Univerzita Pardubice Dopravní fakulta Jana Pernera

Univerzita Pardubice Dopravní fakulta Jana Pernera

Semestrální práce z předmětu Životní prostředí Způsoby přepravy ropy a jejich vliv na životní prostředí

Ehrenberger Luděk II. ročník obor TŘD

1

Prohlášení Prohlašuji, že předložená práce je mým původním autorským dílem, které jsem vypracoval samostatně. Literatura a další zdroje, z nichž jsem při zpracování čerpal, v práci řádně cituji.

Anotace Semestrální práce popisuje možné způsoby přepravy ropy a ropných produktů a jejich vliv na životní prostředí.

Klíčová slova •

Ropa

•

Ropovod

•

Produktovod

•

Tanker

•

Doprava

•

Havárie

•

Životní prostředí

2

Obsah 1. Úvod ................................................................................................................. 5 2. Historie ............................................................................................................. 4 3. Lodní doprava .................................................................................................. 5 3.1. Rozvoj lodní dopravy................................................................................ 5 3.2. Nejznámější katastrofy tankerů................................................................. 5 3.3. Příčiny katastrof ........................................................................................ 6 3.4. Opatření k zamezení dalších havárií ......................................................... 7 3.5. Odstranění kontaminace ropou ................................................................. 6 4. Potrubní doprava .............................................................................................. 9 4.1. Konstrukce ropovodů ................................................................................ 9 4.2. Nejznámější ropovody .............................................................................. 9 4.3. Příprava stavby ropovodu ......................................................................... 10 4.4. Opatření při stavbě ropovodu.................................................................... 10 4.5. Příčiny havárií ........................................................................................... 11 4.6. Ochranná opatření k zamezení úniků........................................................ 12 4.7. Realizace ropovodů................................................................................... 12 4.8. Hluk........................................................................................................... 13 5. Automobilová a železniční doprava................................................................. 14 5.1. Ropné úniky v automobilové a železniční dopravě .................................. 14 5.2. Následky havárií ....................................................................................... 14 5.3. Odstraňování havárií ................................................................................. 14 6. Závěr................................................................................................................. 15 7. Použité informační zdroje ................................................................................ 16

3

1. Úvod Ropa, jako jeden z hlavních zdrojů energie, je jedním ze základních pilířů ekonomického růstu a technického pokroku. Produkce ropy je současně jedním z nejpronikavějších činitelů, znehodnocujících naše životní prostředí. Působí na něj totiž nepříznivě ve všech stupních technologického procesu výroby i spotřeby. Při těžbě, úpravě, přepravě i spotřebovávání. Ropa se produkuje a spotřebovává ve velkých množstvích [1].

2. Historie Na počátku historie ropného průmyslu, někdy v polovině 19. století, se ropa a její produkty převáželi na povozech v dřevěných sudech tzv. barelech, jejichž objem (159 l) se v oboru dodnes používá jako jednotka množství. Tato jednotka se nazývá barel (1 barel = 159 litrů). Později se sudy začaly převážet na vagónech po železnici, zlepšením zde byly dřevené kádě či kovové nádrže přišroubované k vagónům – tak se rodily dnešní cisternové vozy. Avšak už v roce 1865 byl postaven první ropovod v délce asi 10 km, kterým spojil inženýr Van Syckel na východě USA naleziště ropy s rafinérií. A o pouhé čtyři roky později přivezla americká obchodní plachetnice Charles pensylvánskou ropu z USA do Evropy v kovových nádržích a otevřela tak éru cisternových lodí (tankerů) [3]. Spotřeba energie rostla ve světě mimo období obou světových válek a hospodářských krizí průměrně ročně asi o 5 %. Ve třicátých letech 20. století byl přírůstek dokonce ještě větší. Až do dvacátých let 20. století krylo uhlí více než 90 % světové spotřeby energie. Potom se ve světové energetické bilanci začíná výrazněji prosazovat ropa a o několik let později i zemní plyn. V letech 1937 až 1975 klesl podíl tuhých paliv ve struktuře světové ekonomické bilance ze 72 % na přibližně 31 %, zatímco podíl kapalných paliv vzrostl ve stejném období ze 22 % na zhruba 38 % a podíl zemního plynu z 5 % na 21 %. Vývoj spotřeby energie a struktury energetické bilance ve světě jasně ukazuje pozvolný přechod od tuhých paliv k palivům kapalným a plynným. Hlavním důvodem tohoto přechodu je úsilí využít jejich technologické a přepravní přednosti proti palivům tuhým. Vysoké tempo růstu spotřeby ropy úzce souvisí s prudkým rozvojem automobilové dopravy [1].

4

3. Lodní doprava 3.1. Rozvoj lodní dopravy Těžba, doprava a zpracování ropy je nejvýraznějším příkladem rychlého rozvoje energetických potřeb hospodářství a jejich uspokojování. Stavba tankerových lodí byla v minulosti a je i v současnosti průmyslem rychlých ekonomických a technických změn. Vynucená vysoká těžba, levný způsob lodní dopravy, vyvolávají zároveň tendenci o co nejlevnější využití získaných zdrojů, což se projevuje ve vzniku obrovských zpracovatelských závodů, především ropných rafinérií na mořském pobřeží. Do 50. let 20. století velikost ropných tankerů nebyla příliš velká a jejich havárie pouze lehce ohrožovala mořské organismy. Množství ropy, které se dostávalo do moře při vymývání tankerů zpravidla nepřesahovalo únosnou hranici, kdy ropa byla v krátké době bakteriální činností rozložena [1]. V roce 1950 existoval pouze jediný tanker s nosností nad 50 tisíc tun. Za 15 let již existovalo 47 tankerů o nosnosti 50 až 200 tisíc tun. K rychlému nárůstu počtu supertankerů došlo během války s Izraelem v roce 1967, kdy byl vyřazen z provozu Suezský průplav, který byl znovu otevřen až v roce 1975. Hlavní cesta ropných tankerů dnes vede přes jihozápadní část Indického oceánu od Arabského poloostrova kolem jižní Afriky do západní Evropy nebo od Arabského poloostrova do Japonska. Značný provoz tankerů je také v karibské oblasti. Podle odhadů odborníků uniká do moře při normálním provozu tankerů a při čištění jejich nádrží asi 35 tisíc tun ropy ročně. Již toto množství představuje zátěž pro mořské organismy [2]. Daleko závažnější důsledky pro mořské organismy a pobřežní flóru a faunu mají havárie ropných tankerů. Časté havárie jsou důsledkem několika okolností. Supertankery jsou těžko ovladatelné a mají dlouhou brzdnou dráhu. Koncerny průmyslových zemí, které tankery vlastní, se vyhýbají přísným bezpečnostním předpisům a daním tím, že opatřují svým tankerům registrace v různých rozvojových zemích, jako je Libérie. Na palubě tankerů bývá někdy nekvalifikovaná posádka včetně velících důstojníků. Řada tankerů má nevalný technický stav a jejich ztroskotání je díky vysokému pojištění pro majitele takových tankerů přínosem [2].

3.2. Nejznámější katastrofy tankerů Pozornost odborníků i světové veřejnosti budí velké katastrofy, které měli za následek rozsáhlé znečištění vodní hladiny ropou. Kolize tankerových lodí jsou celkem běžné (průměrně připadá na každý týden jedna), i když nemají vždy tak katastrofické následky. •

V dubnu 1967 tanker Torrey Canon u Lands Ends ve Velké Británii uvázl na dně a uniklo 120 000 tun nafty. Byla to první opravdu velká havárie [4].

•

V roce 1978 tankerová loď Amoco Cadiz narazila v blízkosti břehu Francie na útesy pobřeží u rybářského přístavu Portsace z důvodu poruchy motoru. Do moře začalo proudit 230 000 tun ropy. Ropa nejdříve zaplavila písčitou pláž v dvoukilometrové vzdálenosti a potom obklopila celý poloostrov. Ropná skvrna se rozprostřela do šířky 12 km a délky 200 km [1].

•

V roce 1978 ˇřeckému tankeru Andos Patria praskl v bouři trup u severozápadního pobřeží Španělska. Do moře uniklo 50 000 tun ropy [4].

5

•

V roce 1983 se španělský supertanker Castillo de Bellver vzňal u západního pobřeží JAR, rozpadl se a potopil. Do moře se dostala část z jeho nákladu 40 000 tun ropy [4].

•

V roce 1989 v oblasti Prince Wiliam Sounds u Aljašky se stala havárie tankeru Exxon Valdez. Obrovský supertanker narazil na skály vinou nekompetentního důstojníka. Z tankeru vyteklo celkem 41 600 tun surové ropy [3].

•

V roce 1992 havaroval řecký tanker Aegean Sea v bouři u španělského pobřeží poblíž La Coruni a rozlomil se na dvě části. Ropná skvrna dosáhla šíře 100 kilometrů, do moře uniklo přes 70 000 tun ropy [4].

•

V roce 1993 najel liberijský tanker Braer u Shetlandských ostrovů na mělčinu. Do moře vyteklo téměř 85 000 tun ropy [4].

•

V roce 1999 při havárii maltského tankeru Erika, který se rozlomil v rozbouřeném moři u pobřeží Bretaně, uniklo do moře 20 000 tun topného oleje [4].

•

V roce 2001 narazil tanker Jessica do skály vinou kapitána, který přiznal svojí chybu při navigaci tankeru. Do moře se dostalo 600 000 tun ropy a 300 000 tun těžkého oleje [3].

•

V roce 2002 se Tanker Prestige s nákladem 77 000 tun ropy na palubě při bouři dostal u španělského pobřeží do tísňové situace a začal nabírat vodu. Záchranářům se sice podařilo odtáhnout loď s unikající ropou na širé moře, po několika dnech se však rozlomila a pak se obě její části potopily asi 270 kilometrů od španělského přístavu Vigo.Bylo znečištěno 50 až 200 kilometrů vod galicijského pobřeží [4].

3.3. Příčiny katastrof Z rozboru příčin řady ztroskotání vyplývá závěr, že moderní supertankery jsou nesmírně zranitelné a v podstatě nebezpečné. Jsou to tenké lodě s ponorem okolo 30 metrů, které se na mnohých přístupových cestách k přístavům a v přístavech pohybují jen jeden metr nad dnem moře a jsou těžko ovladatelné. K zastavení velké tankerové lodě plující plnou rychlostí jsou potřebné více než 4 kilometry. A to při zpětném chodu lodního šroubu a plném výkonu motoru [1]. Průliv La Manche je z hlediska rizika plavby ve světě oblastí číslo 1. Každá druhá srážka, ke které ve světě dochází, se odehrává zde.Objem tankerových lodí i hrozba zamoření rozsáhlých oblastí po jejich ztroskotání je nadále vysoká.Odčerpávat ropu z mořské hladiny lze jen tehdy, když je moře klidné. Odstraňování ropných produktů pomocí chemických látek může být občas více na škodu než ku prospěchu. I při spalování oleje na hladině moře vzniká velké množství zplodin, které zamořují přírodní prostředí. Jediným východiskem je tedy předcházet haváriím lodí. Katastrofa Exxon Valdezu nesmírně urychlila vývoj záchranné techniky a vedla k výraznému zpřísnění pravidel pro vybavení a navigaci tankerů. Rozbory přesto ukazují, že v této oblasti jsou ještě značné rezervy [1].

6

Likvidace následků takových příhod je tak velmi náročná. Je nutno provést složité plánování, zorganizovat promyšlené zásobování a řídit pomocný personál.I tak probíhají čistící práce ve velikém chaosu.Téměř všechny zprávy se shodují na tom, že práce zaměřené na čištění pobřeží Aljašky po ztroskotání lodi Exxon Valdez neprobíhaly hladce, protože byly špatně koordinovány a jednotlivé složky zasahovaly po zbytečně dlouhém váhání. Ropa je ekologicky závadná tím, že otravuje potravní řetězec a životní prostředí jako celek.Nejhorší následky má na ptáky a savce. Ropa zalepí peří ptákům nebo srst savcům, čímž znemožní normální regulaci teploty a následek je smrt z prochlazení. Pokud by se požadovalo, aby tankery měli dvojitý plášť, znamenalo by to výrazné zmenšení počtu nehod [2].

3.4. Opatření k zamezení dalších havárií Opatření přijatá po ztroskotání lodi Exxon Valdez vládou Spojených států ukládá všem dopravcům ropy povinnost počínaje rokem 2010 používat k přepravě ropy pouze lodě s dvojitým trupem. Jednoplášťové lodě musí být po tomuto datu zlikvidovány. Je téměř jisté, že pokud by Exxon Valdez byl takto vybaven, ke katastrofě by nedošlo [2]. Zkáza tankeru Prestige, který se v listopadu roku 2002 potopil u severošpanělských břehů, bude mít dopad na ty kandidátské země o vstup do EU, které svůj státní rozpočet obohacují příjmy z námořní dopravy. Brusel se totiž rozhodl uzavřít unijní přístavy zastaralým obřím plavidlům s jednoduchým trupem převážejícím nebezpečný náklad. Ty často plují pod takzvanými levnými vlajkami, tedy vlajkami zemí, které nevyžadují striktní bezpečnostní opatření a neprovádějí přísné kontroly technické způsobilosti plavidel. K těm v minulosti patřili kandidáti členství v unii Malta a Kypr. Tankery s jednoduchým trupem převážejícím ropu a ropné produkty napříště vůbec vpuštěny do teritoriálních vod členských zemí unie. Všechny obří lodi starší třiadvaceti let provozované členskými státy EU musí být na základě tohoto rozhodnutí navíc vyřazeny z provozu. Totéž má záhy platit také pro země usilující o členství v unii a Rusko. Do pěti let stihne stejný osud i všechny lodi s jednoduchým trupem, ať již převážejí cokoli [5]. Doprovodné lodi by mohly zabránit nárazu tankerů na břeh na frekventovaných vodních cestách. Lepší řízení vodního provozu by mohlo zabránit vzniku podmínek, při kterých hrozí srážka lodí nebo jiný druh havárií. Tankery by se měly držet co nejdále od břehů, protože na širém moři se vyteklá ropa rozptýlí a neohrozí pobřeží. Ale zatím se k těmto návrhům nepřihlíží. K ropným haváriím se přistupuje jako k nečekaným událostem, přestože takové vůbec nejsou. Pokud bude doprava ropy v tankerech probíhat tak jako dosud, musíme s ropnými haváriemi počítat [2].

7

3.5. Odstranění kontaminace ropou První snaha je zaměřena na samotné zachycení ropy. K tomuto účelu byly zkonstruovány norné stěny, plovoucí na hladině díky plovákům z pěnové hmoty. Pružný lem pod hladinou částečně brání ropě v průniku za stěnu. Dále jsou tu speciální čluny, které sbírají vrstvu ropy z hladiny. Je možno s nimi pracovat různými způsoby. Jedna metoda spočívá v použití dopravníkového pásu, vyrobeného ze speciální tkaniny, která pohlcuje ropu. Pás je na jednom konci v kontaktu s hladinou, kde nasává ropu. Na druhém konci se ropa z tkaniny vymačkává pomocí přítlačných válců, přečerpává se na vlečný člun a odváží. V některých případech, jak tomu bylo po havárii lodi Exxon Valdez, ropa ztuhne a stane se z ní vazká hmota. V takovém případě je ropa natolik viskózní, že ji nelze sbírat z hladiny výše popsaným způsobem. Pak se používají stroje, známé pod jménem "super-suckers", což jsou vlastně vysoce výkonné vysavače, které ropu vysají. Avšak jeden z nejúčinnějších způsobů se musí obejít bez pomoci techniky. Rybáři ze svých loděk sbírají ropu do věder. K ropě je možno přidat chemická smáčedla, která usnadňují vznik emulze, tvořené drobnými kapičkami ropy ve vodě. Dále se musí pomoci ptákům, vydrám a jiným zvířatům, která hynou podchlazením. Jejich těla se očišťují zubními kartáčky se saponátem na mytí nádobí. V některých případech se ohrožená zvířata letecky dopravují do havarijních středisek, vybavených k péči o ně. Ochránci životního prostředí někdy zahánějí zvířata z místa havárie střelbou z děl nebo pomocí prášků. Ropou znečištěné zátoky se čistí pomocí tlakového vzduchu a horké nebo studené vody. Znečištění se proudem vzduchu a vody žene k bariérám ve tvaru "V", kde se ropa jímá a odváží pryč. Na pobřeží se někdy rukama shrabují zbytky ropy a asfaltové kuličky. Biodegradace je slibná metoda čištění kontaminovaného pobřeží. Využívají se přírodní bakterie, schopné rozkládat ropu na jednodušší, neškodné látky. Kontaminované pobřeží se postříká roztokem hnojiva, které je zdrojem živin pro bakterie a urychluje jejich činnost [3].

8

4. Potrubní doprava 4.1. Konstrukce ropovodů Ropovody jsou svařovány z ocelových rour, jejichž nejmenší vnitřní průměr (světlost) bývá 30 cm, největší 122 cm. Tam, kde je to možné, je ropovod veden po povrchu země a spočívá na podstavcích, v místech husté zástavby nebo při křížení s trasami silnic či železnic, ale i s obvyklými cestami zvěře se ukládá do země. Ropovody se pokládají i na dno moří do hloubky až 400 m, a to v betonových ochranných pláštích. V určitých vzdálenostech jsou na trati ropovodu umístěny čerpací stanice s čerpadly, která pohánějí proud ropy. Její tok je zde zároveň neustále kontrolován měřícími přístroji, sledujícími množství i rychlost průtoku ropy. Rychlost proudu bývá různá, pro představu 1 - 6 m.s-1. Doprava ropných látek probíhá pod provozním tlakem až 6,5 MPa (tlak vodního sloupce vysokého 650 m). To znamená, že v úseku potrubí dlouhém 10 km se nachází přibližně 1000 m3 ropných látek potenciálně ohrožujících své okolí. Ropovod je nutno denně kontrolovat po celé délce potrubí, a musí se také občas čistit. Čištění se provádí pomocí štětinatého, “ježka”, jenž se nechá unášet proudem ropy [3]..

4.2. Nejznámější ropovody Celková délka všech ropovodů světa představuje řádově statisíce kilometrů. Mezi nejznámější ropovody patří: •

1287 km dlouhý aljašský ropovod, který vede od ložisek v zátoce Prudhoe na severu do přístavu Valdez na jihu [3].

•

1700 km dlouhý ropovod Trans Arabian, vedoucí z oblasti Bahrajnu v Perském zálivu přes Saúdskou Arábii ke Středozemnímu moři [3].

•

2190 km dlouhý Big Inch v USA, vedoucí z nalezišť v Texasu do rafinerií v Pensylvánii [3].

•

3787 km dlouhý kanadský ropovod společnosti Interprovincial, který vede z Edmontonu v Kanadě přes Chicago v USA do kanadského Montrealu [3].

•

Za nejdelší ropovod světa je označován ruský ropovod Družba v délce 5502 km. Vychází z Kujbyševa na Volze a vede na západ, v běloruském Mozyru se dělí na dvě větve, severní směřuje do Polska a severního Německa, jižní přes Užhorod na Slovensko, kde se v Šahách opět rozděluje do tří větví: jedna vede do Bratislavy, druhá do Záluží u Mostu v ČR a třetí do Budapešti [3].

Ustavičně se zvyšující nároky energetického průmyslu, ale i zvyšující se počet automobilů, letadel a lodí si vyžaduje přepravu obrovského množství ropy, nafty , benzínu a dalších ropných produktů na velké vzdálenosti. Železnice a cesty na dopravu cisteren už nestačí, a proto se budují ropovody a produktovody, které jsou výhodnější nejen z ekonomického ale i z ekologického hlediska. Úměrně k délce potrubí se však zvyšuje i nebezpečí havárií, které můžou mít za následek katastrofální znečištění podzemních ale i povrchových vod. Stavbě ropovodů a jejich zabezpečení proti haváriím je proto potřebné věnovat mimořádnou pozornost [1].

9

I vyrobené produkty je potřeba dopravit ze skladů ke spotřebitelům. Vzhledem k ohrožení povrchových a podzemních vod je nebezpečná zejména přeprava kapalných ropných látek. Proto nejvhodnější přepravou (např. pohonných hmot, ethylalkoholu, ethylbenzenu apod.) ze závodů do velkoskladů a nebo míst s velkou spotřebou je přeprava produktovody. Rizika přepravy produktů jsou obdobná jako při přepravě suroviny. Dálkovody na území ČR přepravují asi 40 procent pohonných hmot.. Zbytek se přepravuje železniční a silniční dopravou [1].

4.3. Příprava stavby ropovodu Podkladem pro projekt stavby ropovodu je podrobný technicko-geologický průzkum, který využívá poznatků geologie, mechaniky zemin a zakládání staveb. Metodika inženýrskogeologického průzkumu proto využívá mnohé metody uvedených oborů. Průzkum začíná prostudováním geologických map a profilů oblastí, které pro tyto účely mají být alespoň v měřítku 1:25 000. Je třeba uvážit především únosnost a stabilitu podloží, hlavně v místech tektonických poruch, v poddolovaných oblastech a v kopcovitých terénech. Dále je třeba podrobně prozkoumat vodní režim oblasti. Hloubku skalního podkladu a hladinu spodní vody je možné sledovat i geofyzikálními metodami, např. odporovou sondáží a profilováním. Kromě fyziko-mechanických vlastností hornin je potřeba si všímat i chemického složení vod, protože pro jakékoliv stavby i kovové konstrukce jsou značným nebezpečím agresivní vody, které obsahují volný oxid uhličitý (CO2) anebo ionty silných kyselin, ale také skoro všechny měkké vody. Jsou nebezpečné tím, že rozleptávají cementy, beton, maltu a způsobují silnou korozi kovů. Při vyhledávání míst, kde je potrubí ohrožené korozí, se může uplatnit metoda přirozených elektrických proudů (SP - spontánní polarizace). Touto metodou zjišťujeme na povrchu potenciální rozdíly přirozených proudů, které vznikají difúzí a filtrací. Jak potrubí přechází přes oblast s různými přirozenými potenciály, tyto vyvolávají přirozené elektrické proudy, které potrubí absorbuje. V místech vycházení proudů z potrubí (anodové oblasti) nastává vynášení iontů kovu, a tím dochází k porušování potrubí,což se projevuje naměřením kladných potenciálů [1].

4.4. Opatření při stavbě ropovodu Výstavbou ropovodů a produktovodů vzniká nebezpečí havárií nebo nekontrolovatelných úniků, při kterých může docházet ke kontaminaci půdy a podzemních vod. I když se v současnosti dělají všechna bezpečnostní opatření, nemůžou zamezit tomu, aby za určitých a zejména nepředvídaných okolností nedošlo k havarijním případům. Z těchto důvodů je potřeba pro zabezpečení provozu ropovodů dodržet více opatření různého charakteru [1]: •

Potrubí musí být dimenzované na možné tlakové výkyvy. Vyrovnávače mají být umístěny ve spínacích stanicích (bezpečnostní nádrže) [1].

•

Vyráběné potrubí má být v závodech kontrolováno ultrazvukem, svary potrubí musí být na stavbě rentgenovány nebo přezkoušeny gamazářiči. Ropovody a produktovody je třeba všeobecně zabezpečit aktivní protikorozní ochranou. Je potřeba pravidelně kontrolovat její funkci [1].

•

Při křižování významných vodních toků nebo vodárensky zajímavých území se má použít dvouplášťové potrubí, přičemž je třeba počítat se zvýšeným bezpečnostním koeficientem. V ohybových místech mají být trubky opatřené ochranným obalem, aby se neporušila izolace. V místech vodohospodářsky významných, např. ve sběrných územích atd., je třeba ropovod či produktovod zabezpečit dálkově ovladatelnými závěrovými zařízeními [1].

10

•

Křižování cest a železnic si vyžaduje zabezpečit dálkovod na těchto úsecích chrániči. Venkovní potrubí slouží (z bezpečnostního hlediska) i k zadržení unikající ropy anebo produktu ropy. Katodická ochrana je potřeba i na venkovní potrubí [1].

•

Bezchybná obsluha a dispečink dálkovodu, tzn. soustavné sledování, kontrola a řízení chodu dálkovodu, dokonalé ovládání manipulace při různých tlacích a průtocích. Měřící zařízení na tlak a množství z jednotlivých čerpadel a mezistanic musí být vybavené dálkovým rozhlasovým a signalizačním zařízením [1].

•

V případě, že se potrubí ukládá do půd, které mohou ocelový materiál porušit, je třeba ho uložit do pískového lůžka [1].

•

Podle přesného harmonogramu prací je potřebné zabezpečit kontrolu měřidel tlaku a teploty, údržbu armatur, katodické ochrany. Zabezpečit dozor nad ochranným pásmem (80 až 100 m) a terénními změnami, dále sledovat zvýšení stavu vodních hladin [1].

•

Případný únik ropy či ropných produktů je třeba okamžitě zachytit. Pro rychlé vybudování odčerpávacích studní, vybagrování zeminy, anebo pro odčerpání podzemní vody, musí být provozovatel potrubí vybavený příslušnými mechanizmy a zařízením. Jejich případné nasazení je třeba plánovitě připravovat a zabezpečovat [1].

4.5. Příčiny havárií Z praxe známe mnoho případů havárií ropovodů a produktovodů, které byly způsobené rozmanitými příčinami. I při dodržování všech bezpečnostních a technických opatření je potřeba vždy počítat s možností, že v případě havárie i při její okamžité registraci dojde k odstavení čerpadel nejdříve za 4 - 5 minut a za ten čas může v závislosti na průměru potrubí a provozním tlaku uniknout z potrubí několik desítek až několik stovek tisíc tun ropné látky. Ani při použití nejkvalitnějších materiálů, při perfektních stavebně-montážních pracích a dokonalém inženýrsko-geologickém průzkumu není jisté, že na potrubí nedojde k havárii, a tím k úniku ropy či produktu ropy do terénu nebo do podloží. Problematika měření úniků, a to hlavně malých, dále zjišťování místa úniků by mohla tvořit samostatnou kapitolu. Protože jde o velmi speciální problém, uvádíme jen, že za současného stavu používané techniky jsou malé úniky neměřitelné. Důležité je proto pravidelně sledovat vegetaci podél dálkovodů, vykonávat systematickou preventivní kontrolu a v případě potřeby měření speciálními přístroji, které zjišťují např. šum unikající látky, izotopové měření apod. [1]. Při přepravě potrubím může nastat větší únik buď vnějšími vlivy, anebo v důsledku skrytých chyb materiálu dálkovodu. K takovéto havárii došlo např. v roce 1967 u obce Dolní Plachtince nedaleko Lučence, při které se přetrhlo spirálovitě svařené potrubí. Uniklo asi 1500 m3 ropy a bylo znečištěných asi 10 hektarů luk. V době havárie byla okolní půda zamrzlá a nenastali proto větší průsaky do země. Podstatně se znečistili dva blízké potoky, do kterých vniklo asi 250 m3 ropy a nato i řeka Ipeľ, což bylo důvodem intervence ze strany Maďarska [1].

11

Ropovody a produktovody zabezpečují efektivnost výroby, plynulé dodávky surovin nebo produktů, ale zároveň představují potencionální liniový zdroj znečištění ropnými látkami. Např. v případě ropovodu „Družba“ je nebezpečí v tom, že je situovaný hluboko do nitra území Žitného ostrova (ochranná pásma vodárenských zdrojů na celém úseku mezi městy Šahy a Bratislava, ale i jinde) a na dlouhém úseku protíná proud podzemních vod. Jediný litr nafty může zavinit nepoužitelnost jednoho milionu litrů vody, což představuje spotřebu čtyřčlenné rodiny na dvacet let. Definitivní řešení ochrany podzemních vod by spočívalo v jeho dokonalém technickém zabezpečení před úniky anebo v jeho přeložení [1].

4.6. Ochranná opatření k zamezení úniků Jako součást ochranných opatření takových potrubí je nevyhnutelné mít k dispozici operativní skupiny na zjišťování havárií a trvalých úniků z ropovodů a produktovodů s potřebnými hydrogeologickými kapacitami, které jsou schopné havárii sanovat. Podle některých odhadů dochází při přepravě produktů potrubím na úseku dlouhém 100 km k poruše průměrně až jednou za tři roky.Matematické metody s použitím výpočetní techniky umožňují stanovit prognózu šíření znečistění a určit optimální způsob ochrany území. Na našem území je několik tisíc kilometrů ropovodů a produktovodů, na kterých dochází k poruchám způsobených korozí, netěsnostmi, vadami armatur, špatnými svary, izolacemi, údržbou a poškozením při zemních pracích apod. [1]. Na některých místech trasy se používají zvláštní konstrukce. Při přechodech na dně vodních toků se používá obetonované potrubí, kterého účelem je zatížit, fixovat potrubí a vyloučit jeho mechanické poškození např. při kotvení plavidel. Jako výjimečné opatření ve vodárensky exponovaných územích v zahraničí můžeme uvést umísťování potrubí v průchodných betonových kanálech, které jsou těsné vůči únikům přepravovaných látek [1]. Z hlediska ochrany životního prostředí je přeprava ropných látek dálkovody nejbezpečnější. Menší množství ropy, která unikají v čerpacích stanicích, se shromažďují a vstřikují do ropovodu. Při vhodné konstrukci, zodpovědném vybudování a pravidelné kontrole těsnosti potrubí, stavu isolace a katodické ochrany, je nebezpečí, že se poruší potrubí v podstatě jen venkovním zásahem [1].

4.7. Realizace ropovodů Při realizaci dálkových ropovodů dochází k značným zásahům do okolí. Proto je potřebné volit takovou technologii výstavby a konstrukční řešení, které minimálně naruší současné ekologické vazby. S růstem délky dálkovodů se zvětšuje i plocha území, kterou zabírají. Na těchto plochách se už při ukládání potrubí soustřeďuje technika a materiál, které mají bezprostřední vliv na přírodní prostředí. Technologií mnohých stavebně-montážních operací (pochopitelně nejen při výstavbě dálkovodu) se do určité míry znečišťuje půda, voda i ovzduší. V důsledku stavebních prací je často způsobována destrukce půdního masívu a značně narušená ekologická rovnováha v krajině. Například vyhloubením hlubokých rýh trasy dochází někdy k vzniku drenážních kanálů, které způsobují odvodňování a vysušování úseků přiléhajících k trase dálkového plynovodu. Na druhé straně uložení potrubí v štěrkopískových sedimentech často brání pohybu spodní a povrchové vody, což může způsobit výrazné narušení přírodního režimu, a tím zavodnění přiléhajícího území, změnu rostlinného biotopu atd. [1].

12

Dálkové ropovody, dlouhé stovky i tisíce kilometrů, procházejí různými klimatickými oblastmi a v závislosti na geologických a hydrogeologických podmínkách různě ovlivňují životní prostředí. Při jejich projekci a výstavbě je proto potřeba brát v úvahu celou řadu faktorů. Je potřebné vyhýbat se chráněným územím, rezervacím s výskytem vzácných biologických druhů, ochranným pásmům vodních zdrojů, nadměrné těžbě lesních úseků, dále je potřebné dodržovat opatření proti zavodňování, erozi a degradaci půdy, uskutečňovat rekultivaci povrchových vrstev atd. [1].

4.8. Hluk Dalším nepříznivým faktorem, působícím na životní prostředí při dopravě ropy a ropných produktů je hluk kompresorových stanic, který je třeba zohlednit hlavně v oblastech s vysokou hustotou osídlení. Proto jsou už při projekci kromě vlastní konstrukčního řešení a technologie důležité i informace o budoucí plánované výstavbě v okolí kompresorových stanic. Při plánování a projekci je potřebné kromě technických a ekonomických hledisek zohlednit i hlučnost zařízení. Jako ochrana před hlukem kompresorových stanic se používá izolace materiály pohlcujícími hluk. Hluk kompresorových stanic způsobuje kostra kompresoru, nasávání vzduchu a vypouštění spálených plynů. Pro určité konstrukční zvláštnosti se kompresor umisťuje vždy v místnosti, a proto jeden z hlavních způsobů protihlukové ochrany je zvuková izolace strojovny. Na snižování hluku kompresorů se v podstatě využívají nehlučné regulátory tlaku, zvuková izolace zdroje a pohlcovače aktivního i reaktivního typu [1]. Tento hygienický aspekt nabývá v současnosti stále větší důležitosti. Je totiž stále obtížnější situovat výstavbu kompresorových stanic do oblastí dostatečně vzdálených od míst komunální výstavby tak, aby nedocházelo k narušení okolí hlukem. V podstatě jsou dva způsoby ochrany prostředí před hlukem a to vzdalování zařízení od lidských sídlišť a protihluková izolace zdrojů hluku. První způsob není vždy možný a druhý je často ekonomicky i technicky velmi náročný [1]. Limity škodlivosti hluku se pohybují okolo 80 dB, není možné říci, že by se hluk stával škodlivým až po překročení této hranice. Zjistilo se, že dokonce u mnohem nižší hladiny hluku např. ve strojovnách, kabinách automobilů apod. vyvolávají zvukovou agresi. Proto je velmi obtížné stanovit všeobecně platné hranice hlučnosti a maximální hladiny intenzity hluku, které by jsme mohli pokládat za bezpečné [1]. Poruchy neurovegetativní rovnováhy vyvolávané hlukem nad 60 dB se projevují zejména negativním ovlivňováním oběhových funkcí, změnami srdečního rytmu a tlaku krve, labilitou srdečního minutového objemu apod.. Porušují se i zrakové funkce, dochází k rozšiřování zornic a snížení hloubkové ostrosti vidění. Hluk vyvolává i žaludeční neurózy, vyrušuje i spícího člověka, čímž zhoršuje kvalitu a regenerační účinek spánku. Dlouhodobější působení hluku s intenzitou do 90 dB vyvolává poruchy vnitřního ucha, přičemž snížená sluchová schopnost nejen vyřazuje pracovníky z některých profesí, ale i všeobecně snižuje jejich pracovní schopnost [1].

13

5. Automobilová a železniční doprava 5.1. Ropné úniky v automobilové a železniční dopravě Dalším nejrozšířenějším způsobem dopravy ropných produktů je přeprava silniční. Je jisté, že je nemožné vyloučit havárie způsobené vyšší mocí nebo lidským selháním (a to ani u ostatních účastníků silniční dopravy). Autodoprava rozšiřuje nebezpečí havarijních úniků prakticky na celé území státu. Kromě technických opatření (např. moderní cisterny apod.) je třeba klást důraz hlavně na dodržování přísného režimu při plnění a stáčení ropných látek. Soustavným organizačním úsilím a použitím dokonalejšího technického vybavení (stáčecí zařízení, kvalitnější cisterny) je možné předpokládat, že při rostoucím počtu vozidel nevzroste počet havárií a úniků v závislosti se zvyšováním hustoty automobilového provozu [1]. Při přepravě železničními cisternami jsou možné úniky při plnění, vlastní přepravě, při stáčení a při čištění. Při plnění hrozí nebezpečí přeplnění a úniků z nedbalosti. Plnící a stáčecí plochy musí být speciálně upravené a úniky společně s vodou bezpečně odvedené do čistících zařízení. Při přepravě hrozí nebezpečí, že se vozidla můžou převrhnout. Cisterny jsou ale zabezpečeny proti únikům při převrácení. Cisterny se většinou čistí horkou vodou s přísadami detergentů, a tak se z nich odstraňuje zbytek látek s nečistotami [1].

5.2. Následky havárií Ropa a ropné látky znečišťují půdu, vodu, ničí rostliny, ryby, v kanalizacích vytvářejí nebezpečí výbuchu, rozkládají těsnící tmel potrubí, poškozují vozovky apod.. Rozlité pohonné hmoty (hlavně nafta) snižují bezpečnost dopravy, ropné látky poškozují provoz kanalizačních čističek tím, že ničí organismy biologického čištění, rozpouštějí asfaltové izolace staveb apod.. Jak je vidět, ropa a její produkty jsou všestranně nebezpečné nejen pro životní prostředí, ale i pro výtvory lidí. Proto je třeba důsledky havárií vždy energicky a urychleně odstraňovat. Při znečištění povrchových vod ropnými látkami, ať už z různých úniků, nebo ropnými látkami nacházejícími se v odpadních vodách z komunální sféry, hrají významnou roli zákonitosti směšování vody povrchových toků s odpadními vodami. Pro ředění odpadových vod říční vodou platí různé vztahy, které zvažují jednotlivé stránky jevu, jako je dynamika, energetická a látková bilance tečící vody, biochemická odbouratelnost znečišťujících látek (hlavně chemické složení a kyslíková bilance odpadových vod a toku) apod. [1].

5.3. Odstraňování havárií Při vzniku havárie, tzn. úniku ropných látek do terénu je třeba vykonat různá ochranná opatření. Prvním a nejúčinnějším opatřením musí být zastavení úniku a odstranění jeho následků, zamezení jakémukoli vsakování nebo rozšiřování ropné látky do terénu, případně její vsakování do půdy. Při rozhodování o optimální variantě může však dojít k nežádoucí ztrátě času a tím i zvětšení následků havárie, ke zvětšení kontaminované plochy, atd.. Proto je nutné mít předem vypracované havarijní plány a vyčleněné havarijní skupiny. Ve většině případů, hlavně v první fázi úniku, lze rychlým zásahem škody totiž minimalizovat. Je potřeba zabránit dalšímu vytékání kapalin např. uzavřením plnících otvorů, provizorním utěsněním trhlin nebo děr. Dále je nutné zabránit rozlévání uniklých látek ohrazením zaplaveného území. Je nutno vytvořit zábrany proti proniknutí ropných látek (valy z půdy, pytle s pískem, balíky slámy apod.), přechodně uzavřít např. kanalizační sítě. Ropné látky je třeba ihned začít odčerpávat z nejníže položených míst. Na vodních hladinách (pokud jsou ohroženy) je potřeba vybudovat norné stěny, aby se látky nešířily dále [1]. 14

Jako další opatření je třeba lokalizovat únik, odstranit jeho příčinu, určit rozsah znehodnocené plochy půdy ve směru horizontálním a vertikálním. Pro tento účel je nutno odebrat vzorky půdy z různých míst, kde se předpokládá dosah kontaminace. Vzorky se odeberou vždy v místech výskytu největšího znečištění a v místech výskytu spodní vody. Přímé určení mocnosti olejové vrstvy na hladině spodní vody je spojené s těžkostmi a často se od něj upouští, případně stačí jen organoleptická zkouška. Vzorky zeminy je třeba odebrat z hloubek do 2 až 3 metrů. Při odběru vzorků z větších hloubek se používá vrtná souprava. Mimo vzorků zeminy je nutno odebrat i vzorky vody buď z existujících studní nebo ze studní pro tento účel urychleně vybudovaných. Už ze složení půdy lze usuzovat, do jaké míry se dá očekávat další rozšíření uniknuté látky, protože některé druhy půd (např. jíl) už sami zadrží velkou část uniklé ropné látky. Odebrané vzorky se analyzují s cílem zjistit množství vsáknuté znečisťující látky [1]. Znečištěná zemina se nejlépe odstraňuje vybagrováním, přičemž je třeba dbát na to, aby se odstranila celá kontaminovaná část zeminy, a to až do hloubky vsaku. Pokud je to možné, je třeba přijmout taková opatření, aby nebyla odstraněná celá krycí vrstva nad hladinou spodní vody, protože by mohlo dojít k její další kontaminaci. Tyto opatření jsou náročné na pozemní práce a jsou poměrně nákladné [1]. Při likvidaci ropných havárií je možné také použít vhodných chemických sloučenin, které svými vlastnostmi můžou působit vysoce účinně. Jsou to např.: •

Izolační a těsnící látky.

•

Sorpční látky. o Látky připravované na bázi rašeliny. o Látky na bázi vulkanických skel. o Látky na bázi syntetických plastů a kaučuku. o Látky na bázi gelů.

•

Detergenty (látky snižující povrchové napětí).

6. Závěr Havárie ropných látek (každého druhu, nejen při přepravě) musí být pro všechny pracovníky, kteří s nimi pracují, varováním, které se nesmí přehlížet. Příčiny havárií ropných látek lze klasifikovat podle různých kritérií, často ale bez jednoznačného závěru, protože mnohdy jde o komplikovanou kombinaci nedostatků s obtížným určením priority. Je nutné, aby všichni, kteří denně pracují s ropnými látkami, měli stále na paměti zásadu, že malé příčiny často způsobují velké následky. Pracovníkům objektů, kde se s těmito látkami pracuje je potřebné vysvětlit, že každý únik ropného produktu způsobuje zhoršení životního prostředí, často s následky, které ponese nejen naše generace, ale i generace budoucí.

15

7. Použité informační zdroje [1]

BIENIK, Ján. Ropa, zemný plyn a životné prostredie. Bratislava: Alfa, 1982. 240 s. ISBN 63-132-82.

[2]

SVRŠEK, Jiří. Katastrofy. Natura, 2000, roč. 6, č. 5 ISSN 1212-6748.

[3]

Ropa [online]. c1999, poslední revize 14.12.2002. [cit.2002-12-20]. Dostupné z: < http://www.energyweb.cz >.

[4]

BERANOVÁ, Lucie. Španěly straší havárie cisternové lodi Amoco Cádiz. Hospodářské noviny, 2002, roč. 46, č. 226, s. 7, ISSN 0862-9587.

[5]

KLEKNER, Radim. Brusel nepustí do přístavů členských zemí tankery s jednoduchým trupem. Hospodářské noviny, 2002, roč. 46, č. 239, s. 6, ISSN 0862-9587.

16