Download
1 / 45
450 likes | 623 Views
PROJEKT CIVILARCH WYTYCZNE DOBREJ PRAKTYKI Moduł 3 Seminarium szkoleniowe Gorzów Wielkopolski, 16-17 marca 2010 nadbryg. w st. spocz. dr Ryszard Grosset Instytut Ochrony Środowiska Komisja Europejska Dyrekcja Generalna ds. Środowiska Instrument Finansowy Ochrony Ludności.
E N D
PROJEKT CIVILARCH WYTYCZNE DOBREJ PRAKTYKI Moduł 3 Seminarium szkoleniowe Gorzów Wielkopolski, 16-17 marca 2010 nadbryg. w st. spocz. dr Ryszard Grosset Instytut Ochrony Środowiska Komisja Europejska Dyrekcja Generalna ds. Środowiska Instrument Finansowy Ochrony Ludności
Szkolenie w zakresie działań ograniczających Techniki reagowania w sytuacji zanieczyszczenia środowiska wodnego Zagadnienia ogólne Akcydentalne uwolnienia niebezpiecznych materiałów i substancji do środowiska często wymagają zastosowania środków ratowniczych, służących minimalizacji bezpośredniego zagrożenia społeczeństwa, środowiska i dóbr materialnych. Rozlewy substancji chemicznych do wód płynących prowadzą do szybkiego rozprzestrzeniania się zanieczyszczenia i narastania skutków niekorzystnych dla środowiska. W takich sytuacjach znaczenie krytyczne ma: • posiadanie odpowiednich środków do ograniczenia strefy zanieczyszczenia, • niezwłoczne zastosowanie właściwych procedur i środków technicznych do usunięcia zanieczyszczenia.
DZIAŁANIA OGRANICZAJĄCE Działania podejmowane w pierwszej kolejności obejmują wybór odpowiedniej techniki kontroli zanieczyszczenia i wybór lokalizacji miejsca, w którym zostanie podjęta interwencja. Zarówno wybór właściwej techniki, jak i odpowiedniego miejsca interwencji powinny w przyszłości ułatwić sprawne i skuteczne usunięcie zanieczyszczenia. Miejsce interwencji wybiera się na podstawie: • charakterystyki zbiornika wodnego lub rzeki, takich danych, jak: głębokość, szerokość i prędkość przepływu, • dostępność personelu oraz środków i zasobów technicznych; • wrażliwość otaczającego środowiska i prawodawstwo. Środki reagowania w sytuacji awaryjnej obejmują techniki ograniczania i izolowania zanieczyszczeń, po wprowadzeniu których można zlokalizować zanieczyszczenie i przystąpić do jego skutecznego usunięcia lub neutralizacji.
DZIAŁANIA OGRANICZAJĄCE Techniki izolowania zanieczyszczeń Zachowanie się zanieczyszczeń w wodzie Izolowanie oznacza procedurę prowadzącą do zatrzymania niebezpiecznej substancji w określonym obszarze zaraz po jej uwolnieniu do wód. Techniki izolowania rozlewów substancji chemicznych, które przedostały się do rzek są dostosowane do trzech możliwych sposobów zachowania się zanieczyszczenia w wodzie: • unoszenia się na powierzchni; • opadania na dno; • mieszania się z wodą.
DZIAŁANIA OGRANICZAJĄCE • Jeżeli tylko substancja zanieczyszczająca przedostanie się do wód płynących, zaczynają na nią oddziaływać takie same siły powodujące ruch i rozpraszanie, jakie działają na samą wodę. • Prąd wody i wiatr powodują przemieszczanie się zanieczyszczeń i ich rozprzestrzenianie na dużym obszarze w relatywnie krótkim czasie, dlatego szybkie podjęcie działań izolujących jest bardzo istotne. Rozlewy substancji unoszących się na wodzie są zazwyczaj dobrze widoczne i ich przemieszczanie się wraz z wodą można łatwo monitorować. Ponieważ największą prędkość przepływu mają przypowierzchniowe warstwy wody w rzece lub strumieniu, zanieczyszczenia unoszące się na wodzie przemieszczają się z prędkością równą największej szybkości przepływu prądu rzecznego.
DZIAŁANIA OGRANICZAJĄCE • Izolowanie zanieczyszczeń cięższych od wody, które opadają, na dno, jest bardziej skomplikowane ze względu na brak możliwości bezpośredniej obserwacji i monitorowania ich przemieszczania się w wodzie. Nieregularności dna, takie jak jamy, uskoki i rumowiska skalne, mogą spowalniać przepływ zanieczyszczeń opadających na dno. Opór tarcia substancji zanieczyszczającej o dno także zmniejsza prędkość przemieszczania się zanieczyszczenia. • Zanieczyszczenia rozpuszczalne w wodzie szybko rozprzestrzeniają się w kolumnie wody a ich ruch jest taki sam, jak przepływ wody. Zmiana barwy, zmętnienie lub inne widzialne skutki rozpuszczenia się zanieczyszczenia w wodzie pomagają śledzić jego ruch.
DZIAŁANIA OGRANICZAJĄCE Metody izolowania rozlewów zanieczyszczeń unoszących się na wodzie • Metody stosowane do izolowania zanieczyszczeń unoszących się na wodzie są łatwiej dostępne i bardziej wyspecjalizowane niż w przypadku innych typów rozlewów. Większość z nich została opracowana na potrzeby izolowania rozlewów substancji ropopochodnych, ale ma zastosowanie także w odniesieniu do innych substancji chemicznych.
DZIAŁANIA OGRANICZAJĄCE Zapory i zastawki mechaniczne. • W dużych rzekach zapory mechaniczne są najbardziej skutecznym dostępnym obecnie narzędziem izolowania zanieczyszczeń unoszących się na wodzie. Zapory takie są dostępne w wielu rozmiarach i typach, tak że możliwe jest odpowiednie ich dopasowanie do zróżnicowanych warunków wodnych, nawet do dużych prędkości przepływu i wysokich poziomów wód. • Najczęściej stosowanym sposobem ograniczania ekspansji zanieczyszczeń są zapory i zastawki stałe lub pływające. W zależności od głębokości, szerokości rzeki i prędkości przepływu wody stosowany jest odpowiedni rodzaj zapory
DZIAŁANIA OGRANICZAJĄCE • Rodzaje zapór stosowanych w zależności od charakterystyk zbiornika/rzeki • głębokość szerokość prędkość przepływu rodzaj zapory • < 0,5 m każda każda stała • 0,5 – 1 m ≤ 5 m ≤ 0,5 m/s stała lub/i pływająca • > 1 m > 5 m 0,5 – 1,5 m/s pływająca
DZIAŁANIA OGRANICZAJĄCE • Zapory i zastawki stałe można łatwo zbudować z następujących materiałów: • worków z ziemią lub piaskiem ułożonych jeden na drugim od dna odbiornika wodnego; • balotów słomy ułożonych w pionie w dwóch równoległych rzędach; • metalowych i drewnianych powierzchni lub belek położonych na dnie rzeki poprzecznie w kierunku odwrotnym do jej biegu; • siatek z materiałów absorbujących, rozciągniętych między brzegami, usztywnionych belkami przy brzegu i w dnie koryta rzeki.
DZIAŁANIA OGRANICZAJĄCE • Zapory stałe są stosowane, jeżeli głębokość wody jest ograniczona i mniejsza niż 5 m. Rozróżnia się dwa typy zapór stałych: zapory, które umożliwiają przepływ wód i zapory, które uniemożliwiają ich przepływ. Drugi typ zapór jest łatwiejszy do zbudowania, lecz często dochodzi do przepływu rozlewu zanieczyszczenia ponad takimi zaporami. Dlatego są one stosowane jedynie wtedy, gdy natężenie przepływu wód jest ograniczone. Wszystkie zapory stałe wymagają solidnej instalacji i częstych kontroli ich stanu.
DZIAŁANIA OGRANICZAJĄCE Zapory pływające • stosuje się w celu izolowania zanieczyszczenia już istniejącego na powierzchni wód płynących. Są one wstępnie konstruowane i dostępne w różnych kształtach i wymiarach. Zapory te mogą być stosowane do zmiany kierunku przepływu zanieczyszczeń w celu ochrony wrażliwych obszarów (zatrzymanie przepływu) lub do usunięcia zanieczyszczenia z pewnego obszaru (zmiana kierunku przepływu). • Instalacja zapory pływającej powoduje zwiększenie prędkości przepływu, a w związku z tym także turbulencji wody. Potęguje to mieszanie się substancji zanieczyszczającej z wodą i w rezultacie powoduje „ucieczkę” pewnej ilości zanieczyszczeń z powodu większej prędkości przepływu. Zjawisko to można minimalizować, ograniczając głębokość zanurzenia takiej zapory na 20% głębokości rzeki. • Instalacja zapór pływających dobierana jest stosownie do prędkości przepływu w rzece. Pionowa konstrukcja używana jest przy prędkościach przepływu mniejszych niż 0,3 m/s. Instalacje kątowe buduje się przy prędkościach 0,3 do 1,2 m/s, co ułatwia ograniczenie natężenia przepływu wód i skierowanie zanieczyszczenia do brzegu, gdzie jest ono zbierane. • Zazwyczaj instalowane są dwie kolejne kątowe zapory pływające. • Zapory V-kształtne stosuje się, jeżeli prędkość przepływu jest większa niż 1,2 m/s. W tym wypadku wymagana długość takiej zapory to przynajmniej czterokrotna wartość szerokości rzeki, a usuwanie zanieczyszczenia należy prowadzić przy obu brzegach rzeki.
Transport zapory sztywnej (pomostowej)Zdjęcie Oikos - Gdańsk
Transport zapory sztywnej (pomostowej)Zdjęcie Oikos - Gdańsk
Zapora sztywna - holowanie Zapora sztywna - holowanie
DZIAŁANIA OGRANICZAJĄCE • Zapory pneumatyczne. Zapory pneumatyczne lub „bąbelkowe” tworzą zasłonę bąbelków i powodują powstanie turbulencji powierzchniowych, mających zdolność izolowania zanieczyszczeń unoszących się na wodzie przy małych prędkościach przepływu (poniżej 0,45 m/s). Do utworzenia zapory potrzebny jest kompresor o dużej mocy działający przed dłuższy czas. Zapora bąbelkowa nie stanowi przeszkody w nawigacji, jak również nie zapobiega przedostawaniu się większych fragmentów zanieczyszczonych materiałów przez zaporę. Metoda ta nie jest szeroko stosowana do izolacji rozlewów ze względu na swoją ograniczoną skuteczność przy większych prędkościach przepływu wody oraz konieczność zastosowania odpowiednich urządzeń do wytworzenia zapory.
DZIAŁANIA OGRANICZAJĄCE • Zapory z przepływem podpowierzchniowym. Podczas gdy zapory mechaniczne, zapory pneumatyczne i z system wytrysku wody można przystosować do prawie każdych rozmiarów rzeki, wiele prostych metod izolacji, takich jak zapory z przepływem podpowierzchniowym, najlepiej sprawdza się na małych rzekach. Wykorzystuje się w nich rząd rur przebijających barierę ziemną ograniczającą przemieszczanie się substancji zanieczyszczającej unoszącej się na wodzie. Rury pozwalają wodzie przepływach przez zaporę, a gdy ustawione są w taki sposób, że końce skierowane w górę rzeki są położone niżej niż końce skierowane w dół rzeki poziom wody podnosi się powyżej wlotów rur a zanieczyszczenie unoszące się na powierzchni zostaje zatrzymane. W celu zapewnienia kontroli przepływu wody na zaporze trzeba zainstalować odpowiednią ilość rur. Na podstawie szerokości i głębokości rzeki oraz prędkości przepływu wody można obliczyć tempo przepływu i dzięki temu określić jakiej liczby rur trzeba użyć.
DZIAŁANIA OGRANICZAJĄCE • Zapory przelewowe. Zamiast przepływu wody bezpośrednio przez zaporę można poprowadzić wodę nad lub wokół zapory rurą przelewową lub za pomocą pomp podpowierzchniowych, a unoszący się na powierzchni rozlew pozostaje zatrzymany i izolowany. Przy stosowaniu zapór tego rodzaju istotne jest, jaka objętość wody musi być przeprowadzona przez zaporę. W razie zastosowania systemu pomp trzeba zaplanować ich pracę i konserwację na cały czas usuwania zanieczyszczenia.
DZIAŁANIA OGRANICZAJĄCE . Metody izolowania rozlewów zanieczyszczeń cięższych od wody Izolowanie zanieczyszczeń, które opadają na dno i nie mieszają się z wodą jest podobne do izolowania zanieczyszczeń unoszących się na powierzchni wody i polega na tworzeniu zapór na drodze przemieszczania się zanieczyszczenia. Jest jednak dużo trudniej izolować zanieczyszczenie opadające na dno, ze względu na większą złożoność umieszczania zapór wzdłuż dna rzeki, zwłaszcza jeżeli przepływ wody jest znaczny. W dużych i szybko płynących rzekach nie ma żadnej metody zapewniającej izolowanie zanieczyszczeń cięższych od wody. W takiej sytuacji w celu zmniejszenia liczby rozlewów trzeba najszybciej i na tyle, na ile to tylko możliwe substancję zanieczyszczającą usunąć ze zniszczonego zbiornika i przenieść w bezpieczne miejsce.
DZIAŁANIA OGRANICZAJĄCE Wykorzystanie istniejących systemów kontroli przepływu. • W niektórych rzekach kontrolowanie przepływu wody pozwala na izolowanie zanieczyszczeń cięższych od wody. Strumienie pływowe można po prostu zagrodzić. Rzeki wykorzystywane do irygacji mają często systemy śluz, które można zamknąć lub pomp, które można odłączyć. Zazwyczaj jednak przepływ w strumieniach i rzekach nie jest poddany stałej kontroli i konieczne jest zastosowanie do eliminowania zanieczyszczeń innego sposobu.
DZIAŁANIA OGRANICZAJĄCE Podpowierzchniowe rowy i przegrody. Jeżeli rzeka jest mała i płynie powoli wykopanie rowu lub zagłębienia w dnie przed miejscem rozlewu może pomóc w jego wyizolowaniu. Przegrody ustawione na krawędzi takiego obniżenia (w dół rzeki) będą wzmacniać jego działanie. Do budowy przegrody lepiej wykorzystać worki z piaskiem, a nie ziemię lub muł, ponieważ są one mniej podatne na wymywanie. Zastosowanie tej metody napotyka na wiele przeszkód natury logistycznej, związanych z ograniczoną trwałością, zapotrzebowaniem na sprzęt do kopania, głębokością wody, szerokością strumienia i skalistym dnem.
DZIAŁANIA OGRANICZAJĄCE Zapory przelewowe. • Z pewnym powodzeniem do usuwania zanieczyszczeń opadających na do są także wykorzystywane zapory przelewowe. Woda przenoszona jest poza zaporę przy użyciu pomp lub rury przelewowej, przy czym pobierana jest z warstwy górnej, znajdującej się tuż pod powierzchnią wody. Tak jak w wypadku zanieczyszczeń unoszących się na wodzie, pompy lub rura przelewowa muszą mieć odpowiednia wydajność, aby mogły przenieść poza zaporę wystarczającą objętość wody.
DZIAŁANIA OGRANICZAJĄCE . Metody izolowania rozlewów mieszających się z wodą Izolowanie rozlewów substancji rozpuszczalnych w wodzie stwarza poważne problemy, zupełnie inne niż izolowanie zanieczyszczeń cięższych od wody lub pływających po powierzchni wody. Przy zanieczyszczeniach rozpuszczalnych w wodzie konieczne jest izolowanie całej objętości zanieczyszczonej wody. Można to wykonać na dwa sposoby: • izolowanie i omijanie, • za pomocą kanału optycznego.
DZIAŁANIA OGRANICZAJĄCE Izolowanie i omijanie. • W celu odizolowania i ominięcia rozlewu trzeba zatamować przepływ w rzece po obu stronach rozlewu, tj. zarówno w górę, jak i dół biegu rzeki. Następnie za pomocą zespołów pomp i systemy rur czysta woda jest przepompowywana i przepływa wokół zanieczyszczonego obszaru, omijając go. Pompy muszą mieć odpowiednio dużą wydajność, aby można było przepompować całą objętość wody płynącej w rzece, a ich praca musi trwać przez cały czas prowadzenia działań naprawczych i poawaryjnych.
DZIAŁANIA OGRANICZAJĄCE Kanał opływowy. Wybudowanie kanału opływowego ma na celu, podobnie jak w poprzedniej metodzie, odcięcie miejsca rozlewu i przegrodzenie rzeki zarówno powyżej, jak i poniżej rozlewu. Następnie budowany jest kanał, którym czysta woda przepływa wokół zanieczyszczonego obszaru, podczas gdy zanieczyszczenie jest usuwane. • Obie opisane metody mają ograniczony zakres stosowania i nadają się do wykorzystania w stosunkowo małych i wolno płynących rzekach. Możliwość ich zastosowania zależy też w dużym stopniu od lokalizacji miejsca rozlewu, dostępności niezbędnego sprzętu i możliwości niezwłocznego podjęcia działań.
DZIAŁANIA OGRANICZAJĄCE Techniki stabilizacji zanieczyszczeń Techniki wykorzystywane w działaniach poawaryjnych często obejmują procedury stabilizacji. Niektóre rozlewy substancji chemicznych wymagają całkowitej neutralizacji całego obszaru, z innymi rozlewami można sobie poradzić za pomocą doraźnego ich izolowania i czasowego lub częściowego oczyszczania. Procedury stabilizacji trzeba stosować z dużą rozwagą, z uwzględnieniem wszystkich obszarów problemowych, takich jak bezpieczeństwo personelu zaangażowanego w działania poawaryjne lub wymagania logistyczne. Do stabilizacji uwolnień chemikaliów do rzek najbardziej odpowiednie są następujące techniki: • rozpraszanie mechaniczne; • rozcieńczanie; • zasypywanie; • neutralizacja; • środki żelujące; • sorbenty.
DZIAŁANIA OGRANICZAJĄCE Rozpraszanie mechaniczne. • Celem rozpraszania mechanicznego jest bardzo szybkie rozproszenie rozlanej substancji aż do osiągnięcia niegroźnego stężenia w wodzie na możliwie krótkim dystansie od źródła rozlewu. Można w tym celu wykorzystywać sprężone powietrze, dmuchawy, wentylatory, strumienie wody, śruby lub obrotowe koła łopatkowe.
DZIAŁANIA OGRANICZAJĄCE Rozcieńczanie. • Jeżeli stosujemy technikę stabilizacji polegającą na rozcieńczaniu należy pamiętać, że stężenie niebezpiecznej substancji i związane z nim toksyczne właściwości będą mniejsze wskutek mieszania z wodą. Technika ta jest użyteczna w celu opóźnienia lub zatrzymania rozszerzania się niebezpiecznego rozlewu, jeżeli jego usuwania nie można przeprowadzić we właściwym czasie.
DZIAŁANIA OGRANICZAJĄCE Zasypywanie. • Zastosowanie tej techniki w odniesieniu do uwolnień chemikaliów na powierzchni lądu wymaga współpracy operatora przeciekającej instalacji. W zależności od rozmiarów rozlewu musi być dostępny lekki bądź ciężki sprzęt służący do zasypywania rozlewu. Można w tym celu zastosować komercyjne materiały budowlane, takie jak: gips, ziemia okrzemkowa, kruszywo wapienne lub różne typy gliny. Technika ta podlega jednak wielu ograniczeniom, takim jak potrzeba natychmiastowego dostępu do dużych ilości materiałów przeznaczonych do zasypywania, utrudnienia spowodowane przez warunki pogodowe (wiatr, ulewne deszcze), konieczność pracy ludzi w bezpośredniej bliskości toksycznego rozlewu. Ponadto po zasypaniu rozlewu końcowa objętość materiału, jak w przyszłości trzeba będzie usunąć, znacznie się zwiększa, a więc późniejsze jego usunięcie staje się trudniejsze.
DZIAŁANIA OGRANICZAJĄCE Neutralizacja. • Technika ta polega na zastosowaniu substancji chemicznej, która zmniejszy lub wyeliminuje reaktywne właściwości kwasów lub zasad. Neutralizacja jest stosowana w odniesieniu do rozlewów kwasów lub zasad na lądzie, jak również na wodach stojących lub spokojnych i wolno płynących, takich jak jeziora, spokojne rzeki, laguny, zatoki i potoki. Nieizolowany rozlew na rzece jest trudny do neutralizacji z powodu ograniczonych możliwości aplikacji substancji zobojętniających. Ponadto niewłaściwe zaaplikowanie lub nadmiar substancji zobojętniającej może także powodować negatywne skutki. Podanie substancji neutralizującej tylko na obszar rozlewu jest trudne, zwłaszcza że wystarczająco duża ilość tej substancji może nie być dostępna. Trzeba też chronić ratowników przed potencjalnymi szkodliwymi skutkami kontaktu z rozlewem i z substancją neutralizującą. Do oceny stopnia zanieczyszczenia można użyć pehametrów, do aplikacji neutralizatora zaś przy małych rozlewach – łopat, puszek i toreb, a przy dużych rozlewach – pomp, dmuchaw lub innych urządzeń rozpraszających.
DZIAŁANIA OGRANICZAJĄCE Środki żelujące. • Użycie środków żelujących ma na celu unieruchomienie rozlewu oraz zmniejszenie parowania i wsiąkania w glebę. Technika ta nadaje się do stosowania w przypadku małych rozlewów substancji ciekłych na powierzchni ziemi lub wyodrębnionej i odizolowanej zanieczyszczonej wody. Środki żelujące są też używane w celu wzmocnienia skuteczności zapór izolujących (np. żelowanie rozlanego zanieczyszczenia zapobiega jego przedostaniu się pod zaporą). • Środków żelujących nie należy używać, gdy wieje silny wiatr. Ograniczeniami tej techniki są jej wysokie koszty, jak również to, że środki żelujące rzadko są szybko i łatwo dostępne w większych ilościach.
DZIAŁANIA OGRANICZAJĄCE Sorbenty. • Technika ta służy unieruchomieniu i usunięciu rozlewu przez adsorpcję lub absorpcję zanieczyszczenia przez materiał o właściwościach sorpcyjnych. Rozlewy, które przedostały się do wód można w ten sposób traktować, jeśli sorbent jest hydrofobowy lub jeżeli zanieczyszczenie rozpuszczalne w wodzie występuje w bardzo wysokim stężeniu. Sorbent może być aplikowany ręcznie, za pomocą wideł, grabi lub łopaty albo mechanicznie za pomocą różnego rodzaju rozrzutników. Jest to technika mało efektywna jeżeli chodzii o koszty przy małych rozlewach lub jeżeli konieczne jest usunięcie materiału, który nie może być zebrany mechanicznie, bo jest to niewykonalne lub nieuzasadnione ekonomicznie. • Substancja potraktowana sorbentem musi zostać zebrana zanim pojawiająca się wskutek zastosowania sorbentu duża ilość odpadów spowoduje zagrożenie nawigacyjne.
DZIAŁANIA OGRANICZAJĄCE Techniki usuwania zanieczyszczeń Usuwanie zanieczyszczenia z wód płynących można zastosować jako procedurę priorytetową, jeżeli zanieczyszczenie nie jest rozpuszczone lub zmieszane z fazą wodną. Najbardziej rozpowszechnione techniki, przedstawione poniżej, dotyczą odzyskiwania paliw. • Techniki usuwania zanieczyszczenia są wdrażane w dwóch etapach: • krok 1 – zebranie grubej warstwy substancji ropopochodnej; • krok 2 – usunięcie cienkiej warstwy substancji ropopochodnej.
DZIAŁANIA OGRANICZAJĄCE Krok 1. Grubą warstwę substancji ropopochodnej usuwa się z powierzchni wody za pomocą: • skimmerów w połączeniu z zaporą pływającą w rzekach o dużej szerokości; • pomp odsysających substancję ropopochodną z powierzchni wody i separację przy zastosowaniu separatorów w rzekach o wolnym przepływie. Krok 2. Cienką warstwą substancji ropopochodnej usuwa się z powierzchni wody przy użyciu naturalnych lub syntetycznych materiałów absorbujących, takich jak: słoma, zrębki drewniane, suche liście, lub specjalnych substancji petrochemicznych, takich jak: polipropylen lub pianka poliuretanowa. Materiał absorbujący jest rozrzucany na powierzchnię wody pokrytą pozostałością rozlewu, a następnie zbierany za pomocą takich narzędzi jak grabie lub zgarniarki.
DZIAŁANIA OGRANICZAJĄCE DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ CZY MACIE PAŃSTWO JAKIEŚ PYTANIA ?
