Методы контроля нефтяных загрязнений

Мониторинг нефтяных загрязнений в окружающей среде является одной из наиболее сложных задач. Обеспечение надежного экономического контроля невозможно без разработки и применения современных измерений (ГОСТ 8 010-90; ГОСТ 08 563-96). В таблице 2 приведены методики контроля нефтяных загрязнений в различных объектах окружающей среды.

Таблица 2 – Методы контроля нефтяных загрязнений в различных объектах окружающей среды

Примечание: ФЛ – флуориметрия; КХ – колоночная хромотография; ГХ – газовая хромотография; ИКС – инфракрасная спектрометрия; ИК-инфракрасная фотометрия

Дистанционный мониторинг нефтегазовых объектов

Одним из важнейших этапов реализации экологического мониторинга является дистанционный мониторинг. Как способ получения информации дистанционный мониторинг условно может быть разделен на космический, авиационный, наземный, подземный и подводный. Дистанционный мониторинг, в частности аэрокосмический, применяется для контроля состояния природно-техногенных объектов нефтегазовой отрасли. Основными задачами дистанционного мониторинга являются: техническое состояние магистральных нефте- и газопроводов: определение нефтяных загрязнений окружающей среды в местах добычи, переработки и транспортировки углеводородов; оценка масштабов загрязнений при аварийных ситуациях; определение нефтяных загрязнений водной поверхности; контроль ландшафтных изменений в районе расположения техногенных объектов; обнаружение мест и объемов утечек нефтяных углеводородов из наземных и подземных магистральных трубопроводов. Аэрокосмический мониторинг особенно важен для труднодоступных объектов, где проведение непосредственных измерений затруднено или невозможно.

Для решения задач промышленно-экологического мониторинга (ПЭМ) наибольшее распространение получили следующие методы:

- методы мониторинга средствами активного зондирования, к которым относятся лидары, работающие по методу комбинационного рассеяния, на резонансных эффектах и по принципу дифференциального поглощения. Наиболее пригодными для дистанционного контроля нефтяных загрязнений являются системы активного ИК- и УФ-зондирования, а также флуоресцентный лазер, позволяющий определять наличие нефти на поверхности: воды, почвы, снега, льда. Примером типичного лазерного флуориметра может служить лидар MK-III КЦДЗ (канадского центра дистанционного зондирования). Лидарпредназначен для обнаружения, идентификации, картирования, слежения за перемещением нефтяных пленок на поверхности воды. Основные параметры ли- дара излучатель — N-лазер, длина волны — 0,37 мкм, диапазонспектрометра — 0,386-0,690 мкм. Следует отметить, что с помощью лидаров, в принципе, возможно, определять концентрации загрязняющих веществ. Так, например, перестраиваемый лидар в ИК-диапазоне (от 2,7 до 3,7 мкм), используемый на вертолете МИ-8Т в составе комплекса «Эфир-АК», позволяет измерять концентрации углеводородных газов (метан, этан), а также сероводород и другие газы с пределом обнаружения до 2 ppm.

- методы мониторинга средствами пассивного зондирования, к которым относятся тепловизионные системы, много- спектральные сканеры, средства телевизионной и аэрофотосъемки, трассовые радиометры, видеоспектрометры. Многоспектральные сканеры являются наиболее универсальными системами пассивного дистанционного зондирования, так как они могут объединять функции телевизионных, тепловизионных и спектрометрических систем. В НИИ комплексных испытаний оптико-электронных приборов ВНЦ “ГОИ им С. И. Вавилова” разработан многоспектральный сканер «Везувий ЭК», предназначенный для получения изображения в видимом, инфракрасном и тепловом диапазонах. Методы теплового контроля являются косвенными и основаны на регистрации теплофизических свойств загрязненной поверхности. Таким образом, тепловизоры, ИК-сканеры могут зафиксировать, как правило, факт наличия загрязнения, а не определять концентрацию;

- радиотехнические методы мониторинга– радиотепловые измерения в СВЧ-диапазоне и активное радиолокационное зондирование.

Особенно эффективно применение СВЧ-радиометрии (миллиметровый диапазон) для обнаружения и контроля нефтяных загрязнений водной поверхности, а также измерения толщины пленки. Например, двухканальный СВЧ-радиометр, работающий в диапазоне 10,7 – 3,5 ГГц, способен измерять толщину пленки в пределах от 0,1 до 7,0 мм при полосе захвата 1600 м с высоты 800 м и скорости полета 200 км/ч.

Физико-химические методы позволяют определить концентрацию многих веществ, загрязняющих окружающую природную среду, но это не всегда достаточно для корректной оценки качества атмосферного воздуха, воды, почвы. По современным представлениям для этого необходимо анализ природных сред, выполняемый физико-химическими методами дополнить исследованиями, проведенными биологическими методами.