Около 90 % всех видов загрязнения атмосферы являются результатом разработки месторождений и утилизации энергетических ресурсов. Из-за низкого коэффициента использования добываемого минерального сырья значительная его часть безвозвратно теряется и поступает в виде отходов в окружающую среду. По ориентировочным оценкам, около 70 % всех отходов находится в атмосфере, причем основные источники загрязнения воздушного бассейна расположены в северном полушарии.
Наименование вещества |
ПДК в воздухе рабочей зоны |
ПДК в воздухе населенных пунктов |
|
максимальная разовая |
среднесуточная |
||
Сероводород |
10.0 |
0,008 |
0.008 |
Сероводород + углеводороды С1– С5 |
3.0 |
– |
– |
Диоксид серы |
10.0 |
0.5 |
0.05 |
Триоксид серы |
1.0 |
0,5 |
0.05 |
Диоксид углерода СО2 |
9000.0 |
– |
– |
Оксид углерода СО |
20.0 |
5.0 |
3.0 |
Диоксид азота NО2 |
2,0 |
0,085 |
0.04 |
Оксид азота NO |
30,0 |
0.6 |
0,06 |
Аммиак |
20.0 |
0.2 |
0,04 |
Хлор С12 |
1.0 |
0.1 |
0.03 |
Нефть и нефтепродукты |
10.0 |
– |
– |
Углероды алифатнческне предельные |
300.0 |
– |
– |
В пересчете на углерод |
|
|
|
Бензин топливный в пересчете на углерод |
100.0 |
0.05 |
0,05 |
Сероуглерод СS2 |
10,0 |
0.03 |
0,005 |
Сажа (копоть) |
– |
0,15 |
0,05 |
Концентрация большинства веществ в воздухе лимитируется санитарными требованиями, которые в настоящее время являются одним из действенных средств охраны окружающей среды (табл.2.2).
В табл.2.2 перечислены основные загрязняющие вещества, оказывающие негативное воздействие на качественный состав атмосферы в процессе добычи и переработки нефти и газа. ПДК устанавливаются как для каждого вещества в отдельности, так и для совместного присутствия определенного сочетания вредных веществ в атмосферном воздухе. Для сероводорода ПДК в рабочей зоне равняется 10 г/м3, а при совместном действии этого соединения с легкими углеводородами С1-С5 этот показатель уменьшается до 3 г/м3.
При совместном присутствии в воздухе нескольких веществ их общая относительная концентрация не должна превышать единицы:
где С1,С2, …. Сn– фактические концентрации вредных веществ;
ПДКi– соответствующие предельно допустимые концентрации этих веществ.
По степени экологической опасности вещества-загрязнители на объектах нефтяной промышленности можно расположить в следующей убывающей последовательности:
H2S ®CnH2n+2 ®SO2 ®SO3 ® NO ® NO2 ®CO ®NH3 ®CO2
Сероводород, углеводородsи сернистый ангидрид являются наиболее характерными компонентами для нефтяных объектов и преобладают как по токсикологическому воздействию, так и по объемам поступления в атмосферный воздух.
Нефтяной газ как источник загрязнения атмосферы
Существенный вклад в загрязнение воздушного бассейна вносит нефтяной газ, который ежегодно сжигается в факелах в объеме десятков миллиардов кубических метров. Потери нефтяного газа только в нашей стране составляют более 8 % общих мировых потерь этого ценного углеводородного сырья. Утилизация ресурсов нефтяного газа, по мнению Котенева и др., в целом не превышает 75 %, что эквивалентно потере 80 млн.т нефти. Несмотря на то, что максимальная степень использования ресурсов нефтяного газа в старых нефтегазодобывающих районах Поволжья и Северного Кавказа достигает 90-96 %, его отрицательное воздействие на биосферу в ряде случаев является доминирующим среди существующих источников загрязнения.
Следует учитывать высокую миграционную активность газообразных веществ, которые фиксируются не только у источника загрязнения, но и на значительном удалении от него. Максимальный ореол рассеяния (до 15 км) характерен для углеводородов, аммиака и оксидов углерода; сероводород мигрирует на расстоянии 5-10 км, а оксиды азота и сернистый ангидрид отмечаются в пределах 1 -3 км от очага загрязнения. Помимо химического воздействия при сжигании газа происходит и тепловое загрязнение атмосферы. На расстоянии до 4 км от факела наблюдаются признаки угнетения растительности, а в радиусе 50-100 м – нарушение фонового растительного покрова.
Уровень распространения загрязнения по площади при сжигании газа в факелах зависит от дебита и качественного состава газа, его относительной плотности, времени года и преобладающего направления ветров в районе месторождения. Слабая циркуляция в приземных слоях атмосферы приводит к осаждению компонентов газовых потоков на поверхность почвы и водоемов.
В новых нефтедобывающих районах существует диспропорция между темпами добычи углеводородного сырья и вводом в действие систем сбора и переработки попутного газа. Только в Западной Сибири ежегодно сжигается в факелах более 10 млрд.м3. газа. При этом в воздушный бассейн поступает 7 млн.т токсичных соединений.
Охранавоздушной среды в нефтяной промышленности проводится, главным образом, в направлении борьбы с потерями нефти за счет уменьшения испарения ее при сборе, транспортировке, подготовке и хранении. Для этого проектируются герметизированные системы сбора нефти и антикоррозионные наружные и внутренние покрытия трубопроводов и емкостей, устанавливаются непримерзающие клапаны, расширяется применение резервуаров с понтонами или плавающими крышами и другие технические решения. С целью уменьшения вредных выбросов в атмосферу сокращается сжигание нефтяного газа в факелах.