Разлив нефти - Oil spill

Водоросли после разлива нефти
Нефтяное пятно от разлива нефти Монтара в Тиморском море, сентябрь 2009 г.

Разлив нефти является выпуском жидкого нефтяного углеводорода в окружающую среду, особенно в морской экосистеме , из - за человеческую деятельность, и является одной из форм загрязнения . Этот термин обычно используется для разливов нефти на море, когда нефть сбрасывается в океан или прибрежные воды , но разливы также могут происходить на суше. Разливы нефти могут быть связаны с выбросами сырой нефти с танкеров , морских платформ , буровых установок и скважин , а также с разливами очищенных нефтепродуктов (таких как бензин , дизельное топливо ) и их побочных продуктов, более тяжелых видов топлива, используемых большими судами, такими как бункерное топливо или разлив любых нефтесодержащих отходов или отработанного масла .

Разливы нефти проникают в структуру оперения птиц и шерсти млекопитающих, снижая его изолирующие способности, делая их более уязвимыми к колебаниям температуры и значительно снижая плавучесть в воде. Очистка и восстановление после разлива нефти сложны и зависят от многих факторов, включая тип разлитой нефти, температуру воды (влияющую на испарение и биодеградацию) и типы участвующих берегов и пляжей. Для устранения разливов могут потребоваться недели, месяцы или даже годы.

Разливы нефти могут иметь катастрофические последствия для общества; экономически, экологически и социально. В результате аварии с разливами нефти вызвали пристальное внимание средств массовой информации и подняли политический шум, объединив многих в политической борьбе за то, как правительство реагирует на разливы нефти и какие действия могут лучше всего предотвратить их.

Крупнейшие разливы нефти

Разливы сырой нефти и очищенного топлива в результате аварий танкеров нанесли ущерб уязвимым экосистемам на Аляске , в Мексиканском заливе , на Галапагосских островах , во Франции , Сундарбане , Огониленде и во многих других местах. Количество разлитой нефти во время аварий колеблется от нескольких сотен тонн до нескольких сотен тысяч тонн (например, разлив нефти Deepwater Horizon , Atlantic Empress , Amoco Cadiz ), но объем является ограниченной мерой ущерба или воздействия. Более мелкие разливы, такие как разлив нефти Exxon Valdez , уже оказали большое влияние на экосистемы из-за удаленности места или сложности реагирования на чрезвычайные экологические ситуации.

С 2004 года от 300 до 700 баррелей нефти в день утекает с площадки нефтедобывающей платформы в 12 милях от побережья Луизианы, затонувшей в результате урагана «Айвэн» . Разлив нефти, который, по оценкам официальных лиц, может продолжаться в течение всего 21 века, в конечном итоге обгонит катастрофу BP Deepwater Horizon 2010 года как крупнейшую за всю историю, но в настоящее время не предпринимается никаких усилий по ликвидации многих протекающих устьев скважин.

Разливы нефти в море обычно наносят гораздо больший ущерб, чем разливы на суше, поскольку они могут распространяться на сотни морских миль в тонком нефтяном пятне, которое может покрывать пляжи тонким слоем нефти. Они могут убить морских птиц, млекопитающих, моллюсков и других организмов, которых они покрывают. Разливы нефти на суше легче локализовать, если импровизированная земляная плотина может быть быстро снесена бульдозером вокруг места разлива до того, как большая часть нефти вытечет, и наземные животные смогут легче избежать попадания нефти.

Крупнейшие разливы нефти
Разлив / Танкер Место нахождения Дата Тонны сырой нефти
(в тысячах)
Бочки
(тыс.)
Галлоны США
(в тысячах)
использованная литература
Кувейтские нефтяные пожары Кувейт 16 января 1991 г. - 6 ноября 1991 г. 136 000 1 000 000 42 000 000
Кувейтские нефтяные озера Кувейт Январь 1991 - ноябрь 1991 3 409 –6 818 25 000–50 000 1 050 000 –2 100 000
Lakeview Gusher Округ Керн , Калифорния, США 14 марта 1910 г. - сентябрь 1911 г. 1,200 9 000 378 000
Разлив нефти во время войны в Персидском заливе Кувейт , Ирак и Персидский залив 19 января 1991 г. - 28 января 1991 г. 818 –1 091 6 000 –8 000 252 000–336 000
Глубоководный горизонт США, Мексиканский залив 20 апреля 2010 г. - 15 июля 2010 г. 560 –585 4 100 –4 900 189 000–231 000
Иксток I Мексика, Мексиканский залив 3 июня 1979 г. - 23 марта 1980 г. 454 –480 3 329 –3 520 139 818 –147 840
Атлантическая Императрица / Эгейский капитан Тринидад и Тобаго 19 июля 1979 г. 287 2,105 88 396
Ферганская долина Узбекистан 2 марта 1992 г. 285 2 090 87 780
Полевая платформа Новруз Иран , Персидский залив 4 февраля 1983 г. 260 1 900 80 000
ABT Summer Ангола , 700 морских миль (1300 км; 810 миль) от берега 28 мая 1991 г. 260 1 907 80 080
Кастильо-де-Бельвер ЮАР , залив Салдана 6 августа 1983 г. 252 1848 77 616
Амоко Кадис Франция, Бретань 16 марта 1978 г. 223 1,635 68 684
Тейлор Энерджи США, Мексиканский залив 23 сентября 2004 г. - настоящее время 210 –490 1 500 –3 500 63 000 –147 000
Одиссея у побережья Новой Шотландии , Канада 10 ноября 1988 г. 132 968 40 704
Каньон Торри Англия, Корнуолл 18 марта 1967 г. 119 872 36 635

Человеческое воздействие

Разлив нефти представляет собой непосредственную опасность пожара. В кувейтских нефтяных пожаров произведено загрязнение воздуха , который вызвал респираторный дистресс. В результате взрыва Deepwater Horizon погибли одиннадцать рабочих нефтяной вышки. В результате пожара в результате крушения озера Мегантик погибло 47 человек, а половина центра города была разрушена.

Разлитая нефть также может загрязнить источники питьевой воды. Например, в 2013 году в результате двух разливов нефти было загрязнено водоснабжение 300 000 человек в Мири , Малайзия ; 80 000 человек в Кока, Эквадор . В 2000 году источники были загрязнены разливом нефти в округе Кларк, штат Кентукки .

Баллш, Маллакастер, Албания 2019 17 - Сырая нефть

Загрязнение может иметь экономические последствия для индустрии туризма и добычи морских ресурсов. Например, разлив нефти Deepwater Horizon повлиял на пляжный туризм и рыбалку на побережье Мексиканского залива, и ответственные стороны были обязаны компенсировать экономические жертвы.

Воздействие на окружающую среду

Птица в масле от разлива нефти в Черном море

Угроза, создаваемая разлитой нефтью для птиц, рыб, моллюсков и ракообразных, была известна в Англии в 1920-х годах, в основном благодаря наблюдениям, проведенным в Йоркшире . Этот вопрос также рассматривался в научном документе, выпущенном Национальной академией наук США в 1974 году, в котором рассматривались воздействия на рыбу, ракообразных и моллюсков. Документ был ограничен тиражом 100 экземпляров и был описан как проект документа, который нельзя цитировать.

В общем, разлитая нефть может повлиять на животных и растения двумя способами: в результате воздействия нефти и процесса ликвидации или очистки. Нет четкой взаимосвязи между количеством нефти в водной среде и вероятным воздействием на биоразнообразие. Небольшой разлив в неподходящее время / неподходящее время года и в чувствительной среде может оказаться гораздо более вредным, чем более крупный разлив в другое время года в другой или даже той же среде. Нефть проникает в структуру оперения птиц и шерсти млекопитающих, снижая их изолирующие способности, делая их более уязвимыми к колебаниям температуры и значительно снижая плавучесть в воде.

Животные, которые ищут своих младенцев или матерей по запаху, не могут этого сделать из-за сильного запаха масла. Это приводит к тому, что ребенка отвергают и бросают, оставляя детей голодать и в конечном итоге умирать. Нефть может ухудшить способность птицы летать, не позволяя ей собирать пищу или убегать от хищников. Когда они прихорашиваются , птицы могут глотать масло, покрывающее их перья, раздражая пищеварительный тракт , изменяя функцию печени и вызывая повреждение почек . Вместе с их сниженной способностью собирать пищу это может быстро привести к обезвоживанию и метаболическому дисбалансу. Некоторые птицы, подвергшиеся воздействию нефти, также испытывают изменения в их гормональном балансе, включая изменения в их лютеинизирующем белке. Большинство птиц, пострадавших от разливов нефти, умирают от осложнений без вмешательства человека. Некоторые исследования показали, что менее одного процента пропитанных маслом птиц выживают даже после очистки, хотя выживаемость также может превышать девяносто процентов, как в случае разлива нефти MV Treasure . Разливы нефти и сбросы нефти поражают морских птиц, по крайней мере, с 1920-х годов и считались глобальной проблемой в 1930-х годах.

Аналогичным образом страдают и сильно покрытые шерстью морские млекопитающие, подвергшиеся воздействию нефтяных разливов. Масло покрывает мех каланов и морских котиков , снижая его изолирующий эффект и приводя к колебаниям температуры тела и переохлаждению . Масло также может ослепить животное, сделав его беззащитным. Попадание масла в организм вызывает обезвоживание и нарушает процесс пищеварения. Животные могут быть отравлены и могут умереть от попадания масла в легкие или печень.

Есть три вида бактерий, потребляющих масло. Сульфатредуцирующие бактерии (SRB) и бактерии-продуценты кислоты являются анаэробными , тогда как общие аэробные бактерии (GAB) являются аэробными . Эти бактерии происходят естественным образом и будут удалять нефть из экосистемы, а их биомасса будет стремиться замещать другие популяции в пищевой цепи. Химические вещества из масла, которые растворяются в воде и, следовательно, доступны для бактерий, - это те химические вещества, которые содержатся в связанной с водой фракции масла.

Кроме того, разливы нефти также могут нанести вред качеству воздуха. Химические вещества в сырой нефти - это в основном углеводороды, которые содержат токсичные химические вещества, такие как бензолы , толуол , полиароматические углеводороды и кислородсодержащие полициклические ароматические углеводороды . Эти химические вещества могут оказывать неблагоприятное воздействие на здоровье при вдыхании в организм человека. Кроме того, эти химические вещества могут окисляться окислителями в атмосфере с образованием мелких твердых частиц после их испарения в атмосферу. Эти частицы могут проникать в легкие и переносить токсичные химические вещества в организм человека. Горящее масло на поверхности также может быть источником загрязнения, например, частицами сажи. В процессе очистки и восстановления он также будет выделять с судов такие загрязнители воздуха, как оксиды азота и озон. Наконец, лопание пузырьков также может быть путем образования твердых частиц во время разлива нефти. Во время разлива нефти Deepwater Horizon значительные проблемы с качеством воздуха были обнаружены на побережье Мексиканского залива, которое находится с подветренной стороны от разлива нефти DWH. Данные мониторинга качества воздуха показали, что в прибрежных регионах количество загрязнителей по критериям превысило санитарно-гигиенический стандарт.

Источники и частота появления

Разливы нефти могут быть вызваны человеческой ошибкой, стихийными бедствиями, техническими сбоями или преднамеренными выбросами. Подсчитано, что 30-50% всех разливов нефти прямо или косвенно вызваны ошибкой человека, при этом примерно 20-40% разливов нефти связаны с отказом или неисправностью оборудования. Причины разливов нефти также различаются между преднамеренными выбросами, такими как эксплуатационные выбросы или военные действия и случайные выбросы. Случайные разливы нефти находятся в центре внимания литературы, хотя некоторые из самых крупных разливов нефти, когда-либо зарегистрированных, например, разлив нефти во время войны в Персидском заливе (морской) и кувейтский нефтяной пожар (наземный), были преднамеренными актами войны. Академическое исследование источников и причин разливов нефти позволяет выявить уязвимые места в инфраструктуре транспортировки нефти и рассчитать вероятность разливов нефти. Затем это может направлять усилия по профилактике и политику регулирования.

Естественные просачивания

Около 40-50% всей нефти, попадающей в океаны, происходит из естественных просачиваний из прибрежных горных пород. Это соответствует примерно 600 000 тонн в год на мировом уровне. Хотя естественные утечки являются самым крупным источником разливов нефти, они считаются менее проблемными, поскольку экосистемы адаптировались к таким регулярным выбросам. Например, на участках естественных просачиваний нефти морские бактерии эволюционировали, чтобы переваривать молекулы нефти.

Нефтяные танкеры и суда

Суда могут быть источником разливов нефти либо из-за эксплуатационных выбросов нефти, либо в случае аварий нефтяных танкеров . По оценкам, эксплуатационные сбросы с судов составляют 21% выбросов нефти с судов. Они возникают в результате несоблюдения нормативных требований или произвольных сбросов отработанного масла и воды, содержащей такие масляные остатки. Такие эксплуатационные сбросы регулируются конвенцией МАРПОЛ . Эксплуатационные выбросы происходят часто, но с небольшими разливами нефти за один выброс, и часто не находятся в центре внимания разливов нефти. Произошло неуклонное снижение эксплуатационных сбросов нефти с дополнительным сокращением примерно на 50% с 1990-х годов.

Аварийные разливы с танкеров составляют примерно 8-13% всей нефти, разлитой в Мировой океан. Основными причинами разливов танкеров являются столкновение (29%), посадка на мель (22%), неправильное обращение (14%) и затопление (12%) и другие. Разливы нефтяных танкеров считаются серьезной экологической угрозой из-за большого количества разливов нефти в результате аварии и того факта, что основные морские пути следования проходят близко к крупным морским экосистемам . Около 90% мировых перевозок нефти осуществляется через нефтяные танкеры, и абсолютный объем морской торговли нефтью неуклонно растет. Тем не менее, количество разливов с нефтяных танкеров и количество разливов нефти на один разлив нефтяных танкеров сократились. В 1992 году в МАРПОЛ были внесены поправки , согласно которым крупные танкеры (дедвейт 5000 и более) в обязательном порядке оснащались двойным корпусом . Это считается основной причиной сокращения разливов нефти с танкеров, наряду с другими нововведениями, такими как GPS , секционирование судов и морских путей в узких проливах.

Морские нефтяные платформы

Аварийные разливы с нефтяных платформ в настоящее время составляют примерно 3% разливов нефти в Мировом океане. Заметные разливы на морских нефтяных платформах обычно происходили в результате прорыва . Они могут продолжаться месяцами, пока не будет пробурена разгрузочная скважина, что приведет к утечке огромного количества нефти. Показательные примеры таких нефтяных разливов Deepwater Horizon и Ixtoc я . В то время как технологии глубоководного бурения за последние 30–40 лет значительно улучшились, нефтяные компании переходят на буровые площадки во все более сложных местах. Это неоднозначное развитие событий приводит к отсутствию четкой тенденции в отношении частоты разливов морских нефтяных платформ.

Трубопроводы

По оценкам, трубопроводы, являющиеся источниками разливов нефти, составляют 1% нефтяного загрязнения Мирового океана. Причины этого не сообщаются, и многие утечки нефтепроводов происходят на суше, и лишь часть этой нефти достигает океанов. В целом, однако, за последние четыре десятилетия произошло значительное увеличение разливов нефти из трубопроводов. Яркие примеры включают разливы нефти на трубопроводах в дельте Нигера . Разливы нефти из трубопровода могут быть вызваны тралением рыболовных судов, стихийными бедствиями, коррозией труб, дефектами конструкции и преднамеренным саботажем или нападениями, как в случае с трубопроводом Каньо Лимон-Ковеньяс в Колумбии.

Другие источники

Лодки для отдыха могут пролить нефть в океан из-за эксплуатационных или человеческих ошибок и неподготовленности. Однако их количество невелико, и такие разливы нефти трудно отследить из-за занижения данных.

Нефть может попадать в океаны в виде нефти и топлива из наземных источников. По оценкам, нефть и нефть из рек являются причиной 11% нефтяного загрязнения океанов. Таким загрязнением также может быть нефть на дорогах с наземных транспортных средств, которая затем выбрасывается в океаны во время ливней. Разливы нефти исключительно на суше отличаются от разливов нефти на море тем, что нефть на суше не распространяется так быстро, как в воде, и поэтому последствия остаются локальными.

Очистка и восстановление

Самолет резерва ВВС США распыляет диспергент Corexit над разливом нефти Deepwater Horizon в Мексиканском заливе.
Усилия Гладко вверх после Exxon Valdez разлива нефти .
Группа реагирования на разливы нефти ВМС США тренируется с использованием «высокоскоростной системы удержания нефти Harbour Buster».

Очистка и восстановление после разлива нефти сложны и зависят от многих факторов, включая тип разлитой нефти, температуру воды (влияющую на испарение и биодеградацию) и типы участвующих берегов и пляжей. Физическая очистка от разливов нефти также очень дорога. Однако такие микроорганизмы, как виды Fusobacteria, демонстрируют потенциал для очистки от нефтяных разливов в будущем из-за их способности колонизировать и разлагать нефтяные пятна на поверхности моря.

Методы очистки включают:

  • Биовосстановление : использование микроорганизмов или биологических агентов для разложения или удаления масла; такие как бактерии Alcanivorax или Methylocella silvestris .
  • Ускоритель биоремедиации: связующая молекула, которая перемещает углеводороды из воды в гели в сочетании с питательными веществами, способствует естественной биоремедиации. Олеофильное, гидрофобное химическое вещество, не содержащее бактерий, которое химически и физически связывается как с растворимыми, так и с нерастворимыми углеводородами. Ускоритель действует как отгонщик в воде и на поверхности, плавая молекулы, такие как фенол и БТЭК, к поверхности воды, образуя гелеобразные агломерации. Неопределяемые уровни углеводородов могут быть получены в пластовой воде и в колоннах управляемой воды. Избыточное нанесение на блеск ускорителя биоремедиации устраняет блеск в течение нескольких минут. При нанесении на сушу или на воду богатая питательными веществами эмульсия создает расцвет местных, местных, уже существующих, потребляющих углеводороды бактерий. Эти специфические бактерии расщепляют углеводороды на воду и углекислый газ. Тесты EPA показали, что 98% алканов разлагаются биологически за 28 дней; а ароматические углеводороды разлагаются в 200 раз быстрее, чем в природе, они также иногда используют гидрофарбоны, чтобы очистить нефть, отбирая ее от большей части нефти и сжигая.
  • Контролируемое сжигание может эффективно уменьшить количество масла в воде, если все сделано правильно. Но это можно сделать только при слабом ветре и может вызвать загрязнение воздуха .
Нефтяные пятна на озере Маракайбо
Волонтеры ликвидируют последствия разлива нефти Prestige
  • Диспергенты можно использовать для рассеивания нефтяных пятен . Диспергатор - это либо неповерхностно-активный полимер, либо поверхностно-активное вещество, добавленное к суспензии , обычно коллоиду , для улучшения разделения частиц и предотвращения оседания или комкования . Они могут быстро рассеивать большие количества определенных типов нефти с поверхности моря , перемещая их в толщу воды . Они вызывают разрушение масляного пятна и образование водорастворимых мицелл , которые быстро растворяются . Затем масло эффективно распространяется по большему объему воды, чем поверхность, с которой масло было диспергировано. Они также могут задерживать образование стойких эмульсий масло-в-воде . Однако лабораторные эксперименты показали, что диспергенты повышают уровень токсичных углеводородов в рыбе до 100 раз и могут убить икру рыб. Диспергированные капли нефти проникают в более глубокие воды и могут смертельно загрязнить кораллы . Исследования показывают, что некоторые диспергаторы токсичны для кораллов. Исследование 2012 года показало, что диспергатор Corexit увеличил токсичность нефти до 52 раз. В 2019 году Национальные академии США выпустили отчет, в котором анализируются преимущества и недостатки нескольких методов и инструментов реагирования.
  • Наблюдайте и ждите: в некоторых случаях естественное разбавление нефти может быть наиболее подходящим из-за инвазивного характера облегченных методов восстановления, особенно в экологически чувствительных районах, таких как заболоченные земли.
  • Дноуглубительные работы : для масел, диспергированных с моющими средствами и другими маслами, более плотными, чем вода.
  • Скимминг : в течение всего процесса требуется спокойная вода. Сосуды, используемые для очистки от скиммеров, называются скиммерами Gulp Oil Skimmers.
  • Затвердевание: затвердеватели состоят из крошечных плавающих гранул сухого льда и гидрофобных полимеров, которые и адсорбируют, и поглощают . Они убирают разливы нефти, изменяя физическое состояние разлитой нефти с жидкого на твердый, полутвердый или резиноподобный материал, который плавает на воде. Отвердители нерастворимы в воде, поэтому затвердевшее масло легко удалить, и масло не выщелачивается. Доказано, что отвердители относительно нетоксичны для водных организмов и диких животных и подавляют вредные пары, обычно связанные с углеводородами, такими как бензол , ксилол и нафта . Время реакции затвердевания масла регулируется площадью поверхности или размером полимера или сухих гранул, а также вязкостью и толщиной масляного слоя. Некоторые производители продуктов для отверждения заявляют, что затвердевшее масло можно разморозить и использовать, если оно заморожено с помощью сухого льда или утилизировано на свалках, переработано в качестве добавки в асфальт или резиновые изделия или сожжено как малозольное топливо. Отвердитель под названием CIAgent (производимый CIAgent Solutions из Луисвилля, Кентукки ) используется BP в гранулированной форме, а также в морских и Sheen Booms на острове Дофин и в Форт-Моргане, штат Алабама , для помощи в ликвидации разливов нефти Deepwater Horizon .
  • Вакуум и центрифуга : масло можно всасывать вместе с водой, а затем можно использовать центрифугу для отделения масла от воды, что позволяет заполнить цистерну почти чистым маслом. Обычно вода возвращается в море, что делает процесс более эффективным, но позволяет также возвращать небольшое количество нефти. Эта проблема препятствовала использованию центрифуг из-за постановления США, ограничивающего количество нефти в воде, возвращаемой в море.
  • Сгребание на пляже: свернувшееся масло, оставшееся на пляже, можно собрать с помощью техники.
Мешки с нефтесодержащими отходами после разлива нефти Exxon Valdez

Используемое оборудование включает:

  • Штанги : большие плавающие барьеры, которые собирают нефть и поднимают ее с воды.
  • Скиммеры : обезжирьте масло
  • Сорбенты: большие абсорбенты, которые поглощают масло и адсорбируют мелкие капли
  • Химические и биологические агенты: помогают расщеплять масло
  • Пылесосы: удалите масло с пляжей и водной поверхности.
  • Лопаты и другое дорожное оборудование: обычно используются для очистки пляжей от нефти.

Профилактика

  • Вторичная локализация - методы предотвращения выбросов нефти или углеводородов в окружающую среду.
  • Программа по предотвращению разливов нефти и борьбе с ними (SPCC) Агентства по охране окружающей среды США .
  • Двойной корпус - встраивание двойных корпусов в суда, что снижает риск и серьезность разлива в случае столкновения или посадки на мель. Существующие однокорпусные суда также могут быть перестроены на двухкорпусные.
  • Цистерны для железнодорожного транспорта с толстым корпусом.

Процедуры ликвидации разливов должны включать такие элементы, как:

  • Список соответствующей защитной одежды, защитного снаряжения и материалов для очистки, необходимых для ликвидации разливов (перчатки, респираторы и т. Д.), И объяснение их правильного использования;
  • Соответствующие зоны и процедуры эвакуации;
  • Наличие средств пожаротушения;
  • Контейнеры для утилизации материалов для ликвидации разливов; а также
  • Процедуры первой помощи, которые могут потребоваться.

Отображение индекса экологической чувствительности (ESI)

Индексы экологической чувствительности (ESI) - это инструменты, используемые для создания карт экологической чувствительности (ESM). ESM - это инструменты предварительного планирования, используемые для выявления уязвимых зон и ресурсов до разлива нефти с целью определения приоритетов для защиты и планирования стратегий очистки. На сегодняшний день это наиболее часто используемый инструмент картографии для построения чувствительных областей. ESI состоит из трех компонентов: система ранжирования типов береговой линии, раздел биологических ресурсов и категория ресурсов, используемых людьми.

История и развитие

ESI - это наиболее часто используемый инструмент для составления карт чувствительности. Впервые он был применен в 1979 году при разливе нефти недалеко от Техаса в Мексиканском заливе. К этому времени карты ESI готовились всего за несколько дней до прибытия на место разлива нефти. Раньше ESM представляли собой атласы, карты, состоящие из тысяч страниц, которые могли работать исключительно с разливами в океанах. За последние 3 десятилетия этот продукт превратился в универсальный онлайн-инструмент. Это преобразование позволяет индексации чувствительности стать более адаптируемой, и в 1995 году Национальное управление океанических и атмосферных исследований США (NOAA) разработало инструмент, позволяющий ESI расширять карты типов береговых линий озер, рек и эстуариев. Карты ESI с тех пор стали неотъемлемой частью сбора, синтеза и производства данных, которые ранее никогда не были доступны в цифровых форматах. Особенно в Соединенных Штатах этот инструмент добился впечатляющих успехов в разработке стратегий защиты приливных заливов, сборе сезонной информации и в целом в моделировании уязвимых зон. Вместе с картированием географической информационной системы (GIS) ESI объединяет свои методы для успешной географической привязки трех различных типов ресурсов.

Использование и применение

ESI отображает экологическую стабильность, устойчивость прибрежных районов к морским катастрофам и конфигурации отношений стресс-реакция между всеми морскими явлениями. Созданные для принятия решений, связанных с экологией, ESM могут точно определять чувствительные районы и среды обитания, меры по очистке, меры реагирования и стратегии мониторинга разливов нефти. Карты позволяют специалистам из разных областей собраться вместе и эффективно работать во время быстрых операций реагирования. В процессе создания атласа ESI используются технологии ГИС. Эти шаги включают, во-первых, зонирование территории, которая должна быть нанесена на карту, а во-вторых, встречу с местными и региональными экспертами по данной территории и ее ресурсам. Затем необходимо определить все типы береговой линии, биологические и человеческие ресурсы, а также указать их местонахождение. Как только вся эта информация собрана, она оцифровывается. В цифровом формате устанавливаются классификации, составляются таблицы, а местные эксперты уточняют продукт перед его выпуском.

В настоящее время ESI чаще всего используется при планировании действий в чрезвычайных ситуациях. После того, как карты рассчитаны и изготовлены, наиболее уязвимые области выбираются и проверяются. Затем эти области проходят тщательную проверку, в ходе которой получают методы защиты и оценки ресурсов. Это углубленное исследование затем возвращается в ESM для повышения их точности и позволяет хранить в них тактическую информацию. Готовые карты затем используются для учений и тренингов по эффективности уборки. Тренинги также часто помогают обновить карты и исправить некоторые недостатки, которые могли возникнуть на предыдущих этапах.

Категории ESI

Тип береговой линии

Тип береговой линии классифицируется по рангу в зависимости от того, насколько легко будет очистить целевой участок, как долго будет сохраняться нефть и насколько чувствительна береговая линия. Система ранжирования работает по 10-балльной шкале, где чем выше ранг, тем более чувствительным является среда обитания или берег. Система кодирования обычно работает в цвете, где теплые цвета используются для более чувствительных типов, а более холодные цвета используются для устойчивых берегов. Для каждого судоходного водоема существует особенность, классифицирующая его чувствительность к нефти. Картографирование типа береговой линии кодирует широкий спектр экологических условий, включая эстуарий , озерную и речную среду. Плавучие нефтяные пятна подвергают береговую линию особому риску, когда в конечном итоге выходят на берег, покрывая субстрат нефтью. Различные субстраты для разных типов береговой линии различаются по своей реакции на загрязнение и влияют на тип очистки, который потребуется для эффективной дезактивации береговой линии. Следовательно, рейтинг береговой линии ESI помогает комитетам определять, какие методы очистки одобрены или наносят ущерб окружающей среде. Также учитываются подверженность береговой линии воздействию энергии волн и приливов, типа субстрата и уклона береговой линии - в дополнение к биологической продуктивности и чувствительности. Мангровые заросли и болота, как правило, имеют более высокий рейтинг ESI из-за потенциально долгосрочных и разрушительных последствий как загрязнения нефтью, так и действий по очистке. Непроницаемые и открытые поверхности с высокими волнами имеют более низкий рейтинг из-за отражающих волн, препятствующих попаданию нефти на берег, и скорости, с которой естественные процессы удаляют нефть.

Биологические ресурсы

В рамках биологических ресурсов ESI наносит на карту как охраняемые, так и биоразнообразные территории. Обычно они выявляются с помощью инструмента комплексной оценки биоразнообразия ЮНЕП-ВЦМООС . Существуют различные типы прибрежных местообитаний и экосистем, а, следовательно, и множество находящихся под угрозой исчезновения видов, которые необходимо учитывать при осмотре пострадавших районов после разливов нефти. Среды обитания растений и животных, которым может угрожать опасность разливов нефти, называются «элементами» и делятся по функциональным группам. Дальнейшая классификация делит каждый элемент на группы видов с аналогичным жизненным циклом и поведением в зависимости от их уязвимости к нефтяным разливам. Существует восемь групп элементов: птицы, рептилии, земноводные, рыбы, беспозвоночные, среды обитания и растения, водно-болотные угодья, а также морские и наземные млекопитающие. Группы элементов далее делятся на подгруппы, например, группа элементов «морские млекопитающие» делится на дельфинов , ламантинов, ластоногих (тюлени, морские львы и моржи), белых медведей , каланов и китов . При ранжировании и выборе видов необходимо учитывать их уязвимость к разливу нефти. Это включает не только их реакцию на такие события, но также их хрупкость, масштабы больших скоплений животных, независимо от того, происходят ли особые стадии жизни на берегу и находятся ли какие-либо существующие виды под угрозой исчезновения или редки. Биологические ресурсы наносятся на карту с помощью символов, обозначающих виды, а также многоугольников и линий, обозначающих особую протяженность видов. Символы также могут определять наиболее уязвимые этапы жизни вида, такие как линька , гнездование, вылупление или миграция. Это позволяет составлять более точные планы реагирования в указанные периоды. Существует также разделение на субприливные среды обитания, которые одинаково важны для прибрежного биоразнообразия, включая водоросли, коралловые рифы и морское дно, которые обычно не отображаются в пределах береговой линии типа ESI.

Человеческие ресурсы

Человеческие ресурсы также часто называют социально-экономическими характеристиками, которые отображают неодушевленные ресурсы, на которые может оказать непосредственное воздействие загрязнение нефтью. Человеческие ресурсы, нанесенные на карту в рамках ЕУИ, будут иметь социально-экономические последствия для разлива нефти. Эти ресурсы делятся на четыре основных классификации: археологическое значение или культурный ресурс, часто используемые рекреационные зоны или точки доступа к береговой линии, важные охраняемые районы управления и источники ресурсов. Некоторые примеры включают аэропорты, места для дайвинга, популярные пляжи, пристани для яхт, отели, фабрики, природные заповедники или морские заповедники. При нанесении на карту человеческие ресурсы, нуждающиеся в защите, должны быть сертифицированы местным или региональным директивным органом. Эти ресурсы часто чрезвычайно уязвимы к сезонным изменениям из-за экс. рыбалка и туризм. Для этой категории также доступен набор символов, демонстрирующих их важность для ESM.

Оценка объема разлива

Наблюдая за толщиной масляной пленки и ее появлением на поверхности воды, можно оценить количество разлитой нефти. Если также известна площадь разлива, можно рассчитать общий объем нефти.

Толщина пленки Спред по количеству
Появление дюймы мм нм галлон / кв. миль Л / га
Едва видимый 0,0000015 0,0000380 38 25 0,370
Серебристый блеск 0,0000030 0,0000760 76 50 0,730
Первый след цвета 0,0000060 0,0001500 150 100 1.500
Яркие цветные полосы 0,0000120 0,0003000 300 200 2,900
Цвета начинают тускнеть 0,0000400 0,0010000 1000 666 9,700
Цвета намного темнее 0,0000800 0,0020000 2000 г. 1332 19 500

Системы моделирования нефтяных разливов используются промышленностью и правительством для помощи в планировании и принятии решений в чрезвычайных ситуациях. Решающее значение для навыка прогнозирования модели разлива нефти имеет адекватное описание полей ветра и течений. Существует всемирная программа моделирования разливов нефти (WOSM). Отслеживание масштабов разлива нефти также может включать в себя проверку того, что углеводороды, собранные во время продолжающегося разлива, получены из активного разлива или какого-либо другого источника. Это может включать сложную аналитическую химию, сфокусированную на отпечатке пальца на источнике масла на основе сложной смеси присутствующих веществ. В основном это будут различные углеводороды, среди которых наиболее полезными являются полиароматические углеводороды . Кроме того, гетероциклические углеводороды как кислорода, так и азота, такие как исходные и алкильные гомологи карбазола , хинолина и пиридина , присутствуют во многих сырой нефти. В результате эти соединения имеют большой потенциал для дополнения существующего набора углеводородных целей для точной настройки отслеживания источников разливов нефти. Такой анализ также можно использовать для отслеживания выветривания и деградации разливов нефти.

Смотрите также

использованная литература

дальнейшее чтение