаются в поток, создавая гидродинамическую силу, под действием которой край ограждения разворачивается по течению (принцип действия «воздушного змея» в воздухе). При подборе оптимальной длины буксирного каната, соответствующей длине бонового заграждения и скорости буксировки, устройство разворачивания заграждения фиксирует передний конец заграждения в заданной точке относительно буксирного судна или береговой линии. В таких условиях боновое заграждение может быть установлено с одного судна. Для обеспечения максимальной скорости обработки нефтяного пятна был введен ряд усовершенствований в области мониторинга нефти, благодаря которым обеспечивается наиболее эффективное использование ресурсов, применяемых для ликвидации нефтяного разлива, они направляются в места наибольшей концентрации нефти, где они будут наиболее эффективны. Среди таких усовершенствований можно назвать: Судовые радиолокационные системы; Инфракрасные камеры/датчики; Олеофильный (в данном контексте, когда речь идет о нефтесборной системе) работающий на принципе прилипания нефти к поверхности нефтесборщика. Системы воздушного наблюдения; Быстрая установка нисходящего канала связи и передача результатов воздушного наблюдения или графиков операций с нефтью на близлежащие суда и усовершенствованная система связи, обеспечивающая направление судов в места концентрации нефти. Скиммерные системы для сбора нефти в открытом море В настоящее время существует четыре основных типа скиммеров, используемых для сбора нефти в море: ОЛЕОФИЛЬНЫЕ, пороговые, вакуумные и механические. Несмотря на то что принципы работы нефтесборных систем не претерпели существенных изменений за последние тридцать или даже больше лет, сейчас, благодаря усовершенствованному дизайну и новым разработкам, эффективность их работы существенно увеличилась. Каждый из типов нефтесборных систем имеет свои преимущества и недостатки. Олеофильные скиммеры Принцип работы олеофильных систем заключается в налипании нефти на поверхность рабочих инструментов, таких как барабаны, ленты, щетки, диски или трос-швабры. Затем нефть счищается в камеру, из которой она откачивается насосом в резервуар для хранения. Эти устройства отличаются высокой эффективностью и, как правило, обеспечивают очень низкую обводненность собранной нефти. Скиммеры такого типа наиболее эффективны при сборе мало- или средневязких нефтепродуктов, но могут применяться и для сбора высоковязкой нефти (в таких случаях обычно используют насадки щеточного типа). Пороговые скиммеры В основе работы таких систем лежит перетекание нефтяной смеси через преграду (пороговое устройство), расположенную на границе нефтяной пленки и воды, для разделения ее на нефтяную и водную фракции. Во многих условиях скиммеры такого типа оказываются менее эффективными, чем олеофильные, и отличаются высоким содержанием воды в собранной нефти, что требует больших резервуаров для хранения собранной жидкости, чем при использовании олеофильных систем. Пороговые скиммеры бывают самых разных размеров. Большие скиммеры применяют при значительных разливах, когда необходимо собрать большое количество нефтеводной 88 89

46 Любые системы механического сбора нефти, разлитой в присутствии льда, должны быть оборудованы системой удаления льда для получения доступа к нефти и эффективного ее сбора. Такие системы должны быть рассчитаны на работу при низких температурах, поэтому скиммеры оборудуют системами защиты и/или подогрева, защисмеси в таких случаях после сбора используют мощные насосы для перекачки смеси в объемные резервуары для ее хранения и отделения нефти от воды. Одним из преимуществ пороговых скиммеров является их малая чувствительность к вязкости нефти. При сборе высоковязких нефтепродуктов иногда требуется добавление воды в собранный материал для облегчения его перекачивания в резервуар для хранения. Вакуумные скиммеры Принцип действия вакуумных скиммеров основан на использовании вакуума или воздуха для всасывания нефти с морской или береговой поверхности. Вакуумные системы являются универсальными и могут применяться для сбора различных сортов нефти (за исключением разве что тяжелой нефти), но по соображениям безопасности их нельзя применять для сбора очищенных летучих нефтепродуктов. Преимуществом вакуумных систем является то, что обычно они оборудованы встроенным баком для хранения собранной нефти и, если система не стационарная, могут использоваться для транспортировки нефти к месту хранения. Недостатком этого типа скиммеров является то, что в определенных случаях они могут собирать больше воды, чем нефти. Механические скиммеры В основе работы таких систем лежит физический сбор нефти с поверхности воды, для чего используются различные устройства, начиная с конвейерных лент и заканчивая захватывающими ковшами. Этот тип скиммеров больше подходит для сбора очень вязкой нефти. Хранение и декантирование Для эффективной локализации и сбора разлитой нефти очень важно наличие резервуара для хранения собранной нефти на нефтесборочном судне. Размер такого резервуара является критическим фактором в сравнении с возможностями некоторых систем сбора нефти. Для пороговых скиммеров, как говорилось ранее, характерно высокое содержание воды в собираемой смеси, из-за чего нефтяные баржи или баки заполняются очень быстро и для продолжения работы должны быть освобождены или заменены. Поэтому для поддержания системы сбора нефти в постоянной работоспособности необходимо проводить декантирование, или откачивание и сброс воды, собранной вместе с нефтью, из временного хранилища внутрь бонового заграждения (в некоторых регионах для осуществления декантирования требуется разрешение государственных органов). Свойства собираемой нефти также очень важны, так как перекачивание высоковязкой нефти, особенно при холодных температурах, может представлять некоторую сложность. В таких случаях часто требуется применение специальных насосов и оборудование резервуаров для хранения нефти системой подогрева, чтобы облегчить выкачивание собранного материала. Механический сбор нефти с поверхности, покрытой льдом Как говорилось выше, для локализации и концентрации разлитой нефти для дальнейшего сбора на открытой водной поверхности обычно применяются боновые системы. Традиционный сбор нефти с использованием боновых заграждений наиболее эффективен на открытой водной поверхности и при сплоченности льда до 10 %, но может быть использован с относительной эффективностью и при сплоченности ледяного покрова до 20 30% и в сопровождении ледокола, если концентрация льда превышает 70%. Нефтесборные системы с одним судном, оборудованным выносными бортовыми стрелами, на которых закреплены боны, могут маневрировать между крупными льдинами и работать при большей концентрации льда, чем это возможно для традиционных боновых систем. При концентрации льда более 70% лед выполняет функцию барьера, препятствующего растеканию нефти, и при достаточной сплоченности полностью предотвращает растекание и утончение нефтяного пятна. Такая естественная локализация может быть преимуществом при мероприятиях ЛАРН, так как в таких условиях нефтяное пятно занимает меньшую площадь и собирается в более толстую пленку между льдинами, откуда ее легче собрать, чем при разливе среди множественных фрагментов разреженного льда или в открытой воде. Кроме того, присутствие льда изменяет характер ветрового волнения в море, так как льдины гасят короткие волны. В отсутствие разбивающихся волн нефть, скопившаяся между льдинами, выветривается не так быстро, как в условиях открытой воды, когда под действием атмосферных условий она эмульгируется и выветривается, становясь вязкой

47 щающими их от замерзания. Эксперименты и полевые испытания в арктических водах показали, что здесь применение механических средств для сбора нефти менее эффективно по сравнению со сжиганием нефти или использованием диспергентов. Для ликвидации разливов нефти на (или под) относительно ровный и стабильный припай в береговых зонах существуют различные механические методы уборки, такие как прокладывание траншей для стока нефти, сбор нефти в отстойники и транспортировка на берег. Краткие выводы Механический сбор разлитой нефти в ледовых условиях возможен, и такие методы должны быть включены в состав стратегии ликвидации разливов нефти во льду. Сбор нефти в сезон открытой воды с использованием механических методов может быть более эффективен в арктических условиях, чем в средних широтах, из-за долгого светового дня. Высокая концентрация льда (> 70%) снижает растекаемость нефти при отсутствии боновых заграждений, что уменьшает площадь нефтяного пятна и позволяет применять механические средства для сбора нефти при условии, что нефтесборное оборудование имеет к ней доступ. При планировании и осуществлении мероприятий по локализации и сбору нефти необходимо принимать во внимание влияние низких температур на безопасность и эффективность работ. Низкая скорость обработки нефтяного пятна и трудности, связанные с доступом к нефти при большой сплоченности льда, ограничивают использование механической уборки применением на небольших разливах. Рекомендуемая литература Hansen, K Boom vane field tests. Report prepared for United States Coast Guard, Marine Safety and Environmental Protection (G-M) and Systems (G-S). Washington, DC, USA. Lampela, K Baltic approach to oil spill recovery in ice: case studies and recent development in Baltic Sea states. In: Proceedings International Oil & Ice Workshop Minerals Management Service. Herndon, VA, USA. Mullin, J.V., H.V. Jensen and W. Cox MORICE: new technology for effective oil recovery in ice. In: Proceedings 2003 International Oil Spill Conference. American Petroleum Institute. Washington, DC, USA. NOAA Open water oil identification job aid for aerial observation; New Standardized Oil Slick Appearance and Structure Nomenclature and Code. UPDATED November NOAA Office of Response & Restoration, Emergency Response Division. Seattle, WA, USA. 50 pp. Available from Solsderg, L.B. and M. McGrath Mechanical recovery of oil in ice. In: Proceedings Arctic and Marine Oilspill Program (AMOP) Technical Seminar. No. 15, pp Environment Canada, Ottawa, Canada. Sørstrøm, S.E., P.J. Brandvik, I. Buist, P. Daling, D. Dickins, L-G. Faksness, S. Potter, J.F. Rasmussen and I. Singsaas Joint industry program on oil spill contingency for Arctic and ice-covered waters. Summary Report. SINTEF Report no. A14181, Trondheim, Norway. U.S. Coast Guard Research and Development Center Evaluation of four oil spill recovery devices in fast water conditions at OHMSETT. U.S. Department of Transportation, USCG. Washington, DC, USA

48 Глава 6 Действия по ликвидации разливов нефти: Защита и очистка берегов Введение Исследования и опыт, полученный за последние 40 лет, обогатили специалистов по планированию и ликвидации разливов нефти хорошим пониманием особенностей поведении нефти в условиях Арктики и низких температур окружающей среды. Было разработано большое количество методических руководств, помогающих специалистам, ответственным за принятие решений, планирование деятельности и проведение мероприятий по ликвидации разливов нефти в Арктике. В качестве примера можно отметить такие документы, как «Техническое руководство по ликвидации разливов нефти» (Technical Manual for Spill Response (ACS, 2010), выпущенное организацией Alaska Clean Seas (ACS), и «Справочник по ликвидации разливов нефти в арктических водах» (Field Guide for Oil Spill Response in Arctic Waters (EPPR, 1998), составленный Рабочей группой по предупреждению, готовности и ликвидации чрезвычайных ситуаций (EPPR) при Арктическом совете. Очевидной особенностью береговой линии в холодном климате является наличие на ней льда и снега в определенное время года. Ледяной и снежный покров берегов в той или иной форме покрывает береговое пространство вплоть до 40º южной широты. За исключением внутренних морей, примерно 45% из км берегов мирового океана в течение определенного времени года покрыты снегом или льдом. Характеристика берегов в холодном климате Типы берегов Типы берегов в зонах с холодным климатом в значительной мере аналогичны типам берегов в зонах, свободных ото льда и снега. Наши знания и представления о видах и ландшафте береговых зон более теплых прибрежных районов во многих отношениях распро- 95

49 страняются и на районы холодного климата, разница только в наличии льда, снега, тундровых лесов, ледников и ледяного покрова. Тем не менее для Арктики и регионов с холодным климатом характерны некоторые специфические типы берегов, среди которых можно назвать: Ледниковые барьеры, образованные приливными ледниками и ледяными щитами; Обледеневшие тундровые береговые обрывы с обнажениями вечной мерзлоты (рис. 23); Затопляемые тундровые низменности (рис. 24); Валунные нагромождения, сформированные наслоениями льда на заливаемые приливом береговые платформы; Гребни осадочных отложений, сформированные движением или давлением льда; Торосы и гребни на береговой линии, покрытой мелкозернистыми отложениями (пески, илистые отложения, глины) в районах с низкой энергией волн. Наши знания и представления о процессах, происходящих в береговой зоне в более теплых прибрежных районах, также распространяются и на районы холодного климата, только с учетом наличия и влияния льда. Как правило, лед начинает формироваться на берегу раньше прибрежного и находится там после разрушения или таяния прибрежного льда. Поэтому период обледенения берегов длится дольше, чем период существования прибрежного льда или льда в открытом море. В полярных широтах безледовый период может длиться всего несколько дней или недель, поэтому процессы, вызываемые ветром и прибоем в более теплых местностях, здесь очень ограничены, а значит, природной энергии не хватает для существенного воздействия на осадочные отложения или нефть, осажденную вдоль береговой линии. Для побережий Арктики или холодных широт не всегда характерен низкий уровень энергии волн, но длительность сезона открытой воды может уменьшаться в связи с присутствием льда. Поведение нефти в береговой зоне Поведение нефти в холодном климате зависит от источника нефти, ее характеристик, а также присутствия и характера льда и/или снега. Разливы нефти на ледовом или снежном покрове прибрежной зоны возникают либо в результате занесения нефти прибоем в период, Рис. 23. Тундровые береговые обрывы, где сквозь залежи торфа видны обнажения подземного льда, покрытого слоем тундрового дерна (E. H. Owens) Рис. 24. Затопляемые тундровые низменности (Canadian Beaufort Sea, E. H. Owens) когда прибрежные воды не покрыты ледовым покровом и подледная нефтяная пленка достигает берега и попадает в приливные трещины, либо в результате наземных разливов нефти, стекающей вниз по склону на берег. Исследования поведения нефти на арктических берегах начались с эксперимента по биологическому разложению нефти, проводившегося в 1976 г. на архипелаге Шпицберген (Свальбард), в ходе которого наблюдалось ускоренное выветривание и разложение нефти при применении химических удобрений (Sendstad, 1980; Sendstad et al., 1984). Так как на побережье Арктики и в северных широтах практически не происходило аварийных разливов нефти, ценные данные по этому вопросу были получены в результате таких научных работ, как масштабный эксперимент BIOS (опытная ликвидация разлива нефти в районе о-ва Баффин, Канада), гг., и полевые испытания на архипелаге Шпицберген (Свальбард), Норвегия, в 1997 и 2006 гг. (для получения более подробной информации по этим экспериментам см. Приложение B «Экспериментальные исследования разливов нефти»). Эти два исследования показали, что на побережьях зон холодного климата происходят те же физические и химические изменения, и нефть подвергается такому же, хотя и более медленному естественному выветриванию и разложению, что и в более теплых географических зонах. Нефть и лед в береговой зоне Если в береговой зоне присутствует ледовой покров, он будет препятствовать попаданию нефти на берег со стороны моря. Лед не пропускает жидкость, поэтому нефть, попадающая на поверхность ледового покрова, остается там, кроме случаев, когда во льду есть трещины, ледовой покров представлен отдельными льдинами, расположенными на береговой полосе, или происходит процесс формирования припая. Присутствие льда может влиять на поведение нефти следующим образом: Нефть, которая затекает в трещины или расщелины во льду, может утекать или затягиваться под плавучий лед, когда ее накапливается слишком много, чтобы удерживаться в промежутке между льдинами. Нефть может попадать на берег вместе с занесенными прибоем плавучими льдинами, покрывая и берег, и поверхность льда по мере того, как отдельные льдины всплывают и передвигаются под действием прибоя или волн. Нефть может вмерзать внутрь существующего припая или покрываться сверху новым слоем льда, образующимся в результате 96 97

50 замерзания брызг, водяной пыли или воды, выплескивающейся на берег прибойными волнами. Проникновение нефти в глубь грунта может быть ограничено наличием подземного льда (временно замерзших грунтовых вод или вечной мерзлоты). Нефть и снег в береговой зоне Поведение нефти в присутствии снега широко изучено благодаря проведению ряда полевых и лабораторных экспериментов (Bech and Sveum, 1991; Carstens and Sendstad, 1979; Johnson et al., 1980; Mackay et al., 1975). Зависимость впитывающей или удерживающей способности снега от типа нефти и свойств снега показана на графике (рис. 1). Свежевыпавший снег, как правило, имеет низкую плотность и высокую пористость, в связи с чем является относительно хорошим абсорбентом для разлитой нефти, поэтому легкая и средняя нефть может быстро проникать в толщу снега. Это уменьшает площадь разлива нефти, но в то же время повышается содержание нефти в нижних пластах снега. Объем нефти, абсорбируемой свежевыпавшим, зернистым снегом в арктических условиях, составляет порядка 20% после его таяния. Свойство снега ограничивать как горизонтальное, так и вертикальное распространение нефти приводит к намного большему процентному содержанию нефти. Испарение является наиболее важным процессом выветривания, который происходит в результате воздействия атмосферных условий на нефть, проникшую в толщу снега. Такая нефть испаряется со льда при низких температурах (даже при наличии снежного покрова) в итоге примерно до той же степени, как при разливе нефти по водной поверхности, хотя и намного медленнее. Испытания показали, что нефть, покрытая снегом, продолжает испаряться, хотя и медленнее, чем нефть на воздухе (Buist and Dickins, 2000). Удерживающие свойства снега, характерные для Арктики Фактическая скорость испарения описывается комплексной функцией большого числа переменных, включающих диффузионную способность снега (связанную со степенью уплотнения), характеристики нефти, температуру воздуха, скорость ветра и толщину нефтесодержащего слоя. Обнаружение и установление границ присутствия нефти в ледовом и снежном покрове береговых зон При проведении разведочных работ, направленных на обнаружение и документирование наличия нефти в береговой зоне вначале обычно проводят первичную наземную или воздушную разведку, после которой детальную наземную разведку с целью обнаружения и определения размеров загрязненной зоны. Для обнаружения и установления границ присутствия нефти в береговой зоне широко применяется система определения степени загрязнения и методов очистки береговой линии (SCAT), адаптированная для применения в холодном климате и в береговых зонах со снежным и/или ледовым покровом (Owens and Sergy, 2004). Эта система основана на систематическом проведении разведочных работ и использовании стандартных терминов и определений для создания информационной базы, которая используется специалистами для определения, какие береговые линии нуждаются в очистке и какие методы очистки целесообразно применять, чтобы уменьшить ущерб для окружающей среды. В частности, набором стандартных терминов описываются базовые характеристики ледового и снежного покрова береговой зоны. Нефть на береговой поверхности или на льду/снегу легко обнаружить, поэтому установление границ нефтяного пятна в таких условиях затруднений не вызывает. Выявить и установить границы присутствия нефти в береговой зоне намного труднее, если она присутствует в слое береговых отложений, внутри снежного или ледового покрова или под ним. В таких условиях нефтяное загрязнение может быть полностью или частично невидимым, и чтобы установить расположение и размеры зон(ы) подповерхностного нефтяного загрязнения, требуется применение таких технологий, как выемка, бурение кернов, зондирование и др. Как правило, для поиска подледных нефтяных пятен используют координатную сетку или другую геометрическую модель, созданную либо на основе обнаруженного источника разлива, либо на основе наблюдений за наземной частью нефтяного пятна. Рытье углублений и траншей, особенно во льду, требует значительных затрат времени, поэтому намного эффективней использовать механические буры. Для поиска мест подземных утечек нефти из нефтепроводов в течение многих лет использовались собаки, и недавние полевые испытания подтвердили, что собаки способны быстро и успешно обнаруживать даже очень маленькие количества нефти в толще снегового покрова (Sorstrom, et al., 2010)

51 Защита берегов Организация Alaska Clean Seas (ACS) опубликовала очередное регулярно обновляемое техническое руководство, содержащее всесторонние практические рекомендации по защите континентальных и береговых зон. Задачи первостепенной важности при защите берегов Создание стратегий ликвидации разливов нефти и определение приоритетных объектов и территорий, нуждающихся в защите, требует оценки относительного риска для ресурсов, связанного с потенциальными разливами нефти. Во многих арктических регионах существуют четкие ареалы обитания различных животных, такие как дельты, болота, гнездовья птиц и лежбища млекопитающих, которые нетрудно выявить и нанести на карту. Планирование мер по борьбе с разливами может включать разработку стратегий срочного реагирования, например, для защиты проливов и устьев рек. Для определения задач первостепенной важности при ликвидации разливов необходимо взаимодействие с региональными и местными организациями, чтобы определить наиболее важные экологические и культурные ресурсы, а также существующие зоны экономической и оздоровительной ценности. Стратегии защиты Первостепенной по значению стратегией, применяемой при всех разливах нефти, является сбор или удаление нефти из воды как можно ближе к источнику разлива. Для этой цели, в зависимости от характера разлива (например, береговой, речной, прибрежный или морской), осуществляются операции по локализации, отклонению и удалению нефтяного пятна с помощью создания насыпей, траншей, дамб и использования береговых и морских бонов в соответствии с рекомендациями, приведенными в техническом руководстве ACS, том 1 «Описание тактических действий». Прибрежные зоны представляют собой одну из наиболее продуктивных и чувствительных экосистем. Соответственно, при невозможности ликвидации разлива непосредственно у его источника или зоны, прилегающей к источнику, применяются резервные стратегии, чтобы предотвратить передвижение нефтяной пленки к берегу или свести к минимуму последствия нефтяного загрязнения. Сроки ликвидации разливов после того, как сформировался ледовой покров береговой и прибрежной зон, а также во время зимнего периода существенно отличаются от летних, так как в этих условиях риску подвергается меньшее количество береговых природных ресурсов. Если разлив происходит ближе к концу зимы, для очистки береговой зоны от нефти остается только короткий летний сезон до начала активного роста растений. Очистка берегов Существуют специальные руководства по очистке берегов арктических зон и зон холодного климата, в которых собран весь накопленный опыт по данному вопросу, на основе которого специалисты принимают решения и осуществляют планирование. Примером такого руководства является справочник EPPR по ликвидации разливов нефти в арктических водах (Field Guide for Oil Spill Response in Arctic Waters, 1998). Процесс принятия решений по очистке берегов Принятие решений по очистке берегов начинается с разработки и согласования приоритетов, стратегий, процесса мониторинга и оценки результатов работ. Это обеспечивает единство целей и ожиданий всех участников процесса. Тем не менее процесс принятия решений редко идет беспрепятственно, ведь следует учитывать экологические соображения, потребности местного населения, возможность реализации и вопросы безопасности (Baker, 1997). Часто требуется принятие компромиссного решения. Например, тундровые береговые зоны в летний период очень чувствительны к вытаптыванию и к автомобильному движению, но удаление или обработка нефти могут быть более важными для защиты дикой природы. Процесс анализа суммарной экологической выгоды (NEBA) особенно важен для арктических условий, где восстановление ресурсов происходит дольше, а тундра и заболоченные участки в период вегетации растений очень чувствительны к человеческому вмешательству. Методы очистки и восстановления побережий При выборе метода очистки береговой зоны в первую очередь учитываются тип и количество нефти и тип береговой зоны. В табл. 4 приведен пример матрицы предпочтительных методов для различных типов нефти в затопляемых тундровых низменностях

52 В арктических условиях и зонах холодного климата применяются примерно те же стратегические и тактические решения, что и для более теплых географических зон, поэтому накопленный в них опыт и выводы могут применяться в большинстве ситуаций. Основные различия связаны со спецификой типов береговых зон, в частности таких, как обледеневшие и затапливаемые низменности, а также с вопросами по эксплуатации, безопасности и логистике в отдаленных районах и зонах низких температур. Таблица 4. Рекомендованные тактические решения для затопляемых тундровых низменностей Нефть на поверхности Летучая Легкая Средняя Тяжелая Твердая Естественное восстановление Обводнение Промывка под низким давлением z z z z z z z z z Удаление вручную }} }} }} Вакуум Срезание растительности Пассивные сорбенты zпредпочтительные варианты z z z }} }} }} }} }} }} }} }} Возможно применение для небольших количеств нефти Кроме того, в зимних или холодных условиях физические характеристики береговой зоны, влияющие на поведение нефти, могут существенно изменяться. Методы очистки выбираются в зависимости от характера береговой зоны, причем в стратегические и тактические планы действий вносятся изменения при наличии льда и/или снега. Например, пористые крупнодисперсные отложения, составляющие береговую зону в теплые месяцы, в холодных условиях превращаются в замерзшую непроницаемую поверхность. При очистке загрязненных нефтью снега и льда может образовываться большой объем отходов с незначительным содержанием нефти, и единственным способом уменьшить объем отходов является растапливание и декантирование ледяной или снежной смеси на месте сбора. Методы очистки береговых зон делятся на три основные группы: естественное восстановление без вмешательства, физическое удаление загрязненных нефтью материалов и обработка нефти на месте. Естественное восстановление Естественное восстановление береговой линии зачастую бывает самым щадящим решением при обработке пятен нефти низкой и средней плотности, особенно если доступ к ним ограничен или затруднен, что характерно для многих арктических побережий. Такая стратегия подходит в условиях, когда: Активная обработка или очистка нефти, осажденной вдоль береговой полосы, повлечет за собой нанесение большего (неприемлемого) ущерба окружающей среде, чем при ее естественном восстановлении; Методы ликвидации нефтяного загрязнения не ускорят темпы естественного восстановления; Персоналу, осуществляющему ликвидационные работы, грозит опасность либо со стороны нефти как таковой, либо со стороны условий проведения работ (погода, возможности доступа, естественные опасности и др.). Физическое удаление нефти Физическое удаление нефти включает сбор и утилизацию нефти. Существует ряд различных методов сбора нефти, в основе которых обычно лежит либо вымывание нефти, либо сбор или ручное/механическое удаление нефти. При вымывании нефть вытесняется напором воды либо в близлежащие воды, где она задерживается бонами и собирается нефтесборным оборудованием, либо в направлении зоны сбора, например, в специально оборудованный колодец или траншею, откуда нефть собирается вакуумной системой или скиммером. Такой способ очистки довольно медленный и требует большого количества рабочей силы, но в результате его применения образуются только жидкие отходы. Ручное удаление включает сбор нефти с помощью черпаков и скребков, срезание загрязненной нефтью растительности, а также применение и утилизацию пассивных сорбентов. Метод ручного сбора нефти также отличается низкой скоростью и необходимостью большого количества рабочей силы, но в результате его применения образуется меньше отходов, чем при механическом удалении нефти. Для механического удаления в основном используется оборудование для землеройных и строительных работ, хотя существуют и устройства, специально разработанные для очистки береговых зон. Несмотря на то что при механическом удалении нефти требуется на

53 Для определения приоритетных объектов защиты в рамках предварительного планирования в зонах высокого риска необходимо взамного меньше рабочей силы и скорость очистки существенно выше, чем при ручном (может быть важным для отдаленных районов), при этом способе образуется в 10 раз больше отходов, а значит, нужна особая организация их транспортировки и хранения. Очистка на месте образования загрязнения В этом случае работы по очистке проводятся непосредственно на месте образования загрязнения, а значит, количество отходов и необходимость их обработки сводятся к минимуму, что исключает проблему их перевозки и утилизации. Метод очистки на месте образования загрязнения особенно подходит для отдаленных районов, где логистика является ключевым фактором для оценки практической реализуемости и целесообразности. Метод включает в себя следующие действия: Механическое перемешивание загрязненных нефтью отложений (также известное как культивация, возделывание или аэрация) может включать перемешивание либо в отсутствие воды (сухое перемешивание), либо под водой (мокрое перемешивание). Метод предполагает выветривание и бактериальное разложение как можно большего количества нефти либо создание смеси нефти с грунтом, имеющей меньшее негативное влияние на экологию, чем жидкая нефть на поверхности. Перемещение осадочных отложений (перемещение насыпей, мытье в зоне прибоя) отличается от процесса перемешивания, несмотря на то что при применении данного метода осадочные отложения также тщательно перемешиваются, но при этом загрязненные нефтью отложения намеренно перемещаются с одного места на другое, где отчистке будут способствовать более высокая энергия волн. Сжигание пропитанных нефтью бревен или берегового мусора, так как эти материалы содержат очень небольшое количество нефти. Методы, основанные на использовании химических и биологических веществ, облегчающих удаление нефти из береговой зоны или ускоряющих ее разложение и выветривание с места образования загрязнения естественным путем. Применение химических и биологических препаратов регулируется государственными органами и требует получения соответствующих разрешений и соблюдения требований законодательства. Применение метода биологической очистки также имеет смысл, хотя в зонах с низкими температурами и ограниченным количеством питательных веществ скорость биологического разложения может снижаться. В этом случае проблему можно решить с помощью добавления питательных веществ/удобрений. Краткие выводы Исследования и опыт, полученный за последние 40 лет, помогают специалистам по планированию и ликвидации разливов нефти оценивать поведение нефти в условиях Арктики и низких температур окружающей среды. Разработано большое количество рекомендаций и справочников для специалистов, ответственных за принятие решений, планирование деятельности и проведение мероприятий по очистке, например, «Техническое руководство по ликвидации разливов нефти» (Technical Manual for Spill Response (ACS, 2010), выпущенное организацией Alaska Clean Seas (ACS), и «Справочник по ликвидации разливов нефти в арктических водах» (Field Guide for Oil Spill Response in Arctic Waters (EPPR, 1998), составленный Рабочей группой по предупреждению, готовности и ликвидации чрезвычайных ситуаций (EPPR) при Арктическом совете. Наши знания и представления о составе и ландшафте береговых зон, а также о поведении нефти в более теплых прибрежных районах во многих отношениях верны и для районов с холодным климатом надо лишь учитывать дополнительное влияние наличия льда, снега, тундровых лесов, ледников и ледяного покрова. В короткий период вегетации растений природа отличается особой чувствительностью и уязвимостью. Лед служит барьером, препятствующим проникновению нефти в почву, и поэтому нефть будет оставаться на поверхности льда, покрывающего берег, за исключением периодов формирования нового льда на ее поверхности. Нефть может просачиваться и адсорбироваться свежевыпавшим крупнозернистым снегом, поэтому она находится на поверхности снежного покрова очень недолго. Береговой припай предотвращает попадание разлитой в открытом море нефти на берег

54 имодействие с региональными и местными властями и специалистами для анализа и приоритезации защиты экологических, культурных и экономических ресурсов. Необходимо понимать, что очистка загрязненного нефтью берега зачастую может принести больше вреда, чем пользы. При принятии решений всегда приходится искать компромисс: проводить или не проводить очистку, каким способом и в каком объеме. Очень важно, чтобы стратегии очистки, ожидаемые результаты и процессы проверки работ были согласованы со всеми заинтересованными сторонами, что обеспечит единство целей и ожиданий всех участников процесса. Это должно быть достигнуто и согласовано в кратчайшие сроки, так как эти вопросы имеют ключевое значение для планирования операций по очистке береговой линии. Вымывание или ручная очистка требуют большого количества рабочей силы. Механическое удаление нефти происходит намного быстрее, чем при применении аналогичных методов, но при этом создается намного больше отходов, которые необходимо транспортировать и хранить, тогда как обработка непосредственно на месте загрязнения, осажденного вдоль береговой полосы, сводит к минимуму количество отходов, что является важным фактором для отдаленных районов. Среди других важных эксплуатационных факторов можно назвать вопросы безопасности и логистики, связанные с работой в удаленных районах, таких как затопляемые тундровые леса, затопляемые тундровые низменности, а также районы с низкими температурами. Рекомендуемая литература Alaska Clean Seas (ACS) Alaska Clean Seas Technical Manual (3 volumes), Revision 9, Prudhoe Bay, Alaska, USA, Baker, J.M Differences in risk perception: how clean is clean? Issue Paper prepared for the International Oil Spill Conference, American Petroleum Institute, Washington, DC, USA, Tech Report IOSC-006, 52 pp. Bech, C. and P. Sveum Spreading of oil in snow. In: Proceedings of the 14th Arctic and Marine Oilspill Programme (AMOP) Technical Seminar, Environment Canada, Ottawa, Ontario, Canada, pp Buist, I. and D.F. Dickins Oil fate and behavior in ice. In: Proceedings of the International Oil and Ice Workshop, Anchorage, organized by Alaska Clean Seas, Prudhoe Bay, Alaska (on disk only). Carstens, T. and E. Sendstad Oil spill on the shore of an ice-covered fjord in Spitsbergen. In: Proceedings POAC 79, 5th Int. Conf. on Port and Ocean Engineering under Arctic Conditions, pp EPPR Field guide for oil spill response in Arctic Waters. Environment Canada, Yellowknife, Northwest Territory, Canada, 348 pp. Johnson, L.A., E.B. Sparrow, T.F. Jenkins, C.M. Collins, C.V. Davenport and T.T. McFadden The fate and effect of crude oil spilled on subarctic permafrost terrain in Interior Alaska. US Environmental Protection Agency, Office of R&D, Corvallis, OR, USA. Rept. 600/ Mackay, D., P.J. Leinonen, J.C.K. Overall and B.R. Wood The behaviour of crude oil in snow. Arctic, 28(1), Owens, E.H., D.F. Dickins and G.A. Sergy The behavior and documentation of oil spilled on snow- and ice-covered shorelines. In: Proceedings International Oil Spill Conference, American Petroleum Institute Pub. No. I 4718B, Washington, DC, USA, pp Owens, E.H. and G.A. Sergy The Arctic SCAT Manual A field guide to the documentation of oiled shorelines in Arctic regions. Environment Canada, Edmonton AB, 172 pages. (see also: 2004, Proceedings 27th Arctic Marine Oilspill Program (AMOP) Technical Seminar, Environment Canada, Ottawa, Ontario, Canada, pp Owens, E.H. and G.A. Sergy. (2010). A field guide to oil spill response on marine shorelines. Environment Canada, Ottawa, Ontario, Canada. Sendstad, E Accelerated biodegradation of crude oil on an Arctic shoreline. In: Proceedings of the 3rd Arctic and Marine Oilspill Programme (AMOP) Technical Seminar, Environment Canada, Ottawa, Ontario, pp

55 Sendstad, E., O. Sveum, L.J. Endal, Y. Brattbakk and O. Ronning Studies on a seven years old seashore crude oil spill on Spitsbergen. In: Proceedings of the 7th Arctic and Marine Oilspill Programme (AMOP) Technical Seminar, Environment Canada, Ottawa, Canada. Sergy, G.A. and P.J. Blackall Design and Conclusions of the Baffin Island Oil Spill Project. VOL. 40, SUPP. 1 (1987) P. 1-Q ARCTIC. Sørstrøm, S.E., P.J. Brandvik, I. Buist, P. Daling, D. Dickins, L-G. Faksness, S. Potter, J.F. Rasmussen and I. Singsaas Joint industry program on oil spill contingency for Arctic and ice-covered waters. Summary Report. SINTEF Report no. A14181, Trondheim, Norway. Глава 7 Выбор методов ликвидации разливов нефти Как говорилось в главе 1 «Динамика поведения нефти в арктических условиях», при разливе нефти в море происходит ряд естественных процессов, изменяющих физические и химические свойства нефти, так называемое выветривание. К таким естественным процессам относят испарение, образование водонефтяной эмульсии и рассеивание капель нефти в толще воды, растворение компонентов нефти в воде, растекание нефтяного пятна, осаждение, окисление и биологическое разложение нефти. Относительный вклад каждого из этих процессов зависит от сорта нефти, длительности ее пребывания на поверхности воды, погодных и морских условий. Из-за того что свойства нефти изменяются, изменяется и возможность применения и эффективность различных методов ликвидации разливов, таких как механический сбор нефти, применение диспергентов и сжигание на месте (ISB). При наличии на воде ледового покрова скорость выветривания может существенно снижаться, в зависимости от типа льда, площади ледового покрытия и энергетического состояния. В некоторых ситуациях это может повышать эффективность мер по ликвидации разливов нефти. Выбор одного или более методов ликвидации разливов нефти в арктических условиях будет зависеть от большого количества факторов, включая площадь и тип разлива, местные погодные и морские условия, а также наличие, концентрацию и характеристику льда. Для эффективной ликвидации разливов нефти в Арктике большое значение имеет доступность различных методов ликвидации. Специалистам ЛАРН необходимо иметь доступ ко всем возможным методам ликвидации разливов для максимально эффективных мероприятий ЛАРН и уменьшения вреда для окружающей среды. При планировании действий по ликвидации каждого конкретного случая разлива нефти нужно учитывать множество разных факторов. В качестве примера ниже описывается подход, который сводит к минимуму вероятность загрязнения нефтью чувствительных береговых или прибрежных зон, а также обеспечивает безопасность рабочих в условиях прорыва подводной нефтяной скважины

56 Первоочередная задача взять под контроль источник нефти, если выброс нефти продолжается, и локализовать разлив как можно ближе к его источнику и как можно дальше от берега. Для ликвидации разлива нефти применяется комплекс мероприятий, таких как обработка диспергентами, механический сбор и/или сжигание нефти на месте (с учетом экологических условий и местной специфики), как описано ниже. При проведении операций близко к источнику разлива необходима точная координация этих мероприятий с другими действиями по ликвидации разлива и контролю источника. Точное обнаружение и мониторинг нефтяных пятен с помощью наблюдений и зондирования является ключом к успеху мероприятий ЛАРН. В первую очередь при разработке и реализации стратегических и тактических решений должны приниматься во внимание соображения безопасности, не только для того, чтобы предотвратить нанесение вреда членам группы ликвидации, но и для того, чтобы избежать задержек при ликвидации разливов, которые неизбежно возникают в случае, если кто-то получил травму и нуждается в помощи. Недопустима постановка таких целей при ликвидации разливов, которые угрожают безопасности людей. Еще одним важным фактором, влияющим на выбор ликвидационных стратегий, является анализ суммарной экологической выгоды (NEBA), который проводится в отношении рассматриваемого метода или ряда методов, и этот процесс требует более подробного рассмотрения. Применимость методов ликвидации разливов нефти в открытом море при наличии ледового покрова разных типов Важно отметить, что при обсуждении и анализе возможностей по ликвидации разливов нефти часто подразумеваются масштабные действия и значительный размер нефтяного разлива в открытом море, тогда как в отношении небольших разливов или разливов в прибрежных водах применимость определенных методов ликвидации может существенно отличаться. Локализация разлива и сбор разлитой нефти: Традиционная методика сбора разлитой нефти основана на использовании боновых заграждений для локализации и концентрации нефти и последующего ее сбора и наиболее подходит для работы в условиях открытой воды (т. е. с очень низким или незначительным присут- ствием льда), хотя может применяться и в ледовых условиях, но тогда эффективность работ будет более низкой из-за неизбежного простоя оборудования, связанного с его маневрированием во льду. Кроме того, несмотря на то что сбор уже локализованной и сконцентрированной при помощи боновых заграждений нефти в принципе не представляет проблем, в большинстве случаев эффективность этих работ будет существенно снижаться в ночное время. Сжигание нефти на месте разлива с использованием огнеупорных бонов: Сжигание нефти с использованием огнеупорных бонов может проводиться в условиях открытой воды и незначительного присутствия льда, а также при наличии небольшого ледового покрова на воде, но с меньшей эффективностью из-за неизбежного простоя оборудования, связанного с его перестановкой для ухода ото льда. В условиях разреженного льда низкой сплоченности попадание льдин в боновое заграждение при сжигании нефти на месте представляет собой меньшую проблему, чем при использовании механической уборки в тех же условиях. Метод сжигания нефти на месте разлива с использованием поверхностно-активных собирающих веществ может применяться при наличии средней сплоченности ледового покрова (от 3 до 9/10), когда лед затрудняет использование бонов, но в то же время служит естественной преградой для растекания нефти. Сжигание нефти на месте разлива в концентрированном льду: При большой сплоченности льда обеспечивается естественная локализация разлитой нефти, что позволяет достаточно эффективно сжигать нефть и без боновых заграждений. Этот метод также может применяться для сжигания нефти в проталинах, когда нефть из подледных разливов проступает на поверхность во время таяния льдов. Использование диспергентов (без дополнительного перемешивания): Так как применение диспергентов требует задействования авиатехники, возможность использования этого метода зависит от полетных условий и степени видимости. Традиционный способ распыления диспергентов с самолетов или судов больше всего подходит для применения в условиях открытой воды, сильного волнения моря и незначительного или среднего ледового покрова, так как движение льда само по себе может создать турбулентность, необходимую для диспергирования. Использование диспергентов (с дополнительным перемешиванием): При большой сплоченности льдов использование диспергентов требует дополнительного механического перемешива

57 Специалисты ЛАРН должны располагать большим набором различных способов ликвидации нефтяного загрязнения как на воде (сбор нефти, распыление диспергентов, сжигание нефти, только наблюдение), так и на побережьях (ручной сбор нефти, вымывание под низким напором воды, применение веществ для очистки береговой зоны, очистка высоким напором воды и др.). Каждый метод ликвидации имеет определенные преимущества (например, скорость, эффективность, простота применения) и недостатки с точки зрения функциональности и влияния на окружающую среду. Например, недостатком метода сжигания нефти является образование копоти и продуктов сгорания; недостатком метода локализации и сбора в открытом море часто является низкая скорость обработки нефтяния нефти винтами, которое осуществляется с помощью судов или другой техники. Примечание: Эффективность применения каждого из описанных выше методов в значительной степени зависит от возможности проведения воздушного наблюдения и дистанционного зондирования района разлива нефти, которое дает возможность наиболее эффективно использовать средства ликвидации. В условиях ограниченной видимости (до 1 км) управление ликвидационными операциями с воздуха становится невозможным, а поиск и локализация нефтяных пятен с использованием судов крайне затрудняется даже при самых современных средствах дистанционного зондирования. Важность координации и корректирования действий с воздуха подтвердилась, например, во время успешной операции по сжиганию нефти в открытом море при ликвидации утечки нефти со скважины MC252 в Мексиканском заливе. Еще одним фактором, влияющим на эффективность ликвидационных мероприятий, являются ветровые, температурные и морские условия, которые могут вызывать поверхностное обледенение судов, задействованных в ликвидации разливов нефти в открытом море. Поверхностное обледенение на судах и оборудовании в открытом море возникает из-за замерзания водяных брызг при низкой температуре воздуха и сильном ветре и может серьезно влиять как на безопасность, так и на эффективность работ. Мероприятия по механической локализации и сбору нефти при масштабных разливах достаточно эффективны при незначительном обледенении оборудования, но могут представлять большую сложность при высокой степени обледенения. Эти и другие факторы могут ограничивать эффективность применения различных методов ликвидации разливов нефти; поэтому важно понимать, что в определенных условиях, возможно, рациональнее перенести мероприятия по ликвидации на более позднее время, так как применение конкретных способов ликвидации разлива в данный момент невозможно, небезопасно или неэффективно. Целесообразность и потенциальная эффективность перенесения мероприятий по ликвидации на более поздний срок в большой степени зависит от специфики конкретного случая разлива нефти. Поэтому факторы, связанные с внешними условиями, должны обязательно приниматься во внимание специалистами, осуществляющими планирование действий ЛАРН, чтобы реагирование при разливах нефти осуществлялось с максимальным учетом особенностей конкретной ситуации, а также условий, в которых будут проводиться работы. Роль анализа суммарной экологической выгоды (NEBA) при выборе методов ликвидации разливов нефти NEBA-анализ представляет собой процесс принятия решений при выборе методов ликвидации разливов нефти, обеспечивающих наименьшее негативное влияние на окружающую среду в каждом конкретном случае. Результаты NEBA-анализа помогают выбрать метод ликвидации, который будет наиболее эффективным в рассматриваемой ситуации, а также определить степень интенсивности действий и момент окончания работ. NEBA-анализ это процесс поиска компромисса, в ходе которого ответственные стороны, надзорные органы и экологи совместно составляют оптимальный план действий, исходя из условий конкретной ситуации и сравнивая различные методы ликвидации разлива с вариантом «естественного разложения нефти» или «нецелесообразности ликвидации», реагирования только на уровне мониторинга и наблюдения за состоянием нефтяного пятна. Важно изначально понимать, что когда разлив уже произошел, то какие бы меры ни принимались для его ликвидации, определенных последствий для окружающей среды не избежать. Например, разлив нефти в любом случае оказывает влияние на некоторые морские организмы, и, принимая решение по выбору методов ликвидации нефтяного разлива, необходимо взвесить его общее влияние на экосистему и выбрать такую стратегию действий, которая обеспечила бы сведение к минимуму общего совокупного ущерба для окружающей среды. NEBA-анализ должен быть направлен на оценку долгосрочного воздействия на экосистему в целом, включая оценку возможностей ее восстановления, а не на оценку краткосрочных последствий разлива и спасение отдельных организмов

58 ного пятна. Применимость каждого из ликвидационных методов в конкретной ситуации зависит от таких факторов, как: сорт разлитой нефти, природные ресурсы и ареалы, которым угрожает опасность; погодные и морские условия; наличие логистической и эксплуатационной поддержки. Все эти факторы учитываются при проведении NEBA-анализа, что позволяет выбрать оптимальную стратегию ликвидации нефтяного загрязнения. Проведение NEBA-анализа включает следующие основные этапы: 1. Подготовка перечня чувствительных к нефтяному загрязнению ресурсов данной местности на основе: a. информации о предполагаемом поведении и пути распространения нефтяного пятна; b. карт экочувствительности, отображающих распределение важных природных ресурсов, используемых человеком. Если планируется воспользоваться такими методами, как применение диспергентов или веществ для очистки береговой зоны, которые влияют на поведение разлитой нефти, необходимо также установить, какие природные ресурсы при этом подвергнутся риску. 2. Определение потенциальной скорости восстановления ресурсов при применении доступных методов ликвидации разлитой нефти, возможных затруднений, которые могут повлиять на целесообразность применения этих методов, а также условий окружающей среды и рабочих условий, при которых эффективность определенных методов может повыситься. 3. Определение приоритетных ресурсов, которые требуют защиты от нефтяного загрязнения в первую очередь, исходя из степени использования их человеком, важности для экосистемы и других факторов. 4. Оценка влияния разлива нефти на каждый такой приоритетный ресурс при варианте отсутствия мер по ликвидации разлива на основе: a. предполагаемого поведения и пути распространения нефтяного пятна; b. токсичности нефти для различных групп ресурсов (например, прибрежных болот, пушных зверей, водоплавающих птиц, рыбных объектов и др.); c. территориального распределения каждого из приоритетных ресурсов в зоне разлива нефти в год, когда произошел разлив. Моделирование поведения и пути распространения разлитой нефти используются при прогнозировании загрязнения береговой зоны, типов и длины загрязненных берегов и уровня загрязнения каждой зоны. 5. Для каждого метода ЛАРН оценивается степень возможного уменьшения нефтяного загрязнения и влияния на каждый тип природных ресурсов при применении только этого метода (с учетом местной специфики, эффективности метода, возможных побочных воздействий на экосистему при применении этого метода, потенциальных последствий несобранной/необработанной нефти, погодных условий и соображений безопасности). Затем рассматриваются организационные моменты, связанные с реализацией комплекса специфических мер, направленных на выявление, минимизацию и предотвращение возможных рабочих и логистических нестыковок. Что касается методов ликвидации разливов нефти на воде, то специальными организациями, а также государственными органами и научно-исследовательскими учреждениями, которые занимаются вопросами ликвидации нефтяного загрязнения в условиях Арктики, были разработаны методические указания, которыми можно руководствоваться при оценке эффективности каждой группы ликвидационных методов. Эти руководства были разработаны на основе известных характеристик каждой из единиц ликвидационных ресурсов (комбинации боновых систем и скиммеров, системы распыления диспергентов, и т. д.), количества имеющихся ресурсов, времени, требующегося на их мобилизацию, и требований к условиям работ (сила ветра, состояние моря, уровень видимости, наличие льда). Аналогичным образом можно применять руководства при планировании мер по ликвидации нефтяного загрязнения береговой зоны для оценки: a. необходимости в очистке различных типов берегов (песчаные пляжи, каменистая почва, защищенные прибрежные болота, и т. д.), исходя из типа разлитой нефти, уровня загрязненности нефтью, экочувствительности береговой зоны и потенциальной возможности естественной очистки; b. наиболее подходящих методов очистки различных типов берегов и потенциального воздействия на экосистему каждого из методов; c. объема работ и времени, необходимых для очистки каждого типа берегов

59 6. Оценка уменьшения влияния разлива нефти на экосистему благодаря применению каждого из методов противодействия и выбор методов, обеспечивающих: a. наибольшую защиту приоритетных ресурсов; b. максимальное снижение негативных последствий для экологии. Определение момента окончания очистки Кроме выбора наиболее подходящих методов ликвидации нефтяного загрязнения, необходимо также принять решение о степени интенсивности очистки и сроках ее завершения. Очистка от нефтяного загрязнения может производиться с разной интенсивностью. Например, в некоторых районах загрязненные нефтью участки требуют тщательной очистки и возврата их в первоначальное состояние, тогда как на других участках достаточно удалить определенное количество нефти, а оставшаяся нефть подвергнется естественному разложению; в некоторых зонах очистку вообще не производят, и нефть там разлагается естественным путем. Несмотря на то что целью очистки является уменьшение негативного влияния разлива нефти, применение методов очистки само по себе может представлять некоторую опасность для окружающей среды. Степень этой опасности зависит от типа экологического объекта, который проходит очистку, используемых методов очистки и вопросов безопасности, связанных с применением методов ЛАРН. Решения о необходимом уровне интенсивности очистки принимаются, исходя из оценки потенциального экологического и социальноэкономического влияния разлива нефти, потенциального влияния мероприятий по очистке как таковых и способности окружающей среды к самовосстановлению после нефтяного загрязнения. В табл. 5 в конце этого раздела представлен примерный перечень критериев, которыми можно руководствоваться при определении необходимой интенсивности очистки. Краткие выводы В этом разделе рассматривались некоторые из наиболее важных факторов, которые необходимо принимать во внимание при оценке различных методов ликвидации разливов нефти. Разработчики планов (или стратегических и тактических решений для реализации планов) по ликвидации разливов нефти в Арктике должны принимать во внимание экологические факторы. При оценке потенциальных преимуществ и недостатков определенных методов ликвидации разливов нефти важно понимать, что не всегда возможно осуществлять меры по ликвидации сразу же после разлива нефти или применять для этого какие-то конкретные методы. Иногда требуется перенесение таких мероприятий на более позднее время, в некоторых случаях такое позднее реагирование является и намного более эффективным и безопасным. Низкая температура воды и наличие льда могут способствовать эффективной ликвидации разливов нефти благодаря естественному ограничению растекания нефти и замедлению процессов выветривания. Как следствие, период, в течение которого возможно проводить сжигание нефти на месте и использование диспергентов, при наличии льда на воде увеличивается в сравнении с условиями открытой воды. Каждый метод ЛАРН имеет свои преимущества для использования при разливах нефти в Арктике. Главным условием эффективной ликвидации разливов нефти в арктических условиях является доступность всех возможных методов реагирования. Не существует таких методов ЛАРН, которые были бы одинаково эффективны для всех условий. Ликвидаторы располагают тремя основными стратегиями реагирования (локализация и сбор нефти, сжигание нефти на месте разлива и применение диспергентов), каждая из которых обладает потенциалом эффективного применения при различных ледовых условиях. Выбор наиболее подходящего метода или комплекса методов будет зависеть от конкретных условий, при которых произошел разлив нефти, и возможности оценить относительную степень воздействия на экосистему различных методов ликвидации разливов нефти. Сжигание нефти на месте разлива проводится с использованием огнеупорных бонов в условиях открытой воды и незначительного присутствия льда, при наличии среднего ледового покрова на воде с использованием поверхностно-активных собирающих веществ, а при сильном обледенении сжигается нефть, естественным образом собравшаяся между льдинами. Использование диспергентов предполагает распыление по открытой воде без дополнительного перемешивания и распыление по воде со средним или плотным ледовым покровом с искусственным перемешиванием винтами кораблей. NEBA-анализ представляет собой важный процесс и основу для выбора наиболее подходящих методов ликвидации разливов в кон

60 кретных ситуациях, а также для определения критериев оценки стратегических и тактических решений. Соображения безопасности должны в первую очередь приниматься во внимание при разработке и реализации всех стратегических и тактических решений не только для того, чтобы предотвратить нанесение вреда членам группы ликвидации, но и для того, чтобы избежать задержек при ликвидации разливов, которые неизбежно возникают в случае, если кто-то получил травму или нуждается в помощи. Недопустима постановка таких целей при ликвидации разливов, которые угрожают безопасности людей. Таблица 5. Критерии для определения требуемой интенсивности очистки Интенсивность очистки Удаление всей нефти Удаление большей части видимого нефтяного загрязнения; остаются следы нефти, заметные по видимому блеску Условия, в которых требуется указанная интенсивность очистки Подходит для зон очень активной человеческой деятельности или жизни живой природы, для которой нефтяное загрязнение представляет большую опасность, а интенсивная очистка представляет незначительную опасность (например, песчаные пляжи) Загрязненные нефтью зоны могут быть, а могут и не быть чувствительными к загрязнению, но прилегающие территории подвергнутся большой угрозе, если нефть распространится и на них Загрязненная нефтью зона является нечувствительной или умеренно чувствительной к очистке Интенсивность очистки Удаление нефти в степени, обеспечивающей снижение наиболее важных рисков Нефть не удаляется, проводится только мониторинг Место загрязнения нефтью было уже загрязнено и до разлива нефти Условия, в которых требуется указанная интенсивность очистки Природные ресурсы рассматриваемой зоны чувствительны к загрязнению нефтью Удалена некоторая часть нефти, что устранило наибольшую опасность; опасность от оставшейся нефти меньше опасности, связанной с дальнейшей агрессивной очисткой Существует потенциал естественного очищения/восстановления Пример: Промывка болот под низким давлением для удаления толстого слоя нефти; оставшееся небольшое количество нефти представляет опасность, но значительно меньшую, чем агрессивная очистка с применением методов промывки под давлением или промывки горячей водой, способных нанести серьезный и долгосрочный ущерб экосистеме болота. Зоны или местность, для которых нефть не представляет очень малую или нулевую угрозу; существует высокий потенциал естественной очистки и восстановления; чувствительность к очистке высокая. Применяется на участках с существенным фоновым загрязнением, например, сгустками нефти и т. п. Источник (с изменениями): Fejes et al., 2005 & Michel and Benggio, Остаются небольшие количества нефти в виде нефтяных пятен, тонкой пленки на поверхности или более толстого слоя выветренной нефти, которая не липнет и не стирается при контакте; нефть не представляет опасности для человека и животных при контакте Ресурсы экосистемы чувствительны к нефтяному загрязнению Большая часть нефти удалена, и местные экологические ресурсы почти не подвержены опасности; видимые остатки нефти не представляют опасности для окружающей среды или деятельности человека Дальнейшая очистка может потребовать слишком больших усилий при незначительных результатах

61 Рекомендуемая литература Baker, J.M, Net Environmental Benefit Analysis for Oil Spill Response. In: Proceedings International Oil Spill Conference, American Petroleum Institute, Washington, DC, USA. pp Fejes, J., C. Lindgren and C. Labjork How Clean is Clean? Proposed Method for Determining Endpoints and Evaluating Results of Oil Spill Cleanup Operations. In: Proceedings International Oil Spill Conference, American Petroleum Institute, Washington, DC, USA. Paper No. A329; 6 pp. Michel, J. and B. Benggio Guidelines for Selecting Appropriate Endpoints at Oil Spills. In: Proceedings 1999 International Oil Spill Conference, API Publication No. 4686, American Petroleum Institute, Washington, DC, USA. Приложение A: Виды морского льда В настоящем разделе описываются виды морского льда в арктических регионах. Лед является доминирующей характеристикой арктической окружающей среды, влияющей на поведение нефти и ликвидацию ее разливов. Морской лед во всем разнообразии своих форм (рис. A1) влияет на все аспекты поведения нефти, а также на выбор и реализацию мер ликвидации разливов в течение более чем девяти месяцев в году в основной части Арктики и до шести месяцев в году во многих субарктических регионах со значительным ледовым покровом, таких как Лабрадор, Балтика, Северный Каспий, пролив св. Лаврентия и Сахалин. В этом разделе приведены основные определения и описания общих процессов, составляющих цикл жизни льда с момента замерзания до момента таяния. Береговой лед, или морской припай, это морской лед, образовавшийся вдоль берегов («припаянный» к ним) и/или частично замерзший до самого дна моря. В отличие от дрейфующего, береговой лед не движется под действием течения и ветра, и отличается наибольшим постоянством и протяженностью у берегов, где есть выходы материковых отмелей далеко в открытое море, например на северном побережье Аляски, канадском море Бофорта, полуострове Ямал в Карском море и в Печорском море. До глубины примерно 2 м зона берегового льда промерзает до дна в течение большей части зимы т. н. зона донного припая. Часто эту зону используют для безопасного строительства зимних ледяных дорог, по которым может передвигаться техника, используемая для механической ликвидации разливов нефти, например, в Прудо Бэй, Аляска. Дальше в открытом море располагается зона дрейфующих льдов, к середине зимы она простирается до глубины 30 м и остается на этих глубинах относительно стабильной в течение нескольких месяцев, хотя и подверженной деформированию. Как правило, на этих глубинах проведение стандартных уборочных работ на поверхности льда является нецелесообразным из-за наличия препятствий, создаваемых торосами и крупными обломками, а также в связи с все большей непредсказуемостью характера ледяного покрова по мере удаления от берега

62 Рис. A1. Различные типы льда Дрейфующий, или паковый, лед составляет большую часть ледяного покрова Северного полушария и представляет собой совокупность льдин, свободно плывущих по поверхности воды, в отличие от припая, который прикреплен или прилегает к берегу. Визуальное соотношение площади, занятой дрейфующим льдом, с площадью воды, не покрытой льдом, называется сплоченностью льда и выражается в десятых долях. При сплоченности льда, представленного больши- A: Ледяное «сало» в момент замерзания B: Шуга и блинчатый лед C: Серый лед и айсберг D: Процесс замерзания воды вдоль береговой линии с образованием припая E: Сочетание серого, серо-белого и тонкого однолетнего льда F: Тонкий однолетний лед G: Новые торосы и обломки на однолетнем льду H: Смерзшийся толстый однолетний пак I: Поверхность многолетнего (старого) ледяного поля J: Открытые участки дрейфующего льда 6/10 с маленькими и большими льдинами ( м) (D. F. Dickins, except D, E. H. Owens) ми ледяными массами, более 6/10, дрейфующий лед называют паковым, при 7 8/10 сплоченным и при 9+/10 очень сплоченным льдом. Паковый лед может оставаться неподвижным в течение целых недель, но эти периоды совершенно непредсказуемы, и ледяное поле может разделиться или начать быстро двигаться под действием ветра и течения. Из-за этой непредсказуемости ликвидационные группы не имеют возможности работать на таком льду. Краткосрочные операции требуют постоянной поддержки с судна или вертолета, а также наличия действующих планов эвакуации. Наличие ледового покрова является определяющим фактором как быстрого распространения нефтяного разлива со скоростью, примерно равной скорости разлива в открытой воде (при сплоченности льда до ~3/10), так и локализации нефти, когда в какое-то время большая часть льдин начинает соприкасаться по периметру, при сплоченности льда более 6/10. Промежуточное состояние льда в форме разреженного дрейфующего (1/10 5/10) иногда связывают с концепцией «задержки реагирования», так как в таких условиях слишком большое количество льда не дает эффективно использовать традиционные боновые и нефтесборные системы, и в то же время невозможно воспользоваться возможностью естественной локализации нефти между льдинами, так как расстояние между ними слишком велико. К счастью, такая сплоченность льда существует недолго, это своего рода переходное состояние, после которого льдины либо расходятся, либо сплачиваются под действием ветра. К примеру, по данным Национального центра по исследованию льда, собранным за более чем двадцатилетний период ( гг.), состояние сплоченности дрейфующего льда около 1/10 5/10, которое представляет собой, наверное, самое большое препятствие для локализации и сбора нефти, существовало в среднем в течение 25 дней в году (наблюдения проводились на морском пути между мысом Барроу и Прудо Бэй). Последние разработки в области применения собирающих ПАВ представляют большие потенциальные возможности для решения проблемы искусственной или естественной локализации нефти в таких условиях путем создания и поддержания толстой пленки нефти без применения боновых заграждений или ледяных барьеров (Buist et al., 2010b). При сплоченности льда 6/10 и выше основная часть нефти будет перемещаться вместе со льдом с примерно одинаковой скоростью. Скорость дрейфа загрязненного нефтью льда влияет на эффективность действий по ликвидации нефтяных разливов несколькими способами:

ГЛАВА 10. Глава 10. Морской лед. И. Е. Фролов, З. М. Гудкович, В. П. Карклин, В. М. Смоляницкий, С. В. Клячкин, С. В. Фролов.

ГЛАВА 10. Глава 10. Морской лед. И. Е. Фролов, З. М. Гудкович, В. П. Карклин, В. М. Смоляницкий, С. В. Клячкин, С. В. Фролов. ГЛАВА 10 МОРСКОЙ ЛЕД И. Е. Фролов, З. М. Гудкович, В. П. Карклин, В. М. Смоляницкий, С. В. Клячкин, С. В. Фролов Введение В период активного освоения Арктики мониторингу ледовых условий в арктических морях

Подробнее

об изменениях климата и их последствиях на территории Российской федерации Общее резюме

об изменениях климата и их последствиях на территории Российской федерации Общее резюме Второй оценочный доклад РОСГИДРОМЕТА об изменениях климата и их последствиях на территории Российской федерации Общее резюме Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет)

Подробнее

ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ НА РАБОЧИХ МЕСТАХ

ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ НА РАБОЧИХ МЕСТАХ ОХРАНА ТРУДА ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ НА РАБОЧИХ МЕСТАХ Международная организация труда Всемирный день охраны труда 28 апреля 2014 года Группа технической поддержки по вопросам достойного труда

Подробнее

Руководство по оценке выбросов из неточечных источников

Руководство по оценке выбросов из неточечных источников Серия материалов ЮНИТАР по технической поддержке РВПЗ - 3 Руководство по оценке выбросов из неточечных источников Август 1998 Подготовлено совместно с Министерством по жилищным вопросам, пространственному

Подробнее

А. Г. Костяной, С. А. Лебедев, Ф. С. Терзиев, А. В. Григорьев, Р. Е. Никонова, Ю. Г. Филиппов

А. Г. Костяной, С. А. Лебедев, Ф. С. Терзиев, А. В. Григорьев, Р. Е. Никонова, Ю. Г. Филиппов ГЛАВА 11 МОРЯ А. Г. Костяной, С. А. Лебедев, Ф. С. Терзиев, А. В. Григорьев, Р. Е. Никонова, Ю. Г. Филиппов Введение Современные изменения климата оказывают заметное влияние на состояние морей, это касается

Подробнее

Развитие морской ледотехники в России: история и современность

Развитие морской ледотехники в России: история и современность Морские технологии УДК 627.042:629.5.021 Развитие морской ледотехники в России: история и современность К. Е. Сазонов 1, доктор технических наук ФГУП «Крыловский государственный научный центр» Рассмотрены

Подробнее

Всемирная организация здравоохранения

Всемирная организация здравоохранения ЗАЩИТИМ ЗДОРОВЬЕ ОТ ИЗМЕНЕНИЙ КЛИМАТА ВСЕМИРНЫЙ ДЕНЬ ЗДОРОВЬЯ 2008 ГОДА Всемирная организация здравоохранения 1 WHO Library Cataloguing-in-Publication Data Protecting health from climate change - World

Подробнее

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ Н А Ц И О Н А Л Ь Н Ы Й С Т А Н Д А Р Т Р О С С И Й С К О Й Ф Е Д Е Р А Ц И И ГОСТ Р ИСО/МЭК ТО 13335-3 2007 Информационная технология МЕТОДЫ

Подробнее

Руководство. 3-е издание 2007. Ramsar. по разумному использованию. водно-болотных угодий. Разумное использование. водно-болотных угодий

Руководство. 3-е издание 2007. Ramsar. по разумному использованию. водно-болотных угодий. Разумное использование. водно-болотных угодий Ramsar 3-е издание 2007 Руководство по разумному использованию водно-болотных угодий 1 Разумное использование водно-болотных угодий Руководства Рамсарской конвенции по разумному использованию водно-болотных

Подробнее

Арктика: экология и экономика 1 (5), 2012 УДК 551.46+551.5 (98) Г.Г. Матишов, академик РАН, С.Л. Дженюк, доктор географических наук,

Арктика: экология и экономика 1 (5), 2012 УДК 551.46+551.5 (98) Г.Г. Матишов, академик РАН, С.Л. Дженюк, доктор географических наук, 26 III. Экономика УДК 551.46+551.5 (98) Морская хозяйственная деятельность в российской Арктике в условиях современных климатических изменений Г.Г. Матишов, академик РАН, С.Л. Дженюк, доктор географических

Подробнее

Борьба с солеотложениями удаление и предотвращение их образования

Борьба с солеотложениями удаление и предотвращение их образования Борьба с солеотложениями удаление и предотвращение их образования Вы можете представить угрозу нефтяному месторождению, способную остановить его работу всего за 24 часа? Именно таковой и является образование

Подробнее

CBD. Distr. GENERAL. UNEP/CBD/SBSTTA/14/10 17 February 2010 RUSSIAN ORIGINAL: ENGLISH

CBD. Distr. GENERAL. UNEP/CBD/SBSTTA/14/10 17 February 2010 RUSSIAN ORIGINAL: ENGLISH CBD Distr. GENERAL UNEP/CBD/SBSTTA/14/10 17 February 2010 RUSSIAN ORIGINAL: ENGLISH ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЙ ОРГАН ПО НАУЧНЫМ, ТЕХНИЧЕСКИМ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ КОНСУЛЬТАЦИЯМ Четырнадцатое совещание Найроби, 10-21

Подробнее

Глава. 21. Уровень естественной радиации на Земле.

Глава. 21. Уровень естественной радиации на Земле. Глава. 21. Уровень естественной радиации на Земле. В главе 21 обсуждаются: Проблема радиационного фона Земли; Земля в потоке космических лучей. Повышенный фон радиации в особых регионах Земли. Рост уровня

Подробнее

Основной набор индикаторов ЕАОС

Основной набор индикаторов ЕАОС Рабочий доклад Основной набор индикаторов ЕАОС Пересмотренная версия, апрель 2003 г. Адаптированная версия для поддержки работы по индикаторам стран ВЕКЦА, май 2003 г. Перевод настоящего отчета осуществлен

Подробнее

Corporate Headquarters 5959 Las Colinas Blvd. Irving, Texas 75039-2298 exxonmobil.com

Corporate Headquarters 5959 Las Colinas Blvd. Irving, Texas 75039-2298 exxonmobil.com Corporate Headquarters 5959 Las Colinas Blvd. Irving, Texas 75039-2298 exxonmobil.com Более подробная информация по тем или иным положениям или фактам, отраженным в настоящем документе, включая большое

Подробнее

ПОСЛЕДСТВИЯ ОБЛУЧЕНИЯ ДЛЯ ЗДОРОВЬЯ ЧЕЛОВЕКА В РЕЗУЛЬТАТЕ ЧЕРНОБЫЛЬСКОЙ АВАРИИ

ПОСЛЕДСТВИЯ ОБЛУЧЕНИЯ ДЛЯ ЗДОРОВЬЯ ЧЕЛОВЕКА В РЕЗУЛЬТАТЕ ЧЕРНОБЫЛЬСКОЙ АВАРИИ ПОСЛЕДСТВИЯ ОБЛУЧЕНИЯ ДЛЯ ЗДОРОВЬЯ ЧЕЛОВЕКА В РЕЗУЛЬТАТЕ ЧЕРНОБЫЛЬСКОЙ АВАРИИ Научное приложение D к Докладу НКДАР ООН 2008 года Генеральной Ассамблее ОРГАНИЗАЦИЯ ОБЪЕДИНЕННЫХ НАЦИЙ ПОСЛЕДСТВИЯ ОБЛУЧЕНИЯ

Подробнее

В ФОКУСЕ: КОРПОРАТИВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ И УСТОЙЧИВОЕ РАЗВИТИЕ

В ФОКУСЕ: КОРПОРАТИВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ И УСТОЙЧИВОЕ РАЗВИТИЕ КОНСУЛЬТАЦИОННЫЕ УСЛУГИ В ФОКУСЕ: КОРПОРАТИВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ И УСТОЙЧИВОЕ РАЗВИТИЕ Вестник / 2 / Июль 2012 г. Темы номера: Информационные решения в области устойчивого развития Планирование процесса подготовки

Подробнее

УСТОЙЧИВОЕ РАЗВИТИЕ КАК ЭФФЕКТИВНЫЙ ИНСТРУМЕНТ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ЖИЗНИ ЧЕЛОВЕКА

УСТОЙЧИВОЕ РАЗВИТИЕ КАК ЭФФЕКТИВНЫЙ ИНСТРУМЕНТ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ЖИЗНИ ЧЕЛОВЕКА УДК 378 УСТОЙЧИВОЕ РАЗВИТИЕ КАК ЭФФЕКТИВНЫЙ ИНСТРУМЕНТ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ЖИЗНИ ЧЕЛОВЕКА Ольга Дмитриевна Доронина, доктор биологических наук, академик РАЕН, профессор кафедры устойчивого инновационного

Подробнее

Альтернативные хладагенты и сервис холодильных систем на их основе

Альтернативные хладагенты и сервис холодильных систем на их основе Б. С. Бабакин, В. И. Стефанчук, Е. Е. Ковтунов СПРАВОЧНОЕ РУКОВОДСТВО Альтернативные хладагенты и сервис холодильных систем на их основе Рекомендуется научно-методическим советом по образованию в области

Подробнее

Всемирный банк. Первое национальное сообщение

Всемирный банк. Первое национальное сообщение Всемирный банк Министерство природных ресурсов и охраны окружающей среды Республики Беларусь Первое национальное сообщение в соответствии с обязательствами Республики Беларусь по Рамочной Конвенции ООН

Подробнее

Цель России по парниковым газам на 2020 год

Цель России по парниковым газам на 2020 год ИССЛЕДОВАНИЕ Цель России по парниковым газам на 2020 год Прогнозы, тренды и риски АЛЕКСЕЙ КОКОРИН, АННА КОРППОО Апрель 2014 В сентябре 2013 г. Россия утвердила национальную цель по сокращению выбросов

Подробнее

ТЕХНИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО ФАО ПО ОТВЕТСТВЕННОМУ РЫБНОМУ ХОЗЯЙСТВУ

ТЕХНИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО ФАО ПО ОТВЕТСТВЕННОМУ РЫБНОМУ ХОЗЯЙСТВУ ISSN 1999-8821 ТЕХНИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО ФАО ПО ОТВЕТСТВЕННОМУ РЫБНОМУ ХОЗЯЙСТВУ 6 РЫБОЛОВСТВО ВО ВНУТРЕННИХ ВОДОЕМАХ ТЕХНИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО ФАО ПО ОТВЕТСТВЕННОМУ РЫБНОМУ ХОЗЯЙСТВУ 6 РЫБОЛОВСТВО ВО ВНУТРЕННИХ

Подробнее

ТЕРРИТОРИАЛЬНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ НАСЕЛЕНИЯ

ТЕРРИТОРИАЛЬНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ НАСЕЛЕНИЯ Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Казанский государственный технологический университет» Нижнекамский химико-технологический

Подробнее

Ñèñòåìà óïðàâëåíèÿ îõðàíîé òðóäà:

Ñèñòåìà óïðàâëåíèÿ îõðàíîé òðóäà: Ñèñòåìà óïðàâëåíèÿ îõðàíîé òðóäà: ïóòü ê íåïðåðûâíîìó ñîâåðøåíñòâîâàíèþ ÄÎÊËÀÄ ÌÎÒ Ê ÂÑÅÌÈÐÍÎÌÓ ÄÍÞ ÎÕÐÀÍÛ ÒÐÓÄÀ Система управления охраной труда: путь к непрерывному совершенствованию Доклад МОТ к Всемирному

Подробнее

Издание первое 2009 Международная организация гражданской авиации

Издание первое 2009 Международная организация гражданской авиации Поэтапный план перехода от САИ к УАИ Издание первое 2009 Международная организация гражданской авиации Поэтапный план перехода от САИ к УАИ Издание первое 2009 Международная организация гражданской авиации

Подробнее

ОТХОДЫ В РОССИИ: МУСОР ИЛИ ЦЕННЫЙ РЕСУРС?

ОТХОДЫ В РОССИИ: МУСОР ИЛИ ЦЕННЫЙ РЕСУРС? Консультативные программы IFC в Европе и Центральной зии Программа по стимулированию инвестиций в ресурсоэффективность ОТХОДЫ РОССИИ: МУСОР ИИ ЦЕННЫЙ РЕСУРС? СЦЕНРИИ РЗИТИЯ СЕКТОР ОБРЩЕНИЯ С ТЕРДЫМИ КОММУНЬНЫМИ

Подробнее

Каким образом телездравоохранение может помочь в предоставлении интегрированной помощи?

Каким образом телездравоохранение может помочь в предоставлении интегрированной помощи? АНАЛИЗ СИСТЕМ И ПОЛИТИКИ ЗДРАВООХРАНЕНИЯ КРАТКИЙ АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР 13 Каким образом телездравоохранение может помочь в предоставлении интегрированной помощи? Karl A. Stroetmann, Lutz Kubitschke Simon

Подробнее

ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ СТРАТЕГИЯ РОССИИ НА ПЕРИОД ДО 2035 ГОДА

ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ СТРАТЕГИЯ РОССИИ НА ПЕРИОД ДО 2035 ГОДА ПРОЕКТ Министерство энергетики Российской Федерации ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ СТРАТЕГИЯ РОССИИ НА ПЕРИОД ДО 2035 ГОДА Москва 2014 год 2 СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛ 1. ВВЕДЕНИЕ... 4 РАЗДЕЛ 2. ТЕКУЩИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РЕАЛИЗАЦИИ ЭС-2030...

Подробнее