Отвечая на призыв к экологическим ответам

Алекс Бальси

Команда проекта RDC позиционируется на USCGC Hollyhock после завершения испытания прототипа системы морских испытаний. Слева направо, Л. Т. Чарльз Кларк, Александр Бэлсли и Академия береговой охраны Кадет 2 / с Валери Хайнс.)

Прототип системы внутреннего смягчения, который показывает включение ткани X-Tex в конструкцию барьера. Это предназначено для отталкивания нефти к береговой линии для более легкого восстановления.

Previous Next

Береговая охрана разработала два отдельных прототипа системы предотвращения изменения климата, специально предназначенные для внутренних и морских условий, и проверила их в реке Каламазу и озере Гурон.

Всякий раз, когда возникает потребность в нефти, всегда будет возникать риск разливов нефти. Это не менее верно для битуминозных песков, широко известных как нефтяные пески или битуминозные пески. Нефтяные пески в основном встречаются в Альберте, Канада, и состоят из битума, песка, глины и воды. Они обычно вязкие, с текстурой, подобной арахисовому маслам. Нефтяные компании Альберты транспортируют свой продукт на прибрежные нефтеперерабатывающие заводы за пределами Альберты, не имеющей выхода к морю. Один из способов транспортировки включает добавление разбавителей, таких как конденсаты природного газа, к нефтяным пескам для снижения вязкости и облегчения транспортировки по железной дороге или трубопроводу. Новая смесь продуктов называется разбавленным битумом или дилбитом.

Сегодня ученые и исследователи продолжают изучать свойства дилбета, а также его судьбу и поведение, если они попадают в окружающую среду. Характеристики Dilbit аналогичны характеристикам сырой нефти, но реальный опыт показывает, что он ведет себя по-разному во время инцидента разлива. В 2010 году приблизительно 877 000 - 1 миллион галлонов дильбит впадало в реку Каламазу из разрыхленного трубопровода. Было затронуто более 20 миль береговой линии, что сделало его одним из крупнейших нефтяных разливов в истории США. Респонденты столкнулись с нетипичной задачей - попытаться смягчить последствия перемещения, затонувшего масла. Агентства по охране окружающей среды США (EPA), координаторы по сценариям и организации по ликвидации разливов нефти (OSROs), попытались несколько подходов к восстановлению движущегося, затонувшего масла с разной степенью успеха. Было очевидно, что лучший подход к смягчению последствий необходим не только для разливов нефти в реках и ручьях, но и для других потенциальных дилитных или неплавающих нефтяных разливов в прибрежных и крупных озерных средах.

• Поиск лучшего пути

В 2016 году Центр исследований и развития береговой охраны США (RDC) взял на себя эту задачу и начал проекты по определению, разработке и тестированию новых методов реагирования на неплавающие разливы нефти, включая обнаружение и удаление затонувшего масла на дне и суспендированный в колонне с водой. При финансовой поддержке Агентства по охране окружающей среды в рамках своей инициативы по восстановлению Великих озер (GLRI) Береговая охрана разработала два отдельных прототипа системы предотвращения изменения климата, специально предназначенные для внутренних и морских условий, и проверила их в реках Каламазу и озере Гурон соответственно.

Прототип системы внутреннего смягчения был протестирован в верхней части озера Морроу в Каламазу, штат Мичиган, в апреле 2018 года. Это место было выбрано из-за его близости к Великим озерам, где заинтересованные стороны GLRI могли бы наблюдать за оборудованием и задавать вопросы проектной группы. По той же причине озеро Гурон было выбрано в качестве испытательного полигона для прототипа системы предотвращения морских перевозок.

Прототип системы внутренних смягчающих систем включает в себя 75-футовый барьер, который состоит из трех отдельных 25-футовых сегментов, соединенных друг с другом. Он был разработан для отклонения движущегося, затонувшего масла к береговой линии, для использования в быстрых водах с током до 3-4 узлов. Эта конструкция предназначена для облегчения восстановления затонувшего масла, поскольку она будет отведена в область с минимальным током. Два сегмента барьера (всего 50 футов) имеют высоту 3 фута, а последний сегмент (25 футов) ближе к береговой линии, измеряя 2 фута в высоту, чтобы учесть уменьшение глубины и более низкий уровень воды. Угол отклонения барьера (или угла отклонения) относительно береговой линии зависит от тока реки; чем выше ток, тем меньше угол. Это гарантирует, что тканевый материал барьера не подвергается разрушающим уровням давления, создаваемого речным течением.

Сам барьер состоит из ткани X-Tex и материала из полиэтилена высокой плотности (HDPE) со скручивающими заслонками, сделанных жесткими полосками из стекловолокна как на верхнем, так и нижнем по потоку сторонах барьера. Основная цель заслонки заключается в предотвращении попадания масла, что, вероятно, в областях с высоким током. Дно барьера взвешивается стальными звеньями, а верхняя часть - флотацией, чтобы поддерживать вертикальный барьер во время развертывания.

В реке Каламазу RDC протестировал два разных метода крепления для внутренней барьерной системы, которые зависят от типа нижнего субстрата и глубины воды. Если река относительно неглубокая (менее 10 футов) и имеет песчаное дно, верхняя часть барьера может быть закреплена на столбе, вбитом в дно реки, а нижний по потоку конец привязан к дереву или другому подходящему приспособлению на береговой линии , В более глубоких водах или районах реки с более жесткими нижними субстратами верхний конец барьера может быть привязан к барьеру Джерси с другим концом барьера, связанного с береговой линией. RDC смог изучить уроки о развертывании и извлечении барьера и отслеживать некоторые аспекты характеристик барьера, включая положение, движение, провисание, протирание и растяжение с помощью весоизмерительных ячеек, блоков глобальной системы позиционирования (GPS) и видеокамер.

• Морской фокус

После завершения полевого испытания внутренней барьерной системы в Каламазу основное внимание было сфокусировано на тестировании прототипа системы морских отложений в озере Гурон недалеко от Порт-Гурона, штат Мичиган. US Coast Guard Cutter Hollyhock, 225-футовый морской плавучий теннис, был использован для развертывания морского прототипа, который был разработан, в частности, для более низких текущих сред (менее 2 узлов) и для сбора нефти в «U-образной форме», а не отклонение (например, внутренняя барьерная система). Этот прототип состоит из четырех отдельных 50-футовых секций, которые были соединены общей длиной 200 футов. Сам барьер полностью состоит из ПНД, имеет высоту около 3 футов и может быть прикреплен к дну озера с помощью якорей и досок с помощью дайверов. Как и внутренняя барьерная система, она утяжелена стальными цепями, но верхняя часть привязана к буям, так что барьер может оставаться вертикально, когда он разворачивается к дну озера.

В течение трех дней в мае 2018 года RDC проверил развертывание барьера в двух разных местах озера, один в области с низким током (менее 1 узла), а другой с немного более высоким током. RDC собрал уроки, извлеченные из того, как лучше всего можно было бы использовать и извлекать барьер. Работу барьера контролировали с помощью видеокамер и сонарного инструмента.

• Сегодняшнее исследование подтверждает стратегию реагирования завтрашнего дня

RDC продолжает анализировать свои результаты и представит предварительные результаты по этим первым двум прототипам в Новом Орлеане в ноябре этого года. RDC также работает над разработкой третьего прототипа системы предотвращения изменения климата для тестирования в том же месте на реке Каламазу в апреле 2019 года. После завершения третьего и заключительного испытания RDC сообщит о выводах и рекомендациях по каждому из трех прототипов. Доклад будет опубликован для общественности в сентябре 2019 года.

RDC завершит проект, разработав пособие по трудоустройству, которое будет описывать оборудование и тактику, полезные для обнаружения, мониторинга и реагирования на реакцию продуктов нефтеносных песков. Это будет доступно для общественности в 2020 году и предоставит полные варианты реагирования на разливы продуктов нефтяных песков. С развитием этих трех прототипов для смягчения последствий перемещения, затонувшего масла Береговая охрана будет вооружена более широкими знаниями о методах реагирования на эти виды разливов нефти.

Центр исследований и развития береговой охраны (RDC), расположенный в Нью-Лондоне, штат Коннектикут, является средством береговой охраны для проведения исследований, разработок, испытаний и оценки в поддержку основных миссий службы. RDC несет ответственность за оценку осуществимости и доступности решений для выполнения миссий и проведение оперативного анализа и анализа рисков на всех этапах процесса приобретения. RDC также управляет Морским испытательным полигоном в Мобайл, штат Алабама.

Александр Бэлсли - инженер-эколог, с 2010 года - менеджер проектов в RDC. Он в основном участвует в программе RDC по ликвидации разливов нефти и является экспертом в этой области. У Бальсли есть степень магистра инженерной инженерии в Вустерском политехническом институте и степень бакалавра в области гражданской и экологической инженерии Северо-Восточного университета. Он является зарегистрированным профессиональным инженером в Массачусетсе.

Эта статья впервые появилась в сентябрьском печатном издании журнала MarineNews .