Wpływ rozlewów olejowych na środowisko morskie i mechaniczne sposoby ich likwidacji. Ocena: 5- OPRACOWAŁ: Piotr Radziszewski

Prowadzenie robót górniczych na morzu oraz przewóz ropy drogą morską, jak i eksploatacja obiektów oceanotechnicznych wiąże się z różnymi problemami natury ekologicznej, które nie występują w warunkach lądowych. Akweny morskie są szczególnie czułe na wszelkiego rodzaju zanieczyszczenia a przede wszystkim na zanieczyszczenia ropą.

Rozlewy nawet niewielkich ilości ropy i ropopochodnych powodują bardzo znaczne obszarowo zanieczyszczenia zarówno morza jak i strefy brzegowej, następstwem których jest degradacja fauny i flory. Dlatego społeczeństwa są szczególnie uczulone na zagrożenie ze strony firm eksploatujących ropę ze złóż podmorskich.

Spektakularne przypadki morskich katastrof tankowców czy też platform wydobywczych powodują, że poszukiwania i wydobycie na morzu jest obwarowane coraz to nowszymi przepisami zarówno międzynarodowymi jak i krajowymi, które mają na celu zapewnienie pełnego bezpieczeństwa ekologicznego.

Ropa naftowa jest mieszaniną związków chemicznych, której skład i właściwości fizykochemiczne ulegają w środowisku morskim stałym przemianą. Skład ropy zależy od jej pochodzenia, tzn. miejsca i czasu powstania. Rodzaje związków występujących w ropie są w zasadzie takie same, bez względu na miejsce wydobycia, zmienia się tylko ich procentowy udział w mieszaninie. Jednocześnie wiele z tych związków powstaje także w naturalnych procesach biosyntezy i biodegradacji. Szacuje się, że ilości węglowodorów biogenicznych i antropogenicznych znajdujących się w Oceanie Światowym są porównywalne. Globalny, antropogeniczny dopływ z zanieczyszczeń ropopochodnych do Wszechoceanu ocenia się na 1 do 10 mln ton rocznie.

Ropa naftowa rozlana na morzu podlega wielu procesom wywierającym istotny wpływ na jej skład i właściwości fizykochemiczne oraz na rozmieszczenie jej pozostałości w środowisku morskim. Natychmiast po rozlaniu rozpoczyna się rozprzestrzenianie się ropy na powierzchni morza. Szybkość i jego kierunek zależą głównie od temperatury wody, kierunku wiatru i prądów. Jednocześnie odbywa się odparowywanie lotnych składników ropy. Rozlewy oleju zanieczyszczają wodę, tworząc oleistą warstwę na powierzchni lub mieszając się i rozpuszczając w wodzie w zależności od jakości oleju. Zanieczyszczenia olejowe są dla środowiska wodnego bardzo uciążliwe, bo utrzymują się w nim bardzo długo i przez cały czas działają na wielu płaszczyznach.

Barwa rozlewu olejowego Przybliżona objętość rozlewu [m3/km2] Olej tworzy na powierzchni wody warstewkę uniemożliwiającą pobranie tlenu z powietrza. Powoduje to niedotlenienie wody z wszystkimi tego konsekwencjami dla organizmów zwierzęcych. Jeżeli warstwa oleju jest grubsza powoduje ona zmniejszenie ilości światła wnikającego pod powierzchnię wody a tym samym przyczynia się do zahamowania procesów asymilacji roślin. Dla wytworzenia ciągłej warstewki oleju wystarczy zaledwie 50 litrów na 1 km2. Taka warstewka nie jest widoczna gołym okiem. Charakterystyczne tęczowe barwy pojawiają się dopiero, gdy ilość oleju przekracza 200 litrów na 1 km2 a zanikają gdy ilość przekracza 2 tony na 1 km2. Wtedy warstwa oleju ma barwę czarną albo brązową. Barwa rozlewu olejowego Grubość rozlewu [μm] Przybliżona objętość rozlewu [m3/km2] Srebrzysta 0,02 – 0,05 0,0 Szara 0,1 Tęczowa 0,3 Niebieska 1,0 Niebiesko-brązowa 5,0 Brązowo-czarna 15,0 – 25,0 Ciemnobrązowo-czarna Powyżej 100

Niezależnie od grubości warstwy oleju na powierzchni wody, podlega on tzw. procesowi wietrzenia. Składa się na to: - odparowanie frakcji najlżejszych - fotoliza (tj. rozkład ciężkich cząsteczek pod wpływem promieniowania ultrafioletowego) - rozproszenie toni wodnej pod wpływem falowania - tworzenie się emulsji wodno-olejowej i powstawanie aerozoli (zawiesiny mikroskopijnych kropelek w powietrzu).

Olej na powierzchni stanowi zagrożenie dla ptaków i fok które są oblepiane olejem, a ich szanse na przeżycie zmniejszają się z powodu trudności z poruszaniem się lub utraty izolujących właściwości ich upierzenia lub skóry. Jeżeli zanieczyszczenie to dostanie się do przewodu pokarmowego, ptaki giną w wyniku zatrucia. Olej rozproszony w toni wodnej, przenika razem z pożywieniem do organizmów zwierzęcych i roślinnych, powodując przy odpowiednio wysokiej koncentracji, że małże, ryby i wodorosty stają się niejadalne. Zanieczyszczenia olejem niszczą środowisko życia wielu roślin lub zwierząt, a także obszary tarła ryb. Resztki zwietrzałego oleju są wyrzucane na plaże, powodując ich zanieczyszczenie, albo toną. Zatonięcie oleju jest jednym z najgroźniejszych działań oleju, bo dla jego rozłożenia potrzebna jest duża ilość tlenu, którego przy dnie zazwyczaj brakuje. Powoduje to szybkie pogłębienie deficytu tlenowego w warstwie przydennej, co w skrajnych przypadkach może doprowadzić do powstania siarkowodoru.

13 listopada 2002 roku do wybrzeży Galicji zbliżył się płynący pod banderą wysp Bahama tankowiec "Prestige". W jego zbiornikach znajdowało się 77 tysięcy ton mazutu. Tankowiec przewoził go z Łotwy na Gibraltar. Panujący na Atlantyku sztorm spowodował awarię maszyn i pęknięcie wysłużonego kadłuba, z którego zaczął wyciekać niebezpieczny ładunek. W grudniu zanieczyszczonych było już 500 km wybrzeża Hiszpanii, a ropa nadal wydostawała się z zatopionego tankowca.

Katastrofa ekologiczna zapoczątkowana wyciekiem ropy naftowej na platformie wiertniczej Deepwater Horizon 20 kwietnia 2010 roku w Zatoce Meksykańskiej, który ok. godz. 22.00 wywołał wybuch oraz ogromny pożar. W wyniku tych zdarzeń 11 pracowników uważa się za zaginionych lub zabitych wskutek eksplozji, 17 zostało rannych, a platforma zatonęła 2 dni później. Była to największa katastrofa ekologiczna w historii USA. Rozmiar wycieku ropy jest szacowany na 5 tysięcy do 25 tysięcy baryłek na dobę lub 800 tysięcy litrów dziennie. Całkowita ilość ropy wynosi prawie 5 mln baryłek ropy, czyli ponad 666 tysięcy ton ropy, albo 698 milionów litrów ropy.

Zbieranie oleju z powierzchni wody FAZA I - OGRANICZENIE WIELKOŚCI ROZLEWU FAZA II - USUWANIE OLEJU Z POWIERZCHNI WODY FAZA III - GROMADZENIE MIESZANINY WODNO-OLEJOWEJ FAZA IV - DOCZYSZCZANIE POWIERZCHNI WODY FAZA V - OBRÓBKA ZEBRANEGO OLEJU

Sprzęt stosowany do likwidacji rozlewów: Zapory elastyczne są wykonywane z tworzyw sztucznych, względnie łatwo zmieniających kształt we wszystkich płaszczyznach, na całej swojej długości i wysokości pod działaniem sił zewnętrznych (holowanie, falowanie, działanie nurtu ). W zależności od wysokości całkowitej dzielą się na ciężkie – powyżej 0,6 m, i lekkie – 0,2 do 0,6 m. W zależności od rodzaju pływaka dzielą się na pneumatyczne - pływak jest komorą napełnioną na czas pracy zapory powietrzem i płaszczowe wyposażone w pływaki stałe z tworzywa sztucznego. Zapora płaszczowa Zapora pneumatyczna

Zapory sztywne wykonane są jako konstrukcja dwupływakowa, która pod działaniem sił zewnętrznych zmienia kształt na swojej długości w sposób bardzo ograniczony. Zapory sztywne nadają się gdy stan morza nie przekracza 1OB, przy granicznej prędkości nurtu powierzchniowego – 1,5 m/s. Skuteczność zatrzymywania oleju jest około 3-krotnie większa od zapór elastycznych. Mogą być używane w strefie brzegowej jako rozgraniczniki pól operacyjnych.

Zapory sorpcyjne, które składają się z rękawów sorbentowych, czyli odpowiednio ukształtowanych długich worków, wykonanych z mocnej siatki, wypełnionych sorbentem. Rękawy te są połączone ze sobą za pomocą karabinków. Służą do zbierania filmu olejowego z powierzchni wód. Zapora może być rozstawiana za pomocą łodzi lub zamocowana na stałe do nabrzeża.

Zbieracze oleju typu adhezyjnego, które wykorzystują właściwości uprzywilejowanego w stosunku do wody przylegania oleju do materiałów o jednorodnej strukturze fizycznej (tarcze metalowe, z tworzyw sztucznych), nie nasiąkającej olejem.

Zbieracze sorpcyjne, które w odróżnieniu od adhezyjnych, posiadają materiał sorpcyjny elementu zbierającego jest elastyczny i nasiąka olejem (liny i pasy „bez końca”). Podczas pracy lina krąży między rozlaną na wodzie plamą ropy a wyżymaczką, gdzie kolejno nasiąka olejem, jest wyciskana i znów wraca do wody. Zaporę rozstawia się przy użyciu środków pływających poniżej plamy olejowej.

Zbieracze przelewowo – pompowe (zwane też jazowymi lub progowymi) mają element zbierający, który rozdziela mechanicznie olej od wody przy użyciu progu umieszczonego na poziomie powierzchni rozdziału faz. Zbieracze wirowe wykorzystują zjawisko wiru wytwarzanego przez poziomą tarczę, umieszczoną pod wodą. Olej podlegając działaniu wiru napływa w rejon ssania pompy.

Powstające w trakcie poszukiwania i wydobycia ropy na morzu zagrożenia dla środowiska stwarzają konieczność opracowania odpowiednich przepisów, wymogów i zaleceń, których realizacja minimalizowałaby szkodliwe skutki środowiskowe. Zagadnienia ekologicznego bezpieczeństwa przy wydobyciu ropy obwarowane są coraz bardziej szczegółowymi i restrykcyjnymi przepisami zarówno międzynarodowymi, jak i krajowymi. Generalnie wszystkie zakładają, że wydobycie ropy powinno być prowadzone z zastosowaniem najlepszych dostępnych technik (BAT) i z zachowaniem najlepszej praktyki ekologicznej (BEP). Obserwuje się przy tym dążenie do systematycznego obniżania wartości dopuszczalnych zrzutów do morza z morskich instalacji naftowych. Celem w tym zakresie jest osiągnięcie "zero discharge".

Prace związane z wydobyciem ropy ze złóż podmorskich muszą być dostosowane do wymogów szeregu międzynarodowych konwencji, z których najważniejsze są: 1) Międzynarodowa konwencja o zapobieganiu zanieczyszczeniu morza przez statki Marpol 73/78 wraz z protokółami dodatkowymi, 2) Konwencja o ocenach oddziaływania na środowisko w kontekście transgranicznym Espo 1991, 3) Konwencja o zapobieganiu zanieczyszczania mórz przez zatapianie odpadów, 4) Konwencja w sprawie transgranicznych skutków awarii przemysłowych Helsinki, 5) Konwencja dotycząca interwencji na morzu pełnym w razie zanieczyszczenia olejami, 6) Konwencja o dostępie do informacji, udziału społeczeństwa w podejmowaniu decyzji oraz dostępie do sprawiedliwości w sprawach dotyczących środowiska Aarhus 1998.

Podsumowanie Z powyższych względów olej stał się obiektem pierwszych porozumień międzynarodowych i do chwili obecnej jest na pierwszym miejscu wśród substancji zagrażających czystości wód morskich. Należy podkreślić, że kraje wspólnie muszą podjąć wszelkie konieczne środki, aby poprawić zdolność do zapobiegania i reagowania na przypadki zanieczyszczeń. W świetle rosnącego transportu ropy bardzo ważne jest, by kraje wzmocniły współpracę w zakresie zmniejszenia ryzyka zanieczyszczeń olejowych.

Dziękuje za uwagę