Стратегия за прилагане на сорбенти и биологични препарати в украинските пристанища за премахване на нефтеното замърсяване в морето

Използвайки предимствата на своето географско положение, Украйна драстично увеличи обема на морския транспорт през последните години. В момента на брега на Черно море, главно в северозападния Черноморски регион, са създадени големи многофункционални претоварни комплекси с развита брегова инфраструктура.
Продължаващото интензивно икономическо развитие на Черноморското крайбрежие води до увеличаване на техногенния натиск върху крайбрежните зони и морските пространства.

Особено интензивно се развива морският комплекс на Одеския регион, чийто дял от 7 пристанища (Б. Днестър, Одеса, Рени, Уст-Дунав, Южен, Измаил) представлява до … ..% от всички морски товари в Украйна, включително % от наливните товари, значителна част от които е петрол. Обемът на транспортиране на петрол в този регион ще се увеличи значително поради пускането в експлоатация на първия етап от петролния терминал на брега на Мали Аджаликски (Григориевски) естуар, предназначен да претоварва 30-40 милиона тона петрол годишно.
Почти всички черноморски пристанища са разположени в райони със значителни биологични ресурси и рекреационен потенциал, така че тяхната експлоатация трябва да бъде придружена от набор от мерки, насочени към опазване и възстановяване на природните ресурси.
Сред източниците на антропогенно замърсяване на водната среда с нефтопродукти около 30% са битови и промишлени отпадъци, 27% са кораби и малки флоти, а 12% са аварии на танкери и нефтени платформи.
Масленият филм нарушава процесите на изпарение и хидрообмен между водната среда и атмосферата, а емулгираните нефтени продукти имат токсичен и мутагенен ефект върху морските организми.
Големите аварии с обширни нефтени разливи причиняват огромни щети на морските екосистеми и в допълнение към масовата смърт на птици и хидробионти са придружени от дългосрочни екологични последици, които могат да се проявят под формата на намаляване на биологичната продуктивност, появата на аномалии в развитието и образуването на тумори при морски животни.
Източници на замърсяване в пристанищните води са главно технологични проливи, свързани с бункериране на кораби, доставка на трюмни води и нефтени остатъци и операции с нефт на кораби.
Потенциалното замърсяване на пристанищните води с нефтопродукти включва и крайбрежни съоръжения на тяхната инфраструктура – нефтени хранилища, парни станции, железопътни и автомобилни маршрути, както и дъждовни канали. Нефтени разливи могат да възникнат и в офшорни зони за закотвяне, където условията за реагиране при разливи често са по-трудни, отколкото в ограничени пристанищни водни зони. Площта на нефтено петно, образувано при разлив на 1 m3 нефт в рамките на 1 час, се увеличава от 30 000 m2 до 92 000 m2 след ден.
Разпространявайки се по повърхността на морето, нефтът взаимодейства с водата и въздуха, като е изложен на комплекс от физико-химични процеси, които водят до промяна на свойствата и разграждане. Значителна опасност за водните екосистеми и зоните за отдих е полимеризацията на маслото с образуването на така наречените „смолисти топки“.
Заедно с изпаряването на леките фракции на маслото, маслото се разтваря във вода и преминава в емулгирано състояние, образувайки два вида емулсии – масло във вода (директна емулсия) и вода в масло (обратна емулсия).
Най-важното условие за елиминиране на аварийни нефтени разливи е възможно най-бързото изпълнение на плановете за ЛРН със събиране на по-голямата част от разлятия нефтопродукт механично с помощта на нефтени акцептори (NMS). В зависимост от условията, общата маса на нефтопродуктите, събрани от събирачите на нефтопродукти и отпадъци, варира от 30 до 90% от разлятия обем.
За събиране на нефт в плитки води с дълбочина по-малка от 2 метра се използват малки преносими нефтени скимери – скимери.
Основната техника за ограничаване на разпространението на нефтени петна и събирането им е ограничаването на замърсените водни площи с помощта на различни бонове. Обикновено такива бариери се състоят от отделни секции с дълбочина на газене  400 mm и твърди поплавъци с диаметър 300 mm.
Един от проблемите след елиминирането на основната маса от замърсяване с нефт е елиминирането на ирисцентни ивици и филми и отделни петна от нефтопродукти, образувани, когато масата на разлятото нефт е от 0,1 до 0,4 g на 1 m2 водна повърхност.
За елиминиране на преливащи се филми се използват физикохимични и биологични методи, които се основават на разрушаването на маслените филми чрез дисперсия с помощта на повърхностноактивни вещества, сорбция на филмово масло и частично водно-маслена емулсия от естествени и синтетични сорбенти и биоразграждане на въглеводороди чрез специализирани щамове микроорганизми.
Всеки от тези методи обаче има редица недостатъци. Повечето дисперсанти са токсични и употребата им е ограничена или дори забранена в някои страни [7]. В пристанищата на Украйна не се използват дисперсанти.
Правилата за почистване на замърсени акватории на пристанища предвиждат използването на сорбенти, чийто стандартен запас трябва да има във всички пристанища [ 8]. Сред препоръчаните от правилника сорбенти са отпадъци от дървообработващата промишленост и селското стопанство – олющени царевични кочани, слама, дървени стърготини и натрошен торф. Използването на тези сорбенти в пристанищата не е намерило широко приложение поради ниската нефтена интензивност (във връзка с това става необходимо да се използват големи обеми), тяхната липса на хидрофобност, трудността при създаването и съхраняването на необходимите запаси и липса на механизми за прилагането им.
От промишлено произведените сорбенти, които имат висок маслен капацитет и хидрофобност, най-ефективни са сорбентите от полимери – от фини прахове, гранули до рогозки, тъкани и абсорбиращи щанги. Недостатъците на тези лекарства включват слабата абсорбция на тънки маслени филми, канцерогенността на фините прахове (според експерти от компанията Mannesmann-Италия) и трудността при изхвърляне чрез изгаряне [1]. Няма информация за използването на такива лекарства в пристанищата на Украйна.
От гледна точка на ниската цена на суровините и екологичната чистота най-привлекателни са сорбентите на основата на органични естествени вещества – торф, дървени стърготини, селскостопански отпадъци (трици, слама, оризова кора и др.). Най-голям брой сорбенти в тази категория се произвеждат на базата на торф: „Pit-sorb“ (Канада), „Fin-sorb“ (Великобритания), „Elkosorb“ (Финландия), „Mukat-4“, „Lesorb“. “ (Беларус), „Sorboil“ (Русия). От петролните сорбенти, разработени в Украйна, само Zhemchug, експандиран перлит, се произвежда в промишлен мащаб.
Всички тези сорбенти имат висок маслен капацитет (от 4 до 10 g/g) и хидрофобност. Използването им за почистване на морската повърхност осигурява първичен екологичен ефект – разкъсване на непрекъснат филм от замърсяване, сорбция на емулгирани масла. Използването на чуждестранни препарати от тази група в пристанищата на Украйна според нас е ограничено от високата им цена за украинския потребител (8-12 щатски долара за 1 кг).
Често срещан недостатък на използването на горните сорбенти е необходимостта от тяхното събиране, което е много трудоемко, изисква специални инструменти и е практически невъзможно при значителни вълни. Практиката на реагиращите при нефтени разливи, използващи сорбенти, показва, че в повечето случаи не е възможно да се съберат повече от 25% от сорбента, нанесен върху водната повърхност. Моментите, усложняващи използването на сорбенти, включват липсата на технология и оборудване за тяхното обезвреждане чрез изгаряне.
Микробното унищожаване е един от най-важните процеси, допринасящи за елуирането на петролното замърсяване от водните екосистеми. Микроорганизмите са в състояние да използват въглеводородите на петрола в процеса на енергиен и градивен метаболизъм и да ги унищожават. Изследването на тези процеси и целенасочената работа по селекцията на щамове микроорганизми-деструктори на нефтени въглеводороди позволиха да се разработят редица препарати на тяхна основа. Само през последните 10 години в страните от ОНД са създадени повече от две дузини биологични препарати на базата на маслоокисляващи микроорганизми, докато предложените методи за стимулиране на естествените процеси на самопочистване не надхвърлят експерименталните лечения.
В Украйна най-известните лекарства са: „Десна“ – (разработка на Украинския изследователски център за екология на нефта и газа, Киев), Консорциум на микроорганизмите – (Институт за високи технологии, Киев), „Деворойл“, който се произвежда под руският лиценз на OAO „Enzyme“, (Ladyzhyn) и наскоро препоръчан от Министерството на екологията „Simbinal“ (разработка на Института по ботаника на Националната академия на науките на Украйна). В Русия широко се използват „Путидоил“, „Олеоворин“, „Деворойл“, „Валентис“, „Нафтокс“, „Микромицет“, в Беларус – „Родобел“, „Родобел-Т“. Тези препарати са лиофилизирани култури или пасти, на базата на които се приготвят работни разтвори за третиране на петролни замърсявания. Използването на такива препарати обаче не е рационално в условията на акваторията на пристанищата и откритото море поради невъзможността да се създадат необходимите ефективни концентрации на бактерии-деструктори на нефтени въглеводороди. В допълнение, горните бактериални препарати не могат да се използват за отстраняване на нефтени разливи в режим на незабавно реагиране. Използването на повечето от горните бактериални препарати в морето (водно тяло от втора категория водоползване в съответствие със SanPiN 4630-88. 1.01.89) е съмнително по здравословни причини [9].