Temat 3.8: Systemy i instalacje do oczyszczania wód zaolejonych.
Środki chemiczne do neutralizacji rozlewów olejowych. Olej, który dostał się do wody rozprzestrzenia się po jej powierzchni z prędkością zależną od swojej lepkości oraz warunków zewnętrznych, takich jak: siła wiatru, prędkość nurtu, wielkość akwenu, falowanie. Oleje o małej lepkości rozprzestrzeniają się szybko, natomiast oleje o dużej lepkości mają skłonność do łączenia się w skupiska bez nadmiernego rozprzestrzeniania się. Wiatr powoduje rozbicie plamy olejowej i powstanie lokalnych skupisk oleju przemieszczających się wolniej od cienkich filmów olejowych. Szacunkowa prędkość przemieszczania się plamy olejowej na dużych akwenach wynosi około 2 - 3 % prędkości wiatru. Zmiany kierunku wiatru powodują, że plama powiększa swoją powierzchnię. Na rzekach olej płynie przez pewien czas całą szerokością koryta, a dalej, jeśli występuje silny nurt powierzchniowy, jest odrzucany w kierunku brzegu.
Istnieją cztery metody likwidacji rozlewów olejowych:
zatapianie - polega na obsypaniu oleju substancją zatapiającą, np. piaskiem. Metoda ta nie jest polecana, ponieważ olej, co prawda, znika z powierzchni wody, jednak pozostaje cały czas w środowisku wodnym (na dnie) i prowadzi do degradacji środowiska naturalnego. Poza tym, po pewnym czasie, olej może wypłynąć na powierzchnię osiągając w ten sposób stan sprzed interwencji.
spalanie na powierzchni wody - nie jest również metodą polecaną. Może być skuteczne tylko w przypadku rozlewów olejów lekkich. Spalanie może powodować tonięcie oleju na skutek odparowywania lekkich frakcji węglowodorowych. Poza tym metoda ta stwarza duże zagrożenie pożarowe oraz powoduje silne zanieczyszczenia atmosfery.
dyspergowanie - to metoda polegająca na chemicznym rozproszeniu oleju w celu przyspieszenia jego biologicznego rozkładu. Dodanie dyspergentu powoduje, że olej ulega rozbiciu na nieograniczoną ilość mikrokropel. Dyspergowanie jest dosyć skuteczną metodą likwidacji rozlewów, jednak dyspergenty stanowią także zagrożenie toksyczne dla środowiska.
zbieranie - to metoda najczęściej stosowana, polegająca na zbieraniu oleju z powierzchni za pomocą różnych urządzeń, tak zwanych zbieraczy.
Zbieranie oleju z powierzchni wody - składa się z pięciu faz:
faza I - ograniczenie wielkości rozlewu. Celem jest przeciwdziałanie nadmiernemu rozpływaniu się oleju po powierzchni wody, przy równoczesnym pogrubieniu jego warstwy. Zadanie to realizuje się przy pomocy zapór przeciwolejowych.
faza II - usuwanie oleju z powierzchni wody. Celem jest usunięcie ze środowiska wodnego jak największej ilości oleju z jak najmniejszą ilością wody. Usunięcie czystego oleju nie jest możliwe, ponieważ jest on zemulgowany, a także z powodu charakterystyk technicznych urządzeń, które zbierają olej. W zależności od warunków rozlewu (lepkość oleju, falowanie, prędkość nurtu, grubość warstwy oleju, typ zbieracza), zbieranych jest od 20 do 99 % wody.
faza III - gromadzenie mieszaniny wodno - olejowej. Celem jest gromadzenie oleju wraz z towarzyszącą mu wodą na miejscu akcji bez nadmiernej dewastacji brzegu. Olej może być gromadzony na wodzie, w specjalnych zbiornikach, cysternach lub dołach separacyjnych.
faza IV - doczyszczanie powierzchni wody. Celem jest usunięcie resztek oleju, których nie dało się usunąć za pomocą zbieraczy oleju. Powszechnie stosowaną metodą jest sorpcja przy użyciu zapór sorpcyjnych z zastosowaniem sorbentów naturalnych lub sztucznych.
faza V - obróbka zebranego oleju. Najprostszą metodą postępowania z zebranym olejem jest jego wywóz wraz z wodą na wylewisko gminne lub do rafinerii. Można też przeprowadzić sorpcję oleju i wody w dołach separacyjnych. W tym przypadku oddzieloną wodę wprowadza się z powrotem do zbiornika, zaś olej wywozi się lub spala na miejscu akcji. Spalanie odbywa się w specjalnych spalarkach.
Charakterystyka zagrożeń wybranych substancji oleistych i metody zwalczania rozlewów.
akroleina (2 - propenal) - to produkt wysoce łatwopalny, działa bardzo toksycznie na drogi oddechowe, powoduje oparzenia. Działa bardzo toksycznie na organizmy wodne. Akroleina z kwasami, aminami, wodorotlenkiem potasu i tlenkiem siarki(IV) daje silnie egzotermiczne wybuchowe reakcje i eksplozje. Pod wpływem promieniowania UV akroleina może ulegać polimeryzacji. Należy unikać kontaktu z rozlaną cieczą. Rozpuszcza się w wodzie. Rozlewy należy rozcieńczać wodą., Do neutralizacji można użyć glikolu. Nie wolno stosować zapór, bo jest to substancja wysoce łatwopalna (tzapłonu = - 26°C).
anilina (fenyloamina) - to ciecz palna, z powietrzem tworzy mieszaniny wybuchowe. W czasie pożaru wydzielają się silnie toksyczne tlenki azotu, działa toksycznie przez drogi oddechowe, może działać rakotwórczo. Rozpuszcza się w wodzie i tonie. Należy stosować substancje niepalne, absorbujące ciecze, uważać z ogniem, nie wdychać par i aerozoli (toksyczne, rakotwórcze). Można używać 5 % HCl i rozcieńczać dużą ilością wody. Małe ilości niszczyć przez spalanie po rozcieńczeniu alkoholem.
1,1,2,2 - tetrachloroetan. W trakcie pożaru mogą wydzielać się niebezpieczne pary: chlorowodoru, chloru, fosgenu (tlenochlorku węgla COCl2, bardzo silnie trującego i duszącego). Nie rozpuszcza się w wodzie i tonie. Należy używać absorbentów tonących, można neutralizować węglem drzewnym oraz siarczanem(VI) sodu.
Ksyleny (dimetylobenzeny) - to produkty łatwopalne, z powietrzem tworzą mieszaninę wybuchową. Działają szkodliwie na drogi oddechowe. Z kwasami dają niebezpieczne, silnie egzotermiczne, wybuchowe reakcje. Pływają po powierzchni morza, odparowują. Należy stosować absorbenty niepalne, np. węgiel drzewny. nie jest wskazane stosowanie zapór ograniczających wyciek ze względu na palność substancji (tzapłonu = +24°C).
nitrogliceryna (triazotan(V) glicerolu) - to palna, wybuchowa, toksyczna ciecz. Przy spalaniu wydzielają się bardzo toksyczne tlenki azotu. Niebezpieczne jest spalanie dużych ilości, bo przebiega z detonacją. Przewożona jako nitrogliceryna flegmatyzowana, w stężeniu około 40 % lub w roztworze alkoholowym o stężeniu do 1 %. Oleista, słabo rozpuszczalna w wodzie ciecz, tonie. W temperaturze 218°C następuje wybuch. Wycieki i pary należy rozcieńczać rozproszonymi prądami wodnymi. Małe ilości przysypywać materiałami chłonnymi.
nitrobenzen (olejek lub esencja mirbanowa) - to substancja palna, toksyczna. Pary tworzą z powietrzem mieszaniny wybuchowe. Podczas spalania wydzielają się toksyczne tlenki azotu. Oleista ciecz, słabo rozpuszczalna w wodzie, pływa po jej powierzchni. Należy stosować substancje niepalne, absorbujące ciecze. Nitrobenzen posiada niską temperaturę samozapłonu (48°C) oraz topnienia (6°C).
nafta - to produkt o średniej temperaturze zapłonu od -10° do +23°C. Nie rozpuszcza się w wodzie, ale się w niej zanurza. Krzepnie w temperaturze -40°C. Do likwidacji rozlewów stosować sorbenty. Usunąć źródło ognia. Zakaz używania otwartego ognia i palenia. Nie stosować strumieni wody na powierzchnię cieczy.
n - heptan - to produkt wysoce łatwopalny, tworzy z powietrzem mieszaniny wybuchowe, działa drażniąco na skórę, pary mogą wywoływać uczucie senności. Unikać wdychania par. Działa bardzo toksycznie na organizmy wodne. Pływa po powierzchni morza, nie rozpuszcza się w wodzie, odparowuje. Posiada bardzo niską temperaturę zapłonu (-4°C). Pary rozcieńczać prądami wodnymi rozproszonymi. Nie stosować zwartych strumieni wody na rozlaną powierzchnię cieczy.
olej hydrauliczny. Wiele frakcji olejowych posiada właściwości toksyczne. Pływa po powierzchni morza. Rozlewy należy ograniczać zaporami oraz stosować dyspergenty.
ropa naftowa. Rozlewy ropopochodne ograniczają między innymi dostęp światła słonecznego i powodują degradację środowiska morskiego. Pływa po powierzchni morza. W przypadku rozlewu należy ograniczać zaporami, stosować dyspergenty, zbierać za pomocą urządzeń mechanicznych. Wyjątkowo dopuszczalne jest spalanie.
Kapitan statku, który spowodował zagrożenie lub zanieczyszczenie morza, jest zobowiązany podjąć, w miarę posiadanych możliwości, natychmiastowe działania mające na celu w szczególności zatrzymanie wypływu szkodliwej substancji lub ograniczenie jego wielkości oraz przeciwdziałanie rozprzestrzenianiu się zanieczyszczenia.
Armator statku jest zobowiązany do niezwłocznego podjęcia działań minimalizujących skutki zanieczyszczenia środowiska morskiego w szczególności przez usunięcie substancji powodującej zanieczyszczenie, wydobycie z wraku paliwa lub innej substancji szkodliwej dla środowiska morskiego oraz odszukanie i wydobycie z morza niebezpiecznych substancji przewożonych w opakowaniach.
Działania mające na celu zwalczanie zagrożenia lub zanieczyszczenia morza prowadzone przez kapitana statku i armatora wykonuje się pod nadzorem dyrektora właściwego terytorialnie urzędu morskiego.
Wykaz pytań na egzamin z ochrony środowiska morskiego - część 3: Zapobieganie zanieczyszczeniom olejowym.
Wyjaśnij pojęcia: olej, mieszanina oleista, surowa ropa naftowa, obszar specjalny, czysty balast, oddzielony balast.
Wyjaśnij, co oznacza pojęcie obszar specjalny dla zanieczyszczeń olejowych.
Wymień 6 kierunków działań mających na celu techniczne sposoby zapobiegania zanieczyszczeniom olejowym.
Omów technikę (procedurę) procesu zdawania zanieczyszczeń olejowych.
Omów zdawanie odpadów olejowych z siłowni statku.
Przedstaw i omów mycie zbiorników ładunkowych zbiornikowców olejowych.
Omów zasady prowadzenia KZO.
Omów obowiązki załogi w trakcie rozlewów olejowych.
Wymień i krótko omów 6 elementów wyposażenia do walki z zanieczyszczeniami olejowymi.
Wymień wymagania, których należy przestrzegać w trakcie bunkrowania oraz w trakcie odbioru ze statku olejów przepracowanych (w zakresie organizacyjnym, ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska).
Wymień obowiązki użytkowników stałych stanowisk odbioru olejów przepracowanych i innych zanieczyszczeń
Wymień czynności, które należy wykonać w przypadku pożaru i rozlewu chemicznego.
Omów procesy oddzielania oleju od wody (separację w polu sił, filtrację, adsorpcję, barbotaż, połączenie separacji grawitacyjnej z koalescencją).
Omów metody pomiaru zawartości oleju w wodzie.
Omów cztery metody likwidacji rozlewów olejowych.
Omów fazy zbierania oleju z powierzchni wody.