Ratownictwo ekologiczne w PSP

Zagrożenia, z którymi zmaga się współczesny świat, doprowadziły do zmiany w 1997 r. uregulowań prawnych w obszarze funkcjonowania ochrony przeciwpożarowej. Zobowiązały one Państwową Straż Pożarną do prowadzenia działań nie tylko w zakresie ratownictwa chemicznego, ale i ekologicznego [1].

Zagrożenie ekologiczne, definiowane przez Organizację Narodów Zjednoczonych, dotyczy możliwości nagłego wystąpienia katastrofy lub wypadku wynikającego z czynników naturalnych, awarii procesów technologicznych (prowadzących do zanieczyszczenia wód gruntowych), niewłaściwej lub nieodpowiedzialnej działalności człowieka (składowanie toksycznych odpadów), konfliktu zbrojnego, a także kombinacji wszystkich wymienionych przyczyn [2]. Zadania krajowego systemu ratowniczo-gaśniczego w zakresie ratownictwa chemicznego i ekologicznego obejmują planowanie, organizowanie oraz realizację działań ratowniczych zmierzających do zmniejszenia lub likwidacji bezpośrednich zagrożeń dla ludzi, zwierząt, środowiska lub mienia stwarzanych przez substancje niebezpieczne [3].

Obecnie funkcjonowanie ratownictwa ekologicznego w strukturach PSP określają „Zasady organizacji ratownictwa chemiczno-ekologicznego w krajowym systemie ratowniczo-gaśniczym” z 2021 r. Wspomniany dokument został przystosowany do zachodniej koncepcji prowadzenia działań ratowniczych, określając zadania, wyposażenie techniczne, zasady dysponowania sił i środków, rozpoznanie i sposoby likwidacji zagrożeń chemicznych, biologicznych, radiacyjnych, nuklearnych oraz zagrożeń związanych z wystąpieniem wybuchu (CBRNE). Ratownictwo ekologiczne stanowi zatem integralną część działań specjalistycznych grup ratownictwa chemicznego (SGRChem-Eko).

Charakter działań PSP

Zdecydowaną większość zdarzeń w zakresie ratownictwa ekologicznego, podczas których interweniuje PSP, stanowią zanieczyszczenia środowiska substancjami ropopochodnymi (od tych wynikających ze skutków wypadków komunikacyjnych po zanieczyszczenia wód powierzchniowych). Przepływ oleju napędowego, benzyny czy smarów do gruntów lub zbiorników wodnych może powodować poważne zagrożenia ze względu na toksyczne i kancerogenne właściwości tych substancji.

Ratownictwo ekologiczne w Państwowej Straży Pożarnej wykorzystuje metody fizyczne i chemiczne w celu ograniczenia rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń. Metody fizyczne obejmują przede wszystkim wykorzystanie barier izolujących w postaci sprawiania zapór, materiałów sorpcyjnych, usuwanie zanieczyszczonych fragmentów gleby, tworzenie rowów działowych, oczyszczanie przy wykorzystaniu odolejaczy tarczowych (tzw. skimmerów) lub wielokomorowych separatorów olejowych dużej pojemności. Metody chemiczne opierają się przede wszystkim na działaniach związanych z użyciem środków powierzchniowo czynnych (surfaktantów), które – wprowadzane do rozlewów substancji ropopochodnych – powodują obniżenie międzyfazowego napięcia wody i np. oleju w taki sposób, aby cząsteczki oleju zmieniły swoją strukturę przez rozproszenie go w wodzie [4]. Proces rozproszenia zachodzi dopiero po aplikacji dyspergentów i wzburzeniu lustra wody. Następuje wówczas rozbicie zanieczyszczeń produktów ropopochodnych na drobne krople, potem cząsteczki rozpraszają się w wodzie [5].

Metoda ta dobrze sprawdza się w przypadku działań na drodze, umożliwiając doczyszczenie nawierzchni. Należy jednak zaznaczyć, że jednostki ratownicze nie powinny stosować metod chemicznych w akwenach bez szerszej konsultacji i wiedzy o stosowanym środku. Wykorzystanie środka powierzchniowo czynnego zwiększa co prawda rozpuszczalność węglowodorów w wodzie, niemniej jednak w zależności od jego rodzaju może to doprowadzić również do spadku szybkości procesu biodegradacji węglowodorów lub też przyczynić się do zatrucia akwenu. Takim środkiem powierzchniowo czynnymi może być szeroko stosowany środek anionowo czynny – dodecylosiarczan sodowy (SDS, znany również jako SLS – laurynosiarczan sodowy). Innymi przykładami są niejonowe surfaktanty alkiloetoksylowe i alkilofenyloetoksylowe zawierające łańcuch o długości 9 do 12 jednostek etoksylowych [5].

Skutki zahamowania procesu biodegradacji doskonale widoczne są np. dla fenantrenu w obecności wspomnianego SDS. Co prawda fenantren jest obecny w niewielkich ilościach w oleju napędowym, lecz jako węglowodór wpasowuje się w poruszaną tematykę. W środowisku bez SDS np. po 213 h szczep Mycobacterium powoduje degradację około 90% fenantrenu.  Natomiast w obecności SDS o stężeniu zaledwie 0,002 mol/dm³ (0,576 g/dm³) zdegradowane zostaje zaledwie 10% tego związku [5]. Co ciekawe użycie jako surfaktantu np. Sapogenatu T-300 daje całkowicie odmienny efekt, korzystny pod względem szybkości biodegradacji. Przykład ten doskonale pokazuje, że przy podejmowaniu decyzji potrzebna jest zaawansowana wiedza specjalistyczna.

W kontekście stosowanych metod warto wziąć pod uwagę możliwość napowietrzania akwenu za pomocą pomp. Wzrost stężenia rozpuszczonego tlenu zmniejsza ryzyko uduszenia się przedstawicieli fauny danego akwenu, ale i zwiększa prędkość biodegradacji.  Rozwiązanie takie zostało wykorzystane między innymi przez amerykańskie służby ratownicze w stanie Ohio (USA) podczas zdarzenia, do którego doszło 3 lutego 2023 r., kiedy 51 wagonów pociągu towarowego 32N firmy Norfolk Southern wykoleiło się w East Palestine. W trakcie kilkudniowej akcji, podczas której doszło między innymi do wypalania zawartości czterech cystern zawierających chlorek winylu, napowietrzanie zastosowano w trzech miejscach wzdłuż rzeki Sulphur Run i zbiegu z rzeką Leslie Run. 

Kolejnym zadaniem w zakresie ratownictwa ekologicznego realizowanym przez PSP jest neutralizacja biologicznych czynników mogących spowodować nieodwracalne skutki w środowisku naturalnym lub też z uwagi na swój charakter bezpośrednio zagrażać życiu ludzi i zwierząt. Przykładem tych działań była katastrofa ekologiczna, do której doszło w wyniku masowego pomoru ryb i innych zwierząt w 2022 r. na terenie województwa śląskiego, opolskiego, dolnośląskiego, lubuskiego i zachodniopomorskiego. Działania podmiotów ratowniczych PSP polegały na rozstawieniu zapór mających za zadanie zebrać martwe ryby, które w temperaturach odnotowywanych w miesiącach letnich bardzo szybko ulegały rozkładowi, generując potencjalne zagrożenie biologiczne.

Wyposażenie techniczne PSP

Wspomniane „Zasady organizacji ratownictwa chemiczno-ekologicznego w krajowym systemie ratowniczo-gaśniczym” nie definiują wprost standardu wyposażenia technicznego jednostek organizacyjnych PSP w kwestii ratownictwa ekologicznego, niemniej jednak PSP ma siły i środki pozwalające ograniczać skutki wystąpienia zdarzeń kwalifikowanych jako zagrożenie ekologiczne, ze szczególnym uwzględnieniem ograniczania i usuwania rozlewów substancji ropopochodnych. Ratownicy PSP wykorzystują głównie sprzęt pozwalający na mechaniczne oddzielenie substancji ropopochodnej. Możemy wyróżnić następujące elementy wyposażenia technicznego:

• zapory (elastyczne, sorpcyjne, sztywne – pomostowe, sztywne),
• przyczepy z zamontowanym na stałe separatorem olejowym Olsep (PSP ma 24 tego typu urządzenia),
• odolejacze tarczowe (tzw. skimmery),
• zbieracze przelewowo-pompowe,
• osprzęt w postaci węży i specjalistycznych pomp wykorzystywanych w klasycznych działaniach ratownictwa chemicznego (np. Depa Erlo), pozwalających na sprawienie układu filtrującego (skimmer – separator),
• zasoby środków powierzchniowo czynnych (dyspergentów).

Mechanizm działania zapór składa się z trzech faz:

• zatrzymanie substancji ropopochodnej przez zaporę,
• skierowanie jej do brzegu,
• naciek (pogrubianie warstwy).

Szczególnym rodzajem zapory jest jej odmiana pomostowa (sztywna), przydatna zwłaszcza podczas akcji usuwania substancji ropopochodnych na rzekach szybko płynących. Niewątpliwą zaletę stanowi jej konstrukcja, która pozwala na wytworzenie podwójnej bariery dla nadpływającego filmu olejowego. Zapora jest zbudowana z segmentów, a jej ustawienie nie wymaga użycia sprzętu pływającego. Duży atut tego rozwiązania to możliwość poruszania się ratowników po jej powierzchni (można wykorzystać ją jako prowizoryczną przeprawę na przeciwległy brzeg w przypadku niewielkich rzek).

Mobilne separatory oleju są wykorzystywane przez ratowników PSP w akcjach usuwania substancji ropopochodnych z powierzchni wód w przypadku dużych objętości rozlanego medium. Jest to urządzenie o określonej liczbie komór filtracyjnych, a jego zasada działania opiera się na różnicy ciężaru właściwego wody oraz substancji ropopochodnych. Podstawowymi komorami zapewniającymi oczyszczenie zebranego medium są:

• komora wielofunkcyjna, która ma za zadanie przechwycić ciężkie zanieczyszczenia (ciał stałych) oraz cięższe frakcje olejowe,
• komora separacyjna, w której następuje grawitacyjne (wstępne) oddzielenie wody od oleju,
• komora koalescencyjna – to tutaj odbywa się dokładne oczyszczenie wody; w tym celu wykorzystuje się zjawisko koalescencji (proces łączenia się pojedynczych cząstek substancji ropopochodnej rozproszonej w wodzie w większe objętości).

Mechanizm oddzielania substancji ropopochodnych w odolejaczach tarczowych (skimmerach) polega na przyklejaniu się zbieranego medium do powierzchni  tarczy pod wpływem działania sił powstających na skutek ruchu obrotowego tarczy, a następnie przemieszczania się go do zgarniacza, gdzie następuje oddzielenie oleju od tarczy. Oddzielona substancja ropopochodna spływa do kolektora zbiorczego i dalej do nasady ssącej skimmera. W przypadku zbieraczy przelewowo-pompowych rotor wytwarzający dośrodkowe zawirowanie powoduje napływ medium w obszar wlotowy końcówki ssącej i oddziałuje na jego spiętrzenie w obszarze statora. Przestrzeń ta znajduje się pod wpływem podciśnienia wytwarzanego przez pompę transportującą zebrany olej do zbiornika odbiorczego.

Podsumowanie

Postępująca industrializacja oraz dynamiczny rozwój przemysłu chemicznego mogą generować zagrożenia powodujące zniszczenie ekosystemu. Istotnym elementem bezpieczeństwa jest więc sprawnie i skutecznie działające ratownictwo w obszarze zagrożeń ekologicznych, w którym wiodącą służbą pozostaje PSP. Pełni ona ważną rolę w procesie prognozowania, rozpoznawania i likwidacji skutków katastrof ekologicznych. Choć akcje ratownictwa ekologicznego nie występują z dużą częstotliwością, to charakteryzują się długim czasem trwania. O skuteczności tych działań decyduje przede wszystkim umiejętność doboru odpowiedniego wyposażenia technicznego oraz wyszkolenie ratowników w zakresie sprawnego ich użycia. Należy także pamiętać, że ważnym elementem podczas działań jest dobra współpraca między PSP i właściwymi terenowo organami inspekcji ochrony środowiska

st. kpt. Krzysztof Jankowski pełni służbę w Wydziale Planowania Operacyjnego
Komendy Wojewódzkiej PSP w Gorzowie Wielkopolskim,
a st. kpt. Tomasz Węsierski – w Instytucie Inżynierii Bezpieczeństwa
Akademii Pożarniczej w Warszawie

Przypisy:

[1] Ustawa z 8 listopada 1996 r. o zmianie ustawy o ochronie przeciwpożarowej, art. 2 ust. 1 (DzU z 1996 r. nr 152, poz. 723); ustawa z 22 sierpnia 1997 r. o zmianie ustawy o ochronie przeciwpożarowej, art. 1 pkt 3. (DzU 1997 nr 111 poz. 725).
[2] UNEP/GC/22/INF/5 Further improvement of environmental emergency prevention, preparedness, assessment, response and mitigation: note/by the Executive Director, UN, 13 Nov. 2002.
[3] Rozporządzenie ministra spraw wewnętrznych i administracji z dnia 17 września 2021 r. w sprawie szczegółowej organizacji krajowego systemu ratowniczo-gaśniczego (DzU poz. 1737).
[4] J. Piekutin, Zanieczyszczenie wód produktami naftowymi, „Rocznik Ochrona Środowiska” (Annual Set the Environment Protection) 2011, 13: 1905-1916.
[5] A. Tiehm, Degradation of polycyclic aromatic hydrocarbons in the presence of synthetic surfactants, „Applied and Environmental Microbiology” 1994, 60: 258-263.