Боновые заграждения и их роль в ликвидации нефтяных разливов

События 15 декабря 2024 г. на черноморском побережье в очередной раз показали, как хрупко природное равновесие. Мазут, вытекший из танкеров, загрязнил не только прибрежную линию, оцениваемую в размере до 40 тыс. кв., но и нанес непоправимый вред водной флоре и фауне. Погибли птицы, рыбы, морские млекопитающие. 

Ученые прилагают немалые силы и средства для защиты окружающей среды от распространения последствий экологических катастроф. К сожалению, очистка пляжей и береговой зоны ранее сводилась только к удалению верхнего слоя загрязненного грунта. Теперь одним из эффективных способов предотвратить распространение загрязнений стали боновые заграждения. Что они из себя представляют и в каких случаях используются, расскажем в этой статье. 

Что такое боновые заграждения и их виды

Нефтепродукты могут попасть в акваторию не только в чрезвычайных ситуациях. Малейшие неточности при погрузке или разгрузке танкерных плавучих средств, да и просто небольшое повреждение очистных сооружений на предприятии, может привести к попаданию маслянистых вредных веществ (нерастворимых в воде и растекающихся по поверхности) в акватории рек, морей, озер. 

Для предотвращения распространения загрязнений и применяются боновые заграждения. Их используют при погрузочно-разгрузочных работах с нефтеналивными судами в портах, в околоводной территории рядом с крупными предприятиями, при авариях и в прочих случаях, когда есть опасность попадания вредных веществ в воду. 

Изготавливают боновые заграждения из ткани, устойчивой к воздействию агрессивной среды: нефти, кислот, щелочей. Конструктивной особенностью таких средств защиты является возможность их быстрого возведения на месте загрязнения. Название «бон» пришло к нам из 18 века, тогда во флоте таким словом именовалось плавучее заграждение или небольшой причал. 

Конструкции боновых заграждений 

По конструкции заграждения бывают надувные, жесткие, сорбционные. Уже из самих названий становится понятно, как именно возводится бон. Надувные боны, в свою очередь, подразделяются на: 

• боновые заграждения постоянной плавучести;
• аварийные;
• защитные (используемые для защиты прибрежных почв, если берег подвергается влиянию высокого приливно-отливного течения). 

Боны постоянной плавучести имеют высоту 83-150 см и хорошо сопротивляются волнам и порывам ветра. Аварийные боны – компактные надувные плавучие заграждения высотой 4,5-4,8 м, используются для предотвращения разлива нефтепродуктов в аварийных ситуациях. Приливные боны эффективны на мелководье. 

Жесткие боновые заграждения представляют собой конструкции, собранные из нескольких секций. Каждая секция состоит из надводного борта, заполненного плавучим веществом (пенопласт, пенный наполнитель и т.п.), юбки (тканевого слоя, расположенного под бортом) и балласта, который удерживает заграждение на дне. 

Сорбирующие боновые заграждения представляют собой рукав, заполненный сорбентом. В процессе использования сорбент поглощает вредные вещества и значительно сокращает опасное влияние от их попадания в окружающую среду. 

Как и любые технические сооружения боновые заграждения имеют как преимущества, так и недостатки:

Технология установки бонов и их использование 

Эффективность использования боновых заграждений во многом зависит от того, насколько оптимально определен способ установки заграждения. Особые проблемы возникают при установке бонов в русле рек, так как такие места имеют быстрое течение и сложную география донной поверхности. 

При проведении работ в таких местах выбирают один из трех способов установки: 

• Частичное перекрытие. Используется на широких водных поверхностях с предсказуемым течением, когда масляное пятно перемещается по прогнозируемой траектории – к одному из берегов.
• Каскадный метод. Установка по типу «каскад» хорошо преграждает путь поверхностным загрязнениям при сильном течении, которое создает сильную нагрузку на горизонталь бонового заграждения. Использовать прибрежные конструкции в этих случаях бесполезно. Тогда вниз по течению водную поверхность перекрывают несколькими рядами бонов длиной до 80 м. поперек течения.
• Полное перекрытие русла. Такое заграждение эффективно проявляет себя только на реках небольшой ширины с вялым течением. Такое поведение воды исключает чрезмерные нагрузки на заграждение и «подныривание» нефтяного загрязнения под бон. 

Главная задача бонов – сбор попавших в воду нефтепродуктов. Для этого применяют скиммеры или боны, наполненные сорбентами. Место размещения нефтесборных конструкций зависит от определенной ситуации и характеристики нефтепродуктов. 

Сегодня применяют два способа размещения нефтесборщиков: перед бонами – в случае смыкания основного и берегозащитного ряда. Здесь чаще всего применяются пороговые, олеофильные или вакуумные скиммеры. Второй способ размещения – между основным и берегозащитным рядами. Такой способ размещения нефтесборщиков позволяет направить нефтяное пятно прямо в приемное устройство. 

Важно! При размещении нефтесборных конструкций следует использовать только устройства, которые оборудованы замками ATSM. 

Технологии сбора и утилизации нефтепродуктов

Нефть обладает высоким коэффициентом поверхностного натяжения, поэтому всего капля нефтепродукта, попавшая в резервуар, способна загрязнить до 25 л воды, при этом не смешиваясь с ней. При попадании в открытый водоем нефть образует на поверхности воздухонепроницаемую пленку, наносящую непоправимый вред флоре и фауне. Береговые животные и птицы попадая в нефтяное пятно пачкаются в липком веществе, что нарушает воздухообмен через кожу, сковывает движения, а птиц лишает возможности летать. Именно поэтому важно полностью собрать и утилизировать нефтепродукты, попавшие в воду и на прибрежные почвы. 

Среди основных методов сбора масляных загрязнений в современных условиях чаще всего применяют: 

• Механический способ, эффективен в течение первых часов после разлива нефтепродуктов. Для сбора используют сорбирующие боны с большой нефтеемкостью, способные удалить любые поверхностные загрязнения без остатка.
• Термический способ используется, когда слой нефтепродуктов обладает значительной толщиной, но не велик по площади. При таком методе нефтяное пятно просто выжигается. Чаще всего совместно с термическим методом сбора загрязнений используют другие способы.
• Физико-химический основан на применении сорбентов и диспергентов. Единственный недостаток такого способа – дороговизна, поэтому его применяют в случаях, когда другие методы невозможны (нецелесообразны).
• Биологический метод используется после аварийных мероприятий, когда поверхностный слой загрязнения не превышает 0,1 мм. В этом случае применяются биохимические вещества (агрессивные к нефтепродуктам бактерии), которые полностью уничтожают загрязнение. 

При выборе того или иного способа сбора и утилизации нефтепродуктов прежде всего необходимо руководствоваться экологичностью применяемого метода. Как правило выбирают тот, который обойдется с минимальными последствиями для окружающей среды. 

Например, при недавней аварии в Керченском проливе в основном были задействованы механические способы сбора нефти, попавшей в воду и на берег. Ученые Томского университета в срочном порядке разработали и предложили инновационный метод обогащения воды кислородом. Этот способ основан на способности углеродов «прилипать» к воздушным пузырькам и подниматься на поверхность, откуда мазут уже можно откачать. 

Для ограничения распространения пятна выставлялись заградительные сорбирующие боны, а загрязненный грунт был собран и вывезен для захоронения. После ликвидации использовались нефтеокисляющие бактерии. 

Современные технологии и инновации 

Экологические катастрофы являются мощным толчком для развития новых технологий в производстве заграждений и ликвидации последствий. С 2017 основным материалом для изготовления боновых заграждений используется неопрен, обладающий повышенной прочностью и износостойкостью. С 2019 г. в материал для производства бонов добавляются специальные полимерные добавки. 

Больший прорыв показали именно инновационные технологии. Так, для ускорения установки заграждений и сорбирующих бонов в 2024 г. впервые были применены автоматические катушки, позволившие значительно ускорить ограничение разлива. Распространение нефтяного пятна отслеживается при помощи дронов, а под водой степень загрязнения шельфа оценивается специальными робототехническими системами. 

Уже в феврале 2025 г. на побережье Черного моря применяются новейшие установки для очистки песка от мазута, разработанной специалистами из Курганинска. Значительный результат показали разработки биохимиков, химики из Московского физико-технического института (МФТИ) разработали новую формулу диспергента (поверхностно-активного вещества) для ликвидации нефтеразливов в умеренных широтах. 

Если ранее в РФ применялись в основном механические способы ликвидации последствий разливов нефти, то сейчас упор делается на применение новых технологических и биохимических изобретений. 

Множество экологических международных программ и доктрин ратует за переход к «зеленым» энергоносителям. Но пока нефть и ее производные являются основой энергетической системы планеты, а следовательно, всегда сохраняется опасность ее разлива при транспортировке. Поэтому основные усилия следует направить на предупреждение экологических катастроф, а не на их устранение.Создание структур быстрого реагирования для минимизации последствий аварий танкеров и нефтепроводов одно из наиболее верных решений в программах защиты окружающей среды. А еще более значимой мерой станет обязательная проверка судов и труботранспортных систем на их пригодность к эксплуатации.