Весьма надежным заграждением для нефти считается «пневматический барьер». Его главная рабочая часть — это уложенный на дне перфорированный трубопровод, в который подается воздух. Всплывающие пузырьки создают восходящий поток воды, образующий на поверхности стоячую волну. От пузырьковой завесы происходит отток воды, препятствующий движению нефти.
Во время аварии «Торри Каньона» нефтяное загрязнение довольно успешно «убиралось» с поверхности растолченным мелом. С его помощью нефть погружается на дно. Но, находясь там длительное время, она оказывает токсическое действие на бентосные организмы.
Совсем недавно канадские специалисты предложили акустический способ борьбы с разливом нефти. Ими сконструирован мощный ультразвуковой излучатель, который размещается в корпусе в форме диска. Работающий излучатель опускается под воду в центре нефтяного пятна. Под действием вибрации нефть сбивается над диском в толстый «блин», который значительно легче убрать с помощью плавучего механического нефтесборщика. Однако если плотность акустической энергии оказывается достаточно большой, то происходит фонтанирование водно-нефтяной эмульсии. Высоковольтный разряд, поданный специальным устройством в том же диске, зажигает фонтан, и разлитая на поверхности океана нефть полностью сгорает. Эксперименты, проведенные в Атлантическом океане, подтвердили эффективность акустического способа ликвидации разлива нефти.
В некоторых случаях в открытом море для рассеяния нефти могут применяться малотоксичные детергенты, не содержащие бензола, четыреххлористого углерода или других хлорированных углеводородов, фенола, крезола, едких щелочей и свободных минеральных кислот, а также нефтеокисляющие бактерии, свыше 100 различных видов которых окисляют углеводороды и нефтепродукты.
Создано немало методов, приспособлений и устройств и даже специальных судов, чтобы уничтожать или убирать нефтяные пятна. Еще во время аварии «Торри Каньона» французы применяли абсорбирующие материалы — древесные опилки и стружки. Однако 20 тысяч тонн опилок и стружек, пропитанных нефтью, было выброшено волнами на берег, откуда эту смесь пришлось убирать вручную, что значительно тяжелее, чем просто собирать нефть. Правда, в последние годы разработан более эффективный метод с использованием легкого пористого эластичного материала, который разбрасывают в пределах нефтяного пятна, и он, как губка, поглощает нефть. Время от времени его извлекают из воды, отжимают, а затем снова бросают в воду.
Нефтяную пленку собирают и свободно плавающими бонами с приемной решеткой-фильтром, которая развертывается по ветру, постепенно заполняясь нефтью. Имеются также специальные суда — чистильщики, собирающие или всасывающие плавающую на поверхности нефть. Всё это экономичные методы, позволяющие не терять разлившуюся нефть.
Существуют и такие методы, при которых нефть хотя и теряется, но убирается довольно успешно. Одна голландская фирма разработала экспериментальную судовую установку, состоящую из погружаемых под воду труб с отверстиями, из которых высыпаются песчинки, покрытые специальным составом. Песчинки обволакиваются нефтью и тонут. Производительность установки довольно значительна: за час она может ликвидировать нефтяное пятно суммарным весом более 100 тонн.
Нефть, попавшую на берега, как правило, собирают вручную. В Бретани после разлива нефти с «Торри Каньона» или «Амоко Кадиса» обширные пространства побережья очищали лопатами и ведрами, сливая нефть затем в лотки, откуда она перекачивалась в танкеры. Вязкие нефти могут быть удалены с берегов бульдозерами и скреперами.
В нашей стране широко ведутся научно-исследовательские и практические работы, связанные с борьбой за сохранность окружающей среды и, в частности, флоры и фауны океана. В аналитической лаборатории Института океанологии АН СССР разработана концепция максимального удаления разлитой нефти с поверхности моря и интенсификации естественных процессов ее уничтожения при малых количествах, для чего созданы методы и средства, позволяющие ограничить растекание нефти, концентрировать ее из тонких пленок в толстые на меньшей площади для последующего удаления механическими средствами или сорбентами на растительной, минеральной или синтетической основе. С помощью обработки нефти особым химическим препаратом образуется сплошное заграждение, препятствующее растеканию нефти и хорошо поглощающее ее. Сбор нефти внутри заграждения осуществляется полиуретановым пенопластом. Этот материал — настоящая губка, он поглощает нефти почти в 20 раз больше собственного веса. Натурные испытания этих препаратов позволили собрать 98 процентов разлитой нефти с поверхности моря, а тонкую пленку удалить за 15 минут с площади 50 тысяч квадратных метров.
Для сбора нефти, плавающей в море, в Советском Союзе построены специальные суда — нефтемусоросборщики. Они сейчас обслуживают порты не только нашей страны, но и Болгарии, Кубы и ряда других стран. Нефтемусоросборщик захватывает через специальные отверстия воду с нефтью и сливает все это в бассейн, состоящий из последовательных каскадов, где нефть отделяется от воды. Чтобы расширить функции такого судна, в его носовой части имеется и мусороуловитель.
Наиболее крупное судно в нашей стране, предназначенное для сбора плавающей нефти, «Светломор». С обоих бортов «Светломора» выдвигаются специальные тралы, захватывающие водную полосу шириной до 75 метров. Имеется и система разбрызгивания на случай необходимости обработать поверхность моря химическими препаратами.
Работают над улучшением технологических процессов сбора разлившейся нефти и за рубежом.
Недавно западногерманская фирма «Шиффсверфт» спроектировала оригинальное судно-нефтесборщик. Судно может делиться на две равные части, которые раскрываются на угол до 65 градусов. Такое судно-угольник направляется на нефтяное пятно со скоростью 3 узла, значительно увеличивая возможность захвата нефти с поверхности океана. В нормальном состоянии судно может служить для перевозки 5 тысяч тонн нефти со скоростью 12 узлов.
Норвежская фирма «Фрэнк Мон Фьюса» разработала метод более рентабельного использования судна-нефтесборщика в смысле экономии времени. Захваченная смесь воды и нефти с помощью химического агента на борту судна довольно быстро разделяется. По сообщению фирмы, применяемое химическое соединение практически целиком остается в нефтяной фазе, а в выбрасываемой за борт воде его нет. Этот метод существенно отличается от тех, при которых нефтяное пятно обрабатывается с помощью химических агентов непосредственно в море.
Учитывая, что все же большая часть нефти и нефтепродуктов попадает в океан в результате слива за борт танкерами нефтесодержащих балластных и промывочных вод, в Институте океанологии имени П. П. Ширшова совместно с Институтом физической химии АН СССР был разработан эмульсионный метод очистки морских нефтеналивных судов по замкнутому циклу.
С помощью горячей струи моющего препарата МЛ промывают под давлением танки, в которых содержалась нефть. Остатки нефти в результате ударного, теплового и физико-химического действия струи распадаются на отдельные капли. Образовавшуюся эмульсию откачивают в другой танк с раствором, где происходит самопроизвольное разделение эмульсии на нефтепродукты и моющий раствор, вновь пригодный для промывки танков.
Действие препарата МЛ столь эффективно, что после обработки с его помощью танков в последние можно загружать даже пищевые продукты, например сахар, и он после этого абсолютно не пахнет керосином. Процесс очистки танков препаратом МЛ занимает совсем немного времени. Собранная в танке с раствором МЛ нефть также может использоваться по назначению. Таким образом, эмульсионный способ очистки не только эффективен, но и экономичен. На практике с каждого среднего танкера собирают до 300 тонн нефти, которая могла быть безвозвратно потеряна, загрязнив при этом довольно большую акваторию.
Из химических средств борьбы с аварийными разливами используются также непотопляемые сорбенты, которые после использования могут быть удалены вместе с нефтью. Еще один перспективный сорбент — вулканическая порода перлит. После сорбирования нефти перлит может использоваться для производства битума и других строительных материалов. Эстонский специалист Р. Отт предложил для поглощения нефти использовать прокаленный торф. Кстати, после того как торф будет выловлен из загрязненной нефтью воды, его превосходно можно использовать как топливо.
Итак, основная масса нефти удаляется с поверхности моря сорбентами, но остается еще тонкая радужная пленка. Чтобы избавиться и от нее, необходимо применять диспергирующие средства, которые превращают сплошную пленку в эмульсию типа «масло в воде». После этого возобновляется тепловой, энергетический и газовый обмен океана с атмосферой, и, разумеется, будет энергично протекать процесс биохимического окисления нефтяных капелек.
В Лаборатории аналитической химии Института океанологии совместно с Уфимским институтом по сбору, подготовке и транспорту нефти разработаны диспергатор нефти ДН-75 и эмульгатор пленочной нефти ЭПН-5. Оба отечественных препарата оказались на практике эффективнее зарубежных, таких, как Корресит-7664 (США) и Берола-198 (Швеция).
Для контроля загрязнения поверхности океана нефтью применяются методы аналитической химии. Однако они трудоемки и требуют значительной затраты времени. Более оперативные оптические методы, основанные на том, что оптические характеристики поверхности океана, покрытой пленкой, оказываются иными, чем у чистой воды, — в частности, изменяются отражательные и поглощающие свойства в различных областях спектра. Изменение физического состояния поверхности океана, покрытого нефтяной пленкой, также сказывается на отражении и излучении электромагнитных волн, ведь при этом меняются процессы волнения, пенообразования и испарения. Наиболее перспективны дистанционные оптические методы. Основой оптической аппаратуры может служить инфракрасный лазер, работающий в «окне прозрачности» атмосферы, причем приемная аппаратура устанавливается на самолете. Луч лазера по-разному отражается от чистой воды и от нефтяной пленки. Лазер, работающий в ультрафиолетовой области излучения, при облучении им поверхности моря, покрытой нефтяной пленкой, возбуждает ее флюоресценцию. Интересно, что каждый сорт нефти или нефтепродукта имеет свой спектр флюоресценции, так что по этим спектрам можно распознавать типы нефтепродуктов.