Trong những năm gần đây, tất cả các nước trên thế giới đều rất quan tâm đến những tác động của các chất gây ô nhiễm ảnh hưởng đến sức khỏe của con người, môi trường sống nói chung và đặc biệt là ô nhiễm các nguồn nước và đại dương trên bề mặt trái đất.
Nguyên nhân của sự ô nhiễm này phần lớn là do con người sử dụng các loại hóa chất và nhiên liệu từ nhiều nguồn gốc khác nhau, đặc biệt là dầu mỏ. Mặc dù giá trị sử dụng của dầu mỏ rất lớn, nhưng do tính chất nguy hiểm của nó (dễ cháy nổ, ô nhiễm cao). Hàng năm chúng ta vẫn phải chứng kiến rất nhiều những vụ tai nạn từ các tàu dầu làm hàng triệu tấn dầu bị tràn ra biển gây những hậu quả rất lớn đến tài nguyên và môi trường biển trên trái đất.
Xuất phát từ tính cấp thiết đó và trên cơ sở kết quả một số nghiên cứu từ trong và ngoài nước, đã đưa ra một số giải pháp hữu hiệu và mang tính khả thi cao nhằm làm xử lý các loại dầu tràn gây ô nhiễm môi trường biển từ các tàu chở dầu hiện nay. Đồng thời hạn chế những tác động xấu tới tài nguyên và môi trường biển do các hoạt động hàng hải gây ra.
1. Tổng quan về ô nhiễm biển do dầu
1.1. Các nguyên nhân cơ bản gây ô nhiễm do dầu
Nguyên nhân chủ yếu là do tai nạn tàu dầu và các thao tác hàng ngày từ các tàu chở dầu. Từ các kết quả nghiên cứu cho thấy, hàng năm trên thế giới có khoảng 3,5 triệu tấn dầu từ tất cả các nguồn đã bị đổ xuống biển, trong đó 400.000 tấn là do tai nạn trên biển, 700.000 tấn do thao tác từ các tàu chở dầu, 300.000 tấn do đổ tháo nước dằn có lẫn dầu và 50.000 tấn do thao tác đưa tàu lên đà sửa chữa.
1.2. Ảnh hưởng từ ô nhiễm dầu tới môi trường và hệ sinh thái biển
Qua rất nhiều nghiên cứu và thống kê cho thấy, ô nhiễm dầu ảnh hưởng nghiêm trọng đối với hệ sinh vật phù du, với tảo biển, với rừng ngập mặn, với hệ thủy – hải sản, với du lịch và hoạt động giải trí…
2. Các giải pháp cơ bản thường được áp dụng để xử lý dầu tràn
2.1. Sử dụng phao quây để ngăn dầu trên mặt nước
Phao ngăn dầu là một loại phao được dùng để làm trệch hướng không cho dầu tràn vào bờ hay những vùng sinh thái nhạy cảm. Đối với tàu ở giai đoạn đầu khi dầu tràn ra biển, phao quây sẽ có tác dụng vây quanh tàu, khống chế và thu hẹp sự lan toả dầu trên mặt nước, gom dầu vào một khu vực cố định để tiện cho công tác hót vớt và xử lý đạt hiệu quả cao nhất. Phao ngăn dầu có 2 phần chính; thân phao và váy phao, ngoài ra còn có dây neo, tấm nối liên kết giữa các tiết phao với nhau.
Ví dụ: Phao slickbar MK8 được sử dụng tại xí nghiệp liên doanh dầu khí Vietsopetro có các đặc diểm sau :
– Thân phao : Đường kính 26,6cm, rộng 60,9cm được làm từ vải poly-etylen có phụ gia chống ô-xy hoá, chống ăn mòn nước biển, chống tia cực tím, tuổi thọ cao. Mỗi tiết của thân phao dài 1 mét.
– Váy phao: có độ dày 0,1cm, vải dệt polyeste với sợi u-rê-than hoặc PVC có độ bền cao, chống ô-xy hoá và ăn mòn nước biển.
– Khớp nối: được làm bằng hợp kim nhôm
– Dây neo: được làm bằng hợp kim chì với anti-moan để nâng cao tuổi thọ trong nước biển.
Với các loại phao này có thể cuộn tròn, xả hết khí ra và cất giữ trong kho trên bờ hoặc trên tàu. Trước khi thả xuống để ngăn dầu phải bơm đầy khí vào từng tiết phao. Trong khi tiếp tục bơm khí vào các tiết phao sau, phần đầy khí sẽ được một tàu kéo đi theo hướng xác định vây quanh vùng dầu ô nhiễm. Như vậy, để quây dầu bằng phao cần phải có hai tàu; một tàu chứa và giải phao, một tàu kéo phao vây dầu. Tốc độ tàu kéo thường lớn hơn tốc độ dầu loang để kịp thời khống chế không cho dầu lan xa trên mặt biển (> 0,7 knot, 0,36m/s).
Nguyên lý cấu tạo của phao ngăn dầu được thể hiện ở hình 2.1 sau:
Hình 1: Sơ đồ nguyên lý cấu tạo phao ngăn dầu
Vì chức năng quan trọng của phao ngăn dầu là ngăn chặn thu gom và chuyển hướng dầu ra khỏi vùng nhạy cảm. Do đó nó cần phải linh hoạt để phù hợp với chuyển động của sóng, đồng thời phải có độ mềm dẻo thích hợp để giữ lại dầu. Bởi vậy khi thiết kế hay nhập mua các loại phao ngăn dầu cần phải chú ý đến một số vấn đề như cấu tạo thế nào để dễ vận chuyển và cất giữ, có đặc thù riêng để chịu được sóng và ngăn được dầu đạt hiệu quả nhất. Để đối phó với các sự cố tràn đâu có thể xảy ra ở các tàu chở dầu Việt Nam hiện nay, phải có sự chuẩn bị sẵn sàng số lượng phao ngăn dầu sao cho phù hợp với điều kiện thực thế từng tàu. Theo số liệu của một số nước châu Á đã dự trữ cho số lượng phao ngăn dầu của họ dựa trên cơ sở tổng số lượng dầu xuất – nhập khẩu hàng năm của từng nước.
Bảng 1: Lượng phao ngăn dầu dự trữ của nước ngoài
2.2. Sử dụng các thiết bị thu hồi dầu trên mặt biển
Đây là giải pháp hữu hiệu tiếp theo dùng để thu hồi, gom dầu từ mặt nước sau khi dùng phao quây để khống chế chúng. Thông thường, ta hay dùng các loại máy hút dầu (hoặc máng hót dầu) để thu hồi phần dầu nổi và lơ lửng sát mặt nước. Có rất nhiều loại máy (máng) hót dầu được sử dụng hiện nay và có thể chia ra các loại sau :
– Máy hút có đầu hút dầu nổi;
– Máy hút dùng bơm phun trộn lẫn nước với không khí;
– Máy hút có đầu nổi và bộ phận chắn dầu;
– Máy hút kiểu trống quay/ đĩa/ đai/ băng lau thấm dầu;
– Máng hót kiểu đăng cá;
– Máng hót kiểu ngăn dòng;
– Máng hót kiểu đĩa bám đầu ;
– Máng hót chân không;
– Máng hót xoáy lốc.
Các loại máy hút (máng hót) kể trên có thể chia thành 2 loại :
– Loại cố định : Không thể tự di chuyển được;
– Loại cơ động – tự hành: Có chân vịt tự di chuyển được.
Dù sử dụng loại máy hút hay máng hót dầu kiểu nào, thì nhiệm vụ cơ bản của thiết bị chuyên dùng này là để thu gom (hút, hót) dầu trôi nổi trên mặt nước hoặc lơ lửng sát với mặt nước. Phần dầu chìm do tác động ngoại cảnh không có tác dụng với loại thiết bị này. Bởi vậy, một trong những lưu ý khi sử dụng loại thiết bị này là mang nặng yếu tố kịp thời và cơ động (giống với sử dụng phao vây ngăn dầu). Nghĩa là sau khi đã tràn dầu ra khỏi tàu, phải kịp thời dùng phao vây lại ngay sau đó sử dụng luôn máy (máng) chuyên dụng này để thu gom dầu khỏi mặt nước càng sớm càng tốt.
Hình 2: Máy hút dầu có bơm phun lẫn nước – không khí
Hiệu qủa của việc thu gom dầu ngoài phụ thuộc vào tính kịp thời và cơ động trong công tác sử dụng thiết bị trên, nó phụ thuộc vào một vài yếu tố khác như: chiều dày lớp dầu, độ nhớt của dầu, mức độ nhũ tương hoá của dầu, tình trạng mặt biển… Dầu được hót lên thường là một hỗn hợp dầu-nước, do vậy để tiện cho việc thu gom và tồn trữ đạt hiệu quả, thường là sau khi hót lên hỗn hợp này phải được đưa vào máy phân ly (hoặc két lắng) để tách dầu ra rồi mới gom vào két chứa dầu
Để các thiết bị thu gom dầu làm việc được liên tục phải có đủ các phương tiện tồn trữ kèm theo đặc biệt những sự cố tràn dầu với khối lượng dầu nhiều và trên quy mô lớn. Các thiết bị tồn chứa dầu tràn cũng bao gồm rất nhiều dạng khác nhau, thông thường người ta dùng tàu thu hồi có các tấm nghiêng cho dầu chảy vào, hoặc tàu thu hồi có các két chứa nhiều vách ngăn để tách dầu. Ngoài ra, có thể sử dụng các thiết bị, phương tiện tồn chứa khác như: thùng chứa mềm, thùng chứa nổi bằng cao su, túi chất dẻo, bè mảng, xà lan, xe thùng các loại…
Các thiết bị thu gom này thường hoạt động hiệu quả ở vùng nước tĩnh với bề mặt ít sóng. Khi đấy lượng dầu hút vào sẽ là lớn nhất do lớp dầu có chiều dày cố định, có thể tính toán căn chỉnh được khả năng và tần suất làm việc của thiết bị sao cho đạt hiệu quả là cao nhất. Còn khi sóng biển cao hơn hai mét thì hiệu quả làm việc của thiết bị này rất kém thậm chí không thu gom được do chiều dày và vị trí lớp dầu liên tục thay đổi bởi các đợt sóng lên xuống, gây rất nhiều khó khăn cho công tác thu gom và xử lý dầu tràn. Ngoài ra sóng lớn sẽ đánh vỡ lớp dầu nổi, khuấy chúng lẫn lộn với nước ở độ sâu lớn hơn so với khả năng hót vớt của thiết bị thu dầu. Đây là nhược điểm lớn nhất của loại thiết bị chuyên dụng này mà người sử dụng cần phải đặc biệt lưu ý để sử dụng tuỳ vào từng tính huống cụ thể sao cho công việc đạt hiệu quả tối ưu nhất.
2.3. Sử dụng chất khuếch tán để xử lý dầu
Chất khuếch tán được dùng để làm giảm sức căng bề mặt giữa dầu và nước, làm cho dầu có thể phân tán thành các hạt nhỏ, dễ hoà tan trong nước. Chất khuếch tán sẽ làm cho độ đậm đặc của dầu giảm, đồng thời nó cũng làm tăng quá trình phân huỷ sinh học. Chất khuếch tan thường được dùng dưới hai dạng: dạng thông dụng và dạng đậm đặc.
– Dạng thông dụng là loại chất khuếch tán có chứa các chất nhũ tương hoá như sunfonat, este axit béo… Nó thường được dùng không pha trộn, tuỳ theo độ nhớt của dầu mà tỷ lệ khuếch tán: với dầu sản phẩm thì có thể 1 :1 đến 1 :3, còn dầu thô thì có thể 1 :3 đến 1 :4.
– Dạng đậm đặc là hỗn hợp các chất nhũ tương hoá: este axit béo, rượu ethoxylat, chất giàu ôxi như elilenglicol… loại chất này có nhiều hoạt chất hơn loại thông dụng và thời gian tác động nhanh hơn. Tuỳ theo độ nhớt của dầu mà tỉ lệ có thể dùng từ 1 :10 đến 1 :30. Nó có thể dùng dưới dạng pha trộn với nước hoặc không pha trộn.
Chất khuếch tán có thể được phun từ thiết bị xách tay, tàu thuỷ hoặc từ máy bay (với lượng dầu nhiễu và vùng ô nhiễm rộng)
– Nếu phun từ tàu thuỷ, lượng chất khuếch tán cần dùng được tính theo công thức sau:
Q = 30,87.v.L.E.C (lít / phút)
Trong đó:
Q: Lượng chất khuếch tán (lít/ phút);
30,87: Khoảng cách tính bằng mét tàu đi trong một phút với tốc độ 1 knot (1 hải lý/ giờ);
v: Tốc độ tàu (knot);
L: Chiều rộng của súng phun (m);
E: Độ dày lớp dầu (mm);
C: Thể tích chất khuếch tán cần thiết để khuếch tán 1 lít dầu.
– Nếu phun từ máy bay, theo công thức:
Q = 0,447.N.S.E.R (lít / giây)
Trong đó :
0,447: Khoảng cách máy bay bay trong 1 giây với vận tốc 1 dặm/ h;
N: Tốc độ máy bay (dặm/giờ);
S: Chiều rộng của vệt phun trên mặt nước (m);
E: Độ dày trung bình của màng dầu (m);
R: Tỉ lệ chất khuếch tán tới được màng dầu.
3. Kết luận
Bài báo đã nghiên cứu tổng quan các vấn đề ô nhiễm từ tàu, đặc biệt là ô nhiễm dầu từ tàu chở dầu và các hậu quả của ô nhiễm dầu đối với môi trường biển. Đồng thời đã đưa ra một số giải pháp cụ thể ngăn ngừa ô nhiễm dầu từ tàu, những giải pháp hữu hiệu mang tính khả thi cần áp dụng vào thực tiễn.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Đặng Kim Chi (1999, Hoá học môi trường, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.
[2] Trần Hữu Nghị, Trần Thị Mai (1997), Bảo vệ môi trường biển, Nhà xuất bản giao thông vận tải, Hà Nội.
[3] Ngô Kim Định (2004 ), Quản lý và xử lý ô nhiễm môi trường biển, Trường đại học Hàng Hải, Hải Phòng.
[4] International Maritime Organization, Advanced training programmes on oil tanker operations, Model course 1. 02, London, 1991.
[5] International chamber of shipping, International safety guide for oil tanker & terminals, London, 1993.
Hoahocngaynay.com
Nguồn: Vimaru.edu.vn
