Безопасность территориальных комплексов
где и — природоемкость территории, т.е. совокупность объемов хозяйственного изъятия и поражения местных возобновимых ресурсов, включая загрязнение среды и другие формы техногенного угнетения реципиентов, в том числе и ухудшение здоровья людей;
Тэ — экологическая техноемкость территории (ЭТТ) — обобщенная характеристика территории, отражающая самовосстановительный потенциал природной системы и количественно равная максимальной техногенной нагрузке, которую может выдержать и переносить в течение длительного времени совокупность всех реципиентов и экологических систем территории без нарушения их структурных и функциональных свойств.
Критерий отвечает экологическому императиву и означает, что техногенная не должна превышать самовосстановительного потенциала природных систем территории. Критерий лежит в основе экологической регламентации хозяйственной деятельности. Величины U и Тэ определяются многими факторами; их определение в конкретных случаях представляет сравнительно тривиальную задачу для V и более сложную для Тэ. Обе величины могут быть выражены массой вещества, стандартизованной по опасности (токсичности), а также иметь энергетическое или денежное выражение. При общих модельных оценках предпочтителен энергетический подход.
Степень напряженности экологической обстановки в территории оценивается кратностью превышения ЭТТ:
В зависимости от природы факторов опасности существуют различные градации Кэ. Обычно при Кэ lt; 0,3 обстановка считается благополучной, при Кэ « 1 или 1 lt; Кэ lt; 2 — критической, при Кэ gt; 10 — крайне опасной.
Для отдельной территории ее экологическая техноемкость Тэ объективно равна предельно допустимой техногенной нагрузке (ПДТН). Если последняя устанавливается как некий норматив, то может отличаться от ЭТТ, так как учитывает еще и социальную ценность объектов, испытывающих нагрузку. Поэтому в определении ПДТН возможен субъективный произвол, зависящий от представлений общества, экспертов или органа, утверждающего норматив, о требованиях к экологической обстановке.
Диапазон представлений может быть очень широким, если сравнивать, например, позиции активистов «Гринпис» и технократов ВПК.
Экологическая техноемкость территории является только частью полной экологической емкости территории. Полная экологическая емкость территории как природного комплекса определяется, во-первых, объемами основных природных резервуаров — воздушного бассейна, совокупности водоемов и водотоков, земельных площадей и запасов почв, биомассы флоры и фауны; во- вторых, мощностью потоков биогеохимического круговорота, обновляющих содержимое этих резервуаров — скоростью местного массо- и газоообмена, пополнения объемов чистой воды, процессов почвообразования и продуктивностью биоты.
Расчет ЭТТ основан на эмпирически подтвержденном допущении, согласно которому ЭТТ составляет долю общей экологической емкости территории, определяемую коэффициентом вариации отклонений характеристического состава среды от ее естественного уровня и его колебаний. Превышение этого уровня приписывается антропогенным воздействиям, достигшим предела устойчивости природного комплекса территории.
Коэффициент антропогенной насыщенности — эргодемографический индекс — связывает плотность населения с соотношением между природной и техногенной энергетикой.
Для выделения зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологического бедствия кроме этих показателей необходима еще оценка плотности и поражаемости населения территории. Количественное выражение, индекс демографической напряженности (ИДН), этого критерия
осуществляется с помощью нескольких величин, характеризующих состояние здоровья населения и их относительной значимости.
Источник
Новые технологии обеспечения безопасности природно-территориальных комплексов в нефтегазовой отрасли Знобищев Геннадий Петрович
Знобищев Геннадий Петрович. Новые технологии обеспечения безопасности природно-территориальных комплексов в нефтегазовой отрасли : диссертация . кандидата технических наук : 05.26.03 / Знобищев Геннадий Петрович; [Место защиты: Ин-т проблем трансп. энергоресурсов].- Уфа, 2009.- 155 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-5/3537
Актуальность проблемы
Нефтяная промышленность является базовой валютообразующей отраслью топливно-энергетического комплекса, оказывающей существенное влияние на экономическое состояние страны. Ежегодно в России добывается примерно 300 млн т нефти. Дальнейший рост уровня её добычи до 2020 года будет обеспечиваться за счет ввода новых месторождений на территориях ХМАО-Югра, Томской области, Тимано-Печорского бассейна, Восточной Сибири, Республики Саха и системы «Ямал».
Западная Сибирь остается главной нефтедобывающей провинцией России, на долю которой приходится более половины объема добычи в стране. Здесь же сосредоточены и крупнейшие в мире массивы болот (~ 66 % территории заболочено).
Аварийные разливы нефти и нефтепродуктов имеют место на всех стадиях обращения с ними: при добыче, транспортировке, хранении. Другие загрязнители не могут сравниться с нефтью по масштабам распространения и количеству источников загрязнения окружающей природной среды. Статистика аварийности указывает на значительное количество аварий на магистральных и межпромысловых нефтепроводах. Потери нефти при этом составляют не менее 4,5 млн т/год. Поэтому территория Западной Сибири характеризуется значительными загрязнениями компонентов природных комплексов.
Существующие методы и средства не всегда оказываются способными достичь главную цель при аварийных разливах нефти – быстро и без последствий удалить загрязнители окружающей среды. Известные методы рекультивации болотных почв (сжигание, засыпка болотных ценозов песком, снятие плодородного слоя, фрезерование и др.) приводят к разрушению деятельного слоя, гибели микрофлоры, ухудшению режима водовоздушного торфогенного слоя. Такие приемы нарушают основной принцип восстановления природных комплексов – «не навреди» — и ряд законодательных актов.
Восстановление переувлажненных почв, многочисленных болотных озерков, «техногенных» котлованов, сплавинных болот и т.д. с помощью известных технологий невозможно или малоэффективно из-за присутствия на них водной растительности, эмульгированной нефти и битуминозной корочки. Реабилитация таких объектов затягивается на 10…20 лет.
Отрицательное воздействие на окружающую среду оказывают летучие фракции нефти, недоокисленные продукты горения при выжигании разлитой нефти и горении попутных нефтяных газов (ПНГ) на факелах. При пиролизе углеводородов образуются обширные ореолы загрязнения атмосферы опасными газами, аэрозолями, сажей, содержащей канцерогенные вещества и тяжелые металлы. В среднем уровень использования ПНГ на лицензированных промыслах Западной Сибири составляет менее 70 %.
Под руководством и при непосредственном участии заслуженных ученых Чижова Б.Е., Гашева С.Н., Сороматина А.В., Вавера В.И., Вершини-
на Ю.А. и др. разработаны и внедряются методические и практические рекомендации по комплексной рекультивации нефтезагрязненных ландшафтов Среднего Приобья. Вопросам повышения надежности и безопасности линейной части и технологического оборудования, ликвидации аварийных разливов нефти, нефтепродуктов и их последствий посвящены известные работы Гумерова А.Г., Бородавкина П.П., Черняева В.Д., Галюка В.Х., Хасанова И.Ю., Идрисова Р.Х., Гумерова Р.С., Шаммазова А.М., Хлесткина Р.Н. и др.
Однако, в силу обострения экологических проблем, связанных с возрастающей техногенной нагрузкой на природно-территориальные комплексы Западной Сибири, со специфическими условиями формирования органогенных почв в болотных и аквальных ландшафтах, атмосферы, отличающихся слабой эколого-химической устойчивостью к техногенным воздействиям, малой несущей способностью, небольшим потенциалом для самоочищения и самовосстановления, использование существующих методов защиты составляющих природной среды далеко недостаточно. Имеющиеся разработки ещё не привели к должным результатам.
Целью настоящей работы является разработка новых рациональных техники и технологий минимизации воздействия разливов нефти и газообразных выбросов на болотные и аквальные экосистемы, восстановления и сохранения биотического равновесия в природно-территориальных комплексах окружающей среды при добыче, подготовке и транспорте нефти.
Основные задачи исследований
1. Провести анализ физико-химических свойств нефтей и их составляющих, оказывающих вредное воздействие на компоненты природных комплексов; динамики аварийности на магистральных и внутрипромысловых трубопроводах; техногенных ситуаций и их причин, связанных с выбросами нефти, нефтепродуктов и углеводородных газов в окружающую природную среду.
2. Предложить оперативные методы определения типа болот для оценки проходимости аварийной техники с минимальным разрушением массива; методики определения механических свойств торфяных почв в полевых условиях, площади и объема разлива.
3. Разработать технику и технологии для локализации, сбора и удаления разливов нефти, в том числе застарелых, с поверхности болотных и аквальных ландшафтов.
4. Разработать технические средства и технологии сокращения потерь нефти от испарения (ПНИ) с открытой поверхности.
5. Разработать способ рационального использования попутного нефтяного газа малых и удаленных месторождений.
Методы решения поставленных задач
При решении поставленных задач использовались аналитические методы решения дифференциальных уравнений.
Для подтверждения выводов и реализации предложенных в работе расчетных методов использованы экспериментальные данные стендовых и опытно-промышленных испытаний, при этом применялись современные методы обработки результатов наблюдений.
Научная новизна
1. Для обеспечения безопасного для болотного массива передвижения аварийной техники и очистки болотных ландшафтов от нефтяного загрязнения предложены инженерно-графический метод оценки проходимости массивов болотоходной техникой, методики определения механических свойств торфяных почв в полевых условиях, метод определения площади и объема разлива.
2. Разработаны и научно обоснованы комплект оборудования и технологии для удаления нефтяных разливов с болотных и аквальных ландшафтов.
3. Разработана математическая модель, позволяющая на новом уровне оценить технические решения по удалению нефти в болотных системах.
4. Разработан метод получения изолирующего состава для снижения потерь нефти от испарения в условиях 2-стороннего переноса вещества через границу раздела фаз «газ — жидкость».
5. Предложен метод утилизации попутного нефтяного газа на мобильных блочных установках на отдаленных труднодоступных месторождениях.
На защиту выносятся результаты экспериментальных и теоретических исследований, их обобщение и практические рекомендации по обеспечению высокой эффективности процессов локализации и удаления разливов жидких углеводородов с болотных массивов, снижения потерь нефти от испарения с открытых поверхностей, утилизации попутного нефтяного газа на малых труднодоступных нефтегазовых месторождениях.
Практическая ценность и реализация результатов работы
1. Предложен метод прямой оценки объема разлитой нефти.
2. Разработаны техника и технологии для локализации и сбора нефти с поверхности болотных почв, многочисленных болотных озерков, ловчих ям, «техногенных» котлованов, сплавинных болот и зыбунов.
3. Разработаны способы сокращения потерь нефти и нефтепродуктов от испарения с открытой поверхности.
4. Предложен метод утилизации попутных нефтяных газов на малодебитных нефтегазовых месторождениях.
Всепогодный барабанный нефтесборщик и боновое заграждение аэродинамического принципа действия выпускаются серийно на ОАО «Белебеевский механический завод» в кооперации с ОАО «Салаватнефтемаш» и
ОАО «Витязь». Нефтесборщик внедрен во многих нефтяных компаниях
ОАО «НК «Роснефть», ОАО «АНК «Башнефть», ТО «Таза-Мунай» (Республика Казахстан).
Предложенные технологии рекомендуются для защиты от нефтяных загрязнений природно-территориальных комплексов Западной Сибири.
Апробация работы
Основные результаты исследований докладывались на научно-практических конференциях, проходивших в рамках:
— VII Конгресса нефтегазопромышленников России, г. Уфа, 22 мая 2007 г.;
— VII Российского энергетического форума, г. Уфа, 24 октября 2007 г.;
— VIII Конгресса нефтегазопромышленников России, г. Уфа, 26 мая 2009 г.
По материалам диссертации опубликовано 11 работ, из них 3 в соответствии с Перечнем ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем работы
Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных выводов, библиографического списка использованной литературы, включающего 142 наименования, и 6 приложений; содержит 155 страниц машинописного текста, 37 рисунков, 14 таблиц.
Источник