Вред почве при разливе нефти

Влияние добычи нефти на окружающую среду

Отходы производства отравляют окружающую среду: почву, атмосферу и океан. Нефтепродукты растворяются в воде, образуют эмульсии, которые превращаются в сгустки и комки. Канцерогены опасны для морских и пресноводных микроорганизмов.

Нефтяная плёнка препятствует нормальной аэрации воды, наносит вред и приводит к гибели гидробионтов. Влияние разлитой нефти на окружающую среду негативное: подавляется фотосинтез водорослей, нарушаются репродуктивные функции животных.

Загрязнения окружающей среды при нефтедобыче

Полезные ископаемые добывают на поверхности и глубине. При использовании технологии гидроразрыва происходит загрязнение окружающей среды нефтью. Бурение скважин — наиболее распространенный способ. Во время толчков проседают грунты, а отходы попадают в почву и подземные реки.

При транспортировке топлива происходят аварии на трубопроводах. Нефть разливается по поверхности, попадает в сточные и грунтовые воды. Утечка приводит к пожарам и взрывам, что вредит окружающей среде. При прорыве трубопровода разливается до 2 тонн маслянистой жидкости.

Нефтедобыча на донных станциях также может стать источником загрязнения. Чтобы предотвратить аварии, компании используют мониторинг:

разлива нефти;
экологический мониторинг;
изучают влияние нефтепродуктов на морскую среду.

Глубоководное бурение

Растущий спрос на энергоносители привлекает компании к разработке новых проектов. Аварии на буровых платформах приводят к экологическим катастрофам. В отрасли пока нет технологий, которые на 100% гарантируют безопасность.

Если при нефтедобыче происходит авария, десятки тысяч тонн углеводородов выливаются в мировой океан. Губительное влияние нефтепродуктов на окружающую среду не останавливает разработчиков. Россия наращивает объемы нефтедобычи на шельфе Арктики.

Гидроразрыв

В результате гидравлического разрыва (фрекинга) добывают нефть и газ. В технологии применяется песок, углекислый газ, химикаты. В почве появляются и расширяются трещины, через которые попадают в грунт токсические вещества. Химикаты, отравляющие подземные воды:

органические соединения (толуол, кумол);
канцерогены (бензол, этилен, формальдегид);
мутагены;
разрушающие эндокринную систему.

Влияние сланцевых нефтепродуктов на окружающую среду ещё не изучено. Невозможно спрогнозировать все последствия гидравлического разрыва пласта.

Влияние нефтепродуктов на окружающую среду

Отрицательное влияние нефтяной промышленности на окружающую среду:

деградация почв;
загрязнение воздуха;
заражение подземных питьевых источников;
загрязнение океана нефтепродуктами;
сейсмическая активность;
изменение климата.

Жители региона, где проводится добыча полезных ископаемых, не защищены от отравления нефтепродуктами.

Вред нефтяной промышленности для водной среды

Постоянно растущий объем грузоперевозок увеличивает количество аварий в море. Танкеры, сухогрузы, паромы, пассажирские суда — виновники разлива нефти и нефтепродуктов. Это наиболее распространенный тип загрязнения воды. Толщина нефтяной плёнки возле берега больше, чем в море. Температура воды при попадании в воду углеводородов увеличивается.

Виды сырой нефти отличаются физическими и химическими свойствами. На риск распространения пятна влияет температура воды, атмосферы, время года. Отдельные компоненты испаряются. Высокая температура и скорость ветра ускоряют выветривание.

Летучие вещества испаряются до 75% в течение нескольких часов, тяжёлые жидкости — до 10%. Растворяются не более 5% нефтепродуктов. Лёгкие компоненты быстрее испаряются, чем растворяются в воде. При этом увеличивается плотность нефтяной плёнки.

Нефть, поглощая капли воды, образует вязкие соединения. Стойкие эмульсии (50-80%) распространяются медленно, остаются в таком состоянии достаточно долго.

Солнечный свет способствует окислению углеводородов. Процесс происходит медленно, вязкие компоненты не разлагаются, а образуют стойкие остатки. Простейшие микроорганизмы, дрожжи, грибки используют ископаемое топливо в качестве энергии, источника углерода.

Факторы, влияющие на биоразложение:

характеристики нефти;
температура;
микроорганизмы;
количество водорода, кислорода, солей;
наличие питательных веществ.

О влиянии на окружающую среду нефтяной промышленности можно судить по загрязненным прибрежным зонам. В некоторых регионах отходы сохраняются до 10 лет.

Как влияют нефтяные загрязнения на фауну?

Развитие нефтедобывающей отрасли вредит окружающей среде. В тяжёлой ситуации оказываются представители фауны:

птицы;
млекопитающие;
рыбы;
рептилии и земноводные.

Птицы погибают после воздействия нефти на оперенье. Небольшое количество маслянистой жидкости пропитывает перья, птицы замерзают. Отравляющее вещество попадает также в организм, когда они чистят перья. Зародыш гибнет, если нефть попадает на поверхность яйца.

Млекопитающие, покрытые мехом, чаще всего погибают при загрязнении нефтепродуктами. Дельфины, касатки получают отравления от углеводородов. У млекопитающих происходит интоксикация организма, повышается давление, повреждаются органы дыхания, зрения.

Почвенные нефтяные загрязнения

Факторы, от которых зависит влияние нефтепродуктов на почву:

Климат в регионе загрязнения.
Время года.
Почва (структура, плотность).
Содержание нефтепродуктов.
Степень воздействия.

Нефть просачивается во внутренние слои почвы. Углеводороды легко передвигаются в грунтах с высокой пористостью и проницаемостью — песчаных или гравийных. Когда маслянистая жидкость опускается до уровня грунтовых вод, движение останавливается. Миграция углеводородов в грунте носит сложный характер. Углеводороды могут быть:

на поверхности в виде линзы или плёнки;
в виде эмульсии;
в растворенном виде.

Воздействие нефтегазовой промышленности на атмосферу

Нефтегазовая промышленность использует химические вещества, которые загрязняют атмосферу:

диоксид азота NO2;
сероводород;
диоксид углерода CO2;
формальдегиды;
сернистый газ SO2 и другие вещества.

При сжигании нефти увеличивается содержание CO2, который является парниковым газом. Антропогенное воздействие, выбросы в атмосферу CO2 привели к нарушению баланса. На процессы горения за год расходуется 7 млрд. тонн кислорода. В мире безвозвратно израсходовано 300 млрд. тонн, причем 288 млрд. тонн за последние 50 лет.

Резкое увеличение концентрации диоксида углерода будет смертельной для некоторых форм жизни. Климат и атмосфера меняется в худшую сторону. Перелом, ощутимый для биосферы, может наступить в ближайшие 100 лет.

Выбросы, происходящие при основных технологических процессах

Производители ископаемых видов топлива наносят урон окружающей среде. Загрязняют атмосферу выбросы при:

добыче нефти;
транспортировке;
переработке на производстве;
сжигании нефти и газа.

Сероводород и газ — выбросы, полученные в процессе нефтедобычи, сильнее всего влияют на окружающую среду. Углеводороды отравляют природу во время аварий, испытания скважин, разрыва трубопровода, испарения из резервуаров.

Выбросы нефти из резервуаров губительны для экологии, составляют 40% от всех источников загрязнения. Способы уменьшения последствий:

герметизация ёмкостей;
уменьшение объёма газа;
улавливание паров (очистка адсорбентом).

Аварийные выбросы происходят на установках комплексной подготовки нефти. Утилизация попутного газа — горящие факелы, на которых сжигают отходы.

Состав ПНГ: метан, этан, пропан, бутан, диоксид углерода, сероводород, оксид азота. 80% установок в Сибири сжигают ПНГ. В выбросах есть тяжелые металлы — ванадий и никель.

Разливы нефти

Разлив нефти действует на окружающую среду губительно. Компании, которые допустили аварию, компенсируют ущерб добровольно. Но восстанавливая природу, не собирают всю нефть (100%), деревья не сажают. Нефтепродукты на суше цементируются и напоминают асфальт.

Последствия от разливов нефти ощущаются 10-15 лет. Маслянистая жидкость, разлитая из трубопроводов загрязняет прибрежные зоны. В пораженных районах гибнут птицы, рыбы, млекопитающие. Природная среда становится непригодной для жизни животных.

Охрана окружающей среды от нефти

Нефтегазовая отрасль — наиболее экологически проблемная. Россия находится на первом месте по сжиганию ПНГ. Специфика нефтеперерабатывающих компаний:

Большая протяжённость трубопроводов.
Применение токсичных материалов.
Вред отходов производства.
Использование пресной воды в больших количествах.

Для охраны окружающей среды от нефти в РФ ежегодно составляют рейтинг открытости компаний. При подсчёте учитывают официальную информацию, которая есть в открытых источниках. Это стимулирует предприятия к самоконтролю, снижает негативное воздействие на природу.

Мероприятия по защите окружающей среды при добыче нефти:

паспортизация всех источников загрязнения;
утилизация сточной воды;
ликвидация разливов;
утилизация ПНГ;
строительство ловушек для нефти на реках;
исследования поверхностных и подземных вод;
анализ и контроль за состоянием скважин и оборудования.

Нефть попадает в природную среду различными путями: при переработке, бурении скважин, течи в трубопроводах, авариях на танкерах. Совместными усилиями экологов, учёных и инженеров можно преодолеть технические сложности и сохранить окружающую среду.

Загрязнение мирового океана нефтью и нефтепродуктами

Экологические проблемы при добыче нефти

Загрязнение окружающей среды нефтью и нефтепродуктами

Переработка и утилизация попутного нефтяного газа

Основные парниковые газы и их влияние на климат

Основные источники и последствия загрязнения вод мирового океана

Глобальное потепление климата: миф или реальность

Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу: источники и нормирование

Загрязнение атмосферы выхлопными газами: влияние на человека и окружающую среду

С чем связано и чем опасно загрязнение почвы тяжелыми металлами

Загрязнение почвы химическими веществами: последствия и охрана

Что относится к первичной переработке нефти, установки и схемы процесса. Что же можно получить из нефти?

Источник

Влияние нефти и нефтепродуктов на почву

В почвах нефть и нефтепродукты находятся в следующих формах:

в пористой среде — в парообразном и жидком легко подвижном состоянии, в свободной или растворенной водной или водноэмульсионной фазе;
в пористой среде и трещинах — в свободном неподвижном состоянии, играя роль вязкого или твердого цемента между частицами и агрегатами почвы;
в сорбированном состоянии — на частицах горной породы или почвы (в том числе на частицах органических веществ);
в поверхностном слое почвы или грунта — в виде плотной органо-минеральной массы.

Как свободные, так и малоподвижные связанные формы нефтепродуктов легко отдают летучие фракции в атмосферу, а растворимые соединения — в воду. Этот процесс полностью не прекращается со временем, так как микробиологические процессы трансформации углеводородов приводят частично к образованию летучих и воднорастворимых продуктов их метаболизма. По соотношению тяжелых и легких фракций нефти и содержанию парафина можно судить о скорости испарения, вымывания, опасности цементации почв.

Пропитывание нефтью почвенной массы приводит к изменениям в химическом составе, свойствах и структуре почв. Прежде всего это сказывается на гумусовом горизонте: количество углерода в нем резко увеличивается, но ухудшается свойство почв как питательного субстрата для растений. Гидрофобные частицы нефти затрудняют поступление влаги к корням растений, что приводит к физиологическим изменениям последних. Продукты трансформации нефти резко изменяют состав почвенного гумуса. На первых стадиях загрязнения это относится в основном к липидным и кислым компонентам. На дальнейших этапах за счет углерода нефти увеличивается содержание нерастворимого гумина. В почвенном профиле возможно изменение окислительно-восстановительных условий, увеличение подвижности гумусовых компонентов и ряда микроэлементов.

Все вещества, входящие в состав нефти и нефтепродуктов, являются токсичными, нередко канцерогенными.

Загрязнение нефтью приводит к резкому нарушению в почвенном микробиоценозе. Комплекс почвенных микроорганизмов отвечает на нефтяное загрязнение после кратковременного ингибирования повышением своей численности и усилением активности. Прежде всего это относится к углеводородоокисляющим микроорганизмам, количество которых резко возрастает по сравнению с незагрязненными почвами. Сообщество микроорганизмов в почве принимает неустойчивый характер. По мере разложения нефти в почве общее содержание микроорганизмов приближается к фоновым значениям, но количество нефтеокисляющих бактерий (например, в почвах южной тайги до 10—20 лет) значительно превышает те же группы в незагрязненных почвах.

Нефтяное загрязнение подавляет фотосинтетическую активность растительных организмов. Это сказывается прежде всего на развитии почвенных водорослей. В зависимости от дозы нефти, попавшей в почву, и сохранности почвенного и растительного покрова наблюдаются различные реакции почвенных водорослей: от частичного угнетения и замены одних группировок другими до выпадения отдельных групп или полной гибели всей популяции. Индикационным признаком экстремальных условий, находящихся на грани зон толерантности и резистентности, является изменение видового состава водорослей. Динамика и степень самоочищения в пределах зоны толерантности отражаются в численности водорослей.

Загрязнение почв нефтью и нефтепродуктами оказывает длительное отрицательное воздействие на почвенных животных, вызывая их массовое удаление. Отрицательное действие загрязнения осуществляется в результате прямого контакта с нефтью и через изменение свойств загрязненных почв.

Действие различных фракций нефти на живые организмы различно. Легкие фракции нефти и нефтепродуктов, богатые бензином, обладают повышенной токсичностью для живых организмов. Летучие фракции проявляют эффект сразу после контакта с почвой и ее обитателями. В то же время действие этих фракций кратковременно. Они быстрее испаряется и ее воздействие на природную среду относительно кратковременно. Их испаряемость способствует быстрому самоочищению компонентов природной среды.

Легкие нефтепродукты в значительной степени разлагаются и испаряются еще на поверхности почвы, легко смываются водными потоками. Путем испарения из почвы удаляется от 20 до 40 % легких фракций нефти.

Эффект тяжелых фракций проявляется позже. Тяжелые фракции нефти малоподвижны и могут создавать устойчивый очаг загрязнения, очищение природной среды от них протекает с трудом. Тяжелые нефти, содержащие значительное количество смол, асфальтенов и тяжелых металлов, оказывают не только токсичное воздействие на организмы, но и значительно изменяют воднофизические свойства почв. Они ухудшают водно-физические свойства почв из-за цементации порового почвенного пространства. Попадание парафиновой нефти в почву ведет к нарушению влагообмена почвы на долгий срок. Они опасны для почвы, так как, имея низкую температуру застывания, они прочно закупоривают поры и каналы почвы, по которым происходит обмен веществ между почвой и сопредельными средами.

В процессе трансформации и перераспределения загрязняющих веществ создаются гидро-атмо-лито-биогеохимические аномалии со сменой сочетаний различных веществ и геохимических обстановок.

Очень токсичны ароматические углеводороды ПАУ, среди которых много канцерогенов. Высокотоксичны метановые углеводороды, особенно нормальные алканы с короткой углеродной цепью, составляющие основу легких фракций нефти. Их летучесть способствует быстрому испарению этих компонентов нефти.

Значительное влияние на вязкость нефти оказывают твердые метановые углеводороды (парафины), содержание которых в нефти может достигать 15—20 %. Твердые парафины плохо разрушаются.

Отрицательное влияние смолисто-асфальтеновых компонентов обусловлено их вязкостью и плотностью, которые ведут к изменению физико-химических свойств почв и иногда — к их цементации. Влиять могут и присутствующие в составе нефти микроэлементы, вызывающие повышение не только их общего содержания в почве, но и содержания подвижных соединений этих элементов (As, Co, Cu, Pb, Hg, Ni, V, Fe, Mn).

Большое значение для почв имеют высокоминерализованные пластовые воды, влияющие на почвообразование. В почвах устанавливается щелочная реакция, изменяющая ход различных процессов, прежде всего гумусообразования. Высокая доля ионов натрия меняет состав обменных катионов, что оказывает влияние на физические свойства почвы, способствует их оглеению. По наблюдениям Н. П. Солнцевой (1998), в северотаежных условиях дерново-подзолистая почва уже через год после нефтяного загрязнения трансформируется в техногенный битуминозный солончак, через 4 года почва классифицируется как битуминозный солончаковатый солонец, через 15 лет — как битуминозный солонец, а через 20 лет — как битуминозный осолодевающий солонец.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник