اصول مقابله با نشت آلودگی های نفت در محیط زیست - قسمت اول


اصول مقابله با نشت آلودگی های نفت در محیط زیست - قسمت اول

برنامه برای مقابله با آلودگی نفتی

 مطالعات نشان می دهد  که اثرات زیانبار حاصل از آلودگیهاي ناشی از حوادث غیر منتظره نفتی تنها به خاطر عدم امکانات و روش هاي خاص براي مقابله با آلودگی ها ي نفتی نیست، بلکه در بیشتر موارد مربوط به کمبود سازماندهی و نبود متخصص در سازماندهی این حوادث غیر منتظره است. لذا طرحهاي مقابله با آلودگی نفتی به مرور زمان توسعه پیدا کرده اند.

با توجه به اینکه آلودگی هاي نفتی ازنظر بزرگی لکه نفتی و اهمیت وقوع در درجه هاي مختلفی قرار دارند، براي سطوح مختلف از آلودگیهاي نفتی نیاز به برنامه هاي خاص می باشد. طرحهاي مقابله با آلودگی نفتی با توجه به امکانات و تاسیسات منطقه برنامه ریزي می شوند.

در این برنامه ریزي ها، براي داشتن بیشترین اثر بر روي آلودگی هاي نفتی باید نزدیکترین منابع و سازمانها در آن منطقه براي مقابله با آلودگی نفتی را در نظر گرفت.

در طرحهاي مقابله با آلودگی هاي نفتی در استان ها و یا گاهی اوقات در سراسر کشور، تمرکز اصلی بر روي نقش ها و وظایف و به وجود آوردن بستر مناسب براي ایجاد همکاري بین سازمانهاي پاسخ گو می باشد.

انواع نفت و ویژگی های آن

انواع مختلفی از نفت بسته به صدها جزء اصلی و هزار جزء فرعی آن وجود دارد. هر شکلی از نفت یا محصولات نفتی ویژگیهاي خاص خود را دارا است. این ویژگیها، بر رفتار لکه نفتی و اثرات زیست محیطی آن بر موجودات زنده اثر می گذارد.

این ویژگیها همچنین در میزان بازدهی عملیات پاکسازي نفت تاثیر گذار هستند. انواع آلودگی های مطرح شامل نفت خام سبک ،نفت خام سنگین، نفت نمکی،گاز مایع ، نفت چاه و پسابهای صنعتی است.

با توجه به اینکه ارتباط زیادي بین خصوصیات مواد نفتی از جمله ویسکوزیته و دانسیته وجود دارد. استفاده از رابطه بین خصوصیات مواد نفتی باید با دقت کامل انجام پذیرد، چون در بعضی از مواقع نمونه هاي نفتی از لحاظ ترکیبات شیمیایی کاملاً با یکدیگر متفاوت هستند ولی شرایط بعضی از خصوصیات فیزیکی آنها مشابه است.

توجه به خصوصیات مواد نفتی می تواند در ارائه راهکار برای جمع آوری آلودگی  نفتی بسیار اهمیت داشته باشد مثلا در خصوص مواد نفتي ريخته شده در آب  سه حالت می تواند وجود داشته باشد : مواد نفتی می توانند داراي شناوري منفي، خنثي و يا نزديك به خنثي باشند.

با توجه به شرايط آب و در محدوده زمانی مشخص این مواد می توانند، شناور و يا در بسترآب فرو روند و نهایتا ته نشین گردند. در صورتي كه چگالي مواد نفتي نشت یافته در آب، نزديك و يا كمتر از چگالي آب باشد، به صورت شناور بر روي آب می مانند هر چند جریانهای  متلاطم و یا امواج آب نیز به شناوری این  مواد کمک می کنند.

چنانچه دانسیته مواد نفتی نشت یافته به آب از دانسیته آب بیشتر باشد داراي شناوري منفي است در اين حالت نفتی به داخل آب ته نشین و در نهایت در بستر دريا یا رودخانه رسوب می کند .شناوري منفي مي تواند به دليل دانسيته بالاي نفت در شرایط معمول و یا افزايش چگالي نفت به دليل پديده هوازدگي ، چسبندگي رسوب  و یا ورود قطرات آب به داخل نفت و تشكيل امولسيون آب در نفت ايجاد شود.

 

leakage

خواصی از نفت خام و فرآورده های آن که در ارتباط با آلودگی های منابع آب اهمیت دارند:

 

 دماي اشتعال:

 مواد نفتي فراري كه پس از نشت از خط لوله به سرعت تبخير مي­شوند، ريسك وقوع آتش­سوزي را افزايش مي­دهند. در چنين مواردي بهترين گزينه، فراهم ساختن امكان تبخير براي فرآورده است، چرا كه پاكسازي اين مواد از طريق تبخير ايمن­ترين و به صرفه­ترين روش بوده و حداقل خسارات جانبي را به همراه خواهد داشت.

 وزن مخصوص:

 مواد نفتي با وزن مخصوص بيش از 1 (وزن مخصوص آب) در آب ته ­نشين خواهند شد.  همچنين مواد نفتي با وزن مخصوص 0.95 و و بيش­تر نيز در صورت اختلاط جريان احتمال ته ­نشيني خواهند داشت.

 ويسكوزيته:

 ويسكوزيته دو مساله مهم در نشت نفت را كنترل مي­كند. نخست نرخ پخش شدن ماده نفتي در سطح آب و دوم عمق احتمالي نفوذ ماده نفتي به لايه­ هاي مختلف در سواحل. پاكسازي مواد نفتي با ويسكوزيته بالا آسان­تر و سريع­تر خواهد بود.

 قابليت تشكيل امولسيون (مخلوط مايع در مايع):

در شرايط خاص لكه ­هاي نفتي مخلوطي از آب در نفت را تشكيل مي­دهند كه گاه مي تواند تا 80 درصد شامل آب بوده و ويسكوزيته بالاتري نسبت به مواد نفتي خالص نشت يافته خواهد داشت. عددي معين براي نشان دادن ميزان تمايل يك ماده نفتي به تشكيل امولسيون وجود ندارد.

به عنوان مثال بنزين تمايلي براي تشكيل اين مخلوط ندارد در حالي كه گازوئيل به سرعت اين مخلوط را تشكيل مي­دهد . بسياري از تركيبات نفتي تمايل به تشكيل چنين مخلوطي دارند.

تشكيل اين مخلوط مشخصات ماده نفتي را تغيير مي­دهد به نحوي كه ويسكوزيته ماده نفتی افزايش يافته و پمپاژ كردن آن دشوار خواهد شد.  همچنين تشكيل امولسيون سبب افزايش حجم مواد نشت يافته بين 4 تا 5 برابر مقدار اوليه خواهد شد.

 چسبندگي:

سادگي پاكسازي فيزيكي ماده نفتي چسبيده به سطوح به كمك آب­پاشي و يا مكش آن، فاكتور مهمي در تعيين روش پاكسازي است.

براساس خواص ذكر شده دسته­ بندي مواد نفتي به صورت زير خواهد بود:

 

مشخصات فیزیکی مواد هیدروکربنی

 

 

 

محدود کردن آلودگی نفتی در آب

محدود کردن آلودگی نفتی در آب شامل جلوگیري از پخش و پراکندگی آن در نقاط خاص، جلوگیري از انحراف آن به نقاط دیگر و هدایت آلودگی نفتی به نقاطی است که قابلیت جمع آوري و جداسازي آلودگی هاي نفتی از آب رودخانه و دریا وجود داشته باشد. بعضی از مراحل جداسازي شامل افزایش غلظت براي جمع آوري و سوزاندن آلودگی نفتی در محل است.

برای مقابله با آلودگيهاي نفتي در آب رودخانه و دریا،ابتدا آلودگيهاي نفتي به منظور جلوگيري از گسترش آن محدود شده و سپس با افزايش ضخامت لكه هاي نفتي بر روي آب،جمع آوري مواد نفتي به وسيله اسكيمر و يا  سایر روشهاي فيزيكي بر روي آب انجام مي شود.

 

تجهیزات محدود کردن مواد نفتی

بوم هاي مهار کننده  ، یکی ازمتداول ترین و اصلی ترین تجهیزات مقابله با آلودگی هاي نفتی در آب دریا هستند. بوم ها ،  معمولاً جزء اولین تجهیزاتی هستند که به منطقه عملیاتی منتقل میشوند و در سرتاسر عملیات مقابله با آلودگی نفتی در منطقه وجود دارند. گاهی اوقات به منظور کارایی بیشتروبراي اهداف خاص از بوم ها ي جاذب استفاده می شود.

leakage

 

بوم

بوم ها، سدهاي مکانیکی شناور به منظور جلوگیري و یا تغییر جهت آلودگی نفتی در آب هستند. بوم ها شبیه به دیوارهاي قائمی هستند که به وسیله اجزاء خود در بالا و پائین خط آب گسترش پیدا میکنند.

بیشتر بوم هاي رایج در بازار، از چهار جزء اصلی تشکیل شده اند :

  1. بخش شناور سازي
  2. پهلوي سطح آزاد یا بخشی که از شناور شدن آلودگی نفتی روي سطح بوم جلوگیري میکند
  3.  بخش دامنه  به منظور جلوگیري از انتقال آلودگی نفتی به بخش زیرین بوم
  4.  مربوط به یک تا تعداد بیشتري از اجزاء کششی به منظور حفاظت کلی از بوم است.

بوم ها به صورت بخش ها ي مجزا ساخته میشوند، معمولا طول آن ها در حدود 15 تا 30 متر است و به وسیله اتصال دهنده هایی که در انتهاي هریک از آنهاست به یکدیگر متصل می شوند، در نتیجه بوم ها قابلیت حمل توسط یدك کش و محدود کردن یک منطقه خاص را دارا هستند.

جزء شناور در بوم ها باعث شناوري بوم ها در سطح آب می شود ، موقعیت  قرارگیري آن ها در وسط، سمت خارجی، پهلوها و یا بر روي بازوي محافظ قایق ها است. بوم ها یا به صورت خودبخودي شناور هستند و یا داراي بخش جامد شناور هستند.

بخش جامد شناور معمولاً از جنس فومهاي پلاستیک مانند پلی یورتان منبسط شده یا پلی اتیلن هستند، این بخشها به صورت بخشهاي قابل انعطاف باعث شناوري بوم ها بر روي سطح آب خواهند شد. بوم هایی که قابلیت شناوري دارند یا به صورت خودبخود شناور هستند و یا اینکه به وسیله نیروي هوا بر روي سطح آب شناور باقی می مانند.

این بوم ها نیازمند محفظه کمی براي نگهداري هستند، اما این نوع از بوم ها قدرت استحکام کمتري نسبت به بوم هاي با قدرت شناوري ثابت را دارند. بخش دیگر بوم ها ، پهلوي سطح آزاد است که از شناور شدن مجدد آلودگی نفتی بر بخش بالایی بوم جلوگیري میکند.

سطح آزاد همچنین بیانگر ارتفاع خط آب تا بالاي سطح بوم است. ساختار بخش دامنه همانند پهلوي سطح آزاد می باشد که به عنوان در برگیرنده آلودگی نفتی در آب عمل می کند. مواد تشکیل دهنده این بخشها شامل پلی وینیل کلرید( PVC )، پلی استر،  نایلون و یا آرامید  هستند که بعضی اوقات از اسپري پوشش دهنده مثل پلی استر ، پلی یورتان، نیتریل و پلی اتر اورتان به منظور جلوگیري از تجزیه این مواد در برابر آلودگی هاي نفتی استفاده میشود.

اجزاء کششی در بوم ها که در زیر سطح بوم ها قرار دارند، باعث استحکام در مقابل انرژي امواج و جریانها خواهند شد . امروزه، بیشتر بوم ها بدون محفظه تعادلی ساخته می شوند با توجه به این مسئله که موقعیت آن ها در آب به وسیله توازن نیروها در بالا و پائین بوم ایجاد می شود .

ازدیگر اجزایی که همراه بوم هاي بزرگتر وجود دارد، اجزاء محکم کننده و نوارهاي انعطاف پذیر است که شامل پلاستیک و قطعات فولادي به منظور نگاه داشتن موقعیت تعادلی بوم ها در راستاي عمود استفاده می شود.

بوم های مورد استفاده در آب رودخانه ها می تواند از یک ماده پلیمری از جنس نئوپرن باشد که قابلیت شناوری از طریق باد شدن  با هوا را دارند در قسمت زیرین این بوم ها پرده ای وجود داردکه از حرکت سیال تا عمق های  مختلف (نسبت به عمق پرده)  جلوگیری می کند جهت ثابت ماندن این پرده در مسیر سیال  در قسمت انتهای پرده از وزنه های سربی یا زنجیر و... استفاده می کنند.

لازم به ذکر است این بوم ها در انتها می بایست از هوا تخلیه و بر روی قرقره های خاصی جمع بشوند و در مسیر رودخانه نیز توسط قایق کشیده می شوند و توسط زنجیر یا طنابهای محکم به دو طرف رودخانه بسته می شوند تا از حرکت آن جلوگیری شود.

برای فرآورده های نفتی  سه نوع اصلی بوم وجود دارد:

  1. بوم سخت که از یک قطعه پلیمری استوانه شناور در بالای سطح و در قسمت انتهای آن از یک قسمت دامنه با وزن زیاد تشکیل شده است پس در این حالت به صورت شناور با یک قطعه شناور در زیر آب است.
  2. بوم های جاذب از موادی که جاذب نفت هستند و بیشتر برای لایه های نازک سبک نفتی مؤثر هستند . در این نوع  بوم ­های جاذب باید توجه اصلی معطوف به خارج کردن بوم های جاذب باشد تا از ریزش مجدد مواد نفتی به داخل آب جلوگیری شود.
  3. بوم های آتش سومین نوع بوم ها هستند ولی به اندازه بوم های سخت و جاذب استفاده نمی شوند. بومهای آتش بسیار مشابه بوم های سخت هستند ولی از فلز ساخته شده اند و بنابراین در مقابل حرارت مقاوم هستند و برای موارد استفاده می شود که بخواهند مواد نفتی را بسوزانند.

قسمت دوم این مقاله را از اینجا بخوانید.

قسمت سوم این مقاله را از اینجا بخوانید.

قسمت چهارم این مقاله را از اینجا بخوانید.

 

منابع:

www.Wstagcc.org
www.Worldwatercouncil.org
www.Awwa.org
www.Irwwa.com
 

 

 

0 نظر

ارسال نظر