Определение нефтепродуктв в объектах окружающей среды

Для водной среды, где загрязнение нефтепродуктами наиболее опасно, принята шкала градаций для оценки масштабов воздействия углеводородов на организмы, обитающие в водной среде.

Верхняя граница недействующих (безвредных) концентраций растворенных углеводородов нефти находится примерно па уровне 0,001 мг/л. Такая концентрация наблюдается в открытом океане и некоторых прибрежных районах. Диапазон 0,001—0,01 мг/л отвечает зоне обратимых пороговых эффектов. Здесь возможны первичные реакции организмов на присутствие нефтепродуктов, но они компенсируются на клеточном уровне и не вызывают биологических последствий.

Выше по шкале концентраций (0,01 — 1 мг/л) расположены зоны проявления сублетальных и летальных эффектов. Эти концентрации типичны для заливов, портовых гаваней и бухт с замедленным водообменом и повышенными уровнями хронического нефтяного загрязнения, а также для акваторий в ситуациях аварийных разливов, сбросов сточных вод и пр.

 

Таблица 3.2 - Содержание углеводородов в различных типах донных отложений

 

Тип донных отложений	Кол-во определений	Среднее содержание углеводородов, мг/г сухого грунта	Предел колебаний углеводородов, мг/г сухого грунта
1	2	3	4
Продолжение таблицы 3.2.
1	2	3	4
Ил глинистый	7	6,6	1,0-17,1
Ил суглинистый	4	1,5	0,5-2,0
Ил супесчаный	17	0,9	0,3-2,2
Песок крупный	2	0,2	0,1-0,2
Песок средний	2	0,7	0,1-0,7
Песок мелкий	1	2,2	-
Песок пылеватый	2	6,4	3,8-8,9

 

В донных осадках минимальные недействующие концентрации составляют 10— 100 мкг/кг. Установленное ПДК для нефти равно 0,05 мг/л. [1, с.320-321]

В одном из отчетов ООН говорится, что загрязнение моря только танкерами достигает миллиона тонн в год, всего же сбрасывается нефти в десять раз больше. И еще пример: знаменитое Саргассово море настолько загрязнено мазутом, что недавно одной экспедиции пришлось отказаться от применения сетей на поверхности, потому что мазут полностью забивал ячею. Исследователи вылавливали больше мазута, чем водорослей. [6, с. 106-107]

Последствия такого загрязнения океана очень серьезны. Известно, что более половины всех живых существ на земле составляют морские организмы. И если они погибнут, то исчезнет основа всякой жизни на суше и в воздухе. Если мы погубим морской планктон, запасы достаточного животным и человеку кислорода сократятся больше чем наполовину. Эта опасность усугубляется сокращением площади лесов и зеленых угодий на земном шаре под сильным натиском урбанизации. Сейчас более половины всего кислорода на планете выделяется именно планктоном. [6, с. 107]

Следует специально подчеркнуть, что планктон не только выделяет кислород, но и синтезирует самые различные органические соединения из углекислого газа и воды. Планктон осуществляет тот же фотосинтетический процесс, который присущ наземным зеленым растениям. В последнее время появились утверждения о том, что именно в океане синтезируется больше органического углерода. [6, с. 107]

 

Таблица 3.3 - Распределение вклада в загрязнение мирового океана нефтью различных источников.

 

Источник загрязнения	Общее количество, млн. т/год	Доля, %
1	2	3
Транспортные перевозки	2,13	34,9
Продолжение таблицы 3.3
1	2	3
Обычные перевозки	1,83	30,0
Катастрофы	0,3	4,9
Вынос реками	1,9	31,1
Попадание из атмосферы	0,6	9,8
Природные источники	0,6	9,8
Промышленные отходы	0,3	4,9
Городские отходы	0,3	4,9
Отходы нефтеочистительных заводов	0,2	3,3
Добыча нефти в открытом море	0,08	1,3
Обычные операции	0,02	0,3
Аварии	0,06	1,0
Итого	6,11	100

 

 

2. Источники загрязнения атмосферы

 

Источниками химического загрязнения атмосферы являются: во-первых, химические промышленные предприятия, нефтехимические, металлургические и  целлюлозно-бумажные; во-вторых, теплогенерирующие установки (ТЭЦ, отопительные котельные, печи); в-третьих, все виды транспорта, в первую очередь автомобильный.[3]

Большую опасность таит в себе использование нефти и газа в качестве топлива. При сгорании этих продуктов в атмосферу выделяются в больших количествах углекислый газ, различные сернистые соединения, оксид азота и т.д. От сжигания всех видов топлива за последние полвека содержание диоксида углерода в атмосфере увеличилось почти на 288 млрд. т, а израсходовано, по подсчетам академика Ф.Ф. Давитая, более 300 млрд. т кислорода. В настоящее время ежегодно человечество сжигает 7 млрд. т топлива, на что потребляется более 10 млрд. т кислорода, а прибавка диоксида углерода в атмосфере доходит до 14 млрд. т. мнению Ф.Ф. Давитая, к 2020 г. в атмосфере исчезнет около 12 000 млрд. т кислорода (0,77 %). Таким образом, через 100 лет состав атмосферы существенно изменится в худшую сторону.

Как видно из табл. 3.4 в перечне приоритетных загрязнений городского воздуха, ароматические углеводороды и альдегиды, являющиеся частью выхлопных газов, имеют очень низкие ПДК и наиболее опасны для здоровья населения [9].

Таблица 3.4 - Перечень загрязняющих веществ, типичных для городского воздуха промышленых регионов

 

Класс соединений	Индивидуальные вещества	ПДК мг/м3	Класс опасности
1	2	3	4
Кетоны	Ацетоны	0,35	4
	Метилэтилкетон	0,1	-
Продолжение таблицы 3.4
1	2	3	4
Альдегиды	Акролеин	0,03	2
	Формальдегид	0,035	2
	Ацетальдегид	0,01	3
	Капроновый альдегид	0,02	2
Ароматические углеводороды	Бензол	1,5	2
	Толуол	0,6	3
	Ксилолы	0,2	3
	Стирол	0,04	4
	Изопропилбензол	0,014	4
	Нафталин	0,03	2
Хлоруглеводороды	Хлороформ	0,03	2
	Трихлорэтилен	4	3
Фреоны	Трифторхлорметан	100	4
Спирты	Метанол	1	3
Олефины	Гексены	0,4	3
Неорганические газы	Оксид углерода	5	-
	Диоксид Азота	0,085	2
	Оксид азота	0,4	-

 

Для европейских государств во многом типично распределение эмиссии углеводородов от различных источников, представленное в таблице I.8.

Таблица 3.5 - Эмиссия углеводородов от различных источников

 

Тип источника	Эмиссия, %
1	2
Продолжение таблицы 3.5
1	2
Мобильные источники	49,7
Автомобильный транспрт	44,0
Предприятия нефтяной промышленности	12,1
Другие отрасли промышленности	9,1
Испарение растворителей	3,4
Стационарные установки по сжиганию топлива	3,1
Уничтожение твердых отходов	2,6

 

Эмиссия летучих органических соединений (ЛОС) различными узлами

автомобилей с бензиновыми двигателями распределяется следующим образом: выхлопные газы — свыше 50% общего количества выбрасываемых углеводородов; испарение из бака и карбюратора — около 20%; просачивание из картера — около 25% углеводородов. Испарение бензина из топливных систем и просачивание газов из картера в сумме дают почти половину эмиссии углеводородов от автомобильного транспорта [10]. В то время как автомобильный транспорт загрязняет воздух в основном углеводородами, промышленные предприятия выбрасывают в атмосферу органические соединения самых разных классов. Особенно широкий ассортимент загрязнителей поставляют предприятия химической и нефтехимической промышленности, в выбросах которых часто присутствуют компоненты исходного сырья, промежуточные и конечные продукты синтеза [10].

Наибольший удельный вес в суммарной эмиссии ЛОС промышленными предприятиями имеют, очевидно, углеводороды, широко используемые в качестве сырья и растворителей.

Таблица 3.6 Загрязнение атмосферного воздуха промышленными предприятиями [10]

 

Отрасль промышленности	Вклад в загрязнение воздуха углеводородами
1	2
Нефтяная	62,1
Нефтеперерабатывающая и нефтехимическая	31,1
Угольная	4,0
Химическая	1,3
Черная металлургия	0,3

 

Как следует из табл. 3.6, предприятия нефтяной и нефтехимической промышленности могут быть крупнейшими загрязнителями атмосферы городов, являющихся центрами нефтепереработки. Именно они, а не автомобильный транспорт ответственны за высокое содержание углеводородов в воздухе в отдельных точках городов при неблагоприятных условиях [10].

Значительные количества углеводородов попадают в городской воздух

и с отходящими газами тепловых электростанций и ТЭЦ, работающих как на жидком, так и на твердом топливе. Газы, образующиеся при сжигании

жидкого топлива (нефть, мазут и др.), содержат высокотоксичные ароматические углеводороды (бензол, толуол, этилбензол, ксилолы и др.), менее токсичные парафины нормального строения C7—C40, а также токсичные производные углеводородов с атомами серы, азота и кислорода.

 

 

 

 

Крекинг и другие процессы

 Продажа хим..

продукции

 Закупка

Хим.продукции  Химические процессы

 

 

 

 

 

 

Рис. 3.1 - Структура нефтехимической промышленности

Очень высокое содержание углеводородов различных классов в выбросах предприятий нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности; они попадают не только в атмосферу городов и регионов, но оседают на почве и загрязняют поверхностные воды .

Переработка нефти направлена, вопервых (путем фракционной пере

гонки), на получение горючего для транспортных средств, а вовторых, на производство (путем риформинга) нефтепродуктов, которые служат сырьем для производства основных продуктов химической промышленности (рис. 3.1). [11]. Благодаря тесным связям между отраслями нефтехимические предприятия и нефтеперегонные заводы способны давать и нефтехимическую продукцию. Интегрированные многоцелевые нефтехимические уатановки способны осуществлять целый ряд технологических процессов, взаимосвязанных стадий переработки нефти и ее продуктов. Как видно из рис. 3,1 процесс переработки нефти чреват поступлением в окружающую среду большого количества ЛОС, в том числе и углеводородов нефтяного происхождения.

3.3 Источники загрязнения почв

В естественных условиях нефть залегает под плодородным слоем почвы на больших глубинах и не производит существенного на нее влияния.

В нормальной ситуации нефть не выходит на поверхность, происходит это только в редких случаях в результате подвижек горных пород, тектонических процессов, сопровождающихся поднятием грунта.