Курсовая работа: Правовые аспекты экологической безопасности на нефтяных предприятиях
Сильное загрязнение почв требует специальных методов рекультивации и делает их непригодными для ведения сельского хозяйства, лесного и водохозяйственного использования.
Интенсивно применяющееся в настоящее время выжигание нефти или покрытие нефтяных разливов минеральным грунтом увеличивает задержание ароматических углеводородов и бенз(а)пирена. Экспериментально доказано, что период восстановления почвенно-растительного покрова после загрязнения нефтью в количестве 12 л/м составляет от 10 до 25 лет, в зависимости от климатических особенностей региона.
Трансформация нефти в почвах происходит в 3 этапа:
- физико-химическое и частично микробиологическое разрушение углеводородов (преимущественно легких фракций);
- микробиологическое разрушение низкомолекулярных фракций;
- трансформация высокомолекулярных смол.
Нормальные алканы деградируют в первые месяцы после загрязнения, более устойчивые циклоакальны и тетроароматические углеводороды являются высокоустойчивыми к деградации.
Для характеристики состава нефти были выбраны следующие признаки, по которым можно судить о токсичности, геохимической устойчивости и других вредных свойствах нефти: содержание легких бензиновых фракций (кипящих при температуре до 200 °С), парафина, серы.
Легкие фракции нефти обладают повышенной токсичностью для живых организмов. В то же время действия этих фракций достаточно кратковременно, а их высокая испаряемость способствует быстрому самоочищению компонентов природной среды. Парафин содержится в разных количествах почвы в любой нефти. Само по себе это вещество не оказывает сильного токсического действия на организм. Но присутствие парафина в нефти в больших количествах благодаря высокой температуре его застывания существенно сказывается на свойствах нефти: увеличивается вязкость, выше становится устойчивость нефти в ландшафте. Попадание парафиновой нефти в почву влечет за собой на долгий срок нарушения влагообмена и т.д. По соотношению тяжелых и легких фракций и содержанию парафинов можно судить о скорости испарения, вымывания, опасности цементации почв, накопления тяжелых фракций нефти на дне водоемов в поймах рек и т.д.
Содержание серы также существенный признак при оценке влияния нефти на природную среду. Сера находится в нефти в разных формах: в виде элементарной серы, сероводорода, сульфидов, меркаптанов. Любая из этих форм вносит изменения в природные ландшафтно-геохимические процессы, оказывает то или иное токсическое действие на живые организмы. Особенно это относится к сероводороду и меркаптанам.
С увеличением сернистости нефти увеличивается опасность сероводородного заражения загрязненных водоемов и почв с избыточным увлажнением (глинных, болотных, луговых).
Разливы нефти и пластовых вод по поверхности почв приводят к трансформации морфологических, физико-химических и химических свойств почв, подавляя нитрифицирующую способность почв, уменьшают видовое разнообразие микроорганизмов, нарушают баланс веществ и т.д., т.е. в целом нарушают нормальный ход естественного почвообразования.
С поступлением сырой нефти и нефтепродуктов в почвы начинается процесс их естественного фракционирования и разложения. При этом легкие фракции постепенно испаряются в атмосферу, а их водорастворимые фракции выщелачиваются из профиля почв нисходящими и боковыми потоками влаги. Тяжелые фракции нефти, как правило, долго остаются в почвах и очень медленно разлагаются под воздействием микроорганизмов и химических реакций, протекающих в почвах. Свойства почв (щелочно-кислотные, сорбционные, окислительно-восстановительные и т.д.) определяют скорость разложения и особенности миграции различных загрязняющих веществ.[8]
Наиболее подвижные водорастворимые соединения нефтепродуктов в кислой обстановке могут и не задерживаться в почвах, а выщелачиваться из их профиля и накапливаться на седиментационных и восстановительных барьерах в данных отложениях местных водоемов и в поймах рек, т.е. на достаточно удаленных от источника загрязнения геохимически подчиненных территориях, при этом резко расширяется сфера загрязнения.
Окислительные условия свойственны хорошо дренированным почвам. Если сера попадает в почву с окислительной средой, сера окисляется в почве до шестивалентной формы и, соединяясь с металлами, образует в большинстве случаев хорошо растворимые сульфаты. В этом случае загрязнение почв серой не происходит.
Большую роль играет поглотительная способность почв, т.е. свойство почв сорбировать и задерживать те или другие вещества, в т.ч. органические и минеральные нефтепродукты, приходящие в соприкосновение с твердой фазой почв, оценка через величину емкости поглощения почв, выраженной в мг/экв на 100 г сухого вещества. Чем больше емкость катионного поглощения почв, тем больше опасность их загрязнения различными стойкими продуктами нефтедобычи как органического, так и минерального происхождения. Поглотительная способность почв на территории Башкирии средняя 20-40 мг/экв на 100 г сухих веществ.
В результате действия физико-химической или обменной способности почв из раствора нефтепромысловых вод в почву способен переходить обменный натрий и вызывать процессы вторичного осолонцевания и осолонения почв в связи с техногенным нефтедобывающим фактором. В итоге свойства этих почв резко ухудшаются. Дерново-подзолистые почвы имеют низкую емкость поглощения, а торфяные горизонты некоторых болотных почв имеют очень высокую емкость поглощения - 90-120 мг/экв. Эти почвы благодаря их свойствам можно рассматривать в качестве своеобразных "природных сорбентов" на которых могут закрепляться токсичные органические и минеральные вещества, попадающие в почвы в связи с нефтедобычей.
Поэтому для оценки потенциальной степени опасности загрязнения почв необходимо учитывать процент площадей распространения заболоченных и болотных почв.
При попадании бурового раствора в почву происходит разрушение хлорофилла у зеленых растений, за счет чего резко снижается поглощение ими солнечной энергии, прекращается фотосинтез и уменьшается продуктивность покровов.
Из вещества и материалов, используемых в бурении, наибольшую опасность для почво-грунтов представляют минеральные соли, нефть и нефтепродукты. При попадании в почву растворимых минеральных солей происходят необратимые изменения ее агрохимических свойств, приводящих к потере агрохимической ценности, а в некоторых случаях к развитию почворазрушительных процессов, способствующих перерождению структуры и формированию солончаков.
При попадании в почвы отходов бурения, содержащих токсичные для почвогрунтов солевых компонентов, а также нефть и нефтепродукты резко ухудшаются все свойства почв и заметно падает урожайность возделываемых на таких участках сельхозкультур. При содержании в составе отработанных буровых растворов более 15% нефти и нефтепродуктов даже в плодородных черноземах урожайность с/х культур падает практически до нуля и почва не восстанавливается в течение 3-6- лет. [9]
Отработанные буровые растворы оказывают меньшее отрицательное влияние на кислые почвы с высоким содержанием органических веществ, а также песчаные почвы, но являются более вредными для щелочных суглинистых почв и почв с высоким содержанием глин. Это связано с щелочной природой отработанных буровых растворов. Выявлено также, что хроматы и барит, присутствующие в буровых растворах, растениями не усваиваются и поэтому не оказывают влияния на пищевую цепь экосистемы.
А предельное содержание нефти и нефтепродуктов в почве не должно превышать ОД г/кг почвы. В этом случае не проявляется губительное действие токсиканта на почвы и в растительном сообществе не отмечается мутагенеза.
При проникновении нефти в гумусовый горизонт происходит склеивание структурных разностей грунтовой массы. В результате закупорки капилляров почвы нефтью сильно нарушается аэрация, создаются анаэробные условия, нарушается окислительно-восстановительный потенциал.
Таким образом, анализ материалов исследований по оценке воздействия отходов бурения на объекты природной среды подтверждает необходимость разработки эффективной техники и технологии их очистки, утилизации и нейтрализации вредного воздействия на компоненты окружающей среды.
Прогнозные расчеты уровня загрязнения в районе месторождения указывают, что при соблюдении технологических норм бурения, добычи и транспортировки нефти эти работы не могут оказать серьезного воздействия на природную среду самого месторождения и прилегающей территории.
Однако обустройство месторождения может привести к изменению местообитания зверей и птиц. В результате шумового воздействия и систематического беспокойства от присутствия людей территория месторождения станет непригодной для обитания лося, волка, кабана, лисицы и ночных хищных птиц.
Загрязнения почв нефтью отрицательно влияет на все группы почвенных беспозвоночных. Наиболее губителен этот вид загрязнения для крупных насекомых, червей. Более устойчивы членистоногие, но и они испытывают серьезное угнетение.
Многие виды сосудистых растений оказываются устойчивыми, тогда, как большинство лишайников погибает. Наиболее токсична группа углеводородов с температурой кипения от 150 до 275 ° С. Углеводороды с более низкой температурой кипения менее токсичны, либо безвредны, особенно летучие фракции, поскольку они быстро испаряются не успевая проникнуть в растительную ткань. Основная причина гибели растительности - нарушение кислородного обмена в системе "почва-растение". Нефть практически вытесняет весь кислород из почвы, поэтому рекультивация (вспашка загрязненной территории и посадка определенных видов растений) является одним из наиболее действенных приемов устранения последствий разлива нефти на поверхность почвы.