Несмотря на успехи чистой энергетики, массовое появление солнечных и ветряных электростанций, нефть все еще остается важнейшим топливным ископаемым для человечества. Доведенная практически до своей максимальной эффективности нефтеперерабатывающая промышленность выдает порядка 500 видов жидких, твердых или газообразных продуктов из этого незаменимого сырья.
Говоря о веществах на основе нефти, часто вспоминают бензин, авиационное или дизельное топливо, подразумевая их широкое применение. Однако практическое и экономическое значение продукции из тяжелых фракций нефти, которые не купишь в магазине или на обычной автомобильной заправке, недооценивать не стоит. Мазут — это один из темных нефтепродуктов, использование и переработка которого является основой для важнейших отраслей промышленного производства и хозяйства. В 2021 году на долю мазута пришлось около 32% от общего объема российского экспорта нефтепродуктов.
Мазут представляет собой остаточный продукт первичной переработки нефти, после извлечения светлых бензиновых, керосиновых и дизельных фракций. Другими словами, мазут — нефтяное топливо, получаемое из тяжелых остатков нефти, угля и горючих сланцев. Это вещество представляет собой густую тёмно-коричневую жидкость.
Чтобы его получить, нефть подготавливают и отправляют на установки первичной атмосферной или атмосферно-вакуумной перегонки. Там при температуре +350…360°С ее разделяют на дистиллятные фракции и, собственно, мазут. Затем последний доводят до соответствия ГОСТу, добавляя нужные фракции. Выход мазута составляет около половины из расчета на исходную нефть. В небольших объемах мазут также производят из каменного угля отдельных марок и горючих сланцев.
На протяжении долгого времени мазут выполнял роль основного, резервного и технологического топлива, что способствовало развитию множества секторов, связанных с его использованием.
Наиболее широко темный продукт нефтепереработки используется в качестве топлива для морских и речных судов. Такое горючее характеризуется малым количеством примесей и низкой химической активностью, позволяя увеличить ресурс работы двигателей. Путем вакуумной перегонки из темного нефтепродукта получают дистиллятные масла. Также мазут повсеместно применяется как горючее для промышленных печей. В сочетании с креозотом темный нефтепродукт широко используется качестве антисептика, наносимого на поверхность шпал. Таким образом, темный нефтепродукт принимает участие в процессе производства тысяч наименований готовых изделий и материалов, получаемых посредством термической обработки сырья.
Во многих европейских странах с умеренным климатом мазут используется как топливо для обогрева частных домов.
В зависимости от степени вязкости, плотности, температуры застывания и температуры вспышки различают несколько марок этого нефтепродукта. Марки М-40 и М-100К относят к топочному мазуту. Мазут первой марки в основном используют в небольших котельных, а второй — на промышленных предприятиях. Флотский мазут марок Ф-5 и Ф-12 также отличается по своим характеристикам. Мазут первой марки применяют для питания установок судов речного и морского флотов. Вторую марку используют для мало- и среднеоборотных дизелей, газотурбинных установок.
Мазут состоит из длинноцепочечных углеводородов, таких как алканы, циклоалканы и ароматические углеводороды. Эти вещества могут воздействовать на здоровье человека различными путями, влияя на органы дыхания, кожу и пищеварительную систему. Многие углеводороды, которые входят в состав мазута, являются канцерогенами.
Чтобы избежать негативных последствий, при контакте с мазутом важно использовать средства индивидуальной защиты — респираторы, прорезиненные перчатки, специальную одежду. К тому же необходимо делать перерывы в работе.
Для окружающей среды мазут является чужеродным веществом, именно поэтому он вредит тем организмам, которые проживают на территории той экосистемы, которая может быть подвержена его загрязнению.
На восстановление экосистемы уходят годы или даже десятилетия, и периодически человечество сталкивается с подобными последствиями. К сожалению, аварии с разливом различных нефтепродуктов, в том числе мазута, происходят.
Например, 11 ноября 2007 года во время экстремального шторма переломился стоявший на якоре в Керченском проливе танкер «Волгонефть-139», и в море попало 1600 тонн мазута.
В 2020 году в результате взрыва цистерны в городе Находка в окружающую среду попало свыше 2500 тонн мазута. К сожалению, действия по ликвидации разлива были приняты недостаточно оперативно, что повлекло за собой гибель флоры и фауны в озере, а также в его прибрежной зоне.
14 сентября 2021 года у порта Таманьв Черном море, произошел крупный разлив мазута. Во время заправки сухогруза произошел разлив мазута, который покрыл масляной плёнкой 450 м2 водной поверхности. Ущерб составил около 6 миллионов рублей.
В декабре 2022 года в акваторию Таманского залива Азовского моря попало 3 тонны мазута.
15 декабря 2024 года в Керченском проливе потерпели крушение танкеры «Волгонефть-212» и «Волгонефть-239». Суда перевозили нефтепродукты и оказались в экстремальных погодных условиях: сильный шквалистый ветер и волнение моря до семи баллов стали причиной аварии. По данным экстренных служб, в результате инцидента в море попало около 2400 тонн нефтепродуктов.
Попав в воду, мазут образует на его поверхности тонкую пленку, а это не дает кислороду попадать в воду. Тяжелый мазут, к которому относят марку М-100, тяжелее воды. Из-за образующейся пленки живущим в воде организмам становится нечем дышать. Прежде всего, страдают моллюски, потому что именно они фильтруют воду. Затем опасные вещества проникают через жабры рыб и кожу беспозвоночных.
Опасно становится и на берегах. Мазут склеивает перья птиц, лишая их способности к теплообмену. Попадая в организм, токсины вызывают отравление и зачастую гибель.
За счет выбросов мазута на сушу, он быстро распространяется по поверхности земли, а та самая пленка не дает кислороду и воде проникать в грунт. Зато почва впитывает токсины. Поэтому страдает, прежде всего, растительность. А за счет пищевых цепочек мазут поражает даже тех, кто живет вдали от места разлива.
Для ликвидации загрязнения мазутом поверхности водного объекта, донных отложений, почвы и грунтовых вод применяются различные технические решения, каждое из которых направлено на минимизацию экологических последствий и восстановление экосистем.
Первым шагом в борьбе с загрязнением водоемов является удаление мазута с их поверхности. Для этого используют специальные плавучие барьеры (боны), которые ограничивают распространение пятен нефтепродуктов. После сдерживания загрязнения, мазут собирается с помощью вакуумных насосов и насосных агрегатов. Эффективным решением становится применение поглощающих материалов, таких как сорбенты на основе полимеров или натуральных волокон, которые способны впитывать и удерживать нефтепродукты, облегчая последующую ее утилизацию. Также для ликвидации разливов используются биопрепараты, ускоряющие биоразложение мазута.
Загрязненные донные отложения требуют особого внимания. Одним из наиболее распространенных методов их очистки является механическая экскавация, при которой загрязненные слои ила и песка удаляются и далее подвергаются захоронению или переработке. Кроме того, эффективным подходом может стать использование гидродинамических методов, которые включают срезание и откачивание загрязненных отложений на поверхность с помощью специальных земснарядов и насосов.
Для очистки почвы применяются биологические и физико-химические методы. Биологический способ утилизации мазута основан на способности некоторых бактерий и грибов расщеплять нефть на меньшие компоненты, которые затем могут быть использованы как источник питания. Одним из главных преимуществ биологического метода считается его экологическая безопасность, поскольку процесс утилизации происходит естественным образом и не приводит к загрязнению внешней среды. В то же время физико-химические методы представляют собой более механизированный подход, включающий экстракцию, термическую обработку и химикаты, которые помогают разлагать углеводороды в загрязненных почвах.
Грунтовые воды, загрязненные мазутом, требуют применения специализированных технологий очистки. Одним из решений является создание насосных скважин, которые позволяют откачивать загрязненную воду для дальнейшей очистки. Этот процесс зачастую включает фильтрацию или обратный осмос. Также эффективными являются методы реабилитации водоносного горизонта, когда специальные реагенты вводятся непосредственно в загрязненные участки с целью разложения и нейтрализации углеводородов, тем самым улучшая качество грунтовых вод.
Таким образом, эффективное устранение загрязнения мазутом требует многостороннего подхода с использованием различных технологий, адаптированных к конкретным условиям и типам загрязнения.
В настоящее время ученые продолжают изучать и другие методы, с помощью которых можно наиболее эффективно очистить загрязненные территории.
Москва
