Ολοκληρωµένη ιαχείριση Πετρελαιοκηλίδων. Καθηγ. Ν. Καλογεράκης ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΚΡΗΤΗΣ

Transcript

1 Ολοκληρωµένη ιαχείριση Πετρελαιοκηλίδων Καθηγ. Ν. Καλογεράκης ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΚΡΗΤΗΣ

2 Οι οκτώ βασικές διεργασίες ου ε ηρεάζουν την τύχη ετρελαιοκηλίδων Εξάπλωσ η Γαλακτωµατοποίη ση Εξάτµιση Οξείδωση Εξάπλωσ η ιάλυση ιασπορά Καταβύθιση Βιοδιάσπαση

3 ιεργασίες συναρτήσει του χρόνου ΕΞΑΤΜΙΣΗ ΙΑΣΠΟΡΑ ΙΑΛΥΣΗ ΟΞΕΙ ΩΣΗ ΓΑΛΑΚΤΩΜ Α- ΤΟΠΟΙΗΣΗ ΒΙΟ ΙΑΣΠΑ ΣΗ ΚΑΤΑΒΥΘΙΣ Η ΕΞΑΠΛΩΣΗ ΩΡΑ ΗΜΕΡΑ Β ΟΜΑ Α ΜΗΝΑΣ ΕΤΟΣ

4 Η επίδραση του είδους πετρελαιοειδών στον ρυθµό αποµάκρυνσης Όταν ο χρόνος αποµάκρυνσης είναι µεγάλος, αυξάνει η πιθανότατα να φτάσει η πετρελαιοκηλίδα στην ακτή ΟΜΑ Α Πυκνότητα Τυπικά πετρέλαια I < 0.8 Gasoline, Kerosene II Gas Oil, Abu Dhabi Crude III Arabian Light Crude, North Sea Crude Oils (e.g. Forties) IV > 0.95 Heavy Fuel Oil, Venezuelan Crude Oils

5 Αριθµός Μεγάλων Πετρελαιοκηλίδων (> 700 tonnes) κηλίδες κατ έτος κηλίδες κατ έτος κηλίδες κατ έτος κηλίδες κατ έτος

6 Αριθµός Πετρελαιοκηλίδων Κηλίδες: > 700 t Κηλίδες: t

7 Ποσότητα ετρελαιοειδών ου εισέρχεται στο θαλάσσιο εριβάλλον κατ έτος

8 Πετρελαιοκηλίδες: <7 tonnes Μικρές Κηλίδες: (< 700 t) Πετρελαιοκηλίδες: tonnes Μεσαίες Κηλίδες: (7 700 t) Πετρελαιοκηλίδες: >700 tonnes Μεγάλες Κηλίδες: (> 700 t)

9 Μεγάλα ατυχήµατα (τελευταία 30 χρόνια)

10 Έχουµε στην Μεσόγειο ρόβληµα?

11 Συνολικά για

12 Που έχουµε το ερισσότερο ετρέλαιο?

13 Σηµαντική διακύµανση ανά εριοχή

14 Τεχνολογίες Αποκατάστασης (ανοικτή θάλασσα) Περιορισµός και Ανάκτηση πετρελαιοειδών: Πλωτά φράγµατα χρησιµοποιούνται να εµποδίσουν την εξάπλωση και µετά γίνεται ανάκτηση µε χρήση skimmers

15 Chemical dispersants Στόχος είναι η καταβύθιση των πετρελαιοειδών από την επιφάνεια. Ο βυθός γίνεται όλο και πιο τοξικός Χάρτες χρήσης Απαγορεύεται η χρήση τους κοντά στις ακτές

16 Καινοτόµες πρακτικές Συγκέντρωση και ανάκτηση (skimmers) προτού προστεθούν χηµικά διασποράς. Skimmer / Dispersant spaying system Oil + chemicals Oil

17 Εναλλακτικές τεχνικές καθαρισµού In-situ καύση: Απαγορεύεται αυστηρά η χρήση. ηµιουργία εξαιρετικά τοξικών ουσιών (αέρια & υγρά). ΒΙΟΕΞΥΓΙΑΝΣΗ Βιοδιέγερση (Biostimulation): Προσθήκη θρεπτικών (κυρίως Ν & Ρ) για διατηρήσουν την σχέση C:N:P (100:10:1) ώστε οι αυτόχθονες µικροοργανισµοί να αυξηθούν σύντοµα. Βιοενίσχυση (Bioaugmentation): Η προσθήκη εξειδικευµένων µικροοργανισµών που αποδοµούν πετρελαιοειδή. Έχουν ήδη αναπτυχθεί στο εργαστήριο και διατηρούνται.

18 Παραγωγή µικροοργανισµών στο εργαστήριο (Πολυτεχνείο Κρήτης) Θαλασσινό νερό + 1.5% diesel/αργό πετρέλαιο + άζωτο & φώσφορο (C:N:P = 100:10:1) Λυοφιλιωποίηση των µικροοργανισµών (αποµάκρυνση νερού στους -55 ο C

19 120% Removal (%) of C19-C34 alkanes after 18 days in various samples according to the control in 0 day Removal (%) of C19-C34 in oil 100% 80% 60% 40% 20% 0% CC18 S UL18 ULR18 ULRM18 Samples of day 18 Rremoval (%) of C19-C34 alkanes in oil 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Besides biostimulation use bioaugmentation to speed up initial response! Removal (%) of C19-C34 alkanes during sampling days 7 and 18 in the UL, ULR and ULRM formulations Day 7 28% 80% 61% Day 18 83% 96% 87%

20 Ρύπανση ακτογραµµής (αµµώδεις & βραχώδεις ακτές) εδοµένης της δυσκολίας ανάκτησης πετρελαιοειδών σε ανοικτή θάλασσα, πολλές πετρελαιοκηλίδες φτάνουν στην ακτογραµµή. Το αργό πετρέλαιο που φτάνει στις ακτές δηµιουργεί µεγάλο περιβαλλοντικό πρόβληµα µε σηµαντικές οικονοµικές συνέπειες. Ρύπανση: 10 L/m 2 Ρύπανση: 1 L/m 2

21 Καθαρισµός ακτογραµµής (ρυπασµένη άµµος & βραχώδεις ακτές) Είναι σηµαντικό να αρχίσει άµεσα η αποµάκρυνση των πετρελαιοειδών από τις ακτές διότι µε την πάροδο του χρόνου το πετρέλαιο κολλάει πιο καλά στα βράχια ή αναµειγνύεται µε την άµµο και καθιζάνει Ανάκτηση του επιπλέοντος πετρελαίου µε χειρονακτική εργασία ή χρήση απλών αντλιών κενού) Ρυπασµένη ΑΜΜΟΣ: Συλλογή & επεξεργασία Ρυπασµένα ΒΡΑΧΙΑ: Καθαρισµός µε νερό

22 Καθαρισµός: Βραχώδεις ακτές Αποσυγκόλληση µε πλύσιµο των βράχων µε θαλασσινό νερό και συλλογή του µετά από περιορισµό µε booms και skimmers ή µε χρήση προσροφητικών υλικών. Αν η υπολειπόµενη ρύπανση είναι µεγάλη µπορεί να χρησιµοποιηθεί πλύσιµο µε ζεστό νερό υπό πίεση ή να χρησιµοποιηθούν ακόµα και χηµικά διασποράς.

23 Καθαρισµός: Αµµώδεις ακτές Κύρια µέθοδος: Χειρονακτική ανάκτηση. Κοσκίνισµα άµµου για αποµάκρυνση συσσωµατωµάτων από πίσσα & σκουπιδιών.

24 Επεξεργασία ρυπασµένης άµµου Land-farming: Η απλούστερη τεχνολογία για την αποµάκρυνση πετρελαιοειδών από ρυπασµένα χώµατα ή ιζήµατα. Μέγιστο βάθος 30 cm. Συχνή ανάδευση. Κλίση εδάφους 1 ο 2 ο Προσθήκη Ν & Ρ ΠΡΙΝ ΜΕΤ Α ιυλιστήρια Κορίνθου (Motor Oil) Μονάδα Landfarming

25 Ο ΗΓΙΕΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΙΑΣΠΟΡΑ ΜΙΓΜΑΤΟΣ ΘΡΕΠΤΙΚΩΝ ΣΕ ΠΕΤΡΕΛΑΙΟΚΗΛΙ ΕΣ (µετά από συλλογή µε skimmer) BHMA 1: ιάλυση θρεπτικών στο ΑΣΠΡΟ δοχείο σε θαλασσινό νερό. Μία σακούλα από (a) Άζωτο, (b) Φώσφορο και (c) Μικρο-οργανισµών. Ποσότητες αρκούν για 1000 m 2 BHMA 2: Σύνδεση VENTURI µε σωλήνες από (a) αντλία, (b) σωλήνα ψεκασµού και (c) σωληνάκι θρεπτικών (µε αυτή την σειρά) Προσθήκη θρεπτικών (a, b & c) Προσθήκη 50 L νερού (a) (b) (c) Σωληνάκι θρεπτικώ ν Σωλήνας ψεκασµο ύ οχείο θρεπτικών Αντλία θαλασσινού νερού οχείο θρεπτικώ ν

26 Ο ΗΓΙΕΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΙΑΣΠΟΡΑ ΜΙΓΜΑΤΟΣ ΘΡΕΠΤΙΚΩΝ ΣΕ ΠΕΤΡΕΛΑΙΟΚΗΛΙ ΕΣ (µετά από συλλογή µε skimmer) BHMA 3: Βύθιση αντλίας στην θάλασσα και δέσιµο του σκοινιού σε σταθερό σηµείο. Σύνδεση της αντλίας µε ρεύµα (είτε του πλοίου είτε στην γεννήτρια) Σύνδεση στη γεννήτρια (220V) BHMA 4: Ρύθµιση της ροής θρεπτικών στο µέγιστο. Επιφανειακώς ψεκασµός θαλασσινού νερού µε θρεπτικά µέχρι εξάντλησης των θρεπτικών. Η ποσότητα των διαλυµένων θρεπτικών αρκεί για ψεκασµό σε 1000 m 2 Σκοινί αντλίας οχείο θρεπτικώ ν ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΚΡΗΤΗΣ Εργαστήριο Βιοχηµικής Μηχανικής & Περιβαλλοντικής Βιοτεχνολογίας αντλία

27 Ο ΗΓΙΕΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΡΥΠΑΣΜΕΝΗΣ ΑΜΜΟΥ ΜΕ ΠΕΤΡΕΛΑΙΟΕΙ Η BHMA 1: ιαµόρφωση χώρου εναπόθεσης µε JCB (µε κρηπίδωµα και κλίση 2%) BHMA 2: Στρώσιµο της πλαστικής µεµβράνης (6 m Χ 12 m) Σειράδια Κρηπίδωµα BHMA 3: Εναπόθεση ρυπασµένης άµµου επάνω στην µεµβράνη (µέγιστη φόρτωση 30 cm) ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΚΡΗΤΗΣ Εργαστήριο Βιοχηµικής Μηχανικής & Περιβαλλοντικής Βιοτεχνολογίας 12 m ΑντλίαΣυλλογής ιασταλλαγµάτων Ράµπα Εισόδου 6m 100L Πλαστικός σωλήνας διοχέτευσης διασταλλαγµάτων µήκους L=5 m εξαµενή Περισυλλογής ιασταλλαγµάτων

28 Ο ΗΓΙΕΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΡΥΠΑΣΜΕΝΗΣ ΑΜΜΟΥ ΜΕ ΠΕΤΡΕΛΑΙΟΕΙ Η BHMA 4: ιάλυση θρεπτικών στο ΚΑΦΕ δοχείο σε θαλασσινό νερό. Μία σακούλα από (a) Άζωτο, (b) Φώσφορο και (c) Μικρο-οργανισµών. Ποσότητες αρκούν για µία εφαρµογή. Προσθήκη θρεπτικών (a, b & c) Προσθήκη 50 L νερού BHMA 5: Τοποθέτηση αντλίας εντός δοχείου και σύνδεση στην γεννήτρια. Ψεκασµός θρεπτικών επί της ρυπασµένης άµµου. Σε περίπτωση υψηλής ρύπανσης τα βήµατα 4 & 5 επαναλαµβάνονται. οχείο θρεπτικώ ν αντλία BHMA 6: Τοποθέτηση δεύτερης αντλίας στο χαµηλότερο σηµείο της γεωµεβράνης για ανακύκλωση των διασταλ-λαγµάτων. Ανάδευση της άµµου κάθε 15 µέρες και ψεκασµός των συγκεντρωθέντων διασταλλαγµάτων. οχείο θρεπτικών & ανακύκλωσης διασταλλαγµάτων Αντλία διασταλλαγµάτων Προστατευτικός σωλήνας αντλίας ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΚΡΗΤΗΣ Εργαστήριο Βιοχηµικής Μηχανικής & Περιβαλλοντικής Βιοτεχνολογίας

29 Συµ ερασµατικά T E C H N I C A L U N I V E R S I T Y O F C R E T E Έχει γίνει η προµήθεια πλωτών φραγµάτων και skimmers για την ανάκτηση πετρελαιοειδών. Έχει γίνει προµήθεια συστήµατος ενίσχυσης & διέγερσης των θαλάσσιων µικροοργανισµών που αποδοµούν πετρελαιοειδή. Για την σωστή αντιµετώπιση µικρών πετρελαιοκηλίδων απαιτείται (α) εκπαίδευση και (β) Σχέδιο Έκτακτης Ανάγκης

30 Key components: Source of nitrogen: Uric acid It is a cost effective natural origin waste product of birds etc., it has low solubility in water (it is not readily washed out) binds to crude oil and therefore it is available for bacteria growing at the hydrocarbon-water interface. Source of phosphorous: Lecithin It is a natural phospholipid, oil soluble, easy to get at low cost as by-product of the Vegetable Oil Industry and has good dispersant properties (can serve as a biosurfactant). Source of organic carbon: Molasses It is a natural by-product of the Sugar Industry, the carbon is in the form of sucrose, it contains vitamins which enhance respiration as compared to those supplied with oil carbons and minerals only.

31 Tested formulation contains Uric acid: source of N Lecithin : source of P, serves as a biosurfactant also Rhamnolipids: source of organic C, serves as a biosurfactant Molasses: source of organic C