Материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления пользователям Интернета и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
© 2018 - 2024
Освоение и добыча нефти и газа — крупная промышленная отрасль, оказывающая негативное влияние на состояние окружающей среды.
При добыче углеводородного сырья на суше отрицательное влияние на окружающую среду выражается в следующем:
• изъятие земельных ресурсов для строительства объектов нефтедобычи;
• токсичность добываемого сырья;
• выбросы загрязняющих веществ в атмосферу и сбросы жидких отходов в поверхностные и подземные воды;
• извлечение с нефтью высокоминерализованных подземных вод и сброс их в природные водоемы;
• токсичность отходов бурения и необходимость их захоронения;
• аварийные разливы нефти.
Ежегодно газонефтедобыващей отраслью вырабатывается около 1 650 тыс. т вредных отходов, значительное количество которых приходится на жидкие и газообразные вещества. Основными загрязняющими веществами являются углеводороды — около 48 % суммарного выброса.
Негативное экологическое воздействие выражается и в неудовлетворительном использовании ценного побочного продукта — попутного газа, который извлекается из недр вместе с нефтью. Технология его хранения не отработана, и часть его сжигают на нефтепромыслах. Ежегодно теряется и сжигается около 7,1 млрд м3 нефтяного газа, что составляет более 20 % общего объема газа, извлекаемого при добыче.
Значительный ущерб отрасли наносят аварии на буровых установках и платформах, а также на магистральных газонефтепроводах. Основной причиной аварийных ситуаций является разрушение трубопроводов из-за коррозии — около 90,5 % общего числа аварий.
Нефтедобывающая промышленность дает 1/12 всех выбросов в России от промышленных стационарных источников. На долю отрасли приходится 1/10 общего объема выбросов жидких и газообразных веществ. Сброс загрязненных сточных вод незначителен — 0,1 % суммарного промышленного сброса в поверхностные водоемы.
В целях снижения аварий, сопровождающихся выбросами нефти или газов, и отрицательного влияния отрасли на окружающую среду необходимо осуществлять комплекс мероприятий:
• разработку эффективных методов борьбы с коррозией, в том числе поиск и применение новых ингибиторов;
• создание средств по локализации и ликвидации нефтяных загрязнений;
• проведение мониторинга и диагностики нефте- и газопроводов;
• утилизацию попутных нефтяных газов.
При оценке экологического влияния объектов строительства и эксплуатации морских сооружений по добыче нефти и газа на окружающую среду возникают дополнительные трудности.
Практически повсюду на российском шельфе районы залегания углеводородных месторождений совпадают с районами высокой биопродуктивности и традиционного рыболовства. Это повышает требования к обеспечению экологической безопасности и охране морских биоресурсов.
Следует учитывать также сильно изменчивые, суровые (иногда экстремальные) природные условия в районах добычи нефти и газа в море. Вероятность аварийных ситуаций здесь выше, чем на суше. Но при этом существует возможность визуальных наблюдений за экологической ситуацией в районах морских промыслов, в том числе и с привлечением спутниковой связи.
Научные исследования в этой области проводят в целях:
• изучения состава и свойств углеводородного сырья, добываемого в экстремальных условиях высокого давления и низких температур, и его трансформаций;
• изучения состава и токсикологичности отходов нефте- и газодобычи;
• исследования влияния промышленных выбросов на состояние биоресурсов и промысловое рыболовство.
К настоящему времени во многих странах в рамках международного сотрудничества накоплен богатый опыт решения природоохранных проблем, связанных с освоением морских нефтегазоносных месторождений. Этот опыт закреплен в законодательной и нормативно-правовой базе многих государств и ряде международных конвенций.
Основные подходы и принципы обращения с отходами нефтедобывающей отрасли на шельфе включают следующие мероприятия:
• введение системы запретов на сброс в море неочищенных или опасных отходов, а также системы разрешений на сброс в случаях и при условии, когда последствия таких сбросов носят локальный, кратковременный и обратимый характер и не нарушают способность морской среды к самоочищению;
• дифференцированный подход к введению правил обращения с отходами с учетом экологической и биопромысловой ценности данного региона и основных природных параметров среды в районе буровых и нефтепромысловых работ;
• разработку и широкое использование технологических и токсикологических регламентов и стандартов, отражающих характеристики и свойства отходов и определяющих возможность их удаления, запрета или принятия другого решения.
Характерной особенностью современного регулирования морской нефтедобычи на мировом уровне является дифференцированное применение и корректировка соответствующих стандартов и правил обращения с отходами в зависимости от конкретной ситуации и с учетом новейших достижений техники, технологии и практики обращения с отходами.
При добыче, переработке и транспортировке природного газа наибольший вред окружающей среде наносится выбросами вредных веществ в атмосферу — при добыче газа улавливается и обезвреживается только около 20 % общего объема отходящих веществ. Этот показатель один из самых низких среди всех отраслей промышленности.
В выбросах присутствуют, % суммарного выброса в атмосферу: оксид углерода — 28,1; углеводороды — 25,1; оксиды азота — 7,1; диоксид серы — 5,3.
области. Напряженная экологическая ситуация в зоне деятельности комплекса связана с проектными недоработками, низким качеством строительно-монтажных работ и некомплектностью природоохранных сооружений.
На действующих магистральных газопроводах имеют место случаи аварии с большими потерями газа. Наибольшая аварийность обусловлена некачественными строительно-монтажными работами и коррозией металла труб.
| Основные источники загрязнения атмосферы |
| Различают природные (естественные) и антропогенные (искусственные) источники загрязнения. К природным источникам относятся: пыльные бури, пожары, различные аэрозоли растительного, животного или микробиологического происхождения и т.п. Большинство естественных загрязнений (например, извержение вулкана, сжигание угля) рассеиваются по обширной территории, и их концентрация, зачастую, снижается до безопасной (за счет разложения, растворения и рассеивания). Антропогенные загрязнения воздуха возникают на урбанизированных территориях, где большие количества загрязнителей концентрируются в небольших объемах воздуха. Наиболее опасными и широко распространенными считаются следующие восемь категорий загрязнителей: 1) взвеси – мельчайшие частицы вещества во взвешенном состоянии; 2) углеводороды и другие летучие органические соединения, находящиеся в воздухе в виде паров; 3) угарный газ (СО) – чрезвычайно ядовит; 4) оксиды азота (NOx) – газообразные соединения азота и кислорода; 5) оксиды серы (SO2 диоксид) – ядовитый газ, опасный для растений и животных; 6) тяжелые металлы (медь, олово, ртуть, цинк и т.д.); 7) озон и другие фотохимические окислители; 8) кислоты (преимущественно серная и азотная). Рассмотрим, что это за загрязнители и как они образуются. В крупных городах можно встретить два основных вида источников загрязнителей: точечные, например, труба ТЭЦ, дымовая труба, выхлопная труба автомобиля и т.д. и неточечные – поступающие в атмосферу с обширных источников. Различают твердые, жидкие и газообразные вещества, загрязняющие окружающую среду. Твердые – образуются при механической обработке материалов или их транспортировке, при сжигании и тепловых процессах производства. К ним относятся пыль и взвеси, образующиеся: первые – при добыче, переработке и транспортировке сыпучих материалов, различных технологических процессах и ветровой эрозии; вторые – при открытом сжигании отходов и из промышленных труб в результате самых различных технологических процессов. Жидкие загрязняющие вещества – продукт химических реакций, конденсации или распыления жидкости в технологических процессах. Основными жидкими загрязнителями являются нефть и продукты ее переработки, загрязняющие атмосферу углеводородами. Газообразные загрязнители образуются в результате химических реакций, электрохимических процессов, сжигания топлива, реакций восстановления. Наиболее распространенными загрязнителями в газовом состоянии являются: оксид углерода СО, диоксид углерода СО2, оксиды азота NO, N2O, NO2, NO3, N2O5, диоксид серы SO2, соединения хлора и фтора. Рассмотрим наиболее опасные, широко распространенные загрязнители. Каковы они и в чем их опасность? 1. Пыль и взвеси – это взвешенные в воздухе тонкие частицы, например, дыма и сажи (табл.4.2). Основными источниками взвеси являются промышленные трубы, транспорт и открытое сжигание топлива. Мы можем наблюдать такие взвеси в виде смога или дымки. По дисперсности, т.е. степени измельченности различают пыль: - крупнодисперсную – с частицами размером более 10 мкм, оседающую в неподвижном воздухе с возрастающей быстротой; - среднедисперсную – с частицами от 10 до 5 мкм, медленно оседающую в неподвижном воздухе; - мелкодисперсную и дым – с частицами размером 5 мкм, быстро рассеивающуюся в окружающей среде и почти не оседающую. |
Пыль, способная некоторое время находиться в воздухе во взвешенном состоянии, называется аэрозоль, в отличие от осевшей пыли, называемой аэрогель. Мелкодисперсная пыль представляет для организма наибольшую опасность, поскольку она не задерживается в верхних дыхательных путях и может проникнуть глубоко в легкие. Кроме того, тонкая пыль может быть проводником в организм человека различных ядовитых веществ, например, тяжелых металлов, которые на пылинках могут проникать глубоко в дыхательные пути. Можно привести и другие примеры: комбинация двуокиси серы с пылью раздражает кожу и слизистые оболочки, с повышением концентрации - приводит к нарушениям дыхания и болям в груди, а при очень высоких концентрациях, значительно превосходящих ПДК, вызывает смерть от удушья. В машиностроительных предприятиях, особенно в цехах горячей и холодной обработки металлов, в воздушную среду рабочих зон выделяется много пыли, токсических и раздражающих газов. Современный стандарт устанавливает ПДК для вредных веществ около 1000 видов. По степени воздействия на организм вредные вещества подразделяют на четыре класса: 1-й – вещества чрезвычайно опасные; 2-й – вещества высоко опасные; 3-й – вещества умеренно опасные; 4-й – вещества малоопасные. Класс опасности веществ установлен в зависимости от норм и показателей (табл.4.3).
Таблица 4.3 Классы опасности и пределы уровня загрязнения
Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны – это концентрации, которые при ежедневной 8-часовой (кроме выходных дней) работе или при другой продолжительности (но не более 41 ч в неделю) в течение всего рабочего стажа не вызывают заболеваний или отклонений в состоянии здоровья. Предельно допустимая концентрация представляет первичный стандарт, являющийся критерием загрязнения, это максимальный уровень загрязнения, который человек может переносить без ущерба для здоровья, плюс 10-15% как запас прочности. 2. Углеводороды – это органические соединения углерода и водорода. В технике и промышленности они используются в качестве энергоносителей, например, природный газ, пропан, бензин, растворители для красок и чистящих средств и др. Среди особо опасных углеводородов важное место занимает бензапирен – составная часть выхлопных газов автомобилей и выбросов в атмосферу от угольных печей. 3. Угарный газ. При полном сгорании топлива и отходов, представляющих собой органические соединения, образуются углекислый газ и вода: CH4+2O2=CO2+2H2O. В случае полного сгорания выбрасывается в воздух двуокись углерода, называемая также углекислым газом (СО2) при неполно окисленном углероде – угарный газ (СО). Двуокись углерода – бесцветный газ со слабым запахом образуется при дыхании живых организмов, а также при сжигании угля, нефти и газа на тепловых станциях, в котельных и т.п. В небольшом количестве углекислый газ не опасен, но в очень больших дозах он приводит к смерти. Содержание СО2 в воздухе постоянно растет, что связано с все более увеличивающимся количеством сжигания угля и нефти. За последние 100 лет содержание двуокиси углерода в воздухе увеличилось примерно на 14%. Рост содержания углекислого газа в воздухе способствует повышению температуры на Земле, так как слой углекислого газа создает мощный экран, не пропускающий в космос тепло, излучаемое Землей, что нарушает естественный теплообмен между планетой и окружающим ее пространством. Это так называемый парниковый, или оранжерейный, эффект. Окись углерода (СО) – не полностью окисленный углерод, так называемый угарный газ. СО – ядовитый газ, не имеющий цвета и запаха. Вдыхание угарного газа блокирует поступление кислорода в кровь, приводит к кислородному голоданию тканей с последующим наступлением обморока, паралича дыхательных путей и смерти. 4. Оксиды азота (NOx) – газообразные соединения веществ, вырабатываемые микроорганизмами; также могут образоваться в продуктах сгорания топлива в автомобильных двигателях, в химической промышленности, например, при производстве азотной кислоты. При высоких температурах горения часть азота (N2) окисляется, образуя монооксид (NO), который в воздухе, вступая в реакцию с кислородом, окисляется до диоксида (NO2) и/или тетраоксида (N2O4). Оксиды азота способствуют возникновению фотохимического смога, образованного из продуктов реакции между окислами азота и ненасыщенными углеводородами под активным действием ультрафиолетового излучения Солнца. Оксиды азота раздражают органы дыхания, слизистые оболочки, особенно легких и глаз, а также отрицательно действуют на мозг и нервную систему человека. 5. Двуокись серы или так называемый сернистый газ (SO2) – остро пахнущий, бесцветный газ, раздражающий дыхательные пути человека и животных, особенно в среде тонкой пыли. Основными источники загрязнения воздуха двуокисью серы являются горючие ископаемые, сжигаемые в энергетических установках. Топливо и отходы, которые при сгорании попадают в воздух, содержат серу (например, в угле от 0,2 до 5,5% серы). В процессе сгорания сера окисляется с образованием SO2. Двуокись серы наносит серьезный ущерб окружающей среде – у растений под действием SO2 происходит частичное отмирание хлорофилла, что пагубно действует на сельскохозяйственные урожаи, лесные деревья, водоемы, выпадая в виде так называемых кислотных дождей. 6. Тяжелые металлы, загрязняя окружающую среду, приносят огромный вред человеку и природе. Свинец, ртуть, кадмий, медь, никель, цинк, хром, ванадий – постоянные компоненты воздушной среды крупных промышленных центров. Примеси тяжелых металлов могут содержать уголь, а также различные отходы. Примеры: там, где используется в качестве дополнителя в бензин тетраэтилсвинец с целью дешевого предотвращения стука двигателей (в ряде стран такой способ добавки запрещен) воздух значительно загрязняется свинцом. Высвобождаясь с выхлопными газами, этот вредный тяжелый металл, остается в воздухе и, прежде чем осесть, переносится ветром на большие расстояния. Другой тяжелый металл – ртуть, попадая из загрязненного воздуха в воду в процессе биоаккумуляции в озерах, попадает в организмы рыб, что создает серьезную опасность отравления человека по пищевой цепочке. 7. Озон и различные активные органические соединения, которые образуются в процессе химических взаимодействий оксидов азота с летучими углеводородами, стимулируемых лучами солнца. Продукты этих реакций называются фотохимическими окислителями. Например, под действием солнечной энергии диоксид азота распадается на монооксид и атом кислорода, который, соединяясь с О2, образует озон О3. 8. Кислоты, преимущественно серная и азотная, которые образуют кислотные дожди. Какие же объекты источников загрязнения атмосферы составляют главную опасность здоровью планеты? Основными загрязнителями воздуха в индустриальных странах являются автомобили и другие виды транспорта, промышленные предприятия, тепловые электростанции, крупные комплексы военной промышленности и атомной энергетики. Черная металлургия – один из крупных источников загрязнения атмосферы пылью и газами. В процессе выплавки чугуна и переработки его на сталь выбросы пыли в расчете на 1 т предельного чугуна составляют 4,5 кг, сернистого газа – 2,7 кг и марганца – 0,5-0,1 кг. Существенную роль в загрязнении атмосферы играют выбросы мартеновских и конверторных сталеплавильных цехов. Выбросы мартеновских печей в основном содержат пыль из триокиси железа (76%) и триокиси алюминия (8,7%). При бескислородном процессе на 1 т мартеновской стали выделяется 3000-4000 м3 газов с концентрацией пыли около 0,6-0,8 г/м3. В процессе подачи кислорода в зону расплавленного металла образование пыли значительно увеличивается, достигая 15-52 г/м3. Одновременно происходит выгорание углеводорода и серы, в связи с чем в выбросах мартеновских печей содержится до 60 кг окиси углерода и до 3 кг сернистого газа в расчете на 1 т выдаваемой стали. Процесс получения стали в конверторных печах характерен выбросом в атмосферу дымовых газов, состоящих из частиц окислов кремния, марганца и фосфора. В составе дыма содержится до 80 % окиси углерода, а концентрация пыли в отходящих газах составляет около 15 г/м3. Выбросы цветной металлургии содержат технические пылевидные вещества: мышьяк, свинец, фтор и др., поэтому представляют собой серьезную опасность для здоровья людей и окружающей среды. В процессе производства алюминия электролизом в атмосферу выбрасывается большое количество газообразных и пылевидных фтористых соединений. Для получения 1 т алюминия расходуется от 33 до 47 кг фтора (в зависимости от мощности электролизера), более 65 % которого попадает в атмосферу. Предприятия химической промышленности относятся к группе наиболее опасных источников загрязнения атмосферы. Состав их выбросов весьма разнообразен и содержит много новых, чрезвычайно вредных веществ. Мы мало знаем о потенциально вредном воздействии 80 % этих веществ на людей, животных и природу. К основным выбросам предприятий химической промышленности относятся окись углерода, окислы азота, сернистый ангидрид, аммиак, органические вещества, сероводород, хлористые и фтористые соединения, пыль от неорганических производств и др. Топливно-энергетический комплекс (тепловые электростанции, теплоэлектроцентрали, котельные установки) выделяет в атмосферный воздух дым, образующийся при сгорании твердого и жидкого топлива. Выбросы в атмосферный воздух от использующих топливо установок содержат продукты полного сгорания – окислы серы и зола, продукты неполного сгорания – в основном окись углерода, сажа и углеводороды. Общий объем всех выбросов весьма значительный. Например, тепловая электростанция, потребляющая ежемесячно 50 тыс. т угля, содержащего примерно 1% серы, ежедневно выбрасывает в атмосферу 33 т серного ангидрида, который может превратиться (при определенных метеорологических условиях) в 50 т серной кислоты. За одни сутки такая электростанция производит до 230 т золы, которая частично (около 40-50 т в день) выбрасывается в окружающую среду в радиусе до 5 км. Выбросы тепловых станций, сжигающих нефть, почти не содержат золы, однако выделяют в три раза больше серного ангидрида. Воздушные загрязнения нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности содержат большое количество углеводородов, сероводорода и дурно пахнущих газов.
|
Дата: 2016-10-02, просмотров: 194.