Mjere/metode sprječavanja i uklanjanja onečišćenja/zagađenja mora uljima – drugi dio

1. Mjere/metode sprječavanja i uklanjanja onečišćenja/zagađenja mora uljima – drugi dio Tehnologija uklanjanja onečišćenja Doc.dr.sc. Merica Slišković Doc.dr.sc. Gorana Jelić Mrčelić Predavanje 8

2. Odstranjenje izvora onečišćenja • Zadržavanje onečišćenja i zaštita osjetljivih područja • Uklanjanje izlijevenog ulja s morske površine (mehaničko uklanjanje, korištenje raspršivača, upijača ili sl.) i naplavljenog ulja (čišćenje obale) • Prijevoz, skladištenje i postupanje s prikupljenim uljem (rješavanje problema onečišćenog materijala, okoliša) • Dovođenje incidentnog područja u prvobitno stanje

3. 2. Zadržavanje onečišćenja i zaštita osjetljivih područja Ograđivanje plutajućim branama (eng. Booms) Ograđivanje plutajućim ogradama, zaprekama ili branama (eng. Booms) mora omogućavati (ovisno o području i okolnostima): • sprečavanje širenja onečišćivača (naftne mrlje), • zaustavljanje gibanja izljeva (osobito kad prijeti nekom osjetljivom području), • preusmjeravanje ulje prema crpilištu • povećanje gustoće mase onečišćivača (zbijanje) radi lakšeg čišćenja skupljačima (povlačenje, kočarenje nafte).

4. Postoje razne izvedbe brana, ali sve imaju: • nadgrađe koje zadržava ulje i sprječava njegovo raspršivanje uslijed valova; • uzgonski dio koji omogućava plovnost; • ogradu ispod površine koja sprječava curenje ulja ispod brane; • uzdužnu potporu koja daje čvrstoću protiv vjetrova i valova kao i stabilnost tako da stoji uspravno – obično lanac ili čelično uže duž dna podvodne ograde

5. Materijal za izradu brana mora imati slijedeće karakteristike: • mora biti otporan na ulje i vodu, te sunčevu svjetlost • otpornost i snaga mora biti dovoljna za razne uvjete dopreme, upotrebe i skladištenja, • neke su zapreke izrađene od materijala otpornog na vatru

6. Tipovi brana: • krute (zidne), • brane na napuhavanje, • priručne brane improviziraju se od drva, plastičnih cijevi, automobilskih guma, praznih bačava za ulja ili u tu svrhu mogu poslužiti nasipi izgrađeni od pijeska s plaža da bi spriječili nanošenje ulja na posebno osjetljive dijelove plaža

7. 1. Krute(zidne)brane – napravljene od krutog/polukrutog materijala, mogu biti otporne na visoke temperature. Manjkavost: • teško se održavaju na površini za većeg vjetra i valova, • otežano rukovanje zbog glomaznosti, • zauzimaju puno skladišnog prostora Postoje dvije izvedbe krutih brana: • ograde - visoko nadgrađe i plosnato sredstvo za plovnost, traže manje skladišnog prostora od kružnih, ali velika površina zapreke otežava njihovo održavanje na površini za većeg vjetra i valova, tako da su manje učinkovite na teškom moru • kružne brane ili zavjese - okruglo plutajuće dijelo s kojeg visi neprekinuta zavjesa s utezima, bolje su od ogradih po lošem vremenu, ali ih je teže čistiti i skladištiti

8. 2. Brane na napuhavanje (napuhujuće i samonapuhujuće) • plutajući im je dio na napuhivanje pa se mogu lako čistiti i uskladištiti, te su dobre za dugotrajnu uporabu, a dobro se drže na vjetru i valovima Manjkavosti: • skupe su • komplicirane za korištenje - sporo se postavlja zbog napuhivanja, • lako se probuše u malim dubinama pri udaranju o morsko dno.

9. Sposobnost zadržavanja ulja ovisi o: • vrsti zapreke, • veličini zapreke, te njenoj • otpornosti na valove. • svi tipovi brana osjetljivi su na uvjete koje vladaju na moru (struja, vjetar, valovi) 1. prskanje zbog valova 2. vertikalno kretanje ulja niz zapreku 3. prolazak kapljica ulja pod zapreku

11. Razlozi zbog kojih zapreka nekada ne može zadržati ulje su : • slaba povezanost dijelova zapreke ili slaba povezanost zapreke i obale, • nepravilno sidrenje, • ljuljanje, • velika brzina struja. • prskanje uzrokovana valovima. • struja veća od 1 čv može uzrokovati gubitak ulja ispod brane, a vjetar i valovi gubitak preko nadgrađa • što je veći val to je brana manje učinkovita – brana neće biti učinkovita ako je visina vala veća od 1 m • jedan od načina povećanja efikasnosti na teškom moru je predimenzioniranje brana (veća nadgrađa i podvodni dio)

12. Brane se dimenzioniraju ovisno o mjestu upotrebe za koje su namijenjene (plitke vode, unutrašnje vode, luke ili otvoreno more):

13. Metode postavljanja brana metoda okruživanja metoda slobodnog kretanja metoda zasjede metoda tegljenja postavljanje zapreka u kanalima i rijekama u vodama koje su pod većim djelovanjem plima i oseka, preporučljivo je postaviti duplu branu

14. Metoda okruživanja Koristi se u ranijoj fazi izljeva ulja kada je neznatan utjecaj vjetra i struja. Brana se postavlja na način da okruži onečišćenje, ali ujedno da ostavi uski ulaz/izlaz za radne jedinice postavljen suprotno smjeru struje. Ako se izvor onečišćenja nalazi uz obalu (ili brod), tada linija obale (broda) može poslužiti kao dio sustava barijere.

15. 2. Metoda slobodnog kretanja Na izljev ulja se prvo metoda okruživanja, pa se uz nadzor mrlja okružena branom ostavlja da pluta. Koristi se kada nije moguće usidriti i privezati zapreku (snažna morska struja).

16. 3. Metoda zasjede Upotrebljava se za velike izljeve ulja, gdje se izljev ne može okružiti zbog: male duljine brane ili velikog utjecaja vjetra i struja.  

17. 4. Metoda tegljenja Ova metoda se primarno koristi na otvorenom moru, kod većih snaga vjetra i brzine morske struje. Brzina pomicanja je oko 0.5 m/s.

18. 5. Postavljanje zapreka u kanalima i rijekama Širenje izljeva ulja može se spriječiti postavljanjem brana pod adekvatnim kutovima. Ukoliko okolnosti dopuštaju, po sredini se može ostaviti uzak prolaz za minimalni promet.

19. Alternativne metode zadržavanja 1. Zaprečivanje ispuštanjem mjehura zraka s dna 2. Mrežni zaprečni sustavi 3. Sredstva za povećanje površinske napetosti nafte 4. Zgušnjivači 1. Zaprečavanje ispuštanjem mjehura zraka s dna Na dno se postavi cijev s otvorima iz kojih izlazi zrak. Mjehurići zraka sprječavaju širenje mrlje na površini. Prednost ove metode je neometano odvijanje prometa.

20. 2. Mrežni zaprečni sustav sastoji se od dvodijelne mreže s plutačama, utezima i sidrima. Okomiti dio mreže zadržava krupniji onečišćujući materijal, a vodoravni dio mrežepoložen na dnu zadržava materijal koji potone. Rijetko zbog složenosti zahvata, koriste se uglavnom u plićem moru i s dobro uvježbanim operaterima. 3. Sredstva za povećanje površinske napetosti nafte koriste se za ograničavanje izljeva i na morskoj površini i na obali. Najčešće se prskaju na obalu prije nanosa onečišćenja. Zbog visoke cijene i kratkotrajne djelotvornosti rijetko se koriste.

21. 4. Zgušnjivači zgušnjavaju izlijevena ulja i čine ih nepokretnima. Zgušnjavanje ulja vrši se: • izravnim nanošenjem krutog polimera na izljev, • nanošenjem dva čista reagensa (polimer i skrutnjivač) na izljev, • uporabom dvokomponentnog sredstva (komponenta za zgušnjavanje i komponenta za otapanje koje kasnije isparuje). • važno je znati dozirati zgušnjivač, jer premala količina nedovoljno stvrdnjava, a prevelika količina rezultira da se čestice praha zgušnjivača međusobno ne spajaju i ne stvaraju cjelovitu krutinu • visoke cijene, potreba za velikim količinama i složenost postupka ograničavaju njihovu upotrebu na male izljeve u ograničenim područjima

22. Odstranjenje izvora onečišćenja • Zadržavanje onečišćenja i zaštita osjetljivih područja • Uklanjanje izljevenog ulja s morske površine (mehaničko uklanjanje, korištenje raspršivača, upijača ili sl.) i naplavljenog ulja (čišćenje obale) • Prijevoz, skladištenje i postupanje s prikupljenim uljem (rješavanje problema onečišćenog materijala, okoliša) • Dovođenje incidentnog područja u prvobitno stanje

23. 3. Uklanjanje izljevenog ulja s morske površine Akcijsko djelovanje ovisi o mjestu izljeva i samoj mrlji a može se odlučiti za neku od slijedećih metoda sanacije: • Odstranjivanje ulja iz mora (sakupljanje, upijanje, paljenje…) • Razgradnja u moru (disperzijom, otapanjem upotrebom kemikalija i biorazgradnjom),primjenjuje se u slučajevima kada je od iznimne važnosti ubrzati proces razgradnje kako ulje ne bi došlo do obale. Kako se pri tom žrtvuju organizmi u moru, ova metoda se primjenjuje van zaštićenih područja. • Čišćenje obale • Kombinacija metoda kao način odgovora na izljev koristi se kod velikih izljeva

24. Ukoliko je izljev na otvorenom moru najčešće se odlučuje za: • raspršivanje upotrebom disprezanata, • ograđivanje branama i sakupljanje (pumpama i sakupljačima), • tegljenje mrlje upotrebom brana i brodova, • postavljanje upijača preko uljne mrlje.

25. Odstranjivanje ulja iz mora Mehaničko uklanjanje nafte s površine vode vrši se raznim: sakupljačima (eng. skimmers), grabilima, mrežama i sl., ili korištenjem upijača • alternativna metoda uklanjanja je paljenje izljevenog ulja • Sakupljači • Upijači • Paljenje

26. Sakupljači Kao sakupljači mogu poslužiti: • različita priručna sredstva (lopate, barže…) • posebno konstruirani strojevi/plovila, koja mogu imati vlastiti pogon ili se mogu koristiti s obale Učinkovitost im ovisi o vremenskim uvjetima. Već pri umjereno teškim uvjetima imaju tendenciju da grabe više mora nego ulja. Tipovi: • sakupljači brane – ulje koje pluta na moru preljeva se preko prepreke te pada u spremnik; • usisni sakupljači – rade kao usisavači i vrlo su efikasni, ali zahtijevaju stalni nadzor, lako se zakrče i najbolje rade na mirnom moru; • oleofilni sakupljači – četke, diskovi ili neprekinute trake od oleofilnog materijala (koji upija ulje) rotiraju se, sakupljaju ulje s površine i cijede ga u tank. Fleksibilni su i pogodni za sve debljine naftne mrlje.

27. http://www.youtube.com/watch?v=O-9C6LiF7ng http://www.youtube.com/watch?v=Dkj_az3I0mY&feature=related

28. Upijači Upijači su izrađeni od materijala koji upijaju ulja. Najčešće se koriste kao zadnji korak u uklanjanju tragova ulja, koji su ostali nakon primjene sakupljača, ili pak u manjim izljevima u zaklonjenim priobalnim područjima. Karakteristike upijača su: • stupanj adsorpcije (količina ulja koju mogu upiti), • vrijeme zadržavanje ulja, • jednostavnost upotrebe. Tipovi upijača su: • sintetički imaju prednosti: velika moć upijanja i višekratna upotreba • prirodni: • organski – jeftin materijal poput sijena, piljevine, perje i dr., može poslužiti kao upijač, ali lako izgube svoje čestice zbog čega se pakiraju u mreže), a neki od njih nažalost jednako dobro upijaju i ulje i vodu zbog čega tonu (dodavanje sredstava za plovnost npr. bačava), • anorganski - glina, staklo, pijesak, pepeo

29. Djelovanje upijaća

30. Metoda paljenja • prije paljenja mrlja se ogradi branom da bi sloj nafte bio dovoljno debeo za paljenje • potrebno je sredstvo za paljenje • u novije vrijeme paljenje se vrši iz helikoptera Na paljenje utječe: • temperatura, • vjetar i valovi, • debljina i tip nafte u mrlji. • da bi se mrlja mogla zapaliti debljina mrlje mora biti 2 do 3 mm, ne smije ispariti više od 30% nafte, a brzina vjetra mora biti ispod 23mph i valovi ispod 1m

31. pogodna je za udaljena nenaseljena područja, te ukoliko je voda ili kopno pod ledom • ne smije se paliti ukoliko su ljudska naselja bliže od 3 milje, a zbog emisije štetnih plinova potreban je monitoring kvalitete zraka • pozitivno je što sprječava širenje mrlje i uklanja ulje bez potrebe za njegovim skladištenjem Primjer japanskog broda New Carissa kojeg su spašavatelji zapalili sa cijelim teretom da bi spriječili opasnost po okoliš zbog curenja nafte iz nasukanog broda

32. Razgradnja u moru • Disperzanti (raspršivači) • sadrže kemikalije koje razbijaju ulja u male kapljice koje se dispergiraju u vodenom stupcu • postoje nesuglasice o njihovoj učinkovitosti i o toksičnosti dispergiranih mješavina

33. ako se onečišćenje uljem i smjesom ulja ne može ukloniti mehaničkim putem mogu se upotrijebiti disperzanti • upotreba disperzanata nije dozvoljena u: - zaštićenim područjima prirode - zonama mriješćenja - u zonama uzgajališta marikulture • raspršivači se obično koriste na otvorenim morima kad su sakupljači i zapreke nedjelotvorni – ne preporučuju se u plitkim morima i u blizini obala Učinkovitost im ovisi o: • sastavu ulja (lakša ulja se lakše dispergiraju), • metodi i količini primijenjenog dispergenta, • faktorima okoliša (salinitet, temperatura, stanje mora) • najučinkovitiju su kada se primjene neposredno nakon izljeva prije no što ishlape najlakše komponente

34. Metode biorazgradnje • koriste se biološki agensi ako nutrijenti, enzimi ili mikroorganizmi koji povećavaju stupanj prirodne biorazgradnje • nafta se razgrađuje u ugljik dioksid i vodu • može se razgraditi čak 97% sirove nafte • najprije se razgrade alifatski ugljikovodici (lake frakcije ravnog lanca), zatim heterociklički te na kraju asfalteni (teške frakcije) Postoje dvije metode: • biostimulacija – dodavanje nutrijenata koji stimuliraju rast mikroorganizama i • bioaugmentacija - dodavanje posebno modificiranih sojeva bakterija koje u kratkom vremenskom roku razgrade naftu, a nakon razgradnje ugibaju zbog pomanjkanja supstrata Danas najučinkovitija metoda, ali se rijetko koristi jer je skupa.

35. Sredstva za potapanje Upijaju naftu (pijesak, vulkanski pepeo, glina...) i tonu nakon čega se prepušta prirodnim procesima razgradnje.

36. 4. Uklanjanje naplavljenog ulja (čišćenje obale) Četiri glavne skupine: • mehaničko uklanjanje ulja i uljem onečišćenog materijala • ispiranje ulja vodom ili parom pod tlakom sa ili bez sredstava za čišćenje • spaljivanje ulja i uljem zahvaćenog materijala • prepuštanje ulja prirodnoj razgradnji

37. Ukoliko je došlo do onečišćenja obale tada je potrebno: • ograđivanje i sakupljanje ulja sa obalne linije, • zabrana prodaje organizama i pristupa obali ako je potrebno, • odnošenje i obrada nastalog uljnog otpada izvor: www.cedre.com

38. Odstranjenje izvora onečišćenja • Zadržavanje onečišćenja i zaštita osjetljivih područja • Uklanjanje izljevenog ulja s morske površine (mehaničko uklanjanje, korištenje raspršivača, upijača ili sl.) i naplavljenog ulja (čišćenje obale) • Prijevoz, skladištenje i postupanje s prikupljenim uljem (rješavanje problema onečišćenog materijala, okoliša) • Dovođenje incidentnog područja u prvobitno stanje

39. 5. Prijevoz, skladištenje i postupci s prikupljenim uljem Nakon što je nafta sakupljena potrebno je prevesti, obraditi i primijeniti jedan od slijedećih postupaka: • prepustiti biodegradacijskim procesima, • termički uništiti (spaliti) • stabilizirati miješanjem sa zemljom i koristiti u građevini • ponovo upotrijebiti kao gorivo

40. 6. Dovođenje incidentnog područja u prvobitno stanje • oporavak prirode nakon čišćenja - ekosustavi zagađeni sirovom naftom mogu se godinama oporavljati, a može se dogoditi da se više nikad ne oporave • uskladiti operacije s ekološkog i ekonomskog stajališta

41. Odgovornost svih nas!!! More je postalo odlagalište svega što ne treba čovječanstvu! Briga za oceane povezana je sa sviješću potrebe očuvanja cijele Zemlje!

42. Hvala na pažnji!

43. Pitanja za ponavljanje • Navedite i ukratko opišite metode zadržavanja naftne mrlje. • Nabroji alternativne metode zadržavanja ulja. • Uklanjanje izljevenog ulja s morske površine (mehaničko uklanjanje, korištenje raspršivača, upijača ili sl.) i naplavljenog ulja (čišćenje obale). • Navedite i ukratko opišite klasične metode čišćenja naftne mrlje. • Navedite i ukratko opišite alternativne metode čišćenja naftne mrlje. • Prijevoz, skladištenje i postupanje s prikupljenim uljem (rješavanje problema onečišćenog materijala, okoliša). • Dovođenje incidentnog područja u prvobitno stanje.