За 2 часа при штиле (Молчанов В. Н., 2000)

Нефтепродукт	Радиус пятна, м*	Скорость растекания, м/с**
Мазут	7-2155	0,001-0,3
Дизельное топливо	16-5154	0,002-0,7
Бензин	19-5894	0,003-0,8

Примечание: *При объеме разлива от 0,1 до 10 000 м³.**При температуре 0°С и 20°С.

 

Оценка дрейфа масляных пленок (от аварийных разливов) особенно акту­альна на мелководьях, так как на глубинах 2 м и менее убрать нефть техниче­ски сложно: осадка нефтесборщиков, как правило, 1,8 м. Поэтому особый ин­терес в динамике аварийно вылитой нефти представляет двухчасовой интер­вал, принятый на национальном и международном уровне за норму приведения средств ликвидации в рабочее состояние (табл. 7.1). Из данных видно, что мазут растекается в 2,4-3,6 раза медленнее дизельного топлива и в 2,7-4,2 раза медленнее бензина. Существенно разнятся также и радиусы растекания.

Снижение концентрации кислорода в воде нарушает равновесие между живущими в ней организмами, вызывая бурное размножение анаэробных организмов.

Растворимость нефтепродуктов довольно мала, поэтому, попав в водо­ем, они быстро переходят в пленочное состояние. Скорость биохимическо­го разложения нефтепродуктов в поверхностных водах зависит от следую­щих факторов:

• температура воды: аэробное разложение нефтепродуктов начинается толь­ко при +5°С и выше, в связи с этим расстояние распространения нефте­продуктов зимой может быть вдвое больше, чем летом;

• наличие в воде кислорода и биогенных веществ: при их дефиците ско­рость процесса может уменьшаться более чем в 8 раз;

• химический состав нефтепродуктов: здесь наибольшую опасность пред­ставляют тяжелые фракции нефти, так как они могут оседать на дно, где разложение их протекает медленно;

• степень контакта нефтепродуктов с водной средой, то есть наличие или отсутствие стратификации нефтепродуктов в водотоке, а также степень дисперсности эмульгированной части нефтепродуктов;

• наличие в воде высшей растительности.

По данным А. А. Зенина и В. Р. Лозанского (1973), влияние этого факто­ра может увеличить скорость самоочищения водотока от нефти до 10 раз. Скорость окисления нефтяной пленки за вегетационный период составляет 240 мг/м². В зимнее время воздействие нефти на окружающую среду имеет свою специфику: растительности и мерзлым почвам будет нанесен меньший вред, чем летом, несмотря на то, что зимой общая эффективность самоочищения от пленок сырой нефти в 3 раза меньше. Здесь основную роль играет испарение со снега и льда — 50-80% и фотоокисление 15-35%. Нефть достаточно активно взаимодействует со льдом, который способен поглощать ее до 1/4 своей массы.

Разложение в воде нефти идет очень медленно, и полный ее распад проис­ходит примерно за 150 дней.

Загрязнение воды нефтепродуктами отражается на развитии икры и маль­ков рыб, на численности и видовом составе кормовых ресурсов рек, на каче­стве и пригодности в пищу рыбы. Содержание нефти в воде выше 0,1 мг/л придает мясу рыб неустранимый ни при каких технологических обработках привкус и специфический запах.

По существующим нормам ПДК нефти в водоемах рыбохозяйственного назначения не должна превышать 0,05 мг/л, а в водоемах санитарно-бытового использования — 0,1—0,3 мг/л. Однако даже в концентрациях, значи­тельно ниже ПДК, нефть обладает выраженным мутагенным и ингибирующим действиями. Значительная группа полициклических углеводородов, находящихся в сырой нефти, являются канцерогенами, губительно воздей­ствующими на рыб и другие организмы. Кроме того, на рыб и прочих обита­телей водоемов нефть оказывает механическое воздействие, препятствую­щее движению, питанию и дыханию. Потребление нефти с кормом сказыва­ется на снижении численности промысловых видов рыб.

По отношению к нефтяному загрязнению растения обладают различ­ной чувствительностью: у живого напочвенного покрова она выше, чем у лесообразующих пород. Растительность в пределах нефтяного пятна мо­жет погибнуть полностью или на 80% сразу или спустя 2—3 вегетационных периода. Пионерами зарастания свежих разливов нефти являются водо­росли, мхи, осоки, вейники, хвощи, а из древесных пород — береза, осина, ива козья, сосна.

На болотных участках глубина проникновения нефти при высоком стоя­нии уровня грунтовых вод обычно не превышает 5-7 см. В торфяно-болотных почвах нефть способна проникать на глубину 20-50 см и, в основном, растекаться в горизонтальном направлении.

Большую опасность нефтяные загрязнения представляют в незамкну­тых низинных болотах и озерах, расположенных в поймах рек и на надпой­менных террасах. В этих местах нефтяное загрязнение всегда будет вынесе­но в гидрографическую сеть и станет опасным для существования биогео­ценозов, далеко расположенных от места разлива нефти. В связи с этим размещение нефтепроводов на этих ландшафтах необходимо допускать толь­ко в исключительных случаях. Однако предпочтительнее прокладывать нефтепроводы на суходолах или в районах замкнутых котловин, в которых распространение нефтяного разлива будет сведено к минимуму.

Вопросы для самоконтроля:

1. Каковы причины нефтяного загрязнения морских и прибрежных экосистем?

2. Каковы методы борьбы с нефтяным загрязнением воды морей и океанов?

3. Какую площадь воды покрывает 1 т нефти?

4. Что такое 2-хчасовой интервал после аварийного разлива нефти?

5. Какие факторы влияют на скорость биохимическо­го разложения нефтепродуктов?

6. Каковы ведущие факторы разложения нефти летом и зимой?

7. За сколько дней проис­ходит полный распад нефти в воде?

8. Какая концентрация нефти в воде изменяет ее органолептические свойства?

9. Какое влияние оказывает нефть на живые организмы?

10. Какова чувствительность  разных групп растений к нефтяному загрязнению почвы?

11. Каковы последствия загрязнения нефтью болот?

Пример. Требуется определить площадь водоема под нефтяной пленкой и время ее окисления.

Исходные данные. Площадь акватории водоема — 50 км². 1 т нефти по­крывает площадь 12 км². Сброс нефти в водоем составил 3,5 т. Продолжи­тельность теплого периода (с температурой выше +5°С) — 150 дней.

Решение. 1. Определяем площадь водоема, покрытого нефтяной пленкой, по соотношению:

1т - 12км²

3,5 т - х; х = 42 км²,

35*10⁸мг нефти загрязнило 42*10⁶ м² водной поверхности,

а Х мг нефти загрязнило 42*10⁶ м² водной поверхности,

то есть на 1 м² воды приходится 83,3 мг нефти.

2. Так как скорость окисления нефтяной пленки в теплый период со­ставляет 240 мг/м², то время ее окисления на данном водоеме находим из соотношения:

240 мг/м² -150 дней

83,3 мг/м² - х; х = 52 дня.

 

Примечание:

Масса 1 кубического метра (1 м³) нефти (по классам):
- очень лёгкая - 730-800 кг;
- лёгкая - 800-840 кг;
- средняя - 840-880 кг;
- тяжёлая - 880-920 кг;
- очень тяжёлая - 920-1040 кг.

Например, нефть из Самотлорского месторождения (Западная Сибирь) имеет плотность около 0,85 г/см³, т.е. 1 м³ - имеет массу 850 кг.