Olejová skvrna - Oil spill

Kelp po úniku ropy
Ropná skvrna z úniku ropy Montara v Timorském moři, září 2009

Únik ropy je uvolnění kapalného ropného uhlovodíku do životního prostředí, zejména mořského ekosystému , v důsledku lidské činnosti, a je forma znečištění . Termín je obvykle uveden pro mořské úniky ropy, kde se ropa uvolňuje do oceánů nebo pobřežních vod , ale k úniku může dojít i na souši. Úniky ropy mohou být způsobeny únikem ropy z tankerů , pobřežních plošin , vrtných souprav a vrtů , jakož i únikem rafinovaných ropných produktů (jako je benzín , nafta ) a jejich vedlejšími produkty, těžšími palivy používanými velkými loděmi, jako je palivové palivo nebo rozlití jakéhokoli olejového odpadu nebo odpadního oleje .

Olejové skvrny pronikají do struktury peří ptáků a srsti savců, snižují jeho izolační schopnost a činí je náchylnějšími ke kolísání teploty a mnohem méně se vznášejí ve vodě. Vyčištění a využití po úniku ropy je obtížné a závisí na mnoha faktorech, včetně typu rozlitého oleje, teploty vody (ovlivňující odpařování a biodegradace) a typů pobřežních linií a pláží. Vyčištění rozlití může trvat týdny, měsíce nebo dokonce roky.

Úniky ropy mohou mít pro společnost katastrofální důsledky; ekonomicky, ekologicky a sociálně. V důsledku toho nehody způsobené ropnými skvrnami vyvolaly intenzivní pozornost médií a politický rozruch, což mnohé spojilo v politický boj o reakci vlády na ropné skvrny a jaká opatření jim mohou nejlépe zabránit.

Největší úniky ropy

Únik ropy a rafinovaného paliva při nehodách tankerů poškodil zranitelné ekosystémy na Aljašce , v Mexickém zálivu , na Galapágách , ve Francii , v Sundarbans , Ogonilandu a na mnoha dalších místech. Množství ropy vylité při nehodách se pohybovalo od několika stovek tun do několika set tisíc tun (např. Ropná skvrna Deepwater Horizon , atlantická císařovna , Amoco Cadiz ), ale objem je omezenou mírou poškození nebo nárazu. Ukázalo se, že menší úniky mají velký dopad na ekosystémy, jako například ropná skvrna Exxon Valdez kvůli odlehlosti místa nebo obtížnosti reakce na mimořádné situace v oblasti životního prostředí.

Od roku 2004 uniká 300 až 700 barelů ropy denně z místa ropné plošiny ležící 12 mil od pobřeží Louisiany, která se potopila v důsledku hurikánu Ivan . Únik ropy, o kterém úředníci odhadují, že by mohl pokračovat po celé 21. století, nakonec předstihne katastrofu BP Deepwater Horizon v roce 2010 jako dosud největší, ale v současné době neexistuje žádná snaha omezit množství vyteklých hlav vrtů.

Úniky ropy na moři jsou obecně mnohem škodlivější než úniky na pevnině, protože se mohou šířit po stovky námořních mil na tenké ropné skvrně, která může pokrýt pláže tenkou vrstvou oleje. Ty mohou zabíjet mořské ptáky, savce, měkkýše a další organismy, které potahují. Úniky ropy na pevninu jsou snáze dosažitelné, pokud lze provizorní zemní hráz rychle buldozovat kolem místa úniku, než unikne většina ropy, a pozemská zvířata se ropě mohou snáze vyhnout.

Největší úniky ropy
Rozlití / tanker Umístění datum Tuny ropy
(tisíce)
Sudy
(tisíce)
Americké galony
(tisíce)
Reference
Kuvajtské ropné požáry Kuvajt 16. ledna 1991 - 06.11.1991 136 000 1 000 000 42 000 000
Kuvajtská ropná jezera Kuvajt Leden 1991 - listopad 1991 3 409 –6 818 25 000 - 50 000 1 050 000 - 2 100 000
Lakeview Gusher Kern County , Kalifornie, USA 14. března 1910 - září 1911 1 200 9 000 378 000
Únik ropy z války v Perském zálivu Kuvajt , Irák a Perský záliv 19. ledna 1991 - 28. ledna 1991 818 –1,091 6000 -8000 252 000 - 336 000
Deepwater Horizon Spojené státy, Mexický záliv 20. dubna 2010 - 15. července 2010 560 –585 4100 - 4900 189 000 - 231 000
Ixtoc I Mexiko, Mexický záliv 03.06.1979 - 23 března 1980 454 –480 3 329 –3 520 139 818 –147 840
Atlantská císařovna / Egejský kapitán Trinidad a Tobago 19. července 1979 287 2 105 88,396
Údolí Fergana Uzbekistán 02.03.1992 285 2090 87 780
Polní platforma Nowruz Írán , Perský záliv 04.02.1983 260 1 900 80 000
ABT léto Angola , 1300 km; 810 mi) na volném moři 28. května 1991 260 1 907 80 080
Castillo de Bellver Jižní Afrika , záliv Saldanha 06.08.1983 252 1848 77 616
Amoco Cadiz Francie, Bretaň 16. března 1978 223 1635 68 684
Taylor Energy Spojené státy, Mexický záliv 23. září 2004 - současnost 210 –490 1500 -3500 63 000 - 147 000
Odysea u pobřeží Nového Skotska v Kanadě 10. listopadu 1988 132 968 40 704
Torrey Canyon Anglie, Cornwall 18. března 1967 119 872 36,635

Dopad člověka

Únik ropy představuje bezprostřední nebezpečí požáru. Tyto kuvajtské ropné požáry vyrábí znečištění ovzduší , která způsobila dýchací potíže. Deepwater Horizon exploze zabila jedenáct ropné plošiny pracovníků. Oheň způsobený vykolejením Lac-Mégantic zabil 47 lidí a zničil polovinu centra města.

Rozlitý olej může také kontaminovat zásoby pitné vody. Například v roce 2013 dvě různé ropné skvrny kontaminovaly dodávky vody pro 300 000 v Miri v Malajsii ; 80 000 lidí v Coca, Ekvádor . V roce 2000 byly prameny kontaminovány ropnou skvrnou v Clark County, Kentucky .

Ballsh, Mallakaster, Albánie 2019 17 - ropa

Kontaminace může mít ekonomický dopad na odvětví cestovního ruchu a těžbu mořských zdrojů. Například ropná skvrna Deepwater Horizon ovlivnila plážovou turistiku a rybolov podél pobřeží Mexického zálivu a odpovědné strany byly povinny odškodnit ekonomické oběti.

Účinky na životní prostředí

Surf turpan zahrnuty v oleji jako důsledku úniku ropy z San Francisco Bay 2007
Pták pokrytý ropou z úniku ropy z Černého moře

V Anglii byla ve dvacátých letech 20. století známá hrozba, kterou pro rozlitou ropu představují ptáci, ryby, měkkýši a korýši, a to především díky pozorováním provedeným v Yorkshire . Toto téma bylo také prozkoumáno ve vědeckém dokumentu vytvořeném Národní akademií věd v USA v roce 1974, který zvažoval dopady na ryby, korýše a měkkýše. Papír byl omezen na 100 kopií a byl popsán jako koncept dokumentu, který nebude citován.

Rozlitý olej může obecně ovlivnit zvířata a rostliny dvěma způsoby: přímo z oleje a z procesu reakce nebo vyčištění. Neexistuje jasný vztah mezi množstvím ropy ve vodním prostředí a pravděpodobným dopadem na biologickou rozmanitost. Menší únik v nevhodnou dobu/špatnou sezónu a v citlivém prostředí se může ukázat mnohem škodlivější než větší únik v jiném ročním období v jiném nebo dokonce stejném prostředí. Olej proniká do struktury peří ptáků a srsti savců, snižuje jejich izolační schopnost a činí je odolnější vůči teplotním výkyvům a mnohem méně se vznáší ve vodě.

Zvířata, která spoléhají na vůni, aby našla své děti nebo matky, nemohou kvůli silné vůni oleje. To způsobí, že dítě bude odmítnuto a opuštěno, takže děti hladoví a nakonec zemřou. Olej může narušit schopnost ptáka létat a zabránit mu v hledání potravy nebo v úniku před predátory. Když uhladit , ptáci mohou přijímat olej povlak peří, nedráždí trávicí trakt , změny jater funkci, a způsobuje ledvin poškození. Spolu se sníženou schopností pást se to může rychle projevit dehydratací a metabolickou nerovnováhou. Někteří ptáci vystavení ropě také zaznamenávají změny v jejich hormonální rovnováze, včetně změn v jejich luteinizačním proteinu. Většina ptáků zasažených ropnými skvrnami zemře na komplikace bez zásahu člověka. Některé studie naznačují, že i po vyčištění přežije méně než jedno procento ptáků namočených v oleji, ačkoli míra přežití může také překročit devadesát procent, jako v případě úniku ropy z pokladu MV . Úniky ropy a události dumpingu ropy postihují mořské ptactvo přinejmenším od 20. let 20. století a ve 30. letech 20. století byly chápány jako globální problém.

Silně osrstění mořští savci vystavení ropným skvrnám jsou postiženi podobnými způsoby. Olej pokrývá srst mořských vyder a tuleňů , snižuje jeho izolační účinek a vede ke kolísání tělesné teploty a podchlazení . Ropa může také oslepit zvíře a ponechat ho bezbranné. Požití oleje způsobuje dehydrataci a zhoršuje trávicí proces. Zvířata se mohou otrávit a mohou zemřít v důsledku vniknutí oleje do plic nebo jater.

Existují tři druhy bakterií konzumujících olej. Bakterie redukující sírany (SRB) a bakterie produkující kyseliny jsou anaerobní , zatímco obecné aerobní bakterie (GAB) jsou aerobní . Tyto bakterie se vyskytují přirozeně a budou působit, aby odstranily ropu z ekosystému, a jejich biomasa bude mít tendenci nahrazovat jiné populace v potravinovém řetězci. Chemické látky z oleje, které se rozpouštějí ve vodě, a proto jsou k dispozici bakteriím, jsou chemikálie ve frakci oleje související s vodou .

Kromě toho mohou úniky ropy také poškodit kvalitu ovzduší. Chemickými látkami v ropě jsou většinou uhlovodíky, které obsahují toxické chemikálie, jako jsou benzeny , toluen , polyaromatické uhlovodíky a okysličené polycyklické aromatické uhlovodíky . Tyto chemikálie mohou mít při vdechnutí do lidského těla nežádoucí účinky na zdraví. Kromě toho mohou být tyto chemikálie oxidovány oxidanty v atmosféře za vzniku jemných částic poté, co se vypaří do atmosféry. Tyto částice mohou proniknout do plic a přenášet toxické chemikálie do lidského těla. Hořící povrchový olej může být také zdrojem znečištění, jako jsou částice sazí. Během procesu čištění a obnovy bude také generovat z lodí znečišťující látky, jako jsou oxidy dusíku a ozón. A konečně, prasknutí bublin může být také generační cestou pro pevné částice během úniku ropy. Během ropné skvrny Deepwater Horizon byly na pobřeží Mexického zálivu, které je po proudu ropné skvrny DWH, zjištěny významné problémy s kvalitou ovzduší. Údaje z monitorování kvality ovzduší ukázaly, že kritéria znečišťujících látek překročila v pobřežních oblastech zdravotní standard.

Zdroje a míra výskytu

Úniky ropy mohou být způsobeny lidskou chybou, přírodními katastrofami, technickými poruchami nebo záměrným uvolněním. Odhaduje se, že 30–50% všech úniků ropy je přímo nebo nepřímo způsobeno lidskou chybou, přičemž přibližně 20–40% úniků ropy je přičítáno selhání nebo nesprávné funkci zařízení. Příčiny úniku ropy se dále rozlišují mezi záměrnými úniky, jako jsou provozní výboje nebo válečné činy a náhodná vypouštění. Náhodné úniky ropy jsou v centru pozornosti literatury, přestože některé z největších ropných skvrn, jaké kdy byly zaznamenány, byly ropné skvrny v Perském zálivu (na moři) a kuvajtské ropné požáry (na pevnině) záměrné válečné činy. Akademická studie zdrojů a příčin ropných skvrn identifikuje zranitelná místa infrastruktury pro přepravu ropy a vypočítává pravděpodobnost úniku ropy. To pak může vést k preventivním snahám a regulačním politikám

Přírodní prosakuje

Přibližně 40-50% veškeré ropy uvolněné do oceánů pochází z přírodních prosaků z hornin mořského dna. To odpovídá přibližně 600 000 tunám ročně na globální úrovni. Přestože jsou přírodní prosaky jediným největším zdrojem ropných skvrn, jsou považovány za méně problematické, protože ekosystémy se takovým pravidelným únikům přizpůsobily. Například na místech prosakování přírodního oleje se vyvinuly oceánské bakterie k trávení molekul ropy.

Ropné tankery a plavidla

Plavidla mohou být zdrojem úniku ropy buď při provozním vypouštění ropy, nebo v případě nehod ropných tankerů . Odhaduje se, že provozní vypouštění z plavidel představuje 21% úniků ropy z plavidel. Vyskytují se v důsledku nedodržení předpisů nebo svévolného vypouštění odpadního oleje a vody obsahující takovéto zbytky oleje. Takové provozní výboje jsou regulovány konvencí MARPOL . Provozní úniky jsou časté, ale malé množství oleje vylitého na jedno vypouštění, a často nejsou v centru pozornosti ohledně ropných skvrn. Došlo k trvalému poklesu provozních vypouštění ropy, přičemž od 90. let minulého století došlo k dalšímu poklesu přibližně o 50%.

Náhodné úniky z ropných nádrží představují přibližně 8-13% veškerého oleje uniklého do oceánů. Mezi hlavní příčiny úniku ropných nádrží patří mimo jiné kolize (29%), uzemnění (22%), nesprávné zacházení (14%) a potopení (12%). Úniky ropných tankerů jsou považovány za hlavní ekologickou hrozbu kvůli velkému množství ropy vylité při každé nehodě a skutečnosti, že hlavní námořní dopravní trasy jsou blízko velkých mořských ekosystémů . Přibližně 90% světové přepravy ropy probíhá ropnými tankery a absolutní množství obchodu s ropou po moři se neustále zvyšuje. Došlo však ke snížení počtu úniků z ropných tankerů a množství oleje uvolněného na únik ropného tankeru. V roce 1992 byl MARPOL změněn a stanovil jako povinné pro velké tankery (5 000 dwt a více) dvojité trupy . To je považováno za hlavní důvod pro omezení úniku ropných tankerů spolu s dalšími inovacemi, jako je GPS , dělení plavidel a námořní cesty v úzkých úžinách.

Offshore ropné plošiny

Náhodné úniky z ropných plošin dnes představují přibližně 3% ropných skvrn v oceánech. K prominentnímu úniku ropy z pobřežní plošiny obvykle došlo v důsledku výbuchu . Mohou pokračovat měsíce, dokud nebudou vyvrtány studny, což povede k úniku obrovského množství ropy. Pozoruhodné příklady takových olejových skvrn jsou hlubinné Horizon a Ixtoc já . Zatímco technologie pro vrtání v hlubokých vodách se za posledních 30–40 let výrazně zlepšily, ropné společnosti se přesouvají na místa vrtů na stále obtížnějších místech. Výsledkem tohoto nejednoznačného vývoje není jasný trend týkající se četnosti úniků ropných plošin na moři.

Potrubí

Odhaduje se, že ropovody jako zdroje úniku ropy přispívají 1% znečištění ropou do oceánů. Důvody jsou nedostatečné a mnoho úniků ropovodů se vyskytuje na souši, přičemž do oceánů se dostávají jen zlomky této ropy. Celkově však v posledních čtyřech desetiletích došlo k podstatnému nárůstu úniku ropy z potrubí. Mezi prominentní příklady patří ropné skvrny potrubí v deltě Nigeru . Úniky ropovodu do potrubí mohou být způsobeny vlečnými sítěmi rybářských člunů, přírodními katastrofami, korozí potrubí, konstrukčními vadami a úmyslnou sabotáží nebo útoky, jako je tomu u potrubí Caño Limón-Coveñas v Kolumbii.

Jiné zdroje

Rekreační lodě mohou rozlévat ropu do oceánu kvůli operační nebo lidské chybě a nepřipravenosti. Částky jsou však malé a takové úniky ropy je těžké sledovat kvůli nedostatečnému vykazování.

Ropa se může dostat do oceánů jako ropa a palivo z pozemních zdrojů. Odhaduje se, že odtoková ropa a ropa z řek jsou zodpovědné za 11% ropného znečištění oceánů. Takovým znečištěním může být také ropa na silnicích z pozemních vozidel, která se pak během dešťových bouří spláchne do oceánů. Čistě ropné skvrny na pevnině se liší od ropných skvrn v moři v tom, že ropa na pevnině se nešíří tak rychle jako ve vodě, a efekty tak zůstávají lokální.

Vyčištění a obnova

Letadlo americké vojenské rezervy postříká dispergátor Corexit přes únik ropy Deepwater Horizon v Mexickém zálivu.
Úsilí o vyčištění po úniku ropy Exxon Valdez .
Tým reakce na únik ropy amerického námořnictva cvičí s „vysokorychlostním systémem zadržování ropy Harbour Buster“.

Vyčištění a využití po úniku ropy je obtížné a závisí na mnoha faktorech, včetně typu rozlitého oleje, teploty vody (ovlivňující odpařování a biodegradace) a typů pobřežních linií a pláží. Fyzické čištění ropných skvrn je také velmi nákladné. Mikroorganismy, jako jsou druhy Fusobacteria, však vykazují potenciál pro budoucí vyčištění ropných skvrn díky své schopnosti kolonizovat a degradovat ropné skvrny na mořské hladině.

Metody čištění zahrnují:

  • Bioremediace : použití mikroorganismů nebo biologických činidel k rozkladu nebo odstranění oleje; jako je Alcanivorax bakterie nebo Methylocella silvestris .
  • Bioremediační akcelerátor: molekula pojiva, která v kombinaci s živinami přesouvá uhlovodíky z vody do gelů, podporuje přirozenou bioremediaci. Oleofilní, hydrofobní chemikálie, neobsahující žádné bakterie, která se chemicky a fyzicky váže na rozpustné i nerozpustné uhlovodíky. Urychlovač působí jako pastevní činidlo ve vodě a na povrchu a plovoucí molekuly, jako je fenol a BTEX, na povrch vody a vytvářejí aglomerace podobné gelu. Nedetekovatelné úrovně uhlovodíků lze získat ve vyráběné vodě a zvládnutelných vodních sloupcích. Přetříkáním lesku bioremediačním urychlovačem je lesk odstraněn během několika minut. Emulze bohatá na živiny, ať už se aplikuje na souš nebo na vodu, vytváří květ místních, původních, již existujících, uhlovodíků konzumujících bakterií. Tyto specifické bakterie rozkládají uhlovodíky na vodu a oxid uhličitý, přičemž testy EPA ukazují, že 98% alkanů je biologicky odbouráno za 28 dní; a aromatické látky, které jsou biologicky odbourávány 200krát rychleji než v přírodě, někdy také používají vodní spalovací zařízení k vyčištění oleje tím, že jej odstraní z většiny oleje a spálí.
  • Řízené spalování může účinně snížit množství oleje ve vodě, pokud je provedeno správně. Lze to však provést pouze za slabého větru a může to způsobit znečištění ovzduší .
Ropné skvrny na jezeře Maracaibo
Dobrovolníci, kteří uklízejí následky úniku ropy Prestige
  • K rozptýlení ropných skvrn lze použít dispergátory . Dispergátorem je buď povrchově aktivní polymer nebo povrchově aktivní látka přidaná do suspenze , obvykle koloidní , za účelem zlepšení separace částic a zabránění usazování nebo shlukování . Mohou rychle rozptýlit velké množství určitých typů ropy z mořské hladiny přenesením do vodního sloupce . Způsobí rozpad olejové skvrny a vytvoření ve vodě rozpustných micel, které se rychle ředí . Olej se pak účinně rozprostře do většího objemu vody, než je povrch, odkud byl olej dispergován. Mohou také oddálit tvorbu perzistentních emulzí typu olej ve vodě . Laboratorní experimenty však ukázaly, že dispergátory zvýšily hladiny toxických uhlovodíků v rybách až 100krát a mohou usmrtit rybí vejce. Rozptýlené kapičky oleje pronikají do hlubší vody a mohou smrtelně kontaminovat korály . Výzkum naznačuje, že některé dispergátory jsou toxické pro korály. Studie z roku 2012 zjistila, že dispergátor Corexit zvýšil toxicitu oleje až 52krát. V roce 2019 vydaly Národní akademie USA zprávu analyzující výhody a nevýhody několika metod a nástrojů reakce.
  • Sledujte a čekejte: v některých případech může být nejvhodnější přirozený útlum oleje, vzhledem k invazivnímu charakteru usnadněných metod sanace, zejména v ekologicky citlivých oblastech, jako jsou mokřady.
  • Bagrování : pro oleje rozptýlené v detergentech a jiných olejích hustších než voda.
  • Skimming : Vyžaduje klidné vody po celou dobu procesu. Plavidla používaná k čištění skimmingu se nazývají Gulp Oil Skimmers.
  • Tuhnutí: Ztužovače se skládají z malých plovoucích pelet suchého ledu a hydrofobních polymerů, které adsorbují a absorbují . Čistí ropné skvrny změnou fyzikálního stavu rozlitého oleje z kapalného na pevný, polotuhý nebo kaučukovitý materiál, který plave na vodě. Ztužovače jsou nerozpustné ve vodě, proto je odstranění ztuhlého oleje snadné a olej se nevyluhuje. Ukázalo se, že zpevňovače jsou relativně netoxické pro vodní organismy a volně žijící zvířata a bylo prokázáno, že potlačují škodlivé páry běžně spojené s uhlovodíky, jako je benzen , xylen a nafta . Reakční doba pro tuhnutí oleje je řízena povrchovou plochou nebo velikostí polymeru nebo suchých pelet, jakož i viskozitou a tloušťkou olejové vrstvy. Někteří výrobci produktů pro ztužovače tvrdí, že ztužený olej lze rozmrazit a použít, pokud je zmrazen suchým ledem nebo zlikvidován na skládkách, recyklován jako přísada do asfaltových nebo gumárenských výrobků nebo spálen jako palivo s nízkým obsahem popela. Zpevňovač s názvem CIAgent (vyráběný společností CIAgent Solutions of Louisville, Kentucky ) používá společnost BP v granulované formě, stejně jako v Marine and Sheen Booms na ostrově Dauphin a Fort Morgan, Alabama , na pomoc při čištění ropných skvrn Deepwater Horizon .
  • Vakuum a odstředivka : olej lze nasát společně s vodou a poté lze odstředivku použít k oddělení oleje od vody - což umožňuje naplnění tankeru téměř čistým olejem. Voda se obvykle vrací do moře, což činí proces efektivnější, ale umožňuje také návrat malého množství ropy. Tento problém ztěžoval používání odstředivek kvůli regulaci Spojených států omezující množství ropy ve vodě vrácené do moře.
  • Hrabání na pláži: sražený olej, který zůstane na pláži, může zachytit strojní zařízení.
Pytle s olejovým odpadem z úniku ropy Exxon Valdez

Použité vybavení zahrnuje:

  • Výložníky : velké plovoucí bariéry, které zaokrouhlují ropu a zvednou olej z vody
  • Skimmery : odstředěte olej
  • Sorbenty: velké absorbenty, které absorbují olej a adsorbují malé kapičky
  • Chemická a biologická činidla: pomáhá rozkládat olej
  • Vysavače: odstraňte olej z pláží a vodní hladiny
  • Lopaty a další silniční vybavení: obvykle se používá k čištění ropy na plážích

Prevence

  • Sekundární zadržování - metody zabraňující uvolňování ropy nebo uhlovodíků do životního prostředí.
  • Program prevence a protiopatření k prevenci úniku ropy (SPCC) od Agentury pro ochranu životního prostředí Spojených států .
  • Dvojité trupy -zabudujte dvojité trupy do plavidel, což snižuje riziko a závažnost úniku v případě kolize nebo uzemnění. Stávající plavidla s jednoduchým trupem lze také přestavět na dvojitý trup.
  • Silně trupové železniční přepravní tanky.

Postupy reakce na únik by měly zahrnovat prvky jako;

  • Seznam vhodného ochranného oděvu, bezpečnostního vybavení a čisticích materiálů potřebných k vyčištění rozlití (rukavice, respirátory atd.) A vysvětlení jejich správného používání;
  • Vhodné evakuační zóny a postupy;
  • Dostupnost zařízení pro hašení požáru;
  • Likvidační nádoby na rozlitý čisticí materiál; a
  • Mohou být vyžadovány postupy první pomoci.

Mapování indexu citlivosti prostředí (ESI)

Indexy citlivosti na životní prostředí (ESI) jsou nástroje používané k vytváření map citlivosti na životní prostředí (ESM). ESM jsou nástroje předběžného plánování používané k identifikaci citlivých oblastí a zdrojů před událostí úniku ropy za účelem stanovení priorit pro ochranu a plánování strategií čištění. Je to dosud nejpoužívanější mapovací nástroj pro vykreslování citlivých oblastí. ESI má tři složky: systém hodnocení pobřežních typů, sekci biologických zdrojů a kategorii zdrojů využívaných lidmi.

Historie a vývoj

ESI je dosud nejčastěji používaným nástrojem pro mapování citlivosti. Poprvé byl použit v roce 1979 v reakci na únik ropy poblíž Texasu v Mexickém zálivu. Do této doby byly mapy ESI připravovány jen několik dní před příjezdem na místo úniku ropy. ESM bývaly atlasy, mapy skládající se z tisíců stránek, které mohly pracovat pouze s úniky v oceánech. V posledních 3 desetiletích byl tento produkt přeměněn na všestranný online nástroj. Tato konverze umožňuje lepší přizpůsobitelnost indexování citlivosti a v roce 1995 americkým Národním úřadem pro oceán a atmosféru (NOAA) pracoval na nástroji, který umožňuje ESI rozšířit mapy na jezera, řeky a typy břehů ústí. ESI mapy se od té doby staly nedílnou součástí sběru, syntézy a produkce dat, která dosud nebyla nikdy dostupná v digitálních formátech. Zejména ve Spojených státech udělal tento nástroj působivý pokrok ve vývoji strategií ochrany přílivové zátoky, shromažďování sezónních informací a obecně v modelování citlivých oblastí. Spolu s mapováním geografického informačního systému (GIS) integruje ESI své techniky pro úspěšné geografické odkazy na tři různé typy zdrojů.

Použití a aplikace

ESI zobrazuje stabilitu životního prostředí, odolnost pobřeží vůči námořním katastrofám a konfigurace vztahu reakce na stres mezi všemi věcmi na moři. ESM vytvořené pro rozhodování související s ekologií dokážou přesně identifikovat citlivé oblasti a stanoviště, reakce na vyčištění, opatření reakce a strategie monitorování úniku ropy. Mapy umožňují odborníkům z různých oborů sejít se a pracovat efektivně během operací rychlé reakce. Proces výroby atlasu ESI zahrnuje technologii GIS. Tyto kroky zahrnují nejprve zónování oblasti, která má být zmapována, a zadruhé setkání s místními a regionálními odborníky na oblast a její zdroje. Následně je třeba identifikovat všechny typy pobřeží, biologické a lidské zdroje a určit jejich umístění. Jakmile jsou všechny tyto informace shromážděny, jsou digitalizovány. V digitálním formátu jsou zavedeny klasifikace, jsou vytvářeny tabulky a místní experti produkt před vydáním upřesňují.

Aktuálně nejběžnější využití ESI je v rámci pohotovostního plánování. Poté, co jsou mapy vypočítány a vytvořeny, jsou vybrány a ověřeny nejcitlivější oblasti. Tyto oblasti pak procházejí procesem zkoumání, během kterého se získávají metody ochrany a hodnocení zdrojů. Tento hloubkový výzkum je poté vložen zpět do ESM, aby se rozvinula jejich přesnost a umožnilo se do nich ukládat taktické informace. Hotové mapy se poté použijí pro cvičení a školení pro efektivitu čištění. Tréninky také často pomáhají aktualizovat mapy a vyladit určité nedostatky, ke kterým mohlo dojít v předchozích krocích.

ESI kategorie

Typ pobřeží

Typ pobřeží je klasifikován podle hodnosti v závislosti na tom, jak snadné by bylo cílové místo vyčistit, jak dlouho by olej přetrvával a jak citlivá je pobřeží. Systém hodnocení funguje na 10bodové stupnici, kde čím vyšší je pozice, tím citlivější je lokalita nebo pobřeží. Systém kódování obvykle funguje barevně, kde se pro stále citlivější typy používají teplé barvy a pro robustní břehy chladnější barvy. Pro každý splavný vodní útvar existuje funkce klasifikující jeho citlivost na olej. Mapování typu Shoreline kóduje širokou škálu ekologických prostředí, včetně ústí řek , jezerních a říčních prostředí. Plovoucí ropné skvrny vystavují pobřeží zvláštnímu riziku, když se nakonec dostanou na břeh, a pokryjí substrát olejem. Rozdílné substráty mezi typy břehů se liší v reakci na olejování a ovlivňují typ vyčištění, které bude nutné k účinné dekontaminaci pobřeží. Shreline žebříčku ESI proto pomáhá výborům identifikovat, které úklidové techniky jsou schváleny nebo poškozují přírodní prostředí. Kromě biologické produktivity a citlivosti se také bere v úvahu expozice, kterou musí pobřežní linie vlnit energií a přílivy a odlivy, typ substrátu a sklon pobřeží. Mangrovy a bažiny mívají vyšší hodnocení ESI kvůli potenciálně dlouhotrvajícím a škodlivým účinkům jak kontaminace ropy, tak čisticích akcí. Nepropustné a exponované povrchy s vysokou vlnovou akcí jsou zařazeny níže díky odrážejícím vlnám, které brání ropě přicházet na pevninu, a rychlosti, jakou přírodní procesy olej odstraní.

Biologické zdroje

V rámci biologických zdrojů ESI mapuje chráněná území i oblasti s biologicky různorodým významem. Obvykle jsou identifikovány pomocí integrovaného nástroje pro posuzování biologické rozmanitosti UNEP-WCMC . Existují různé typy pobřežních stanovišť a ekosystémů, a tedy také mnoho ohrožených druhů, které je třeba vzít v úvahu při pohledu na postižené oblasti po úniku ropy. Biotopy rostlin a živočichů, které mohou být ohroženy únikem ropy, se označují jako „prvky“ a jsou rozděleny podle funkční skupiny. Další klasifikace rozděluje každý prvek do skupin druhů s podobnou životní historií a chováním vzhledem k jejich zranitelnosti vůči ropným skvrnám. Existuje osm skupin prvků: ptáci, plazi, obojživelníci, ryby, bezobratlí, stanoviště a rostliny, mokřady a mořští savci a suchozemští savci. Skupiny prvků se dále dělí na podskupiny, například skupina prvků „mořských savců“ se dělí na delfíny , kapustňáky, ploutvonožce (tuleně, lachtany a mrože), lední medvědy , mořské vydry a velryby . Při hodnocení a výběru druhů je nezbytná jejich zranitelnost vůči ropným skvrnám samotným. To zahrnuje nejen jejich reakce na takové události, ale také jejich křehkost, rozsah velkých shluků zvířat, zda se na břehu vyskytují zvláštní fáze života a zda je některý z přítomných druhů ohrožen, ohrožen nebo vzácný. Mapování biologických zdrojů se provádí pomocí symbolů představujících druh a mnohoúhelníků a čar, které mapují zvláštní rozsah druhu. Symboly mají také schopnost identifikovat nejzranitelnější životní fáze druhu, jako jsou vzory línání , hnízdění, líhnutí nebo migrace. To umožňuje přesnější plány odezvy během daných období. Existuje také rozdělení na sub-přílivová stanoviště, která jsou pro pobřežní biologickou rozmanitost stejně důležitá, včetně řasy, korálových útesů a mořských dna, které nejsou běžně mapovány v rámci pobřežního typu ESI.

Lidské zdroje

Lidské zdroje jsou také často označovány jako sociálně-ekonomické prvky, které mapují neživé zdroje, které mají potenciál být přímo ovlivněny znečištěním ropou. Zdroje využívané lidmi, které jsou mapovány v rámci ESI, budou mít socioekonomické dopady na ropnou skvrnu. Tyto zdroje jsou rozděleny do čtyř hlavních klasifikací: archeologický význam nebo lokalita kulturních zdrojů, vysoce využívané rekreační oblasti nebo pobřežní přístupové body, důležité chráněné oblasti řízení a původ zdrojů. Mezi příklady patří letiště, potápěčská místa, oblíbená plážová místa, přístavy, hotely, továrny, přírodní rezervace nebo mořské rezervace. Při mapování musí být zdroje využívané lidmi, které je třeba chránit, certifikovány místním nebo regionálním tvůrcem politiky. Tyto zdroje jsou často extrémně citlivé na sezónní změny způsobené např. rybaření a turistika. Pro tuto kategorii je k dispozici také sada symbolů, které demonstrují jejich důležitost na ESM.

Odhad objemu úniku

Pozorováním tloušťky olejového filmu a jeho vzhledu na vodní hladině lze odhadnout množství rozlitého oleje. Pokud je také známa povrchová plocha úniku, lze vypočítat celkový objem oleje.

Tloušťka filmu Rozpětí množství
Vzhled palce mm nm gal/sq mi L/ha
Sotva viditelný 0,0000015 0,0000380 38 25 0,370
Stříbřitý lesk 0,0000030 0,0000760 76 50 0,730
První stopa barvy 0,0000060 0,0001500 150 100 1,500
Jasné barevné pruhy 0,0000120 0,0003000 300 200 2,900
Barvy začínají být matné 0,0000400 0,0010000 1000 666 9 700
Barvy jsou mnohem tmavší 0,0000800 0,0020000 2000 1332 19 500

Průmyslové a vládní systémy využívající modelové systémy úniku ropy využívají při plánování a rozhodování o mimořádných událostech. Zásadní význam pro dovednost předpovědi modelu úniku ropy má adekvátní popis větrných a aktuálních polí. Existuje celosvětový program modelování ropných skvrn (WOSM). Sledování rozsahu úniku ropy může také zahrnovat ověření, že uhlovodíky shromážděné během probíhajícího úniku jsou odvozeny z aktivního úniku nebo z jiného zdroje. To může zahrnovat sofistikovanou analytickou chemii zaměřenou na prstový tisk zdroje oleje na základě komplexní směsi přítomných látek. Z velké části to budou různé uhlovodíky, mezi nejužitečnější patří polyaromatické uhlovodíky . Kromě toho jsou v mnoha surových olejích přítomny kyslíkaté i dusíkové heterocyklické uhlovodíky, jako jsou mateřské a alkylové homology karbazolu , chinolinu a pyridinu . V důsledku toho mají tyto sloučeniny velký potenciál doplnit stávající sadu uhlovodíkových cílů k vyladění sledování zdrojů úniku ropy. Takovou analýzu lze také použít ke sledování zvětrávání a degradace rozlitých surovin.

Viz také

Reference

Další čtení

  • Nelson-Smith, Oil Pollution and Marine Ecology , Elek Scientific, London, 1972; Plenum, New York, 1973
  • Historie případů ropných skvrn 1967–1991 , NOAA/Divize nebezpečných materiálů a reakce, Seattle, WA, 1992
  • Ramseur, Jonathan L. Olejové skvrny: Pozadí a správa , Kongresová výzkumná služba , Washington, DC, 15. září 2017