Журнал «Вокруг Света» №07 за 2010 год

Армагеддон. Американский дебют

21 апреля 2010 года. Прелюдия к катастрофе. На следующий день платформа Deepwater Horizon после полутора суток пожара пойдет ко дну, а из открытой скважины в океан хлынет нефть. Фото: AP/FOTOLINK

Катастрофа в мексиканском заливе показала, что человек не в силах обеспечить безопасность добычи нефти со дна морского, а известные методы борьбы с разливами неадекватны этим рискам

С самолета это даже красиво: ослепительная поверхность океана, радужное нефтяное пятно — и стая рыб, идущая к нему под водой. Рыбам кажется, что это корм. Они наглотаются нефти и отравятся, а птицы станут нырять за рыбой в воду себе на погибель.

Нефть даже без вмешательства человека рано или поздно разложится до углекислого газа. Но сколько уйдет на это времени и сколько живых существ при этом пострадает — ни угадать, ни предсказать невозможно. Зато известно: ущерб будет серьезнее, а времени на восстановление экосистемы понадобится больше, если нефть разлилась не в открытом море, а в бухте или заливе. В открытом море вода разбавит разлитую нефть, и влияние ее на экосистему будет мягче.

Кроме того, нефть испаряется, и чем выше температура воды и воздуха, чем сильнее ветер, тем быстрее это происходит. Но главный фактор, влияющий на скорость испарения нефти, — ее так называемая тяжесть: легкая может испариться с поверхности океана на три четверти, тяжелая — максимум на одну десятую. И с этой точки зрения ситуация в Мексиканском заливе хуже некуда. Как утверждает возглавляющий федеральную команду оценки химической опасности утечки нефти Эд Овертон из Университета штата Луизиана, «хотя большинство нефти, добываемой в Луизиане , легких сортов, данный случай является исключением. Это более тяжелая смесь, потому что она старше по возрасту и залегает глубоко под поверхностью океана. Если бы меня попросили найти самую вредную нефть, я бы указал именно эту».

Последние часы подготовки купола, который планировалось установить над скважиной, чтобы остановить утечку. Попытка не удалась. Фото: WWW.BP.COM

Асфальтовый берег

Через 10 минут после разлива одной тонны нефти на воде образуется пятно толщиной 10 миллиметров. Со временем пленка становится все тоньше, а пятно — все шире: тонна нефти может покрыть 12 км2 воды. Какая-то часть разлитой нефти быстро опускается на дно: в крайних случаях, как говорит член-корреспондент РАН, профессор Алексей Дедов из РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, это может быть 10–30%. Потом какое-то ее количество может подняться вверх, и тогда начинается вторичное загрязнение моря.

«Нефть может покрыть дно плотным слоем, похожим на мазут, — объясняет Дедов. — И там, внизу, все сразу погибает». Это означает, что нарушается вся экосистема моря. Скажем, водоросли — это важная часть меню многих видов рыб. Нет их — нет и рыбы. А как известно из школьного курса зоологии, исключение какого-то звена может привести к гибели всей пищевой цепи.

Достигнув берега, нефть смешивается с песком, камнями и гравием, образуя плотную массу наподобие асфальта, толщиной в несколько сантиметров и шириной в несколько десятков, а то и сотен метров. Этот «асфальт», если его не убирать, сохраняется более 10 лет. Так было на берегах Магелланова пролива, где в 1974 году в результате крушения танкера Metula в море вылилось около 50 000 тонн нефти. Часть ее попала на сушу, а так как масштабных очистительных работ там не проводили, нерукотворный «асфальт» покрывал побережье более 15 лет.

Рано или поздно природа берет свое и разрушает такие образования. Но люди тем не менее всеми силами стараются не допустить разлитую нефть до берега, а уж если она туда попала, то убрать ее как можно скорее. Нефть не только образует корку на поверхности земли, но и проникает вглубь — по подземным ходам, прорытым червями, по убежищам моллюсков, по корням растений. И убивает их всех. Со временем эти ходы разрушаются и нефть оказывается погребенной в анаэробных (бескислородных) условиях, в которых она разлагается очень медленно. Жизнь в этом месте замирает и без участия человека может уже никогда не возродиться.

К ликвидации нефтяных пятен привлекли даже «креветочный флот», сменивший тралы для криля на нефтесборники. Фото: AP/FOTOLINK

Универсальная отрава

Пленка нефти на поверхности мешает газообмену между водой и воздухом, и живые существа погибают от недостатка кислорода. Мало того, они попросту травятся нефтью — и те, кто получает дозу нефти в чистом виде, и те, кому она достается вместе с предыдущим звеном пищевой цепи. В желудки детенышей нефть попадает с молоком матери. А отравленные птицы откладывают меньше яиц. Кроме того, скорлупа яйца становится тоньше, и птица может раздавить его при насиживании.

Пары нефти повреждают дыхательные пути животных, вызывают гиперемию, эмфизему и пневмонию. Эти пары раздражают глаза, животное может потерять зрение, не сумеет охотиться, а это тоже означает смерть. К тому же нефть угнетает иммунную систему птиц и животных, что зачастую приводит к развитию бактериальных или грибковых инфекций.

Тяжелые фракции нефти (они остаются на воде после испарения легких) покрывают все живое липким слоем. Этот слой лишает птичьи перья и шкуры животных их водоотталкивающих свойств и вызывает переохлаждение. Из-за слипшихся перьев птицы становятся легкой добычей хищников. Бывает, что птица тонет — вода не выдерживает тяжести ее оперения. Тонут и котики : их ласты слипаются, и они лишаются возможности плавать. Кстати, обычно детеныши морских котиков и их родители узнают друг друга по запаху. Если их шкуры испачканы нефтью, запахи искажаются, родители отвергают молодое поколение, и маленькие котики голодают и гибнут. Одним словом, разлившееся нефтяное пятно желательно уничтожить как можно скорее. Как это сделать?

На воде: раздробить и уничтожить

Когда на поверхности океана появляется нефтяное пятно, его с самолетов покрывают диспергентами. Это химические вещества с определенными поверхностно-активными свойствами, благодаря которым нефтяное пятно превращается в мелкодисперсную эмульсию — миллиарды нефтяных капель. Океан начинает «дышать», а у бактерий, способных разлагать нефть до углекислого газа, появляется дополнительное место, где можно обосноваться и приняться за дело. Беда в том, что диспергенты тоже токсичны и тоже, как и нефть, наносят океану вред.

Альтернатива — сорбенты, вещества и материалы, впитывающие нефть, например резиновая крошка. К сожалению, крошка, пропитавшаяся нефтью, постепенно опускается на дно. Если ее не собрать с поверхности до того, как она уйдет в толщу вод (а собрать ее не всегда возможно), то поглощенная ею нефть будет служить источником длительного загрязнения океана.

«Сейчас появляются новые нетканые материалы с очень высокой сорбционной емкостью, нанополотенца, — говорит профессор Дедов. — Их опускают на нефтяное пятно, а затем отжимают, как половую тряпку. В своей лаборатории мы разработали такое нанополотенце, которое может избирательно впитывать нефть из воды, что существенно повышает КПД сорбента. Представьте себе, что вы подтираете лужу, в которой вода смешалась, допустим, с чернилами, и тряпка «выбирает» из лужи чернила, а воду оставляет в покое. Вот так работает и наш сорбент. Но это пока пионерская работа, она еще не внедрена в производство».

Слова «нефть», «залив» и «катастрофа» не первый раз оказываются рядом. На снимке: борьба с нефтяными пожарами в Кувейте во время войны в Персидском заливе. Фото: STEVE MCCURRY/MAGNUM PHOTOS/AGENCY.PHOTOGRAPHER.RU

На суше: сжечь и скормить бактериям

Со временем залитая нефтью почва восстановится, даст жизнь новым бактериям и новым растениям, но на это уйдут годы. Люди ждать не хотят, поэтому они применяют разные способы рекультивации почвы. Для начала верхний, залитый нефтью слой (в среднем около 20 сантиметров) снимают и вывозят на специальные полигоны, где, промывая, отжигая или обрабатывая сорбентами, его очищают от нефти. Затем в почву вносят специальные микроорганизмы, способные разлагать нефть и нефтепродукты до углекислого газа, и удобрения, необходимые для их жизнедеятельности. Бактерии «доедят» ту нефть, которую не удалось убрать механически. Процесс восстановления почвы может длиться несколько лет. Когда он закончится, почву вернут на ее законное место.

Заметим, что в тех случаях, когда на землю попало не так много нефти, верхний слой не снимают. Его можно восстановить и без этого: нужно глубоко, на 30–40 сантиметров, взрыхлить почву для улучшения аэрации и опять-таки внести туда удобрения и микроорганизмы. Чаще всего это бактерии родов Rhodococcus, Pseudomonas и Arthrobacter. Собственно, они и так живут в земле. Как только возникает разлив, они сами моментально увеличивают свою численность в зоне катастрофы в несколько тысяч раз, берутся за дело и начинают уничтожать нефть. Чтобы ускорить процесс, к ним добавляют бактерии, выращенные в лаборатории. Чаще всего это не один какой-то вид, а биопрепараты — смешанные культуры упомянутых выше углеводородокисляющих бактерий. Смешанные культуры используют потому, что нефть состоит из многих компонентов, и на разных стадиях процесса разложения ее поедают разные бактерии. А кислород и удобрения, проникая в землю, помогают им в «спасательных работах».

Биоремедиация, то есть внесение в почву бактерий, дает хороший эффект: с нею скорость восстановления почвы возрастает в несколько раз. Скажем, если при серьезном загрязнении без биоремедиации почва пришла бы в норму лет за десять, то с биоремедиацией — за два года. К сожалению, и этот метод не панацея. Иногда он работает лучше и быстрее, иногда — хуже и медленнее. Дело в том, что на скорость биодеградации нефти влияют и ее состав, и температура воздуха, и кислотность почвы, и наличие в ней кислорода, и соленость среды, и еще огромное количество факторов, повлиять на которые человек пока не в силах.

Так выглядели с воздуха нефтяные языки, то и дело «выстреливавшие» в сторону от основного пятна. Фото: REDUX/FOTOLINK

Бурить по-русски

События в Мексиканском заливе ясно показали, насколько серьезными могут быть последствия катастрофы на иностранных морских нефтепромыслах. Но пока без ответа остается — и хорошо, что остается! — вопрос о том, насколько серьезный риск связан с отечественной добычей нефти на морском шельфе.

России после распада СССР достались богатейшие залежи природных ископаемых Сибири, а бывшим советским республикам пришлось искать собственные нефтяные ресурсы. И некоторые из них обратили взоры к морю. Азербайджан стал, как и в советские времена, добывать нефть на Каспии, Латвия и Литва занялись разведкой на шельфе Балтики, Украина привлекла инвесторов в освоение Черного и Азовского морей. А Россия плелась у братских республик в хвосте и рисковала навеки упустить такую сферу, как добыча нефти на шельфе. В это время в северных и восточных морях активизировались иностранцы. У Норвегии заканчивается нефть на шельфе Северного моря, и она начинает осваивать месторождения в Баренцевом. В Тихом океане Япония , США и Китай ищут новые месторождения, которые ослабили бы их нефтяную зависимость от арабских и латиноамериканских стран. Америка и Канада активизировались в Арктике, где, как полагают некоторые геологи, содержатся гигантские запасы нефти. Чтобы не отстать от соседей, Россия экстренно «столбит» за собой ключевые участки в море. А надо не только столбить, но и добывать: некоторые месторождения лежат в приграничных зонах, и велика вероятность, что более расторопные соседи «выпьют» общие запасы месторождения, раньше начав добычу со своего края.

США и страны Европы стали осваивать морские месторождения нефти еще в 70-х годах прошлого века: американцы — в Мексиканском заливе и на Аляске , европейцы — в Северном море. Наша страна, которая раньше не испытывала потребности в ускоренном освоении нефтеносного шельфа, сегодня заметно отстала в технологии такого промысла. Количество нефтяных платформ в европейских и американских водах измеряется сегодня тысячами, а в российских — только единицами. И понятно, что отсутствие собственных технологий бурения шельфа и весьма скромный, по сравнению с другими странами, опыт организации морской нефтедобычи (в том числе и в сфере обеспечения безопасности такой деятельности) — все это факторы, повышающие риск катастроф и увеличивающие вероятность их тяжелых последствий. Так что пока у России все победы и аварии на шельфе еще впереди. Промышленная разработка нефти ведется только на трех морях — Балтийском, Каспийском и Охотском. Платформы для добычи в Баренцевом море пока только строятся.

Крупнейшие действующие российские проекты, связанные с шельфом, сосредоточены на Сахалине, в Охотском море. В начале 1990-х несколько тендеров на право добывать нефть у берегов Сахалина выиграли американские и европейские компании. Но потом итоги большинства тендеров были аннулированы, и лишь американской Exxon Mobile удалось сохранить ведущую роль — 30% плюс право оператора в проекте «Сахалин-1». Остальные восемь сахалинских проектов получили Роснефть (ей же принадлежат 20% «Сахалина-1») и Газпром.

Экологи борются с обоими «Сахалинами» — и со вторым, где добыча нефти началась в 1999 году, и с первым, эксплуатируемым с 2005 года. Если говорить коротко, то эти проекты пугают защитников природы, во-первых, тем, что работы в море, строительство, интенсивное судоходство и неизбежные сбросы грязных балластных вод нарушат покой обитателей моря. А во-вторых — тем, что опасность аварий и разливов в тяжелых ледовых условиях (скажем, при перевозке нефти танкерами) представляется им вполне серьезной.

Тем не менее сахалинские проекты — только начало грандиозных работ на Севере. В правительственных сейфах лежат и ждут своего часа лицензии на освоение шельфов у берегов Камчатки и в районе Магадана, множества участков в Баренцевом море, а также планы освоения Карского моря и Печорского залива… Велика опасность, что их сначала продадут желающим. И только потом начнут думать, как нарастить арсенал средств борьбы с неизбежными разливами нефти в море.

Елена Омарова , Сергей Петров