اصول مقابله با نشت آلودگی های نفت در محیط زیست

بکارگیری بوم ها

بوم ها درمحدود کردن و جلوگیري از پخش آلودگی هاي نفتی در خلیجها، بنادر و مناطق حساس دریایی از لحاظ بیولوژیکی کاربرد دارند.

بومها باعث انحراف آلودگیهای نفتی به مناطق ویژه براي جمع آوري و یا پاکسازي خواهند شد. بومها باعث افزایش ضخامت لکه هاي نفتی به منظور استفاده بهتر از روش پاکسازي به وسیله اسکیمرها و یا سوزاندن آلودگی نفتی در محل خواهند شد.

به طور کلی بومها براي محدود کردن آلودگیهاي نفتی به کار میروند، اگر چه بومها در انحراف آلودگیهاي نفتی نیز کاربرد دارند. در رودخانه هایی که ، سرعت بحرانی بالای 5 .0 m/s است.

معمولا شًکل استفاده از این بومها به صورت بوم هاي انحرافی است.

آلودگی هاي نفتی در نتیجه به مناطق دیگر به منظور جمع آوري و یا مناطقی با حساسیت پایین تر منحرف خواهندشد.

زمانی که جریان های قوی باعث ایجاد اشکال در موقعیت قرارگیری بوم ها می شوند به کارگیری چندین بوم به منظور هدایت و سرریز کردن جریان ها,‌به تدریج به سمت دیگر جریان آب موثر خواهد بود که این روش در آب های ناآرام و در مکان هایی که یک بوم به تنهایی کارایی ندارد, موثر خواهند بود.

سدها و بوم هاي جاذب

در بومهاي جاذب براي محدود کردن و جمع آوري نفت از مواد جاذب و متخلخل مانند الیاف پلی پروپیلن و بافتها استفاده می شود. مواد جاذب با محدود کردن آلودگی نفتی، آن را به راحتی جذب می کنند.

بوم های جاذب معمولا برای از بین بردن بقایای نفتی و بازمانده های حاصل از عملیات پاکسازی از روی آب مورد استفاده قرار میگیرند. میزان جذب نفت در بوم های جاذب,‌معمولا برای مقابله های اولیه در برابر آلودگی های نفتی کاربرد چندانی ندارد

این بوم ها باید قدرت شناوري در آب، در زمانی که به وسیله نفت اشباع می شوند را داشته باشند. همچنین در هنگام برداشت این گونه بوم ها از روي آب باید اطمینان حاصل شود، که آلودگیهاي نفتی به داخل آب باز .نمی گردند

جمع آوري مواد نفتی از روي سطح آب

جمع آوري مواد نفتی از روي سطح آب، مرحله بعدي پس ازمحدود کردن آلودگی نفتی در عملیات پاکسازي لکه نفتی میباشد. معمولاً این مرحله از مهمترین مراحل در حذف آلودگی هاي نفتی از سطح آب است.

مسئله مهم در محدود کردن آلودگی نفتی, بالا بردن غلظت به منظور افزایش ضخامت لایه نفتی و سهولت در جمع آوري لکه هاي نفتی است. در عملیات پاکسازي، دو مرحله، محدود کردن و جمع آوري آلودگی ها ي نفتی، معمولاً در یک زمان انجام می شوند.

پس از بکارگیري بوم ها در منطقه به منظور محدود کردن آلودگی نفتی و اثر بخش بودن روش باید بلافاصله نیروي انسانی و تجهیزات به محل اعزام شوند.

سه روش برای جمع آوری نفت در مناطق آلوده شده به نفت مورد استفاده قرار می گیرد که عبارتند از استفاده از اسکیمر، بکار بردن مواد جاذب و جمع آوري به روش دستی

اسکیمرها

اسکیمرها وسایل مکانیکی هستند که به منظور جمع آوری آلودگی های نفتی از روی آب طراحی شده اند با توجه به اندازه بزرگ و ظرفیت بالای آنها این وسایل از راندمان بالایی برخوردار هستند . اسکیمرها از بخشهای مستقلی تشکیل شده اند .

استفاده از وسایل محدود کننده آلودگی نفتی به همراه اسکیمرها در حالت ساکن یا متحرک نیز امکان پذیر است بعضی از اسکمیرها شامل مخزن برای جمع آوری نفت و بعضی دیگر دارای تجهیزات تصفیه کننده نفت به منظور تصفیه نفت جمع آوری شده هستند.

کارآیی اسکیمر ها بر اساس میزان نفت جمع آوری شده به علاوه میزان آبی است که توسط نفت جمع آوری میشود. جداسازی آب از نفت جمع آوری شده به سختی جمع آوری نفت اولیه خواهد بود. بهترین کارآیی اسکیمر بر روی لایه های ضخیم نفتی است و استفاده از آنها معمولاً بر روی لایه های نازک نفتی بازده قابل قبولی نخواهد داشت.

اسکیمر معمولاً در جلوی بوم قرار می گیرد و یا در نقطه ای که بیشترین غلظت نفتی وجود دارد. اسکیمرها بر اساس نحوه عملکردشان تقسیم می شوند.

اسکیمرهای با سطح اولئوقیلک ، اسکیمرهای مانعی ، اسکیمر مکشی یا دستگاه خلاء ، اسکیمر بالا برنده ، اسکیمر های غوطه ور در آب ، اسکیمر گردابی و گریز از مرکز.

اسکیمرها با سطح اولئوفلیک

اسکیمرهای با سطح اولئوفلیک که گاهی اوقات با نام اسکیمرهای جذب سطحی خوانده می شوند. این نوع اسکیمرها دارای خاصیت چسبندگی برای جداسازی آلودگی های نفتی از سطح آب است.

مقدار جذب نفت این نوع اسکیمرها نسبت به جذب آب آنها بالا است در نتیجه این نوع اسکیمرها قابلیت جذب لایه های نازک نفت را دارا هستند. سطوح این نوع از اسکیمرها داراي خاصیت چسبندگی براي جداسازي آلودگی هاي نفتی از سطح آب است.

این سطوح چسبنده به شکل هاي صفحه اي، استوانه اي، نواري، برسی و یا طنابی هستند که این سطوح بر روي سطح آب و بر روي آلودگی هاي نفتی قرار میگیرند. غلطک فشار و تیغه هاي پاك کننده باعث جداسازي آلودگی ها ي نفتی و جمع آوری آن ها در مخازن ذخیره سازي می گردد.

اسکیمرهای مانعی

این نوع از اسکیمرها به منظور بالا آوردن سطح آب مورد استفاده قرار می گیرند. سپس نفت جمع آوري شده توسط پمپ به خارج هدایت می شود. این وسایل در ساده ترین شکل، شامل یک مانع یا سد، مخزن جمع آوري و وسیله ارتباط خارجی یا پمپ داخلی براي خارج کردن نفت هستند.

مشکل اصلی در اسکیمرهاي مانعی، لغزش و خروج آن ها ازحالت تعادل در آب هاي متلاطم است. مکش هواي این اسکیمرها باعث افزایش آب ورودي و کاهش نفت جمع آوري شده خواهد شد. اسکیمرهاي مانعی شامل دستگاه تنظیم کننده خودکار میزان عمق هستند.

بنابراین در این دستگاه ها سطح مشترك آب و نفت به خوبی تنظیم خواهد شد و باعث کاهش میزان آب جمع شده در دستگاه خواهد شد. همچنین اسکیمرهاي مانعی قادر به پاکسازي موثر نفتهاي سنگین و تاربالها نیستند. اسکیمرهاي مانعی علاوه بر اندازه بزرگی که دارند به صرفه و اقتصادي هستند.

بهترین شرایط استفاده از آنها در آب هاي آرام و مناطق حفاظت شده است. گاهی اوقات اسکیمرهاي مانعی همراه با بوم ها مورد استفاده قرار می گیرند، این دسته از اسکیمرها براي جمع آوري نفت هاي سبک کارایی بیشتري دارند.

اسکیمرهای مکشی یا خلا

این نوع اسکیمرها شامل مکنده ای است که روی سطح نفت قرار می گیرد و به وسیله اختلاف فشار باعث جابجایی نفت از روی سطح آب خواهد شد. گاهی اوقات این نوع از اسکیمرها فقط یک جسم شناور کوچک هستند که به سیستم خارجی مکش متصل می شوند.

بخش اصلی اسکیمرها به ویسله یک شلنگ تخلیه به مخزن متصل می شوند در این نوع از اسکیمرها نفت توسط یک پمپ دیافراگمی به داخل محفظه ای کشیده می شود. استفاده از آنها محدود به استفاده در مورد نفتهای سبک است.

اسکیمرهای تفکیک نفت و آب بر پایه چگالی

این دستگاه براحتی قابلیت اتصال و جداسازی از یکدیگر را داشته و از سه قسمت شناور سمت چپ، شناور سمت راست و بخش تفکیک نفت و آب که به صورت شش ضلعی نا منتظم ساخته شده است این دستگاه طوری طراحی شده است که قطعات آن براحتی و با نیروی دست قابل جابجایی و مونتاژ است.

دستگاه پس از انتقال به محل بروز آلودگی و مونتاژ سه قطعه اصلی انجام می گیرد. در قسمت میانی بوم ها قسمت اصلی عملیاتهای مقابله با آلودگی مستقر گردیده و هنگامی که آب آلوده به مواد نفتی توسط بومها به درون آنها هدایت می گردد, عمل تفکیک خود به خودی مواد نفتی و آب ( بدلیل چگال بودن آب نسبت به نفت ) صورت گرفته و مزایای زیر را در انجام پاکسازی خواهد داشت .

این نوع اسکیمر بدلیل اینکه امکان عبور آب را از قسمت کف دستگاه میسر می سازد به سهولت در مسیرهای رودخانه ای و آبهایی که به شدت زیاد در جریان هستند می تواند مورد استفاده قرار گیرد.

همچنین بدلیل ضخامت متغیر لکه های نفتی انباشته شده در پشت بومها و پراکندگی آنها در سطح وسیع معمولاً برای جمع آوری یک متر مکعب مواد نفتی خالص حجم بسیار بالایی از آب آغشته به مواد نیز باید جمع آوری گردد.

در این نوع اسکیمر با استفاده از اختلاف چگالی آب و نفت و در هر لحظه امکان جمع آوری حجم قابل ملاحظه ای مواد نفتی را فراهم نموده امکان استحصال مواد نفتی خالص بیشتری را در عملیات مقابله با آلودگی مسیر می سازد.

تجهیزات بسیار زیادي براي جمع آوري نفت از روي آب وجود دارد. همچنین می توان اسکیمرها را به طور ترکیبی با سایر دستگاه ها مورد استفاده قرار داد. به عنوان مثال، یک اسکیمر میتواند به طور همزمان به عنوان اسکیمر با سطح اولئوفیلیک و همچنین به عنوان اسکیمر غوطه ور در آب مورد استفاده قرار بگیرد.

عملکرد اسکیمرها

عملکرد اسکیمرها به موارد مختلفی همچون ضخامت لایه نفتی، میزان هوازدگی، میزان امولسیون شدن نفت، وجود ذرات جامد درآب، شرایط آب و هوا و زمان جمع آوري مواد نفتی از روي آب بستگی دارد.

عملکرد اسکیمرها به میزان نفت جمع آوري شده بستگی دارد که این مقدار حجم بر اساس واحد زمان سنجیده می شود. اگر اسکیمر میزان زیادي آب در داخل خود جمع کند، مقدار آب در میزان جمع آوري نفت اثرخواهد گذاشت.در جدول زیر کارآیی انواع اسکیمرها با هم مقایسه شده است.

مقدار کارآیی انواع اسکیمرها

نوع اسکیمر	سرعت جمع آوري مواد نفتی (متر مکعب در ساعت) برا ساس نوع نفت					درصد نفت جمع آوري شده
	دیزل نفت خام سبک		نفت خام	سنگین	C بانکر
اسکیمرهاي با سطح اولئوفیلیک
صفحه دیسک کوچک	0.4 تا 1		0.2 تا 2			80 تا 95 درصد
صفحه دیسک بزرگ			10 تا 20	10 تا 50		80 تا 95 درصد
برسی	0.2 تا 0.8		0.5 تا 20	0.5 تا 2	0.5 تا 2	80 تا 95 درصد
استوانه اي بزرگ			10 تا 30			80 تا 95 درصد
استوانه اي کوچک	0.5 تا 5		0.5 تا 5			80 تا 95 درصد
کمربندي بزرگ	1 تا 5		1 تا 20	3 تا 20	3 تا 10	75 تا 95 در صد
نواري وارونه			10 تا 30			75 تا 95 در صد
طنابی	2 تا 20		2 تا 10
اسکیمر مانعی
کوچک	0.2 تا 10	0.5 تا 5		2 تا20		20 تا 80
بزرگ		30 تا 100		5 تا 10	3 تا 5	50 تا 90 درصد
پیشرفته	1 تا 10	5 تا 30		5 تا 25		30 تا 70 در صد
اسکیمر مکشی یا خلا
کوچک	0.3 تا 1	0.3 تا 2				3 تا 10
بزرگ		2 تا 40				20 تا 90
بزرگ و خلا		3 تا 20		3 تا 10		10 تا 80
گردابی و گریز از مرکز
سانتریفیوژي	0.2 تا 0.8	0.2 تا 10				2 تا 20

مواد جاذب

جاذب ها، موادي براي جمع آوري لکه هاي نفتی به شکل جذب یا جذب سطحی هستند. این مواد نقش مهمی در پاکسازي لکه هاي نفتی دارند، جاذبها براي پاکسازي آلودگی های نفتی باقیمانده بر روي آب پس از استفاده از سایر روشها مثل اسکیمر ها و بوم ها یا آلودگی های روی خشکی،و به عنوان عامل کمکی در تجهیزات مهار آلودگیهاي نفتی به کار می روند. از جاذبها در بدنه بومها نیز استفاده می شود.

جاذب هایی که برای جذب نفت از سطح آب مورد استفاده قرار می گیرند به شکل صفحات الیاف یا نواری شکل تهیه می شوند .

جاذب ها به طور معمول تمایل بیشتری برای جذب نفت نسبت به آب از خود نشان می دهند, این مواد می توانند تا چندین برابر وزن خود، نفت را در خود جذب نموده و نگهداری نمایند . این صفحات بصورت کاغذی و در پشت بوم ها یا پل های شناور یا سدها و آب بندها که غلظت آلودگی کم است مورد استفاده قرار می گیرند.

درهر کدام از این پدها قابلیت جذب نفت تا حدود300 گرم و شناور ماندن بر روی آب را دارند و با توجه به جامد بودن آنها جمع آوری این پدها از سطح آب به همراه نفت جذب شده بسیار ساده تر است و توسط قایق حمل و جابجا می گردد.در جدول زیر سرعت جمع آوری مواد نفتی برای جاذب های مصرفی و با مشخصات نفتی متفاوت درج شده است.

کارآیی برخی از مواد جاذب

نوع جاذب	سرعت جمع آوری مواد نفتی بر اساس نوع نفت وزنی /وزنی				درصد نفت جمع آوري شده
	دیزل نفت خام سبک	نفت خام	سنگین	C بانکر
جاذبهاي سنتزي
پد پلی استری	7	9	12	20	90+
پد پلی اتیلنی	25	30	35	40	90+
پوم- پوم پلی الفینی	2	2	3	8	90+
پد پلی پروپیلن	6	40	30	10	90+
پوم- پوم پلی پروپیلن	3	3	4	5	80+
پد پلی اورتان	20	6	8	10	80+
جاذبهاي طبیعی
اسفنج کلاژن	30	0.5 تا 5	2 تا20		20 تا 80
تورب زغال سنگ	2	30 تا 100	5 تا 10	3 تا 5	50 تا 90 درصد
زغال سنگ اصلاح سطحی شده	5	5 تا 30	5 تا 25		30 تا 70 در صد
جاذب طبیعی معدنی
خاك رس	3	3	3	2	70
پرلیت اصلاح سطحی شده	8	8	8	9	70
ورمکولیت اصلاح سطحی شده	3	3	4	8	70