Черные приливы

Защита океана

В наши дни танкерный флот перевозит ежегодно не менее 2 миллиардов тонн нефти и нефтепродуктов. Дли транспортировки этого колоссального количества занято более 7 тысяч танкеров и супертанкеров общим водоизмещением 340–350 миллионов тонн. Несмотря на принимаемые меры, часть нефти попадает в океан как в процессе нормальной эксплуатации судов, так и, конечно, в результате аварий. Поскольку из-за нефтяного загрязнения убытки несут прежде всего рыболовство и туристская индустрия, некоторые страны довольно давно приняли национальные законы и правила, направленные на борьбу с нефтяным загрязнением морей. Ясно, что усилий отдельных стран для того, чтобы эта борьба была действительно эффективной, далеко не достаточно. Необходима борьба в международном масштабе.

В 1954 году в Лондоне собралась международная конференция, принявшая действующую и ныне Международную конвенцию по предотвращению загрязнения моря нефтью. На конференции присутствовали делегаты от 42 стран, представляющих 95 процентов мирового тоннажа торгового флота. Были выработаны и приняты требования по предотвращению загрязнения океана вследствие преднамеренного сброса загрязненных вод, неизбежно образующихся в процессе обычной эксплуатации нефтеналивных судов. Были установлены запретные зоны в пределах 50–100 миль от побережья. Запрещение слива из танков загрязненного балласта в прибрежных зонах уменьшило угрозу нефтяного загрязнения побережий. Но поскольку слив из танков в открытое море не был запрещен, то открытые районы Мирового океана по-прежнему загрязняются.

На конференции был принят проект «слоп-танк», требующий оборудовать нефтеналивные суда особым танком для сбора промывочных вод, а затем сброса из него загрязненных вод в специальные емкости на берегу. Следующим шагом можно считать разработку и внедрение проекта «лоуд он топ» — погрузка поверх остатков, или «груз сверху». Суть этой системы заключается в том, что после промывки отсеков и сцеживания воды в «слоп-танке» остается отстой. В порту загрузки судно заполняется нефтью поверх остатков, а затем полностью разгружается в порту назначения.

Все административные функции, связанные с выполнением Лондонской конвенции 1954 года, в 1959 году перешли к созданной ранее Межправительственной морской консультативной организации (ИМКО). В 1964 году ИМКО созвала в Лондоне конференцию, в которой приняли участие представители 55 стран (в том числе СССР) и некоторых международных организаций. К конвенции 1954 года были приняты поправки, ужесточающие требования к сбросу загрязненных нефтью вод с судов.

Внеочередное заседание ИМКО состоялось в связи с катастрофой «Торри Каньона» в 1967 году. Были разработаны новые программы действий, направленные на уменьшение последствий нефтяных загрязнений, на повышение безопасности мореплавания, предусматривающие улучшение качества подготовки и квалификации экипажей и оснащение судов современными техническими средствами. Были решены и юридические проблемы, связанные с правами прибрежных государств, у берегов которых произошла катастрофа, применять превентивные меры. Решен также вопрос о компенсации ущерба от «черных приливов».

Все эти вопросы весьма рельефно возникли при разборе причин и следствий катастрофы «Торри Каньона». Любопытно, что эта конкретная катастрофа столкнула интересы многих стран. В самом деле, «Торри Каньон» был американским танкером, зарегистрированным под либерийским флагом, с итальянской командой на борту, зафрахтованным фирмой «Бритиш петролеум», с чьей нефтью он направлялся в Милфорд. Потерпевшими сторонами оказались Франция и Англия, берега которых были сильно загрязнены нефтью. Английские власти, убедившись, что спасти полузатопленное судно невозможно, приказали своим военно-воздушным и военно-морским силам уничтожить оставшуюся часть супертанкера и опасный груз. Как известно, эти действия привели к разливу еще большего количества нефти. Судовладельцы стали угрожать английским властям, обвиняя их в пиратстве в связи с тем, что супертанкер был уничтожен без их согласия. На конференции было подтверждено право незамедлительного действия прибрежного государства, чтобы оградить себя от последствий «черного прилива».

На конференции были приведены также к одному знаменателю различные точки зрения о возмещении ущерба от нефтяного разлива. Если большинство стран придерживалось того, что судовладельцы должны платить штраф за каждую тонну вылившейся в море нефти, то американцы считали, что сумма штрафа определяется максимальной стоимостью судна в конце рейса. В случае с «Торри Каньоном», когда супертанкер находился в беспомощном полузатопленном состоянии, штраф по-американски составлял 60 долларов (стоимость посаженной на мель спасательной шлюпки). В то же время Англия и Франция потребовали от судовладельцев по 6 миллионов долларов, учитывая ущерб, причиненный берегам вылившейся в море нефтью.

В 1969 году Ассамблеей ИМКО были приняты новые поправки к конвенции 1954 года. Этими поправками действие конвенции распространено на всю акваторию Мирового океана. Выработаны новые критерии допустимости сбросов нефти с судов, что дает возможность практически исключить преднамеренное загрязнение моря нефтью. Действие этих поправок вступило в силу с 19 января 1978 года. Плохо только то, что во многих странах нет должного контроля за соблюдением принятых международных норм.

В 1971 году Ассамблея ИМКО сочла необходимым принять поправки к конвенции 1954 года, касающиеся особых мер по защите уникального природного сооружения — Большого Барьерного рифа у северо-восточного побережья Австралии. Были ограничены размеры грузовых танков и установлены схемы их расположения. Отныне танки должны располагаться таким образом, чтобы в случае аварии слив нефти не превышал 30 тысяч кубометров.

В 1973 году в Лондоне была созвана международная конференция, одобрившая Международную конвенцию по предотвращению загрязнения с судов, которая постепенно заменит конвенцию 1954 года. Новая конвенция касается загрязнения не только нефтью, но и другими веществами.

Серьезные дополнения к новой конвенции были приняты в 1978 году. В соответствии с ними предусмотрены оборудование танкеров танками изолированного и чистого балласта, мойка танков сырой нефти, размещение на танкерах грузоподъемностью свыше 70 тысяч тонн систем инертного газа и т. д. Сброс балластных танкерных вод запрещен. Их можно сливать только в специальные бассейны, установленные в портах загрузки и разгрузки нефти. Затем балластные воды соответствующим образом очищаются. Такие приемники балластной воды и станции очистки созданы во всех советских портах, которые принимают суда танкерного флота. Подсчитано, что они извлекают ежегодно из балластных вод не менее 100 тысяч тонн нефтепродуктов, то есть являются вполне рентабельными предприятиями.

Для обнаружения незаконного слива балластных вод на танкерных трассах время от времени высылаются самолеты-наблюдатели, а частично «ловля нарушителей» перепоручена космическим спутникам, располагающим соответствующей аппаратурой для регистрации нефтяных пленок на поверхности океана. Имеется также предложение метить нефть специальными добавками, чтобы точно установить виновника разлива. Во многих странах, в том числе и в СССР, проектируются и строятся танкеры с двойным дном, что обеспечивает их большую надежность в случае аварии. Таковы танкеры серии «Крым», строящиеся и вступающие в строй в СССР. Первый танкер этой серии был спущен на воду в 1975 году.

В США также вступают в строй танкеры так называемого «экологического» класса для перевозки нефти с Аляски. Их отличительными чертами являются второе дно, система инертных газов, специальные «чистые» танки для приема балласта, современное навигационное оборудование, повышающее безопасность мореплавания. Водоизмещение танкеров этого класса около 120 тысяч тонн, скорость 17 узлов. В специальные балластные танки может приниматься до 43 тысяч тонн морской воды. Поскольку балластные воды не загрязнены остатками нефтепродуктов, их не требуется очищать при сбросе за борт. Строительство танкеров ведется двумя секциями (раздельно носовой и кормовой) на двух верфях с последующим соединением на плаву. Американская печать считает, что такие суда исключают загрязнение океана.

Ну а если произошло непредвиденное — в результате аварии нефтеналивного судна на поверхности океана разлилась нефть? Как бороться с «черным приливом»?

Имеются прежде всего механические методы. Многие придерживаются мнения, что механическое удаление нефти с поверхности океана предпочтительнее, чем использование химических средств, и, уж во всяком случае, дешевле других способов. Очевидно, с разлитой нефтью легче бороться, если она занимает ограниченную акваторию. Чтобы уменьшить растекание нефтяного пятна, используют различные оградительные приспособления, например боновые, в простейшем варианте состоящие из обыкновенных бревен, скрепленных между собой мешковиной. В прибрежных районах применяют сейчас боновые заграждения из трубчатых камер. Их устанавливают на якорях.

В аварийной ситуации с «Торри Каньоном» близлежащие берега и порты пытались защищать себя так называемыми гессенскими «колбасами», заполненными соломой и другим плавучим материалом. Заслон разливу нефти делают из пропиленовых волокон, которые абсорбируют нефть в количестве, превышающем их собственный вес не менее чем в шесть раз.

Весьма надежным заграждением для нефти считается «пневматический барьер». Его главная рабочая часть — это уложенный на дне перфорированный трубопровод, в который подается воздух. Всплывающие пузырьки создают восходящий поток воды, образующий на поверхности стоячую волну. От пузырьковой завесы происходит отток воды, препятствующий движению нефти.

Во время аварии «Торри Каньона» нефтяное загрязнение довольно успешно «убиралось» с поверхности растолченным мелом. С его помощью нефть погружается на дно. Но, находясь там длительное время, она оказывает токсическое действие на бентосные организмы.

Совсем недавно канадские специалисты предложили акустический способ борьбы с разливом нефти. Ими сконструирован мощный ультразвуковой излучатель, который размещается в корпусе в форме диска. Работающий излучатель опускается под воду в центре нефтяного пятна. Под действием вибрации нефть сбивается над диском в толстый «блин», который значительно легче убрать с помощью плавучего механического нефтесборщика. Однако если плотность акустической энергии оказывается достаточно большой, то происходит фонтанирование водно-нефтяной эмульсии. Высоковольтный разряд, поданный специальным устройством в том же диске, зажигает фонтан, и разлитая на поверхности океана нефть полностью сгорает. Эксперименты, проведенные в Атлантическом океане, подтвердили эффективность акустического способа ликвидации разлива нефти.

В некоторых случаях в открытом море для рассеяния нефти могут применяться малотоксичные детергенты, не содержащие бензола, четыреххлористого углерода или других хлорированных углеводородов, фенола, крезола, едких щелочей и свободных минеральных кислот, а также нефтеокисляющие бактерии, свыше 100 различных видов которых окисляют углеводороды и нефтепродукты.

Создано немало методов, приспособлений и устройств и даже специальных судов, чтобы уничтожать или убирать нефтяные пятна. Еще во время аварии «Торри Каньона» французы применяли абсорбирующие материалы — древесные опилки и стружки. Однако 20 тысяч тонн опилок и стружек, пропитанных нефтью, было выброшено волнами на берег, откуда эту смесь пришлось убирать вручную, что значительно тяжелее, чем просто собирать нефть. Правда, в последние годы разработан более эффективный метод с использованием легкого пористого эластичного материала, который разбрасывают в пределах нефтяного пятна, и он, как губка, поглощает нефть. Время от времени его извлекают из воды, отжимают, а затем снова бросают в воду.

Нефтяную пленку собирают и свободно плавающими бонами с приемной решеткой-фильтром, которая развертывается по ветру, постепенно заполняясь нефтью. Имеются также специальные суда — чистильщики, собирающие или всасывающие плавающую на поверхности нефть. Всё это экономичные методы, позволяющие не терять разлившуюся нефть.

Существуют и такие методы, при которых нефть хотя и теряется, но убирается довольно успешно. Одна голландская фирма разработала экспериментальную судовую установку, состоящую из погружаемых под воду труб с отверстиями, из которых высыпаются песчинки, покрытые специальным составом. Песчинки обволакиваются нефтью и тонут. Производительность установки довольно значительна: за час она может ликвидировать нефтяное пятно суммарным весом более 100 тонн.

Нефть, попавшую на берега, как правило, собирают вручную. В Бретани после разлива нефти с «Торри Каньона» или «Амоко Кадиса» обширные пространства побережья очищали лопатами и ведрами, сливая нефть затем в лотки, откуда она перекачивалась в танкеры. Вязкие нефти могут быть удалены с берегов бульдозерами и скреперами.

В нашей стране широко ведутся научно-исследовательские и практические работы, связанные с борьбой за сохранность окружающей среды и, в частности, флоры и фауны океана. В аналитической лаборатории Института океанологии АН СССР разработана концепция максимального удаления разлитой нефти с поверхности моря и интенсификации естественных процессов ее уничтожения при малых количествах, для чего созданы методы и средства, позволяющие ограничить растекание нефти, концентрировать ее из тонких пленок в толстые на меньшей площади для последующего удаления механическими средствами или сорбентами на растительной, минеральной или синтетической основе. С помощью обработки нефти особым химическим препаратом образуется сплошное заграждение, препятствующее растеканию нефти и хорошо поглощающее ее. Сбор нефти внутри заграждения осуществляется полиуретановым пенопластом. Этот материал — настоящая губка, он поглощает нефти почти в 20 раз больше собственного веса. Натурные испытания этих препаратов позволили собрать 98 процентов разлитой нефти с поверхности моря, а тонкую пленку удалить за 15 минут с площади 50 тысяч квадратных метров.

Для сбора нефти, плавающей в море, в Советском Союзе построены специальные суда — нефтемусоросборщики. Они сейчас обслуживают порты не только нашей страны, но и Болгарии, Кубы и ряда других стран. Нефтемусоросборщик захватывает через специальные отверстия воду с нефтью и сливает все это в бассейн, состоящий из последовательных каскадов, где нефть отделяется от воды. Чтобы расширить функции такого судна, в его носовой части имеется и мусороуловитель.

Наиболее крупное судно в нашей стране, предназначенное для сбора плавающей нефти, «Светломор». С обоих бортов «Светломора» выдвигаются специальные тралы, захватывающие водную полосу шириной до 75 метров. Имеется и система разбрызгивания на случай необходимости обработать поверхность моря химическими препаратами.

Работают над улучшением технологических процессов сбора разлившейся нефти и за рубежом.

Недавно западногерманская фирма «Шиффсверфт» спроектировала оригинальное судно-нефтесборщик. Судно может делиться на две равные части, которые раскрываются на угол до 65 градусов. Такое судно-угольник направляется на нефтяное пятно со скоростью 3 узла, значительно увеличивая возможность захвата нефти с поверхности океана. В нормальном состоянии судно может служить для перевозки 5 тысяч тонн нефти со скоростью 12 узлов.

Норвежская фирма «Фрэнк Мон Фьюса» разработала метод более рентабельного использования судна-нефтесборщика в смысле экономии времени. Захваченная смесь воды и нефти с помощью химического агента на борту судна довольно быстро разделяется. По сообщению фирмы, применяемое химическое соединение практически целиком остается в нефтяной фазе, а в выбрасываемой за борт воде его нет. Этот метод существенно отличается от тех, при которых нефтяное пятно обрабатывается с помощью химических агентов непосредственно в море.

Учитывая, что все же большая часть нефти и нефтепродуктов попадает в океан в результате слива за борт танкерами нефтесодержащих балластных и промывочных вод, в Институте океанологии имени П. П. Ширшова совместно с Институтом физической химии АН СССР был разработан эмульсионный метод очистки морских нефтеналивных судов по замкнутому циклу.

С помощью горячей струи моющего препарата МЛ промывают под давлением танки, в которых содержалась нефть. Остатки нефти в результате ударного, теплового и физико-химического действия струи распадаются на отдельные капли. Образовавшуюся эмульсию откачивают в другой танк с раствором, где происходит самопроизвольное разделение эмульсии на нефтепродукты и моющий раствор, вновь пригодный для промывки танков.

Действие препарата МЛ столь эффективно, что после обработки с его помощью танков в последние можно загружать даже пищевые продукты, например сахар, и он после этого абсолютно не пахнет керосином. Процесс очистки танков препаратом МЛ занимает совсем немного времени. Собранная в танке с раствором МЛ нефть также может использоваться по назначению. Таким образом, эмульсионный способ очистки не только эффективен, но и экономичен. На практике с каждого среднего танкера собирают до 300 тонн нефти, которая могла быть безвозвратно потеряна, загрязнив при этом довольно большую акваторию.

Из химических средств борьбы с аварийными разливами используются также непотопляемые сорбенты, которые после использования могут быть удалены вместе с нефтью. Еще один перспективный сорбент — вулканическая порода перлит. После сорбирования нефти перлит может использоваться для производства битума и других строительных материалов. Эстонский специалист Р. Отт предложил для поглощения нефти использовать прокаленный торф. Кстати, после того как торф будет выловлен из загрязненной нефтью воды, его превосходно можно использовать как топливо.

Итак, основная масса нефти удаляется с поверхности моря сорбентами, но остается еще тонкая радужная пленка. Чтобы избавиться и от нее, необходимо применять диспергирующие средства, которые превращают сплошную пленку в эмульсию типа «масло в воде». После этого возобновляется тепловой, энергетический и газовый обмен океана с атмосферой, и, разумеется, будет энергично протекать процесс биохимического окисления нефтяных капелек.

В Лаборатории аналитической химии Института океанологии совместно с Уфимским институтом по сбору, подготовке и транспорту нефти разработаны диспергатор нефти ДН-75 и эмульгатор пленочной нефти ЭПН-5. Оба отечественных препарата оказались на практике эффективнее зарубежных, таких, как Корресит-7664 (США) и Берола-198 (Швеция).

Для контроля загрязнения поверхности океана нефтью применяются методы аналитической химии. Однако они трудоемки и требуют значительной затраты времени. Более оперативные оптические методы, основанные на том, что оптические характеристики поверхности океана, покрытой пленкой, оказываются иными, чем у чистой воды, — в частности, изменяются отражательные и поглощающие свойства в различных областях спектра. Изменение физического состояния поверхности океана, покрытого нефтяной пленкой, также сказывается на отражении и излучении электромагнитных волн, ведь при этом меняются процессы волнения, пенообразования и испарения. Наиболее перспективны дистанционные оптические методы. Основой оптической аппаратуры может служить инфракрасный лазер, работающий в «окне прозрачности» атмосферы, причем приемная аппаратура устанавливается на самолете. Луч лазера по-разному отражается от чистой воды и от нефтяной пленки. Лазер, работающий в ультрафиолетовой области излучения, при облучении им поверхности моря, покрытой нефтяной пленкой, возбуждает ее флюоресценцию. Интересно, что каждый сорт нефти или нефтепродукта имеет свой спектр флюоресценции, так что по этим спектрам можно распознавать типы нефтепродуктов.

Разработан также радиолокационный метод, в принципе не отличающийся от лазерного. Применение оптической и радиолокационной аппаратуры на самолетах позволяет, во-первых, установить само наличие нефтяного загрязнения; во-вторых, определить площадь и форму нефтяного пятна и направление и скорость его движения; в-третьих, измерить толщину нефтяной пленки, и, в-четвертых, выявить тип нефти.

Таким образом, новые мероприятия и технические средства по предотвращению загрязнения океана нефтью и нефтепродуктами, а также методы контроля и обнаружения такого загрязнения направлены на сохранение чистоты океанских вод. От того, как решительно будут внедриться обусловленные международными конвенциями меры по предотвращению нефтяного загрязнения, зависит судьба Мирового океана.