Характеристика забруднюючих речовин та їх дія на організм людини

Майже всі виробничі об’єкти у нафтовій промисловості при відповідних умовах забруднюють довкілля численними небезпечними речовинами. Крім природніх вуглеводнів, їх супутників, продуктів переробки, забруднювачі також містять численні реагенти, каталізатори, поверхнево-активні речовини, інгібітори, луги, кислоти, речовини, що утворюються при спалюванні, хімічному перетворенні.

Сира нафта. Вплив на організм пари сирої нафти залежить від її складу. Нафта, яка містить малу кількість ароматичних вуглеводнів, за своїм впливом наближається до бензинів. Значний вплив має попадання рідкої нафти на шкіру людини, внаслідок чого виникають різні дерматити.

Як забруднювачі води нафта та нафта та нафтопродукти є небезпечними для навколишнього середовища та її мешканців. Небезпека отруєння нафтою зростає із збільшенням її концентрації. При роз0ливі однієї тони нафти на воді утворюється плівка площею 2,6 км². Нафтова плівка на воді може утворювати емульсії типу води у нафті і нафта у воді. Емульсія типу води у нафті може руйнуватись або розкладатись під впливом бактерій. Токсичність нафти залежить, в першу чергу, від кількості нафтових кислот, а також її хімічного складу. Найбільша токсичність належить розчиненій та емульсованій у воді нафті. Хоча плівкова нафта менш токсична, але вона все рівно викликає змінення процесів обміну між поверхневим шаром води і повітря, що є перешкодою для проникнення сонячних променів у водні глибини.

Найбільш згубні для здоров'я людей токсичне з'єднання свинцю і сірки.З'єднання свинцю в атмосфері обумовлені головним чином вихлопними газами автомобілів, що працюють на високооктанових бензинах зі свинцевими присадками.

Свинець та його сполуки – протоплазматичні отрути, які викликають ураження центральної та вегетативної нервової системи, патологічні зміни з боку крові та шлунково-кишкового тракту. Із забрудненими свинцем продуктами пов'язані хронічні отруєння. Кумулюється переважно в кістках. Явища свинцевого отруєння (плюмбізм) розвиваються дуже повільно. Самопочуття людини довгий час залишається задовільним. Потім з'являється загальна слабкість, головний біль, неприємний присмак у роті, до яких приєднується втрата апетиту, зниження маси тіла. В більш пізній період на яснах виникає блакитно-сіра «свинцева кайма». При отруєнні свинцем розвивається анемія. Свинець відноситься до токсичних елементів, які на 70–80% свого добового надходження потрапляють до організму людини з харчовими продуктами і є їх тотальними забруднювачами, тобто відносяться до класичних харчових токсикантів. Тому в плані виникнення хронічних отруєнь свинцем має значення не тільки його надходження до організму людини з якимось одним, особливо забрудненим ним продуктом, але й зі всім харчовим раціоном в цілому.

Бензин. Бензин поступає до організму головним чином через повітря і через кров і може викликати порушення центральної нервової системи та алергічні реакції шкіри. Все це може викликати гострі хронічні отруєння, в окремих випадках смерть. Гострі отруєння виникають вже при концентрації бензину у повітрі 0,005 ─ 0,010 мг/м³, а при концентрації 0,040 мг/м³ людина помирає майже відразу. Внаслідок багаторазового впливу парів бензину виникає «привикання» організму до отрути і значно зменшується її вплив, але це призводить до гострих нервових порушень.

Промивальний розчин і хімічні речовини. До основних типів промивальних розчинів належать піна, вода і розчини: природні з неглинистих порід, глинисті, на нафтовій основі, емульсійні, аеровані. Рідинна фаза промивальних розчинів складається з прісної або мінералізованої води, нафти і дизельного палива різних марок. Тверда фаза глинистих розчинів складається з глинистих мінералів, частинок кварцу та вапняку, а також інших нерозчинних мінералів. До складу цієї суміші можуть також включатися обважнювачі та хімічні реагенти (коагулянти, структуроутворювачі тощо). Ці реагенти використовують як при бурінні свердловин, так й при видобутку. Кількість шкідливих речовин, таких як сульфонал, хром, нітролігнін, не повинно перевищувати ГДК. Його перевищення приводить до загибелі водних організмів через 20–90 годин.

Тампонажний цемент. Основними показниками впливу тампонажного цементу є його дія на риб. Лосось найбільш чутливий до його впливу. При концентрації цементу 30 г./л рибу гинуть через 29–35 годин. А також донні безхребетні для яких гранична концентрація не перевищує 3,2–3,6 г/л.

Детергенти – це поверхнево-активні речовини, а також добавки, активатори, комплексоутворюючі речовини, наповнювачі та присатки. Вони, як забруднювачі довкілля несуть загрозу людиі, флорі та фауні. Вони утворюють велику кількість піни, коли потрапляють разом із стічними водами у водоймища.

Крім того, утворення шару піни на поверхні водоймищ порушує газообмін між водою та атмосферою. Все це призводить до зменшення кисню у воді. Сильний токсичний вплив поверхнево активних речовин може проявлятися при його концентраціях у воді приблизно 2000–3000 мг/м^3.

Буровий шлам. При бурінні нафто-газових свердловин забруднювачем є буровий шлам. Буровий шлам в середньому складається з породи (60–80%), органічних речовин (8%), водорозчинних солей (до 6%), обважнювачів, глини, іноді він містить нафту. Буровий шлам є забруднювачем завдяки присутності в ньому органічних добавок. При концентрації 0,5 мг/л він не шкідливий для рибного господарства.

Бурові стічні води. Утворюються при їх промивці свердловин від вибуреної породи, охолодженні бурових насосів, змиванні глинистого розчину. При попаданні бурових стічних вод до водного середовища, змінюються гідрологічні показники: зростає pH, окислюваність, зменшується концентрація розчиненого кисню. Нешкідливою концентрацією БСВ у водоймищах рибного господарства 12,1 мг/л.

Побутові стічні води. Вони вміщують приблизно 60% органічних і 40% мінеральних речовин, 20% з яких представляють собою нерозчинені завислі частинки. При їх попаданні у водойми кількість розчиненого кисню у воді зменшується, внаслідок чого виникає змінення фауни і флори водоймищ.

Двоокис вуглецю. Це важкий, малореакційноздатний газ, який при низьких і нормальних температурах має кислуватий запах і смак. Він має наркотичний вплив на людину і може змінювати її поведінку. У повітрі, яким дихає людина, міститься приблизно 0,04% СО₂. При його вмісті 4 ─ 5% у повітрі він має подразнюючу дію на органи дихання, а при 10% викликає значне отруєння. ГДК СО₂ в повітрі становить 1%.

Оксид вуглецю. Оксид вуглецю ─ це газ без смаку і запаху, коефіцієнт розчинення якого у крові людини складає 0,1709. Гранично-допустима концентрація вуглецю у повітрі робочої зони не повинна перевищувати 20 мг/м³. Концентрацію СО у кількості 300 мг/м³ людина переносить без помітної дії на протязі 2 ─ 4 годин, а концентрація 600 мг/м³ за цей же самий час викликає легке отруєння, при 1800 мг/м³ виникає тяжке отруєння вже через 10 ─ 30 хвилин, а при концентрації 3600 мг/м³ смерть наступає через 1 ─ 5 хвилин. Це відбувається через те, що в присутності оксиду вуглецю в крові погіршується віддача кисню тканинам. Гемоглобін крові хімічно пов’язаний безпосередньо з вмістом СО у повітрі. Вже при його вмісті у повітрі 0,5% смерть виникає через 2 ─ 3 подихи. Він спричинює розлад серцево-судинної системи та розвиток атеросклерозу.

Таблиця 1.6 ─ Характеристика шкідливих речовин

Оксиди нітрогену NOx (N₂O, NO, N₂O₃, NO₂, N₂ O₅) для людини значно небезпечніші ніж оксид карбону (ІІ). Вони утворюються внаслідок недосконалої технології спалювання палива. Сполучаючись з водою в дихальних шляхах, вони утворюють нітратну й нітритну кислоти, які спричиняють сильні подразнення слизових оболонок і тяжкі захворювання. Вони поглинаються листям рослин, які втрачають після цього кормові якості і хворіють.

Токсичні вуглеводні (парафіни, нафтени, ароматичні вуглеводні, бензапірен) ─ пара неповного згоряння палива, що викидається з двигунів внутрішнього згоряння. Надзвичайно шкідливими є ненасичені (олефінові) вуглеводні, що становлять 35% загальної кількості вуглеводневих викидів.

Насичені вуглеводні. Хоча насичені вуглеводні належать до найбільш інертних органічних сполук, але, в той же час, вони є найсильнішими наркотиками. Небезпека отруєння виникає лише при високих їх концентраціях, так як їх дія послаблюється з розчиненням у воді та крові. Але постійний контакт з насиченими вуглеводнями може призвести до сверблячки та пігментації шкіри. Присутність сірководню Н₂S та підвищена температура посилює токсичність насичених вуглеводнів. Загальноприйняте ГДК (у перерахунку на вуглець) складає 300 мг/м³.

Сірчисті сполуки. Найбільшу загрозу мають токсичні газовиділення нафти, яка містить сірчисті сполуки. Відомо, що нафти різних родовищ мають різний вміст сірчистих сполук.

Меркаптани ─ це нетоксичні органічні гази, які містять сірку. Вони присутні у повітрі нафтопромислів і нафтопереробних підприємств. Меркаптани додають до природного газу, щоб відчути його витоки.

Сірководень. Цей газ має дуже неприємний запах і вже відчувається навіть при незначних концентраціях. Проте прямої залежності запаху від концентрації не спостерігається. Навіть навпаки, при більшій, дуже загрозливій концентрації запах сірководню зменшується, а потім зовсім зникає внаслідок паралічу нюхового нерву. Сірководень відноситься до найбільш токсичних інгредієнтів у складі атмосфери в місцях видобутку та переробки високо сірчистої нафти. При концентраціях сірководню в атмосфері в кількості 1,4 ─ 2,3 мг/м³ відчувається досить незначний запах, при 3,3 ─ 4,6 мг/м³ ─ запах дуже сильний, але для тих, хто звик до нього, він майже не відчувається, при 4 мг/м³ ─ запах значний, при 7 ─ 11 мг/м³ ─ запах важко переноситься навіть тими, хто звик до нього, при 280 ─ 400 мг/м³ реакція на запах така ж сама, як і при низьких концентраціях.Сірководень накопичується в низинах завдяки тому, що його густина вища за густину повітря. Також він досить легко розчиняється у воді, так й переходить з розчинного стану у вільний. При концентраціях вище 1000 мг/м³ отруєння виникає миттєво, а при концентраціях 140 ─ 150 мг/м³ через декілька годин спостерігається пневмонія, менінгіт та енцефаліт. Сірководень при видобутку та переробці нафти діє на організм не ізольовано, а в поєднанні з різними вуглеводнями і при одночасному комбінуванні впливу цих речовин може змінюватися й характер їх токсичної дії.

Сірчаний ангідрит SO₃ утворюється внаслідок окиснення сірчистого ангідриду в атмосфері під час фотохімічних і каталітичних реакцій і є аерозолем або розчином сульфатної кислоти в дощовій воді. Сульфатна кислота підкислює грунти, посилює корозію металів, руйнування гуми, мармуру вапняків, доломітів. Вона загострює захворювання легеневої системи та дихальних шляхів людини і тварин. Сірчаний ангідрит дуже шкідливий і для рослин, оскільки легко ними засвоюється і порушує їх життєдіяльність.Сірчистий ангідрит SO₂, або сірчаний газ, виділяється під час згорання палива з домішками сірки (вугілля, нафти, природного газу). За високих його концентрацій у рослинах швидко зникає хлорофіл, клітини розвиваються і спостерігається некроз тканин, які набувають коричневого кольору. Найчутливіші види рослин, такі як люцерна, соя та ячмінь, виявляють симптоми пошкодження вже за концентрацій сірчистого ангідриду 0,3 ─ 0,5 млн^-1 при тривалості дії не менше як 2 ─ 3 години. У разі інтенсивнішого впливу сірчаного газу може спостерігатися майже повний некроз молодих голок хвойних дерев, їх повне обпадання. Оксид сульфуру (ІV) та інші його сполуки подразнюють слизову оболонку очей і дихальних шляхів. Тривала дія малих концентрацій цього газу призводить до виникнення хронічного гастриту, гепатопатії, бронхіту, ларингіту та інших хвороб. Є відомості про зв’язок між вмістом сірчаного газу в повітрі та рівнем смертності від раку легенів.

Сажа ─ це аморфний вуглець, продукт неповного згоряння або термічного розкладання вуглеводнів в неконтрольованих умовах. Забруднення атмосферного повітря сажею призводить до погіршення санітарно-гігієнічних показників: збільшується частота туманів, зменшується видимість і прозорість для ультрафіолетового випромінювання, погіршуються санітарно-побутові умови життя населення, спостерігається негативний вплив на розвиток рослин та організм людини. У рослин сажа закупорює продихи клітин, ускладнюючи доступ сонячних променів до хлоропластів, тим самим порушуючи процеси фотосинтезу. У лісах, які задимлюються промисловими підприємствами зникають бджоли, птахи, звірі. Частинки сажі мають здатність поглинати інфрачервоне випромінювання, тим самим нагріває повітря. Сажа відноситься до третього класу небезпечності. Її ГДК_мр.=0,15 мг/м³, а ГДК_сд.=0,05 мг/м³. Вона, як і будь-яка тверда речовина, подразнює дихальні шляхи людини. Сажа може тривалий час знаходитися в зваженому стані в повітрі, збільшуючи тим самим час дії токсичних речовин на людину. Вона є переносником поліциклічних вуглеводнів [3].

Проектна частина