Tiểu luận Tai biến tràn dầu trên biển ở Việt Nam

Tràn dầu đã và đang là vấn đề cấp thiết cần được xử lý và ngăn ngừa. Tác động của nó tới môi trường hết sức nguy hại. Bởi vậy phải có cái nhìn đúng đắn và chuẩn xác trong các công đoạn khai thác cũng như sử dùng dầu và các chế phẩm từ dầu nhằm hạn chế tới mức thấp nhất tác động gây ảnh hưởng không tốt đến cuộc sống con người và hệ sinh thái. Bên cạnh đó, việc khoanh vùng và xử lý một cách khoa học khi có sự cố tràn dầu là điểm cần quan tâm hàng đầu. Tùy thuộc vào tình hình thực tiễn và điều kiện cơ sở vật chất kĩ thuật để đưa ra phương pháp xử lý hiệu quả nhất. Qua đây, chúng tôi mong rằng trong một tương lai không xa ô nhiễm do tràn dầu nói riêng và ô nhiễm môi trường nói chung sẽ được quan tâm và giải quyết một cách thỏa đáng, tạo điều kiện thuận lợi cho phát triển nhân sinh, kinh tế- xã hội.

doc37 trang | Chia sẻ: lylyngoc | Ngày: 21/02/2014 | Lượt xem: 4199 | Lượt tải: 20download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Tiểu luận Tai biến tràn dầu trên biển ở Việt Nam, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Tiểu luận Tai biến tràn dầu trên biển ở Việt Nam MỤC LỤC Trang I.Đặt vấn đề……………………………………………………………………… II.Nội dung.............................................................................................................. 1. Sơ lược về dầu mỏ ……………………………………………………………. 1.1 Khái niệm………………………………………………………………………. Quá trình hình thành dầu mỏ……………………………………………………. 1.2.1 Theo thuyết sinh vật học ……………………………………………………… Thuyết hạt nhân……………………………………………………………….. 1.3 Thành phần hóa học của dầu mỏ………………………………………………….. 1.3.1 Thành phần nhóm hydrocacbon của dầu mỏ…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. Phi hydrocacbon trong dầu mỏ………………………………………………….. 2 Tổng quan.về tai biến tràn dầu …………………………………………………….. 2.1 Nguyên nhân tràn dầu……………………………………………………………………………………….. 2.2 Các quá trình biến đổi dầu trong nước biển…………………………………………. 2.2.1. Biến đổi thành phần hóa học (sự phong hóa dầu)………………………………… 2.2.1.1 Sự bay hơi (evaporation). ………………………………………………………. 2.2.1.2. Quang hóa – oxy hóa (photochemical oxidation)……………………………... 2.2.1.3 Thoái hóa do sinh vật (biodegradation) ……………………………………… 2.2.1.4 . Hòa tan (dissolution). ………………………………………………………… 2.2.1.5. Nhũ tương hóa (emulsification) . ……………………………………………... 2.2.2 Quá trình biến đổi vật lý…………………………………………………………………. Các vụ tràn dầu ở Việt Nam………………………………………………………… 2.4 Hậu quả của tràn dầu………………………………………………………………… 2.4.1 Đối với môi trường………………………………………………………………... 2.4.2 Đối với sinh vật…………………………………………………………………… 2.4.3 Đối với kinh tế, xã hội và con người………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 3. Các phương pháp xử lí……………………………………………………………… 3.1. Phương pháp cơ học………………………………………………………………. 3.1.1. Dùng phao quây dầu……………………………………………………………………. 3.1.1.1 Các loại phao ngăn dầu………………………………………………………... 3.1.2. Bơm hút dầu……………………………………………………………………………. 3.1.3. Các phụ kiện khác………………………………….................................................. 3.1.3.1 Thùng chứa dầu thu gom:…………………………………………………….. 3.3.1.2 Ca nô ứng cứu dầu 3.2. Phương pháp hóa học……………………………………………………………. 3.2.1. Chất phân tán…………………………………………………………………… 3.2.2. Chất hấp thụ dầu (Sorbents)………………………………………………………… 3.3 Các phương pháp sinh học…………………………………………………………. 3.4.Phương pháp thu hồi dầu bằng cách xâu bao rơm………………………………….. III.Kết luận...................................................................................................................... IV . Tài liệu tham khảo………………………………………………………………… I.Đặt vấn đề. Ngày nay, sản phẩm của dầu mỏ đang có mặt trong hầu hết các lĩnh vực đời sống sinh hoạt hằng ngày của con người cũng như trong công nghiệp. Theo số liệu thống kê thì có khoảng 65-70% năng lượng được sử dụng từ dầu mỏ, chỉ có khoảng 20-22% từ than, 5-6% từ năng lượng nước, 8-12% từ năng lượng hạt nhân. Do đó công đoạn khai thác và vận chuyển dầu thô ngày càng tăng theo nhu cầu phát triển chung của thời đại. Song hành với việc phát hiện ra và khai thác dầu mỏ thì tràn dầu cũng bắt đầu xuất hiện. Các vụ tràn dầu là một mối đe dọa nguy hại đến môi trường biển nói chung và hệ sinh thái ven biển nói riêng. Việt Nam là một quốc gia được mệnh danh là “rừng vàng, biển bạc”, được tự nhiên ưu đãi cho nguồn tài nguyên thiên nhiên khá phong phú mà trong đó có dầu mỏ. Không thể phủ nhận những lợi ích to lớn của dầu mỏ đem lại nhưng đi kèm với đó là thực trạng ô nhiễm biển do tai biến tràn dầu. Để có cái nhìn tổng quan hơn trong việc giảm thiểu và hạn chế tác động của tai biến tràn dầu đến môi trường, sau đây nhóm 03 xin trình bày các vấn đề của đề tài: “ Tai biến tràn dầu trên biển ở Việt Nam”. II. Nội dung. 1. Sơ lược về dầu mỏ. 1.1 Khái niệm Dầu mỏ hay dầu thô là một chất lỏng sánh đặc màu nâu hoặc ngả lục. Dầu thô tồn tại trong các lớp đất đá tại một số nơi trong vỏ Trái Đất. Dầu thô là một hỗn hợp hóa chất hữu cơ ở thể lỏng đậm đặc, phần lớn là những hợp chất của hydrocacbonn thuộc gốc ankan, thành phần rất đa dạng. Quá trình hình thành dầu mỏ. 1.2.1 Theo thuyết sinh vật học Dầu thô là sản phẩm của sự nén và nóng lên của các vật liệu hữu cơ trong các thời kì địa chất. Theo thuyết này nó được tạo thành từ các vật liệu còn sốt lại sau quá trình phân rã xác các động vật và tảo nhỏ thời tiền sử, trên mặt đất có khuynh hướng hình thành than. Sau nhiều thập niên, các chất hữu cơ này trộn với bùn và bị chon sâu dưới các lớp trầm tích, do tác dụng của nhiệt độ và áp suất đã giúp những chất này biến đổi. Ban đầu hình thành một loại sáp được gọi là kerogen, sau đó tạo thành những hydrocacbonn khác nhau tồn tại dưới dạng khí và lỏng. Thuyết vô cơ Theo thuyết này dầu mỏ phát sinh từ phản ứng hóa học giữa cacbua kim loại với nước tại nhiệt độ cao ở sâu trong lòng Trái Đất tạo thành các hydrocacbonn và bị đẩy lên trên, và do tác động của các vi sinh vật sống trong lòng đất đã biến đổi chúng tạo thành các hydrocacbonn khác nhau. Thuyết hạt nhân Lý thuyết thứ ba cho rằng các hydrocacbonn được tạo ra bởi những phản ứng hạt nhân trong lòng Trái Đất. 1.3 Thành phần hóa học của dầu mỏ 1.3.1Thành phần nhóm hydrocacbon của dầu mỏ Các hydrocacbon, là hợp chất hữu cơ , chỉ gồm hydro và cacbon là thành phần chính của dầu mỏ. Các hydrocacbon trong dầu mỏ được chia thành bốn nhóm: parafin, olefin, naphten và aromat. Hydrocacbon parafin (ankan) Các ankan thấp :metan, atan, propan, butan ở thể khí. Những ankan từ pentan trở lên trong điều kiện thông thường ở thể lỏng. Các ankan từ C17 trở lên thường tồn tại ở thể rắn, nhiệt độ sôi dao động từ 40-700C. Hydrocacbon olefin( anken) Trong dầu mỏ hiếm gặp các hợp chất không no như: acetylene, etylen, polypropylene, alcohol. Các hydrocacbon này là kết quả của quá trình phá hủy cấu trúc và chúng là thành phần không mong muốn của nhiên liệu động cơ. Hydrocacbon naphten(cycloalkan) Naphten trong các phân đoạn nhẹ của dầu mỏ là dẫn xuất của cyclopentan và cyclohexan, trong dầu mỏ naphten có cấu trúc từ 1-4 vòng. Chúng là thành phần quan trọng của nhiên liệu động cơ, đồng thời cũng là nguyên liệu chính để tổng hợp hydrocacbon thơm: benzene, toulen, xylem. Hydrocacbon thơm Trong thành phần của dầu mỏ các hydrocacbonn thơm với số vòng từ 1-4 chúng phân bố đồng đều trong các phân đoạn và có tỷ trọng cao nhất. hydrocacbonn thơm là thành phần mong muốn của xăng, nhưng chúng làm giảm chất lượng của nhiên liệu vì làm xấu đặc tính cháy của chúng, thường hàm lượng của chúng không quá 20-22%. Phi hydrocacbon trong dầu mỏ Hợp chất lưu huỳnh Lưu huỳnh thường có mặt trong tất cả các dầu thô và tồn tại dưới dạng hydrosulfua. Được chia thành 3 nhóm: +Nhóm I gồm hydrosulfua và mercaptan: có tình axit và do đó có tính ăn mòn cao nhất. +Nhóm II gồm các sulfua và disulfua ít bền vững, ở nhiệt độ 130-1600C chúng bị phân hủy trở về nhóm 1. +Nhóm III gồm các hợp chất vòng bền như thiophen và thiophan Nitơ và hợp chất chứa nitơ Hàm lượng N trong dầu dao động 0,003-0,52%k.l. ni tơ trong dầu tồn trong dầu dưới dạng hợp chất có tính kiềm, trung hòa, axit. Chúng có tác dụng sát trùng, chất ức chế ăn mòn, chất bôi trơn và chống oxy hóa…Nhưng chúng cũng có tác hại làm giảm hoạt độ xúc tác trong quá trình chế biến dầu, tạo nhựa, làm sẫm màu sản phẩm. Hợp chất chứa oxy Trong dầu mỏ chứa rất ít các hợp chất có oxy như: axit naphten, phenol, nhựa asphant. Axit naphten là chất lỏng đặc ít bay hơi, tỷ trọng 0,96-1 có mùi rất hôi. Nhựa asphtan là phần không thể thiếu của các loại dầu, chúng là phức của hợp chất đa vòng, dị vòng và hợp chất cơ kim. Chia thành 3 nhóm: +Nhựa trung hòa là chất bán lỏng, đôi khi là chất rắn. thành phần có chứa S, O, N, tồn tại dưới dạng vòng thơm và mạch nhánh +Asphten là chất rắn đen, giòn, có tỷ trọng lớn hơn 1.ỏ 3000C chúng bị phân hủy tạo thành khí . hàm lượng S, O, N cao hơn trong nhựa, sản phẩm của asphten là cacben và carboid. Cacben không tan trong bezen nhưng tan 1 phần trong prydin và H2S.carboid không tan trong bất cứ dung môi nào. +Axit asphten và alhydrid về vẻ ngoài giống nhựa trung hòa. Đây là chất lỏng quánh hoặc rắn, không hòa tan trong ete, nhưng tan tốt trong benzene, rượu và clorofom, tỷ trọng lớn hơn 1 2 Tổng quan.về tai biến tràn dầu Tràn dầu là sự giải phóng hydrocarbon dầu mỏ lỏng vào môi trường do các hoạt động của con người, là một hình thức gây ô nhiễm.Thuật ngữ này thường được dùng để chỉ dầu được phát tán vào đại dương hoặn vùng nước ven biển. Dầu có thể là một loạt các chất khác nhau, bao gồm cả dầu thô, các sản phẩm dầu mỏ tinh chế, dầu nhờn hoặc dầu trộn lẫn trong chất thải... Tràn dầu thường xảy ra trong các hoạt động tìm kiếm, thăm dò, khai thác, vận chuyển, chế biến, phân phối và tàng trữ dầu khí và các sản phẩm của chúng. Ví dụ: các hiện tượng rò rỉ, phụt dầu, vỡ đường ống, vỡ bể chứa, tai nạn đâm va gây thủng tàu, đắm tàu, sự cố tại các dàn khoan dầu khí, cơ sở lọc hoá dầu v.v... làm cho dầu và sản phẩm dầu (mà dưới đây sẽ được gọi tắt là dầu) thoát ra ngoài gây ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng xấu đến sinh thái và thiệt hại đến các hoạt động kinh tế, đặc biệt là các hoạt động có liên quan đến khai thác và sử dụng các dạng tài nguyên thuỷ sản. Mặt khác, tràn dầu cũng được xem như sự giải phóng vào môi trường do rò rỉ tự nhiên từ các cấu trúc địa chất chứa dầu dưới đáy biển do các hoạt động của vỏ trái đất gây nên như động đất...Số lượng dầu tràn ra ngoài tự nhiên khoảng vài trăm lít trở lên có thể coi là sự cố tràn dầu. Sự cố tràn dầu thường xảy ra ngoài khơi, nên mức độ ảnh hưởng rất lớn, trong phạm vi rộng lớn, ảnh hưởng tới nhiều lĩnh vực khác nhau như kinh tế, du lịch, nuôi trồng thủy hải sản, vận tải quốc tế, sức khỏe nhân dân.... Một khi đã xảy ra thì khả năng khoanh vùng, xử lý sự cố gặp nhiều khó khăn do môi trường làm việc đặc biệt khắc nghiệt. Bởi vậy các phương pháp thủ công như dùng tay hớt vẫn được áp dụng bởi không thể đưa các thiết bị thi công vào vận hành. Hiện nay, các nhà khoa học đã tìm ra nhiều phương pháp để xử lý tràn dầu. Tuy nhiên khả năng khắc phục sự cố vẫn phải trông chờ vào sự tự phục hồi của thiên nhiên. 2.1 Nguyên nhân tràn dầu. Nguyên nhân tràn dầu chỉ có thể xuất phát từ các khả năng chính sau: Thứ nhất, trên mặt nước biển. Rò rỉ từ các tàu thuyền hoạt động ngoài biển: chiếm 50% nguồn ô nhiễm dầu trên biển. Do tàu chở dầu trong vùng ảnh hưởng bị sự cố ngoài ý muốn hoặc cố ý súc rửa, xả dầu xuống biển... Thứ hai, trong lòng nước biển. Do rò rỉ các ống dẫn dầu, các bể chứa dầu trong lòng nước biển... Thứ ba, dưới đáy biển. Do khoan thăm dò, khoan khai thác, túi dầu bị rách do địa chấn hoặc do nguyên nhân khác... Trong tự nhiên có những túi dầu nằm rất sâu dưới đáy biển nên việc khoan thăm dò rất khó Tuy nhiên nếu động đất xảy ra ở ngay khu vực có túi dầu thì khả năng túi dầu bị vỡ, bị xì là hoàn toàn có thể. Mặt khác, trong lòng đất có rất nhiều vi sinh vật yếm khí, một số loài có khả năng tiết ra acid làm bào mòn các lớp trầm tích nằm phía trong hoặc ngoài túi dầu,khí. Giới khai thác dầu khí đã biết lợi dụng khả năng này của tập đoàn vi sinh vật yếm khí trên nhằm góp phần làm thông thương tốt hơn các mạch dầu, khí. Tuy nhiên, vi sinh vật này cũng có thể tàn phá lớp trầm tích bên ngoài dầu mỏ, đến một lúc nào đó thì làm dầu “xì” ra... Các tàu thuyền không đảm bảo chất lượng lưu hành trên biển là nguyên nhân chính dẫn tới rò rỉ dầu từ các tàu thuyền (tàu của ngư dân và các tàu chở dầu),đắm tàu do va vào đá ngầm. Các cơ sở hạ tầng phục vụ khai thác và lưu trữ dầu khí không đảm bảo tiêu chuẩn nên dẫn đến tràn dầu, thậm chí ở các cực của trái đất các nhà sản xuất còn thải nước lẫn dầu và các chất hóa học nguy hiểm ra biển. Ngoài ra còn có các nguyên nhân chủ quan do hành động thiếu ý thức của con người đã trực tiếp hoặc gián tiếp khiến dầu tràn ra biển. 2.2 Các quá trình biến đổi dầu trong nước biển. Khi bị đổ ra môi trường, vệt dầu sẽ trải qua hàng loạt biến đổi vật lý và hóa học (Quá trình phong hóa dầu), kết quả làm cho thành phần ban đầu của vệt dầu thay đổi mạnh mẽ. Quá trình phong hóa dầu là một chuỗi quá trình biến đổi hóa học và vật lý liên quan đến các hiện tượng bên trong của dầu và các điều kiện, môi trường. 2.2.1. Biến đổi thành phần hóa học (sự phong hóa dầu). Sự phân hủy dầu trong biển: Vai trò quan trọng trong quá trình phá hủy các váng dầu thuộc về sự bay hơi. Các hydro cacbua với mạch dài các nguyên tử cacbon trong phân tử dưới C15 (nhiệt độ sôi tới 250oC ) bốc hơi từ mặt nước trong 10 ngày, các hydro cacbua trong dải từ C15 – C25 (250 – 400oC) bị giữ lại lâu hơn nhiều, còn nhóm nặng hơn C15 thực tế không bốc hơi. Nói chung, riêng sự bay hơi có thể loại trừ tới 50% các hydro cacbua của dầu thô, tới 10% dầu nặng và tới 75% dầu nhiên liệu nhẹ (Mikhailov,1985). Kiểu biến đổi Thời gian (ngày) Phần trăm dầu ban đầu (%) Bay hơi Hòa tan Quang hóa Phản ứng sinh hóa Phân tán và trầm lắng Đóng cặn 1-10 1-10 10-100 50-500 100-100 >100 25 5 5 30 15 20 Tổng 100 Bảng 1: Diễn tiến thành phần hóa của dầu (theoButler và NNK năm 1976) Chừng 24% số dầu đó sẽ bay hơi hay tan biến sau 2 ngày, 42% sau 5 ngày, 45% sau 8 ngày. Bách phân tiêu tán này đạt đến tối đa là 48% qua 14 ngày. Sau đó thời tiết không còn ảnh hưởng bao nhiêu và số dầu còn lại sẽ nằm vật vờ trôi nổi trên mặt biển. Phải qua rất nhiều thời gian để dầu loang tự nó phân hóa qua những phản ứng thoái hóa sinh học (Biological Degradation), oxide hóa quang năng (photo oxidation) mà từ từ tan biến. Khi dầu thoát ra, vì nhẹ nên nổi và nước gió làm dầu trôi đi trên mặt biển. 2.2.1.1 Sự bay hơi (evaporation). Mức độ bay hơi phụ thuộc vào thành phần các hydrocacbonn nhẹ có trong dầu. Thông thường dầu mất khoảng 50% thể tích trong vài ngày. Dãy hydrocacbonn có dây C nhỏ hơn 15 phần tử, có nhiệt độ sôi nhỏ hơn 250 oC bay hơi trong 10 ngày. Dãy hydrocacbonn là nhóm C15 – C25: nhiệt độ sôi 250-400 oC, bay hơi hạn chế và còn lưu lại trong vết dầu một phần. Dãy hydrocacbonn có dây C lớn hơn 25 phần tử, nhiệt độ sôi lớn hơn 400 oC hầu như không bay hơi. Dầu nặng số hiệu 6 chỉ mất khoảng 10%. Xăng tinh luyện như diesel nhãn số 2 có thể mất đến 75%; còn xăng (gasoline) hay kerosen bay hơi hầu hết. Sự bay hơi làm phát tán hydrocacbon vào không khí – gây ô nhiễm không khí. Trải qua quá trình bay hơi, các phần tử có độc tính (như hợp chất thơm và aliphantic) bị di chuyển khỏi vệt dầu làm cho dầu bớt nguy hiểm hơn đối với sinh vật. Ở đây, cần quan tâm hướng gió để xác định các đối tượng cần bảo vệ để chống lại ô nhiễm hydrocacbonn không khí. Một phần dầu sau khi bay hơi có thể sẽ trở lại môi trường nước, nhưng làm lượng giảm do bị phân hủy một phần các phản ứng quang hóa. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự bay hơi như thành phần dầu, nhiệt độ không khí, tôc độ gió. 2.2.1.2. Quang hóa – oxy hóa (photochemical oxidation). Phản ứng xảy ra dưới tác dụng của oxy tự do và bức xạ mặt trời. Phản ứng xảy ra phụ thuộc vào thành phần của dầu và độ đậm đặc của dầu (quyết định khả năng hấp thụ bức xạ mặt trời và oxi tự do). Nhóm aromatic và cycloalkan có xu hướng phản ứng nhanh hơn nhóm dây thẳng. Những kim loại trong dầu cung có vai trò nhất định trong trong phản ứng này: V đóng vai trò thúc đẩy oxi hóa, ngược lại chất giàu S làm giảm quá trình oxi hóa. Sản phẩm của các quá trình này là các acid, alcol, eter peroxit và phức hợp cacbonyl của hai nhóm trên, những sản phẩm này hòa tan nhanh chóng, do vậy dễ được pha loãng tự nhiên. Bên cạnh đó quá trình oxi hóa tạo ra trong các váng dầu những phần tử nặng hơn (nhựa) có thể tổn tại trong môi trường rất lâu. 2.2.1.3 Thoái hóa do sinh vật (biodegradation) Đây là quá trình thoái hóa dầu do sinh vật hấp phụ. Các sinh vật ưa dầu như các vi khuẩn, rêu rong, men sẽ hấp thụ một phần hydrocacbonn, phản ứng xảy ra ở nơi tiếp xúc nước – dầu. Alkan nhẹ, nhóm dây thẳng trong khoảng C10 – C25, được tiêu thụ nhanh chóng và rộng rãi nhất, sau đó đến alkan nặng. Aromatic bị tấn công trước, aromatic đa nhân được tiêu thụ chậm nhất. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thoái hóa do sinh vật là To, oxy và các chất dinh dưỡng, chủ yếu là hỗn hợp của N và P. Khi dầu bị hút vào các tầng trầm tích, phản ứng này xảy ra chậm nhất do thiếu oxy và các chất dinh dưỡng. 2.2.1.4 . Hòa tan (dissolution). Xảy ra ở phần bên dưới của vệt dầu, trên thành phần hydricacbon nhẹ hòa tan mạnh trong nước biển, tuy nhiên, trong mẫu nước biển, hàm lượng của chúng thấp do tác dụng bay hơi. 2.2.1.5. Nhũ tương hóa (emulsification) Đây là kiểu phát tán quan trọng của dầu. Sóng biển và sự xáo trộn mặt nước đóng vai trò tích cực trong việc hình thành các nhũ tương. Các giọt nhũ tương thường tồn tại trong nước biển lâu và được vận chuyển rất xa. Các giọt nhũ tương có kích thước thay đổi từ 5µm đến vài mm, có thể phân bố đến độ sâu 30m và thể lan tỏa đến 250 km (Forester – 1971 Hydrocacbonn/bè dầu thô Chỉ số cacbon Khả năng hòa tan (mg/l) Parafin thông thường Aromatic Kerozen Gas oil Lube oil Bitumen.... C5 C6 C7 C8 C12 C30 C6 (benzen) C7 (toluen) C8 (xylen) C9 (alkylbenzen) C14 (antracen) C18 (chrysen) C10 – C17 C16 – C25 C=23 – C37 >C37 40 10 3 1 0.01 0.02 1800 500 175 50 0.075 0.02 0.2 – 0.001 3 x 10-4 – 1 x 10-8 1 x 10-7 – 1 x 10-14 < 1 x 10-14 Bảng 2: Khả năng hòa tan của các hydrocacbonn và dầu thô trong nước Các nhũ tương dầu – nước tạo thành đám bọt màu nâu gọi là “bọt chocolat” rất khó phá hủy. Một phần nhũ tương sẽ bị hòa tan dần, một phần bị vi sinh vật hấp phụ, phần còn lại có thể bám vào các trầm tích. Lắng đọng (sedimentation): Các thành phần cặn có tỷ trọng > 1 sẽ ở trạng thái tar/gum lơ lửng ở phần giữa và đáy của bồn nước. Ở đáy của bồn nước, tar/gum sẽ được các trầm tích vô cơ hấp phụ gây trầm tích lắng, hoặc tự chúng trầm lắng trực tiếp, một phần tar/gum có thể sẽ còn lưu giữ trong môi trường một thời gian khá dài. Half life: Là thời gian cần thiết để thu hồi 50% lượng dầu bị đổ. 2.2.2 Quá trình biến đổi vật lý Sự lan truyền: Đây là quá trình xảy ra mạnh mẽ và dễ quan sát khi dầu đổ ra trong môi trường, do quá trình lan truyền, vệt dầu ban đầu sẽ nhanh chóng bị trãi mỏng và dàn rộng ra trên mặt nước. Quá trình lan truyền xảy ra dưới tác dụng của 2 lực, đó là trọng lực và lực căng bề mặt. Về lý thuyết sự lan truyền sẽ dừng lại khi các lực căng này đạt tới sự cân bằng. Quá trình lan truyền có thể chia thành 3 giai đoạn tóm lược như sau: Giai đoạn 1 – giai đoạn trọng lực (gravity assisted spreading) Trọng lực đóng vai trò quan trọng trong việc làm di chuyển các vệt dầu. do vậy khối lượng dầu sẽ quyết định tốc độ lan truyền. Do thành phần dầu ban đầu sẽ bị thay đổi khi phơi bày trên bề mặt và trọng lực của dầu cũng biến đổi theo thời gian nên sự cân bằng trọng lực cũng sẽ thay đổi. Nhìn chung, nếu khối lượng dầu lớn, giai đoạn trọng lực sẽ chiếm thời gian quan trọng, nghĩa là dầu sẽ lan truyền nhanh; ngược lại đổ dầu từ từ thì giai đoạn này có vai trò yếu hơn. Giai đoạn 2 – giai đoạn của lực căng bề mặt (surface tension) Trong giai đoạn này, vệt dầu lan truyền dưới tác dụng của lực lan truyền (F) để hướng đến sực cân bằng lực căng bề mặt của đới tiếp xúc dầu – nước theo công thức: F (ergs/cm2) = γω – γ0 – γ0/ω Trong đó: γω - lực căng bề mặt của nước (tính theo dynes/cm) γ0 - lực căng bề mặt của dầu γ0/ω - lực căng mặt tiếp xúc dầu – nước Thí dụ: dầu thô của Kuweit: F = +11 ergs/cm2 Sự lan truyền dừng lại khi lực căng bờ mặt ở trạng thái cân bằng. Đối với dầu tràn nhỏ hay đổ dần thì giai đoạn này sẽ đến sớm hơn (có thể sau vài giờ) và chiếm phần quan trọng hơn. Giai đoạn 3 – Phá vỡ cá vệt dầu (drifting) Vệt dầu bị phá thành các băng, dải kéo dài song song với hướng gió. Có hai nhóm yếu tố ảnh hưởng đến sự truyền dầu: Các yếu tố trong: liên quan đến thành phần của dầu, dầu có độ nhớt ít di chuyển hơn, lan truyền chậm. Dầu có pour point cao sẽ khó di chuyển , khi To không khí < To của pour point thì dầu khó lan truyền. Các yếu tố môi trường: To không khí, gió, các dòng chảy và dòng thủy triều sẽ ảnh hưởng đến tốc độ lan truyền và hướng lan truyền . Bán kính lan truyền trong điều kiện lý tưởng: πR2max=A = 105 V 0.25 Bề dày lớp dầu: hd = V/A trong đó A: diện tích lớp dầu (m2), V: thể tích dầu tràn (m3). Các vụ tràn dầu ở Việt Nam. Theo thống kê của Trung tâm nghiên cứu an toàn dầu khí, từ năm 1987 đến năm 2001 tại Việt Nam đã xảy ra hơn 90 vụ tràn dầu tại các vùng sông và biển ven bờ. Riêng TP. Hồ Chí Minh, tính từ năm 1993 đến nay đã xảy ra trên 8 vụ tràn dầu với lượng dầu ước tính là 2.520 tấn, gây thiệt hại hơn 7 triệu USD. Đặc biệt, trong 2 năm 2006, 2007đã liên tục xuất hiện nhiều sự cố tràn dầu “bí ẩn”. Nhất là từ tháng 1 đến tháng năm 2007 đã liên tục xuất hiện rất nhiều vệt dầu ở 20 tỉnh ven biển từ đảo Bạch Long Vĩ xuống mũi Cà Mau. Các tỉnh này đã thu gom được 1720,9 tấn dầu. - Ngày 26/12/1992, Mỏ Bạch Hổ, vỡ ống dầu mềm từ tàu dầu đến phao nạp làm tràn 300-700 tấn dầu Mazut. - Năm 1994, tàu Neptune Aries đâm vào cầu cảng Cát Lái- TP HCM làm tràn 1864 tấn dầu DO. - Tháng 9 / 2001 tàu Formosa (quốc tịch Liberia) đâm vào tàu Petrolimex 01 của Việt Nam tại vịnh Giành Rỏi- Vũng Tàu làm tràn ra môi trường biển ven bờ khoảng 1000 m3 dầu diesel. Sau đó 3 năm, tại khu vực biển Quảng Ninh- Hải Phòng, sự cố dắm tàu Mỹ Đình, chứa trong mình khoảng 50 tấn dầu DO và 150 tấn dầu FO, trong đó ta chỉ xử lý được khoảng 65 tấn, số dầu còn lại hầu như tràn ra trên biển... - Khoảng 11h 20/3/2003, tàu Hồng Anh thuộc công ty TNHH Trọng Nghĩa, chở 600 tấn dầu FO thông từ Cát Lái tới Vũng Tàu, nhưng khi đến phao số 8 (Vũng Tàu) thì bị sóng lớn đánh chìm. Dầu bắt đầu loang rộng ra vùng biển Cần Giờ, TP HCM. - Năm 2005, tàu Kasco Monrovia tại Cát Lái- TR HCM làm tràn 518 tấn dầu DO. - Trong 2 năm 2006 và 2007, tại ven biển các tỉnh miền trung và miền nam đã xảy ra một sự cố tràn dầu bí ẩn, nhất là từ tháng 1-6/2007 có rất nhiều vệt dầu trôi dạt dọc bờ biển của 20 tỉnh từ đảo Bạch Long Vĩ xuống tới mũi Cà Mau và đã thu gom được 1729,9 tấn dầu. Qua phân tích 26 ảnh chụp từ vệ tinh ALOS-PALSAR trong thời điểm từ 6/12/2006 – 23/4/2007, PGS.TS Nguyễn Đình Dương, Phòng Nghiên cứu và Xử lý Thông tin Môi trường, Viện Địa lý đã ghi nhận được vết dầu lớn nhất phát hiện vào ngày 8/3/2007 với chiều dài hơn 50 km và bề rộng hơn 1 km. Căn cứ vào vết dầu loang gây ô nhiễm trên biển cùng bề dày của vết dầu, ước tính có từ 21620- 51400 tấn dầu đã tràn trên biển. - 17h ngày 30/1/2007, hàng ngàn khách du lịch và người dân đang tắm biển tại bãi biển Cửa Đại – Hội An (Quảng Nam), Non Nước (Đà Nẵng) hốt hoảng chạy dạt lên bờ khi phát hiện ra một lớp dầu đen kịt ồ ạt tràn vào bờ. Thảm dầu kéo dài gần 20 km từ khu vực biển Đà Nẵng đến Quảng Nam. Một thảm họa sinh thái đang biểu hiện trên bờ được đánh giá đẹp nhất hành tinh. - Cuối tháng 2/2007, dầu vón cục xuất hiện trên bờ biển 3 xã thuộc huyện Lệ Thủy- Quảng Bình. Sau hơn 10 ngày, dầu đã loang ra trên 60 km bờ biển từ Ngư Thủy đến hanh Trạch ( huyện Bố Trạch) với mật độ ngày càng tăng. Một số bãi tắm đẹp như Hải Ninh (Quảng Ninh), Nhật Lệ, Bảo Ninh, Quang Phú (Đồng Hới), Đá Nhảy (Bố Trach) đã bị dầu tấp vào. - Ngày 19/4/2007, dầu loang xuất hiện ở vùng biển Nha Trang và Ninh Thuận.Tại Khánh Hòa, dầu loang vào tới bãi biển ngay trung tâm TP du lịch Nha Trang. ở Ninh Thuận dầu loang kéo dài hàng chục km bờ biển. - Cuối tháng 10/2007, tàu vận tải biển New Oriental bị lâm nạn và chìm đắm ở vùng biển xã An Ninh Đông, huyện Tuy An, tỉnh Phú Yên vết dầu đã loang ra cách vị trí tàu chìm về hướng tây khoảng 500m với diện rộng, ước tính khoảng 25 ha. - Đêm 23/12/2007, trên vùng biển cách mũi Ba Làng An- xã Bình Châu- huyện Bình Sơn- tỉnh Quảng Ngãi khoảng 3 hải lý, hai chiếc tàu chở hàng đã đâm nhau làm hơn 170m3 dầu diesel tràn ra biển. Đây là vụ tai nạn giữa 2 tàu chở hàng có trọng tải lớn lần đầu tiên trên vùng biển Quảng Ngãi. Tuy nhiên, đến chiều 24/12 vẫn chưa có biện pháp khắc phục. - Khoảng 22h ngày 2/3/2008 khi đến tọa độ 10209,7’ B- 107047,5’ Đ trên vùng biển Bình Thuận, cách thị xã La Gi khoảng 9 hải lý về hướng Đông Nam, tàu Đức Trí BWEG chở 1700 tấn dầu gặp sóng to, gió lớn, tàu đã bị chìm. - Do mưa liên tiếp trong mấy ngày, lúc 12h ngày 16/10/2008, tại kho xăng dầu hàng không trên đèo Hải Vân đã xảy ra tình trạng sạt lở. Hơn 40m bờ kè bảo vệ bồn số 1 (chứa khoảng 3 triệu lít xăng A92) và bồn số 2 (chứa khoảng 3 triệu lít xăng Jet) đã bị vỡ toác. Sự cố bất ngờ này làm đường ống dẫn dầu bồn số 2, đoạn từ kho cung cấp đến kho lưu trữ bị vỡ làm một lượng dầu lớn chảy ra ngoài, sau đó tràn xuống biển. Hình 1 :Sự cố tràn dầu từ các kho chứa trên đèo Hải Vân đang gây ô nhiễm nghiêm trọng vùng biển vịnh Đà Nẵng - Ngày 7/7/2013 , một vụ tràn dầu nghiêm trọng đã xảy ra tại khu vực biển phường Hải Cảng, Quy Nhơn (Bình Định). Vụ tràn dầu xảy ra tại đã ảnh hưởng nghiêm trọng khu vực bãi tắm chính của thành phố, đồng thời uy hiếp và gây thiệt hại nghiêm trọng đến hàng trăm lồng, bè nuôi cá trên biển của hàng trăm hộ ngư dân  tại phường Hải Cảng. Mặc dù khối lượng dầu tràn cũng không quá lớn, nhưng do sự việc xảy ra khá bất ngờ nên sự cố này đã gây thiệt hại lớn về nhiều mặt, cả về môi trường và kinh tế. Để xử lý hậu quả, chính quyền thành phố Quy Nhơn đã phải huy động hàng ngàn lượt nhân lực hốt dầu vón cục dày đặc tại bãi biển, vận chuyển hàng ngàn bao cát nhiễm dầu đem đi xử lý để khắc phục ô nhiễm môi trường ở bãi biển này. Riêng các hộ dân nuôi cá lồng bè thì thiệt hại do ô nhiễm khiến cho thủy sản bị chết lên đến hàng tỉ đồng. Hình 2 : Tràn dầu ở biển Quy Nhơn – Bình Định 2.4 Hậu quả của tràn dầu. 2.4.1 Đối với môi trường. Dầu tràn làm thay đổi tính chất lí hóa của môi trường nước: tăng độ nhớt, giảm nồng độ oxy hấp thụ vào nước,... dẫn đến thiệt haị nghiêm trọng về sinh vật biển đặc biệt là các rặng san hô và các loại sinh vật nhạy cảm với sự thiếu oxy. Một tấn dầu mỏ tràn ra biển có thể loang phủ 12 km2 mặt nước tạo thành lớp váng dầu ngăn cách nước và không khí, làm thay đổi tính chất của môi trường biển, cản trở việc trao đổi khí oxy và cacbonic với khí quyển.     - Các rặn san hô: Sự ô nhiễm dầu có thể dẫn đến tử vong trên diện rộng của san hô và các động vật đáy không xương sống khác như trai, sò, động vật da gai và loài giáp sát. Các cặn dầu và các phần dầu nhẹ dễ tan trong nước hơn sẽ làm các loài cá và động vật không xương sống bị nhiễm bẩn (có mùi), đặc biệt là các loài sống bằng cách ăn lọc.    Hơn nữa, một vỉa đá ngầm bị thoái hóa do dầu không phải là nơi hấp dẫn cho ngành du lịch. Về lâu dài, một rặng san hô lớn bị tiêu diệt sẽ dẫn đến việc xói mòn lớp nền của vỉa đá ngầm do sóng và các sinh vật gây xói mòn sinh học. Đến một mức độ nào đó sự xói mòn bờ biển trên diện rộng sẽ xảy ra. Sự mất bờ biển và vùng đất ven biển sẽ ảnh hưởng nặng nề đến khả năng phát triển kinh tế xã hội của khu vực. - Các bãi cát, bãi bùn (vùng kín gió): Ảnh hưởng của sự cố tràn dầu lên các bãi cát và bãi bùn phụ thuộc vào kích thước của trầm tích, năng lượng sóng cũng như các đặc tính lý hóa của dầu. Trong các khu vực tiếp xúc nhiều nhất với năng lượng sóng cao, dầu có thể bị thấm sâu bên trong lòng trầm tích đáy. Trong các trường hợp này, việc ô nhiễm dầu có thể dai dẳng trong thời gian dài và theo thời gian dầu sẽ rò rỉ ra hoặc tiếp xúc lặp đi lặp lại do việc tái tạo trầm tích do sóng và thủy triều. Hình 3: tác đông của tràn dầu Cây đước: cây đước, do mực nước lên xuống của thủy triều và vị trí ven biển của chúng nên dễ bị ảnh hưởng bởi ô nhiễm dầu. Các dòng thủy triều và gió thổi về bờ có thể đem các màng dầu vào khu rừng đước, nơi mà tiếp xúc lý hóa với động và thực vật trong môi trường dẫn đến việc tử vong quy mô lớn. Môi trường sống trong rừng đước rất đa dạng nuôi sống rất nhiều loài cá, động vật không xương sống, chim, các loài thực vật và đóng vai trò vô cùng quan trọng đối với các hệ sinh thái biển. Đước là môi trường sống quan trọng và là nơi nuôi dưỡng nhiều loài có giá trị thương mại cao. Đước cung cấp đầu vào đáng kể các chất hữu cơ cho nước biển và gắn kết các trầm tích mịn với nhau. Điều này làm ổn định các dải đất ven bờ và bảo vệ chúng khỏi xói mòn do song, các lớp rong biển, hồ và đầm lầy: Vì các lớp rong biển, hồ và đặc biệt là đầm lầy xuất hiện nơi nước nông và thường nổi rõ khi triều thấp, chúng dễ bị tổn thương do ô nhiễm dầu vì dòng triều và gió về bờ có thể đưa vết dầu về phía bờ. Ảnh hưởng của việc suy thoái thảm rong biển, hồ và đàm lầy tương tự như đối với đước. Việc suy thoái sẽ dẫn đến các môi trường sống này bị mất một số cá lớn và vừa, một số loài giáp sát có giá trị. Điều này sẽ ảnh hưởng đến động vật bậc cao hơn ăn các sinh vật này và cũng ảnh hưởng tới hệ sinh thái liền kề phụ thuộc vào các môi trường sống này. Làm thay đổi tính chất, hệ sinh thái vùng bờ biển. Sóng đánh khoảng 10% lượng dầu vào đất liền, số dầu đó mang nhiều hóa chất độc, đã làm hư hại đất ven biển. Cặn lắng xuống đáy biển làm ô nhiễm trầm tích đáy biển. Làm ảnh hưởng đến khí hậu khu vực, giảm lượng bốc hơi nước dẫn đến giảm lượng mưa, làm nghèo tài nguyên biển. 2.4.2 Đối với sinh vật. Nhiều người không nhận ra rằng tất cả các loài động vật trong đại dương đều bị ảnh hưởng bởi sự tràn dầu: - Với dây truyền thức ăn: Dầu làm nhiễm độc phiêu sinh vật phù du và tảo. Cá nhỏ ăn sinh vật phù du và tảo, cá lớn ăn cá nhỏ. Hải cẩu, cá voi, cá heo, chim và người ăn cá. Tất cả trúng độc. - Với các loài hải sinh vật có vú : Dầu dính vào bộ lông các loài có vú, làm mất đặc tính cách nhiệt. Khi thân nhiệt bị mất, con thú chết. Cá voi và cá heo ngạt thở, bị chết khi dầu làm nghẹt đường khí quản. Dầu làm gan và thận của rái cá và hải cẩu trúng độc, chúng thường chết. Hơi từ dầu bốc hơi cũng gây nạn ngộp thở. - Với các loài chim. Chim ngộ độc vì cố rỉa lông khi bộ lông của chúng dính dầu. Thường chúng chết sau vài giờ. Khi bộ lông đã bị dính dầu, thân chim không giữ thân nhiệt. Chỉ cần chừng 1 inch trên thân chim hở ra trong vùng khí hậu lạnh là chim chết. Nếu dính nhiều dầu, vì quá nặng, chim không bay được và cũng có thể không bơi nổi mà bị chìm. Cho đến một giọt dầu nhỏ cũng có thể làm chim không còn đẻ trứng được. - Sinh sản của cá: cá có thể bị ảnh hưởng bởi dầu bằng nhiều cách, cụ thể là qua tiếp xúc vật lý với một vết dầu loang, mang cá hoặc các biểu mô mỏng bị dính các sản phẩm dầu không tan, việc tiêu hóa gián tiếp hay trực tiếp các con mồi bị nhiễm bẩn bởi dầu, ngộ độc trứng và ấu trùng và do bị ảnh hưởng bởi môi trường sống của cá. Về ngắn hạn, các con cá trưởng thành tiếp xúc với dầu thể hiện một số thay đổi về sinh lý (tăng nhịp tim, thay đổi cân bằng thấm lọc trong hệ hô hấp và đặc tính của máu…), biểu hiện ở giảm khả năng hoạt động, ăn uống và khả năng theo bầy, cũng như xuất hiện các tổn thương ở mang, vây và mắt. Về lâu dài, sự ô nhiễm do dầu dẫn đến việc làm giảm tốc độ tăng trưởng, sự sinh sản chậm, làm tăng tính dễ bị tổn thương do bệnh tất và tăng độ tử vong. - Trên bãi biển. Khi dầu tràn vào bờ biển, nếu không được làm sạch sẽ, dầu sẽ thấm vào đất và cả vùng bờ "chết" và không còn là nơi sinh sống của bất cứ loài vật nào. 2.4.3 Đối với kinh tế, xã hội và con người. Khi sực cố tràn dầu xảy ra thì gây ra nhiều thiệt hại và tổn thất đối với cả nhà nước và tư nhân. Các những vụ tràn dầu điển hình ở nước ta: +Tàu NEPTUNE ARIES đâm vào cầu cảng Cát Lái - Tp Hồ Chí Minh năm 1994 (tràn 1.864 tấn dầu DO) đền bù 4.2 triệu USD/19 triệu USD theo đánh giá. +Tàu FORMOSA ONE tại vịnh Gành Rái – Vũng Tàu năm 2001 (tràn 900 m3 dầu DO) đền bù 4.744.00 USD/14.2 triệu USD theo đánh giá +Tàu KASCO MONROVA tại Cát Lái – Tp Hồ Chí Minh năm 2005 (tràn 518 tấn dầu DO) khoảng 14.4 tỉ VND. Ngoài những thiệt hại trực tiếp về tài sản ra còn có các ảnh hưởng mang tính chất lâu dài như các cảnh quan du lịch bờ biển, các vùng nuôi trồng, đánh bắt thủy hải sản... Gây trở ngại cho giao thông vận tải đường biển. Dầu có ảnh hưởng trực tiếp đến người thông qua tiếp xúc trực tiếp hoặc hít thở hơi dầu gây buồn nôn, nhức đầu, các vấn đề về da... Ngoài ra chúng còn gây ra một số bệnh như ung thư, bệnh phổi, gián đoạn hormon... Thiệt hại nghiêm trọng về kinh tế cho người dân. Sự suy giảm sản lượng cá đánh bắt, hơn nữa cá đánh bắt mang lên bán ở chợ, người tiêu dùng không dám ăn vì tôm cá có mùi xăng dầu nên buộc người dân phải ngừng khai thác. Sự suy giảm năng suất của thủy hải sản. Hiểm họa tràn dầu đang buộc dân nuôi nghêu phải đối mặt với nguy cơ mất trắng hàng ngàn tỉ đồng nếu nghêu bị chết do ô nhiễm dầu. 3. Các phương pháp xử lí. 3.1. Phương pháp cơ học. 3.1.1. Dùng phao quây dầu Khi xảy ra sự cố tràn dầu thì biện pháp cơ học được xem là tiên quyết cho công tác ứng phó sự cố tràn dầu tại các sông, cảng biển nhằm ngăn chặn, khống chế và thu gom nhanh chóng lượng dầu tràn tại hiện trường. Biện pháp cơ học là quây gom, dồn dầu vào một vị trí nhất định để tránh dầu lan trên diện rộng bằng cách: • Sử dụng phao ngăn dầu để quây khu vực dầu tràn, hạn chế ô nhiễm lan rộng và để thu gom xử lý. • Dùng máy hớt váng dầu: Sau khi dầu được quây lại dùng máy hớt váng dầu hút dầu lên kho chứa. 3.1.1.1 Các loại phao ngăn dầu: Phao quây dầu tự phồng: Hình 4. Phao quay dầu tự phồng. Phao ngăn dầu tự phồng được thiết kế để ứng cứu các sự cố tràn dầu tại sông, cảng sông, cảng biển… nơi có dòng chảy trung bình hoặc mạnh. Đây là loại phao rất gọn nhẹ, triển khai nhanh nhất và dễ dàng nhất. Phao quay dầu bơm khí: Hình 5. Phao quay dầu bơm khí. Phao quây dầu tràn loại bơm khí được thiết kế ứng cứu các sự cố tràn dầu tại cửa sông, cảng biển, ngoài biển…nơi có dòng chảy mạnh hoặc sóng lớn. Đây là loại phao rất gọn nhẹ, dễ dàng bảo quản và triển khai. Phao được bơm khí bởi loại máy khí nén khi di động đeo sau lưng hoặc máy khí nén riêng. .Phao quay cố định 24/24. Phao quay cố đinh được thiết kế và sản xuất chuyên dụng quay phao cố định trên mặt nước chịu được mưa nắng suốt ngày đêm. Đây là giải pháp tối ưu hóa nhằm hạn chế dầu loang ra khu vực cảng đi vào khu sinh thái nhạy cảm trong khi chưa kịp triển khai các biện pháp ứng cứu tràn dầu. Hình 6. Phao quay dầu 24/24 . Phao quay dầu tự nổi dang dẹp. Phao quay tự nổi dạng dẹp (dạng hàng rào) được thiết kế để ứng cứu các sự cố tràn dầu tại sông, cảng sông…nơi có dòng chảy yếu hoặc nước tĩnh. Đây là loại phao rất gọn nhẹ, dễ dàng bảo quản và triển khai. Hình 7. Phao quay dầu tự nổi dang dẹp. 3.1.2. Bơm hút dầu. Bơm hút dầu (Skimmers): Khi dầu được cố định bằng phao, bước tiếp theo là cần phải gỡ bỏ dầu ra khỏi mặt nước. Skimmers là máy hút dầu lên khỏi mặt nước vào bồn chứa và dầu có thể được phục hồi lại. Bơm hút dầu tràn (skimmer) được sử dụng để hút dầu loang trên mặt nước. Tỷ lệ dầu thu gom và công suất của bơm hút dầu tùy thuộc vào loại dầu tràn và loại bơm hút. 3.1.3. Các phụ kiện khác. 3.1.3.1 Thùng chứa dầu thu gom: Thùng chứa được sử dụng để chứa tạm thời dầu được hút lên từ bơm hút hoặc các chất thải nhiễm dầu trong quá trình ứng cứu dầu tràn. 3.3.1.2 Ca nô ứng cứu dầu: Hình 8. Phao chứa dầu. Sử dụng để triển khai phao, thu gom phao, chuyên chở người, phao quay, neo phao và các phụ kiện ứng cứu khác. Hình 9. Ca nô ứng cứu dầu 3.2. Phương pháp hóa học. Phương pháp hóa học được dùng khi có hoặc không có sự làm sạch cơ học và dầu tràn trong một thời gian dài. Phương pháp này sử dụng các chất phân tán; các chất phá nhũ tương dầu - nước; các chất keo tụ và hấp thụ dầu... 3.2.1. Chất phân tán. Những chất tăng độ phân tán với thành phần chính là những chất hoạt động bề mặt. Những chất hoạt động bề mặt là những hóa chất đặc biệt bao gồm hydrophilic (phần ưa nước) và oleophilic (phần ưa dầu). Tác nhân phân tán hoạt động như một chất tẩy rửa. Những hóa chất này làm giảm bớt lực căng mặt phân giới giữa dầu và nước tạo ra những giọt dầu nhỏ tạo điều kiện để diễn ra việc phân hủy sinh học và phân tán. Hình 10. Sự hoạt động của chất phân tán. Những chất tăng độ phân tán dầu tràn bao gồm ba nhóm thành phần chính: •Những chất hoạt động bề mặt •Dung môi (hydrocarbon và nước) •Chất ổn định Nguyên tắc cơ bản của việc sử dụng chất tăng độ phân tán • Mục đích của việc sử dụng chất tăng độ phân tán dầu là để loại bỏ dầu trên bề mặt của biển và chuyển nó vào trong cột nước làm pha loãng nồng độ độc hại của dầu và làm cho dầu bị xuống cấp, giảm sự vận động của dầu. • Phun chất tăng độ phân tán lên dầu tràn trong khi vẫn còn trên biển có thể là hiệu quả nhất, nhanh chóng và cơ động có ý nghĩa trong việc loại bỏ dầu từ bề mặt nước biển. Chất tăng độ phân tán có hiệu quả đối với đa số dầu thô, đặc biệt khi chúng được sử dụng ngay khi dầu vừa tràn ra. • Việc sử dụng chất phân tán làm giảm thiệt hại gây ra bởi dầu nổi trên mặt biển cho một số tài nguyên, cho loài chim biển, ví dụ giảm thiệt hại ở bờ biển nhạy cảm, nơi có rừng ngập mặn, loài chim quý. • Việc sử dụng chất phân tán dầu gây ảnh hưởng xấu đến những sinh vật tiếp xúc với dầu phân tán : san hô, động vật biển… • Chất phân tán dầu không có khả năng phân tán tất cả các loại dầu trong mọi điều kiện. Hình 11. Mô hình diễn tả sự phân tán của chất hóa học. Tuy nhiên, bản thân những chất tăng độ phân tán này gây độc cho sinh vật và những giọt dầu phân tán vào trong nước sẽ làm ô nhiễm rạn san hô, ảnh hưởng đến hệ sinh thái biển và sinh vật. Những chất tăng độ phân tán này thường không áp dụng ở những khu vực biển có san hô, nơi nuôi trồng thủy sản. Được xem xét sử dụng ở những khu rừng ngập mặn hoặc nơi các loài chim bị ảnh hưởng do dầu. 3.2.2. Chất hấp thụ dầu (Sorbents). Dầu sẽ hình thành một lớp chất lỏng trên bề mặt của chất hấp thụ. Chất hấp thụ này hấp thụ các hỗn hợp dầu tràn vãi ở mọi dạng nguyên, nhũ hóa từng phần hay bị phân tán trên mặt nước. Đặc biệt chúng chỉ hút dầu chứ không hút nước. Chất hấp thụ có thể là những chất hữu cơ tự nhiên, vô cơ tự nhiên, hoặc tổng hợp. Chất hấp thụ bằng hữu cơ bao gồm rêu hơn bùn, mùn cưa, lông, và một số vật liệu tự nhiên khác chứa carbon. Chất hấp thụ bằng vô cơ tự nhiên như đất sét, cát, tro núi lửa. Chất hấp thụ tổng hợp được con người tạo ra, và bao gồm các chất như polyethylene và polyester xốp hoặc polystyre 3.3 Các phương pháp sinh học. Các thành phần hóa học có trong dầu mỏ thường rất khó phân hủy. Do đó, việc ứng dụng các quá trình sinh học để xử lý ô nhiễm dầu mỏ có đặc điểm rất đặc biệt. Công nghệ sinh học được ứng dụng trong vấn đề dầu tràn là việc sử dụng các vi sinh vật (nấm hay vi khuẩn) để thúc đẩy sự suy thoái của hydrocacbonn dầu mỏ. Đó là một quá trình tự nhiên do vi khuẩn phân hủy dầu thành các chất khác. Các sản phẩm có thể được tạo ra là carbon dioxide, nước, và các hợp chất đơn giản mà không ảnh hưởng đến môi trường. Để kích thích quá trình phân hủy của VSV người ta thường bổ sung vào môi trường một số loại VSV phù hợp hoặc cung cấp dinh dưỡng ( nito, photpho…) cho VSV bản địa phát triển. Vi khuẩn là nhóm vi sinh vật chính tham gia phân hủy dầu mỏ. Vi khuẩn tham gia phân hủy dầu mỏ theo những con đường rất khác nhau. Người ta phân chúng vào ba nhóm dựa trên cơ chế chuyển hóa dầu của chúng như sau: • Nhóm 1: Bao gồm những VSV phân giải các chất mạch hở như rượu, mạch thẳng, như aldehyt ceton, axit hữu cơ. • Nhóm 2: Bao gồm những VSV phân hủy các chất hữu cơ có vòng thơm như benzen, phenol, toluen, xilen. • Nhóm 3: bao gồm những VSV phân hủy hydratcacbon dãy polimetil, hydratcacbon no Một số các vi khuẩn sản xuất ra các loại enzyme có thể phân hủy các phân tử hydrocarbon. Trên toàn thế giới có trên 70 chi vi khuẩn được biết là làm suy thoái hydrocarbon. Những vi khuẩn thường chiếm ít hơn 1% của quần thể tự nhiên của vi khuẩn, nhưng có thể chiếm hơn 10% tổng số dân trong hệ sinh thái dầu. Nhìn chung các gốc no có tỷ lệ phân giải sinh học cao nhất theo sau là các gốc thơm nhẹ, thơm, gốc thơm cao phân tử; trong khi các hợp chất phân cực lại có tỷ lệ phân giải thấp. Hình 12: Sự phân hủy ankan Các alkan có mạch từ C10 – C24 thường được phân hủy nhanh nhất, riêng chuỗi carbon ngắn lại có tác dụng độc đối với các VSV (nhưng chúng thường dễ bốc hơi). Chuỗi carbon dài khó phân hủy, cacbon mạch nhánh làm chậm quá trình phân hủy. Đối với các hợp chất thơm, sự phân hủy xảy ra chậm hơn so với sự phân hủy các alkan. Các hợp chất này có thể được phân hủy khi chúng được đơn giản và có trọng lượng phân tử thấp. Tuy nhiên, vì chúng khá phức tạp nên không phải là dễ dàng để phân hủy và chúng có thể kéo dài trong môi trường. Hyrocarbon thơm với một, hai hoặc ba vòng thơm được phân hủy có hiệu quả, tuy nhiên, những hyrocarbon thơm có bốn hay nhiều vòng thơm có khả năng kháng sự phân hủy của VSV. Hình 13: sự phân hủy của benzen bằng oxy phân tử. Có vô số con đường cho sự phân hủy của catabolic của các hợp chất thơm. Ví dụ, toluen được phân hủy bởi các vi khuẩn khác nhau với năm con đường: Hình 14: Sự phân hủy của Toluene với 5 con đường là P. putida (TOL), P. putida F1, P. mendocina KR1, P. pickettii PKO1, và G4 cepacia B Hình 15: Sự phân hủy của Phenanthrene. Các thành phần dầu khí bị mắc kẹt trong biển trầm tích có xu hướng vẫn tồn tại trong điều kiện yếm khí. Tuy nhiên, các nghiên cứu sinh thái đã chứng minh rằng hydrocarbon nhất định có thể bị ôxi hóa trong điều kiện kỵ khí khi một trong hai điều kiện giảm nitrat, giảm sulfat, metan được tạo ra, Fe (III) giảm, cùng với quá trình oxy hóa dầu khí. Nhiều hydrocacbonn, như ankan, anken và hydrocarbon thơm như benzen, toluen, xylenes, ethyl-và propylbenzenes, trimethylbenzenes, naphtalene, phenanthrene và acenaphthene, được biết đến là được anaerobically xuống cấp. Con đường cho sự phân hủy của ankan và anken là chưa rõ ràng. Vi khuẩn kỵ khí HD-1 mọc trên CO2 trong sự hiện diện của H2 hoặc tetradecane. Nhiều con đường cho sự phân hủy kỵ khí toluen. Tất cả những con đường biến đổi các cơ chất ban đầu vào chung trung gian, benzoyl-coenzym A (CoA). Hình 16: Sự phân hủy kỵ khí của Toluene. Tóm lại sự phân hủy hydratcacbon được xếp theo thứ tự sau: n – alkan > alkan mạch nhánh > hợp chất mạch vòng có trọng lượng phân tử thấp > alkan mạch vòng. Các nhà khoa học đã tìm ra những VSV có khả năng phân hủy dầu mỏ: 3.4.Phương pháp thu hồi dầu bằng cách xâu bao rơm. Đây là một sáng chế rất phù hợp với điều kiện Việt Nam, phương pháp này được áp dụng nhờ những đặc tính của rơm rạ, rơm rạ có các ống rỗng, khi thả nổi trong môi trường bị ô nhiễm dầu loang thì dầu sẽ chui vào các lỗ này, nhờ đặc tính này mà ta có thể thu hồi được dầu loang cũng như ngăn chặn được dầu loang trên biển. Rơm rạ được bó và được xiết chặt xung quanh một vật dài cứng hay có thể uốn được. Những bó đó có thể được bọc bởi một túi thấm nước làm bằng bất cứ chất liệu nào. Hình 17 (Hình xâu bao rơm) Đặc tính của thiết bị này là có thể nổi trên mặt một chất lỏng và có thể kéo được để di chuyển trên mặt chất lỏng đó mà không bị hư hại. Khi một mặt nước bị ô nhiễm bởi những vật nổi như là thực vật, rác hay dầu, để gom những vật nổi đó thì có thể xâu qua một sợi dây thừng một số bao rơm, thành một xâu bao rơm dài. Một xâu như thế đặt trên mặt nước có tác dụng như một đập nổi ngăn ngừa những vật nổi lan tràn vào những nơi cần phải bảo vệ. Hình 18 (Xâu bao rơm thành một hệ thống) Khi mặt nước bị ô nhiễm thì đặt những xâu bao rơm đó ven bờ để những vật nổi không ô nhiễm vào bờ hay lấn vào đất liền. Khi muốn vét dầu loang ta có thể nối các hệ thống bao rơm thành 1 hệ thống phao và kéo chúng ra khỏi nơi xảy ra sự cố tràn dầu. Những xâu có thể dài tới vài trăm mét, tùy sức bền của dây thừng và sức kéo của tầu kéo. Nếu có một bao bị hư hại thì có thể gỡ ra và thay thế bằng một bao khác. Sáng chế này đặc biệt thích hợp cho việc xử lí tràn dầu, chống ô nhiễm lan rộng của những vết dầu loang ở ngoài khơi. III.Kết luận Tràn dầu đã và đang là vấn đề cấp thiết cần được xử lý và ngăn ngừa. Tác động của nó tới môi trường hết sức nguy hại. Bởi vậy phải có cái nhìn đúng đắn và chuẩn xác trong các công đoạn khai thác cũng như sử dùng dầu và các chế phẩm từ dầu nhằm hạn chế tới mức thấp nhất tác động gây ảnh hưởng không tốt đến cuộc sống con người và hệ sinh thái. Bên cạnh đó, việc khoanh vùng và xử lý một cách khoa học khi có sự cố tràn dầu là điểm cần quan tâm hàng đầu. Tùy thuộc vào tình hình thực tiễn và điều kiện cơ sở vật chất kĩ thuật để đưa ra phương pháp xử lý hiệu quả nhất. Qua đây, chúng tôi mong rằng trong một tương lai không xa ô nhiễm do tràn dầu nói riêng và ô nhiễm môi trường nói chung sẽ được quan tâm và giải quyết một cách thỏa đáng, tạo điều kiện thuận lợi cho phát triển nhân sinh, kinh tế- xã hội.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docbao_cao_dia_chat_moi_truong_4891.doc
Luận văn liên quan