Dầu mỏ ngày càng được sử dụng nhiều trong đời sống của con người, do đó việc khai thác và vận chuyển dầu thô được đẩy mạnh không ngừng, dẫn đến nguy cơ tràn dầu trên biển do sự cố, tai nạn hàng hải gia tăng lớn hơn. Nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường biển bởi dầu tràn, có nhiều phương pháp xử lý: Phương pháp cơ học, phương pháp hóa học, phương pháp sinh học. Tạp chí HHVN xin giới thiệu một số nội dung liên quan đến vấn đề trên. Quá trình biến đổi của dầu tràn trên biển Khi dầu tràn trên biển, nó trải qua rất nhiều biến động của lý học và hóa học. Một số thay đổi đó dẫn đến dầu bị loại bỏ trên bề mặt nước biển, trong khi một số khác làm cho dầu vẫn còn tồn tại trên bề mặt. Quá trình biến đổi của dầu tràn trên biển cùng với các điều kiện về sóng gió, dòng chảy… sẽ trải qua các quá trình biến đổi như sau: Quá trình lan tỏa Dầu mỏ và sản phẩm dầu mỏ là chất lỏng có độ hòa tan rất thấp trong nước, đặc biệt là nước biển. Do đó, khi khối dầu rơi vào nước sẽ xảy ra hiện tượng chảy lan trên bề mặt nước. Phân phối dầu tràn trên mặt biển diễn ra dưới ảnh hưởng của lực hấp dẫn. Nó được kiểm soát bằng dầu nhớt và sức căng bề mặt nước. Quá trình này được chú ý đặc biệt nhằm ứng cứu sự cố tràn dầu hiệu quả. Trong điều kiện tĩnh, một tấn dầu có thể lan phủ kín 12km2 mặt nước, một giọt dầu tạo ra một màng dầu 20m2 với độ dày 0,001mm, có khả năng làm bẩn 1 tấn nước. Do các quá trình bốc hơi, hòa tan mà mật độ, độ nhớt tăng, sức căng bề mặt giảm dần cho đến khi độ dày của lớp dầu đạt cực tiểu thì quá trình chảy lan chấm dứt. Trường hợp không có các yếu tố nhiễu thì dầu lan tỏa thành một vòng tròn, bao phủ một diện tích tối đa là: Smax = R2max. Trong thực tế thì quá trình chảy lan trên biển chịu tác động lớn bởi các yếu tố sóng, gió và thủy triều.
Quá trình bay hơi Song song với quá trình lan tỏa, dầu sẽ bốc hơi tùy thuộc vào nhiệt độ sôi và áp suất riêng phần của hydro và cacbon trong dầu mỏ cũng như các điều kiện bên ngoài: nhiệt độ, sóng, tốc độ gió và diện tích tiếp xúc giữa dầu với không khí. Các hydro và cacbon có nhiệt độ sôi càng thấp thì có tốc độ bay hơi càng cao. Ở điều kiện bình thường thì các thành phần của dầu với nhiệt độ sôi thấp hơn 200°C sẽ bay hơi trong vòng 24 giờ. Các sản phẩm nhẹ như dầu hỏa, gasolil có thể bay hơi hết trong vài giờ. Các loại dầu thô nhẹ bay hơi khoảng 40%, còn dầu thô nặng hoặc dầu nặng thì ít bay hơi, thậm chí không bay hơi. Tốc độ bay hơi giảm dần theo thời gian, làm giảm khối lượng dầu, giảm khả năng bốc cháy và tính độc hại, đồng thời quá trình bay hơi cũng làm tăng độ nhớt và tỷ trọng của phần dầu còn lại, làm cho tốc độ lan tỏa giảm. Quá trình khuếch tán Đây là quá trình xảy ra sự xáo trộn giữa nước và dầu. Các vệt dầu chịu tác động của sóng, gió, dòng chảy tạo thành các hạt dầu có kích thước khác nhau, trong đó có các hạt đủ nhỏ và đủ bền có thể trộn tương đối bền vào khối nước. Điều này làm diện tích bề mặt hạt dầu tăng lên, kích thích sự lắng đọng dầu xuống đáy hoặc giúp cho khả năng tiếp xúc của hạt dầu với các tác nhân oxy hoá, phân hủy dầu tăng, thúc đẩy quá trình phân hủy dầu. Hiện tượng trên thường xảy ra ở những nơi sóng vỡ và phụ thuộc vào bản chất dầu, độ dày lớp dầu cũng như tình trạng biển. Tại điều kiện thường, các hạt dầu nhẹ có độ nhớt nhỏ có thể phân tán hết trong một vài ngày, trong khi các loại có độ nhớt lớn hoặc loại nhũ tương dầu nước ít bị phân tán. Quá trình hòa tan Sự hòa tan của dầu trong nước chỉ giới hạn ở những thành phần nhẹ. Tốc độ hòa tan phụ thuộc vào thành phần dầu, mức độ lan truyền, nhiệt độ cũng như khả năng khuếch tán dầu. Dầu FO ít hòa tan trong nước. Dễ hòa tan nhất trong nước là xăng và kerosen. Tuy nhiên, trong mọi trường hợp, hàm lượng dầu hòa tan trong nước luôn không vượt quá 1 phần triệu [1 mg/lít]. Quá trình hòa tan cũng làm tăng khả năng phân hủy sinh học của dầu. Song đây chính là yếu tố làm tăng tính độc của dầu đối với nước, gây mùi, đầu độc hệ sinh thái động thực vật trong nước, đặc biệt đối với động vật, dầu thấm trực tiếp và từ từ vào cơ thể sinh vật dẫn đến sự suy giảm chất lượng thực phẩm. Quá trình nhũ tương hóa Đây là quá trình tạo thành các hạt keo giữa dầu và nước hoặc nước và dầu. Keo dầu nước: là hạt keo có vỏ là dầu, nhân là nước; là các hạt dầu ngậm nước làm tăng thể tích khối dầu 3-4 lần. Các hạt khá bền, khó vỡ ra để tách lại nước. Loại keo đó có độ nhớt rất lớn, khả năng bám dính cao, gây cản trở cho công tác thu gom, khó làm sạch bờ biển. Keo nước dầu: hạt keo có vỏ là nước, nhân là dầu, được tạo ra do các hạt dầu có độ nhớt cao dưới tác động lâu của sóng biển, nhất là các loại sóng vỡ. Loại keo này kém bền vững hơn và dễ tách nước hơn. Nhũ tương hóa phụ thuộc vào thành phần dầu và chế độ hỗn loạn của nước biển. Gió cấp 3, 4 sau 1-2 giờ tạo ra khá nhiều các hạt nhũ tương dầu nước. Dầu có độ nhớt cao thì dễ tạo ra nhũ tương dầu nước. Các nhũ tương ổn định nhất chứa 30-80% nước. Nhũ tương hóa làm giảm tốc độ phân hủy và phong hóa dầu. Nó cũng làm tăng khối lượng chất ô nhiễm và làm tăng những công việc phải làm để phòng chống ô nhiễm. Quá trình lắng kết Do tỷ trọng nhỏ hơn 1 nên dầu mỏ và sản phẩm dầu mỏ thường nổi lên mặt nước mà không tự chìm xuống đáy. Các loại nhũ tương sau khi hấp thụ các vật chất hoặc cơ thể sinh vật có thể trở nên nặng hơn nước rồi chìm dần. Cũng có một số hạt lơ lửng, hấp thụ tiếp các hạt phân tán rồi chìm dần lắng đọng xuống đáy. Trong đó cũng xảy ra quá trình đóng vón, tức là quá trình tích tụ nhiều hạt nhỏ thành mảng lớn. Quá trình lắng đọng làm giảm hàm lượng dầu có trong nước, làm nước tăng DO nhanh hơn, nhưng nó sẽ làm hại hệ sinh thái đáy. Hơn nữa, sau lắng đọng, dầu vẫn có thể lại nổi lên mặt nước do tác động của các yếu tố đáy, gây ra ô nhiễm lâu dài cho vùng nước. Nhiều nghiên cứu thực nghiệm cho thấy tỷ lệ phân hủy của dầu bị lắng dưới biển giảm. Các quá trình oxy hóa xảy ra trong điều kiện kỵ khí trong môi trường đáy biển, dầu tích lũy bên trong các trầm tích dưới đáy biển có thể được lưu giữ cho nhiều tháng và thậm chí cả năm. Quá trình oxy hóa Nói chung, các hydrocacbon trong dầu khá bền vững với oxy. Nhưng trong thực tế dầu mỏ tồn tại trong nước hoặc không khí vẫn bị oxy hóa một phần rất nhỏ [khoảng 1% khối lượng]. Các quá trình này xảy ra do oxy, ánh sáng mặt trời [tia cực tím của phổ năng lượng mặt trời] và được xúc tác bằng một số nguyên tố và ức chế [chậm lại] của các hợp chất lưu huỳnh tạo thành hydroperoxides và các sản phẩm khác thường có tính hòa tan trong nước. Quá trình phân hủy sinh học Có nhiều chủng thủy vi sinh vật khác nhau có khả năng tiêu thụ một đoạn nào đó. Mỗi loại vi sinh chỉ có khả năng phân hủy một nhóm hydrocacbon cụ thể nào đó. Tuy nhiên, trong nước sông có rất nhiều chủng vi khuẩn. Do đó, rất ít loại hydrocacbon có thể chống lại sự phân hủy này. Các vi sinh vật có thể phân hủy 0,03 - 0,5g dầu/ngày đêm trên mỗi mét vuông. Khi dầu rơi xuống nước, chủng vi sinh vật hoạt động mạnh. Quá trình khuếch tán xảy ra tốt thì quá trình ăn dầu cũng xảy ra mạnh. Điều kiện các vi sinh ăn dầu có thể phát triển được là phải có oxy. Do đó, ở trên mặt nước dầu dễ bị phân hủy vi sinh, còn khi chìm xuống đáy thì khó bị phân hủy theo kiểu này. Khả năng phân hủy sinh học phụ thuộc vào các yếu tố: Thành phần của dầu: thành phần dầu ảnh hưởng mạnh đến hoạt động của vi sinh. Các vi sinh ăn dầu hoạt động mạnh nhất là những vi sinh tiêu thụ được phân đoạn có nhiệt độ sôi 40 - 200°C. - Diện tích dầu trải trên mặt nước: diện tích càng rộng thì khả năng dầu bị phân hủy vi sinh càng mạnh. - Nhiệt độ môi trường: nhiệt độ càng cao, quá trình phân hủy càng nhanh. [Kỳ sau đăng tiếp] [Trích báo cáo chuyên đề của Trường Cao đẳng Kinh tế-Công nghệ TP. Hồ Chí Minh]
Biện pháp khắc phục tràn dầu là các biện pháp quan trọng trong việc ứng phó và xử lý các sự cố do tràn dầu gây ra. Tràn dầu thường được hiểu là do các hoạt động của con người làm thất thoát các loại dầu mỏ, nguyên liệu ra ngoài môi tường, tràn dầu thường xảy ra trong các hoạt động tìm kiếm, khai thác, vận chuyển, sang chiết, chế biến gặp sự cố mà gây tràn đổ.
Ví dụ như vỡ đường ống, các phương tiện vận chuyển bị đâm va gây tai nạn đổ tràn, đắm tàu, cháy nổ…. Gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng, ảnh hưởng đến hệ sinh thái, kinh tế và trực tiếp ảnh hưởng đến sức khỏe con người.Số lượng dầu tràn ra ngoài tự nhiên khoảng vài trăm lít trở lên có thể coi là sự cố tràn dầu. Vì thế việc có các biện pháp khắc phục tràn dầu là cần thiết và quan trọng để xử lý các thiệt hại về môi trường.
Tại Sao Cần Các Biện Pháp Khắc Phục Tràn Dầu ?
Thế giới cận đại trong những năm gần đây , các vấn đề về ô nhiễm môi trường và tác động của ô nhiễm ảnh hưởng đến sức khỏe của con người được tất cả các quốc gia trên thế giới đặc biệt quan tâm, nhất là các vấn đề về ô nhiễm nguồn nước và đại dương trên bề mặt trái đất. Đặc biệt là các sự cố tràn dầu.
Nguyên nhân sâu xa của các vấn đề ô nhiễm này phần nhiều đều do con người sử dụng các loại hóa chất và nhiên liệu từ nhiều nguồn gốc khác nhau bị thất thoát tràn đổ ra ngoài môi trường, đặc biệt là dầu mỏ.Giá trị sử dụng của dầu mỏ rất lớn và quan trọng, nhưng do chính chất cháy nổ nguy hiểm và gây ô nhiễm cao của nó nên hệ lụy của nó gây ra cũng không nhỏ.
Mặt khác sự thay đổi cấu trúc địa chất dưới các tầng của trái đất cũng làm việc giải phóng, rò rỉ dầu ra bên ngoài …
Hàng năm, thế giới vẫn chứng kiến và ghi nhận hàng loạt các vụ tai nạn tàu dầu làm hàng triệu tấn dầu ra Hàng năm chúng ta vẫn phải chứng kiến hàng loạt những vụ tai nạn từ các tàu dầu làm hàng triệu tấn dầu bị tràn ra biển gây những hậu quả rất lớn đến tài nguyên và môi trường biển trên trái đất.
Xuất phát từ tính cấp thiết đó và trên cơ sở kết quả một số nghiên cứu từ trong và ngoài nước, đã đưa ra một số giải pháp hữu hiệu và mang tính khả thi cao nhằm làm xử lý các loại dầu tràn gây ô nhiễm môi trường biển từ các tàu chở dầu hiện nay. Đồng thời hạn chế những tác động cấu tới tài nguyên và môi trường biển do ác hoạt động hàng hải gây ra.
Biện Pháp Khắc Phục Tràn Dầu đề xuất của Xử Lý Dầu
- Phao ngăn dầu hay còn gọi là phao quay dầu tự nổi là một loại phao được dùng để làm trệch hướng không cho dầu tràn vào bờ hay những vùng sinh thái nhạy cảm. Đối với tàu ở giai đoạn đầu khi dầu tràn ra biển, phao quây sẽ có tác dụng vây quanh tàu, khống chế cách ly và thu hẹp sự lan toả dầu trên mặt nước, gom dầu vào một khu vực cố định để tiện cho công tác hót vớt và xử lý đạt hiệu quả cao nhất. Phao quây dầu tự nổi có 2 phần chính; thân phao và váy phao, ngoài ra còn có dây neo, tấm nối liên kết giữa các tiết phao với nhau.
- Phao quây và thấm hút dầu: đây là một loại phao chuyên dụng vừa có chức năng quay chặn, vừa có chức năng thấm hút dầu, đây là loại phao thường sử dụng trong việc xử lý các sự cố vừa trên cạn và dưới nước.Phao quây và thấm hút sẽ có tác dụng vậy chặn lượng dầu loang, gom dầu và khu vực cố định và thấm hút chúng
- Bơm hút dầu tràn, đây là thiết bị dung để hút lượng lớn dầu tràn đổ ra ngoài, có các đầu hút chuyên dụng để thu hồi dầu, đối với trên cạn thì có đầu hút đáy, đối với trên mặt sông hồ hoặc trên biển sẽ có các đầu nổi dùng để hút dầu trên bề mặt.
- Tấm thấm dầu và gối thấm dầu: đây là sản phẩm giúp thấm hút lượng dầu ở một khoảng với kích thước khác nhau. Sản phẩm có tác dụng thu gom lượng dầu lớn, thu hẹp sự lan tỏa dầu trên mặt nước, tiện lợi cho công tác hót vớt dầu và xử lý đạt hiệu quả cao nhất.
- Xơ bông thấm dầu: đây là sản phẩm chuyên để thấm hút lượng dầu loang với diện tích nhỏ hay khu vực nhạy cảm, khó tiếp cận. Sản phẩm có tác dụng thu gom lượng dầu, thu hẹp sự lan tỏa dầu trên mặt nước.
- Cuộn thấm dầu: đây là sản phẩm chuyên để thấm hút lượng dầu với chiều di lớn, có thể sử dụng để tạo thành miếng lót cho việc di chuyển từ khu vực sự cố ra bên ngoài nhằm tránh trường hợp gây ô nhiễm chéo, mặt khác cuộn thấm dầu còn dung để tránh dầu ô nhiễm đường bờ,.
Các biện pháp trên cần có các thiết bị chuyên dụng trong việc xử lý sự cố tràn dầu thì mới có thể thu gom được các loại dầu đã bị thất thoát ra bên ngoài với chi phí thấp mà hiệu quả thì gấp nhiều lần so với các thiết bị thông thường.
Để được tư vấn nhiều hơn về các thiết bị chuyên dụng thực hiện các biện pháp Khắc Phục Tràn Dầu tốt hơn, vui lòng liên hệ số Hotline để có thêm các thông tin cần thiết.