Токсичность нефти и нефтепродуктов, опасность обращения с ними

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

РЕФЕРАТ

Токсичность нефти и нефтепродуктов, опасность обращения с ними

Введение

В связи с быстрым развитием в мире химической и нефтехимической промышленности, потребность в нефти увеличивается не только с целью повышения выработки топлив и масел, но и как источника ценного сырья для производства синтетических каучуков и волокон, пластмасс, ПАВ, моющих средств, пластификаторов, присадок, красителей, и др. (более 8% от объёма мировой добычи). Нефть уникальна именно комбинацией качеств: высокая плотность энергии (на тридцать процентов выше, чем у самых качественных углей), нефть легко транспортировать (по сравнению с газом или углём, например), наконец, из нефти легко получить массу вышеупомянутых продуктов.

Однако помимо положительных качеств нефть имеет и ряд отрицательных. Нефтепродукты самым негативным образом влияют на окружающую среду. Они относятся к наиболее вредным химическим загрязнителям. Всего два грамма нефти в килограмме почвы делают ее полностью непригодной для жизни растений и микроорганизмов. А разлитие одного литра нефтепродуктов убивает морских обитателей в 40 тысячах литров воды, лишая их кислорода. Образуемая нефтяная пленка вскоре частично испаряется, частично растворяется в воде, а остаток - оседает и накапливается на дне.

Загрязнение окружающей среды нефтью и нефтепродуктами происходит различным образом; чаще всего оно выражается антропогенным воздействием на природу. Мировая добыча нефти определяется величиной 2,5 млрд. т, даже при минимальных оценках потерь в 2% при транспортировке, переработке и использовании нефти и нефтепродуктов во внешнюю среду выбрасывается не менее 50 млн. т.в год.

Исследование токсичных свойств данного вещества, опасности обращения с ним, выявление источников загрязнения являются очень важными задачами на сегодняшний день.

Целью данного реферата является изучение токсичности нефти и ее влияния на окружающую среду, а также опасности обращения с нефтепродуктами.

В рамках этой цели были поставлены следующие задачи:

1) Описать нефть и токсичность ее компонентов;

2) Изучить влияние нефти на живых организмов, а также на среды их обитания

3) Описать опасность обращения с нефтепродуктами.

4) Рассмотреть источники нефтяного загрязнения и методы устранения нефтяных загрязнений.

1. Токсичность нефти

транспортировка нефтепродукт противопожарный

При добыче, хранении и транспортировке нефти в землю попадает огромное количество нефтепродуктов, которые распространяются на значительные расстояния, загрязняя почву и грунтовые воды. Сегодня только на территории России накоплены сот­ни миллионов тонн нефтешламов, миллионы кубометров замазученной воды и трудно поддающиеся подсчету объемы загрязненного нефтью и нефтепродуктами грунта. Если не бороться с таким крупномасштабным загрязнением почвы, подземных вод и морей, рано или поздно оно спровоцирует экологическую катастрофу.

Нефть является экологически опасным веществом, которое при попадании в окружающую среду (в почву, в водоемы) нарушает, угнетает и заставляет протекать иначе все жизненные процессы. Степень воздействия зависит от ее количественного и качественного состава.

Нефть представляет собой естественную смесь около 1000 индивидуальных веществ, из которых большая часть (80-90%) - жидкие углеводороды с числом атомов углерода в молекуле от 1 до 40 (C₁-C₄₀) и гетероатомные органические соединения (смолы), преимущественно сернистые, азотистые и кислородные, содержание которых в нефти не более 4-5%.

Токсичность нефти объясняется присутствием летучих ароматических углеводородов (толуол, ксилол, бензол), нафталина и ряда других фракций нефти. Такие составляющие нефти как бензол и толуол являются высокотоксичными веществами, однако они легко испаряются. Более тяжелые элементы нефти, такие как многоядерные ароматические углеводороды, наносят куда больший вред, они не так токсичны, но воздействуют на окружающую среду в продолжение более долгого времени. Нефть, попавшая на пляж и просочившаяся в песок, может оставаться там на месяцы и даже годы.

1.1 Опасность нефтепродуктов для живых организмов

Массированные выбросы нефти или продуктов ее переработки приводят к существенному изменению элементов экологических систем, снижая устойчивость ландшафтов, или приводя к их необратимым изменениям.

Токсичность нефти и нефтепродуктов проявляется при вдыхании их паров. Иногда отравление может произойти в результате попадания жидкого продукта на кожу или слизистые оболочки.

Токсичность нефтепродуктов проявляется и в их воздействии на здоровье человека. Наиболее вредным считается соединение сероводорода с углеводородом. Жидкие нефтепродукты оказывают наиболее негативное влияние на кожу, пары ароматических соединений отличаются наркотическим воздействием. Также углеводороды отрицательно действуют на сердечнососудистую систему и снижают показатели крови. Конечно, реализация нефтепродуктов не может осуществляться без человеческого участия, однако важно не допускать попадания ядов в организм и на кожу. Поэтому к работе с нефтепродуктами допускаются лица, прошедшие соответствующее обучение, медицинское освидетельствование и имеющие допуск к работе в специфических условиях.

Нефтяные пятна наносят огромный вред морским птицам из-за строения их оперения, нефть снижает изоляционные возможности их оперения, делая их беззащитными перед перепадами погоды и создавая проблемы в плавании и добывании себе корма. Если нефть попала на птичье оперение, это не дает птице возможность взлететь, что делает ее легкой добычей для хищников. При чистке своего оперения птицы, как правило, всасывают нефть, что нарушает функционирование их организма, в первую очередь почек. Большинство птиц погибают, если в дело не вмешивается человек.

1.2 Влияние нефтяных отходов на почву

Почвенный покров Земли представляет собой важнейший компонент биосферы Земли. Именно почвенная оболочка определяет многие процессы, происходящие в биосфере. Почвенный покров осуществляет биологическое поглощение, разрушение и нейтрализацию различных веществ - поллютантов. Если это звено биосферы будет разрушено, то сложившееся функционирование биосферы необратимо нарушится. Именно поэтому чрезвычайно важно изучение глобального биохимического значения почвенного покрова, его современного состояния и изменения под влиянием антропогенной деятельности. Одним из видов негативного антропогенного воздействия является загрязнение углеводородами нефти, продуктов ее переработки, сжигания и веществ, сопутствующих добыче нефти.

К чему приводит такое интенсивное загрязнение почвы нефтью? Во-первых, оказавшись в грунте, нефтепродукты могут взаимодействовать с водоносными горизонтами и попадать в питьевую воду. Во-вторых, ухудшается структура самой почвы, повышается ее кислотность, в почве накапливаются патогенные микроорганизмы (особенно возбудители корневой гнили), происходит деградация и депрессия почвенной микрофлоры, нарушается почвенный микробиоценоз и биоценоз в целом. Общий экономический ущерб в результате этих процессов оценивается в сотни миллиардов рублей ежегодно.

Между тем, естественное восстановление плодородия почв при загрязнении нефтью происходит значительно медленнее, чем при других техногенных загрязнениях. Однако нефтяные пятна на земле достаточно легко устранимы, поскольку вокруг пятна можно быстро насыпать вал, предотвращающий попадание диких животных в опасную зону.

1.3 Влияние нефтепродуктов на моря и океаны

Нефть, разлитая на море, представляет собой куда большую опасность чем нефть, разлитая на суше. Поскольку на воде нефтяное пятно может расползтись на сотни морских миль и превратиться в тончайшую масляную пленку, которая покрывает даже пляжи. Такое развитие событий может привести к гибели морских птиц, млекопитающих и других организмов.

Опытами по изучению влияния загрязненных нефтью сточных вод на выживаемость и дыхательный ритм рыб (карась) установлено, что сырая нефть более токсична, чем ее водная вытяжка. Токсичность водной вытяжки нефти значительно падает, если производить ее аэрацию, так как при этом происходит окисление и улетучивание части ядовитых компонентов. Токсичность нефти находится в прямой зависимости от ее концентрации и толщины поверхностной пленки. Средняя выживаемость карасей в концентрированных вытяжках нефти - 7 суток, но указанная токсичность исчезает при разбавлении в 10 раз.

При аварии на подводном переходе нефтепровода на поверхности водоема скапливается 80 - 90% нефти. За счет турбулентного движения водного потока происходит ее перемешивание с водой. Вследствие токсичности нефти и нефтепродуктов, попадающих в воду при авариях, значительный ущерб наносится обитателям водной среды, затрудняется эксплуатация использования водоема на больших площадях. Отказы трубопроводов приводят к загрязнению воды, грунта и растительного покрова на берегах и дне водоемов. Наиболее токсичными для растений являются нафтеновые и керосиновые фракции с температурой кипения 150 - 275 С. По данным канадских ученых, на пораженных нефтепродуктами участках даже через 15 лет растительный покров восстанавливается менее чем наполовину.

2. Опасность в обращении с нефтепродуктами

Несмотря на сложный экономический период развития нашей страны, темпы развития в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей отраслях, как важной части топливно-энергетического комплекса, продолжают расти.

Без нефти и нефтепродуктов современный человек не представляет своей жизни. Но, кроме множества преимуществ, они имеют и некоторые недостатки. Прежде всего, это специфичные продукты, при обращении с которыми нужно не забывать о соблюдении техники безопасности. Основная опасность нефтепродуктов заключается в их токсичности и пожароопасности. В них находится смесь циклических углеводородов, которая легко воспламеняется, а по токсичности нефтепродукты относят к четвертому классу опасности.

Присутствие серы повышает токсичность нефти и ее составных компонентов, предъявляет повышенные требования к герметизации и надежности технологического оборудования вследствие высокой коррозирующей активности соединений серы.

Продукты переработки нефти имеют сложный химический состав и существенные различия в эксплуатационных свойствах. Считается, что наиболее токсичные из них - это те, температура кипения которых достигает 150-275°С. Кроме того, отдельные нефтяные фракции содержат в себе канцерогены.

2.1 Пожарная опасность нефтепродуктов

Пожарная опасность нефтепродуктов зависит от их способности к самовоспламенению, самовозгоранию и поддерживанию процессов горения. Что касается первых двух свойств, то они имеют некоторые различия. Самовоспламенение представляет собой процесс, при котором происходит воспламенение нефтепродукта, но осуществляется оно без участия открытого огня. А при самовозгорании горючие вещества самопроизвольно загораются в результате реакции с кислородом, то есть окисления. Больше всего склонны к процессам окисления смазочные масла. Опасность нефтепродуктов данного типа обуславливает максимальную осторожность при обращении с ними. Это касается не только нефтепродуктов, но и промасленных материалов, ветоши, спецодежды и т.п. Оставленные без присмотра или на хранение при несоблюдении требований безопасности они могут служить источником пожара.

Резервуарные парки являются одними из основных сооружений складов нефти и нефтепродуктов. Увеличение объема добычи и переработки нефти вызывает увеличение объемов резервуарных парков. Несмотря на осуществление обширного комплекса мероприятий по обеспечению пожарной безопасности резервуарных парков в них происходят пожары как у нас в стране, так и за рубежом. Этот факт свидетельствует о том, что проблема пожарной защиты данных объектов требует дальнейшего усовершенствования. Решение проблемы снижения пожарной опасности резервуарных парков и защиты окружающей среды возможно при внедрении современных методов, исключающих или ограничивающих при хранении потери от испарения нефтепродуктов и образование взрывоопасных концентраций.

Примечательно, что 65% пожаров, происходит в весенне-летний период и основными источниками зажигания (не считая огневые и ремонтные работы) являются разряды атмосферного электричества, а также огневые технологические установки. Здесь надо отметить, что в первом случае (разряды атмосферного электричества) загорались резервуары только на насосных станциях нефтепродуктов, что говорит о ненадежности существующей молниезащиты и необходимости ее усовершенствования на данных объектах. Огневые технологические установки, как источник зажигания, проявлялись только на нефтепромысловых объектах.

Пожарная опасность технологического процесса определяется: пожароопасными свойствами веществ, находящихся в обращении и их количеством; возможностью образования горючих концентраций в резервуарах, в насосных и на территории резервуарного парка; опасностью повреждений резервуаров и коммуникаций; возможностью появления источников зажигания; путями распространения пожара.

2.2 Транспортировка нефтепродуктов

Большинство нефтепромыслов находится далеко от мест переработки или сбыта нефти, поэтому быстрая и экономичная доставка жизненно важна для процветания отрасли.

Самым дешевым и экологически безопасным способом транспортировки нефти являются нефтепроводы. Нефть в них движется со скоростью до 3 м/сек под воздействием разницы в давлении, создаваемой насосными станциями. Их устанавливают с интервалом в 70-150 километров в зависимости от рельефа трассы. Трубы можно проводить и по дну моря, но поскольку это сложно технически и требует больших затрат, большие пространства нефть пересекает при помощи танкеров, а подводные трубопроводы чаще используют для транспортировки нефти в пределах одного нефтедобывающего комплекса.

Основной объем международных перевозок нефти осуществляют танкеры. Современные танкеры - это гигантские суда. Впечатляющие размеры объясняются экономическим «эффектом масштаба». Стоимость перевозки одного барреля нефти на морских судах обратно пропорциональна их размерам. Кроме того, число членов экипажа большого и среднего танкера примерно одинаково. Поэтому корабли-гиганты значительно сокращают расходы компаний на транспортировку.

Нефти и нефтепродукты при обычных, условиях транспорта к хранения обладают высокой текучестью и поэтому после выхода из емкости или трубопровода растекаются тонким слоем по окружающей местности. Если местность принять неподвижной, ровной, без уклонов и преград, то загрязняемая площадь будет прямо пропорциональна количеству пролитой жидкости при некоторой минимальной толщине нефтяного слоя на подстилающей поверхности.

При аварийном растекании нефти и нефтепродуктов на местности (по суше или по воде) возникают различные опасные факторы, вызывающие экономические, технологические, пожарно-технические и экологические проблемы.

Агрегаты - одна из самых распространенных форм нефтяного загрязнения. При перевозке в танкерах и длительном испарении вязкость нефти увеличивается настолько, что формируются смоляные комки или агрегаты. Такие образования, сорбируя взвешенные минеральные и органические частицы, постепенно уплотняются до весьма твердых комочков и шаров. При балластировке и очистке танков они попадают в море. Суммарный вес нефтяных агрегатов на всей акватории Мирового океана составляет не менее 0,5 миллионов тонн.

3. Загрязнения окружающей среды нефтепродуктами

Обычно потери нефти и нефтепродуктов при добыче и переработке составляют 1-2%, для России это - около 5 млн. тонн в год. По более пессимистическим оценкам, только при переработке нефти в почву просачивается 1,5% общего объема горючего. В грунтах вокруг многих нефтеперерабатывающих заводов за десятилетия их работы накопилось огромное количество нефти и нефтепродуктов - иногда это сотни тысяч тонн. Неудивительно, что под большинством фабрик, складов, заводов, транспортных парков и аэропортов существуют целые бензиновые озера. Например, грунты под Грозным в Чечне превратились в одно из крупнейших нефтяных «месторождений», созданных человеком: специалисты утверждают, что его запасы достигают миллиона тонн. Подмосковная земля, по некоторым подсчетам, ежегодно впитывает 37 тыс. тонн нефтепродуктов.

Ежегодные мировые затраты на очистку и восстановление почвы от загрязнений углеводородами составляют десятки миллиардов долларов.

3.1 Источники загрязнения нефтью

Разумеется, основные источники загрязнения окружающей среды нефтепродуктами - предприятия и оборудование нефтегазодобывающей и нефтеперерабатывающей отраслей промышленности. В районах нефтедобычи все компоненты биосферы испытывают интенсивное воздействие, приводящее к нарушению равновесия в экосистемах.

В первую очередь загрязнение нефтью и нефтепродуктами окружающей среды вызвало серьезное беспокойство благодаря авариям на буровых скважинах, расположенных в море, и крушениях танкеров. При растекании пленки нефти по поверхности воды она образует слой углеводородов, различной толщины, покрывающий большие поверхности. Так 15 тонн мазута в течение 6-7 суток растекается, покрывая поверхность около 20 кв. км. Загрязнение почвы нефтью и продуктами ее переработки, как правило, имеет локальный характер, вызывая не менее разрушительные последствия.

Однако загрязнения, вызванные авариями, составляют лишь небольшую долю от общего количества загрязнения. Так, по данным Национальной академии Наук в Вашингтоне катастрофы и аварии при добыче и транспортировке нефти и нефтепродуктов составляет менее 6%, в то же время потери при транспортных перевозках составляют 34,9% от общего количества загрязнения углеводородами, причем в реки попадает 31,1% нефтепродуктов, а в атмосферу всего 0,8%.

Отработанные газы автомобиля содержат более 200 соединений, 170 из которых представляют опасность для биоты, в первую очередь тяжёлые металлы, накапливающиеся в почве вдоль автодорожного полотна, и, прежде всего, свинец. Особенно прочно фиксируют тяжелые металлы верхние органогенные горизонты почвенного покрова. Поэтому объектом мониторинга служат лесные подстилки и верхний пятисантиметровый слой почвы на расстоянии 5-10 м и 20-25 м от края проезжей части.

Автомобили не единственные передвижные загрязнители окружающей среды нефтепродуктами. Как правило, неэлектрифицированные железные дороги имеют высокую замазученность в районе железнодорожного полотна, причем, постоянное поступление нефтепродуктов железнодорожного полотна, делает практически нецелесообразным биологическую очистку территории.

3.2 Способы устранения нефтяных загрязнений

С возрастанием масштабов добычи, транспорта, хранения и переработки нефти проблема борьбы с аварийными утечками и выбросами нефти и нефтепродуктов становится острой мировой проблемой, в которой решающими и первостепенными являются вопросы экологии и экономики. Методы и средства защиты от аварийного растекания разработаны еще недостаточно. В соответствии с новыми национальными и международными законами «об охране окружающей среды предпринимаются значительные усилия к практическому разрешению этой проблемы.

До сих пор очистка грунта и нефтешламов ведется недостаточно эффективно и по большому счету остается практически нерешенной проблемой, и это несмотря на то, что разработку и совершенствование очистного и восстанавливающего оборудования ведут практически все фирмы­лидеры в области создания химического оборудования.

В свое время первые в мире сепараторные станции для очистки нефтяных шламов были построены на Ярославском и Волгоградском НПЗ. Из-за неудачного опыта работы по применению сепараторов для очистки нефтяных шламов не были продолжены, а спустя 25 лет наша технология вернулась в Россию через западные фирмы. В 1971 году на Уфимском нефтеперерабатывающем заводе была построена установка для сжигания нефтяного шлама, донных осадков шламонакопителей и флотопены, однако в следствии не экономичности ее использование продолжалось до 1980 года. Примерно в это же время установку для очистки нефтешлама создала шведская фирма «Alfa-Laval». Увы, опыт эксплуатации показал, что на такой установке можно очищать только свежие, вновь образующиеся нефтешламы, она совершенно не предназначена для очистки донных осадков шламонакопителей. В 1990 году на ПО «Перм­нефте­оргсинтез» была смонтирована установка очистки нефтешлама немецкой фирмы «KHD» (ее аналогом можно считать и установку фирмы «Flottweg»). В начале 90-х годов широкую известность получили методы деструкции разлитой нефти биоштаммами. В настоящее время применяются специально созданные биоштаммы: путедойл, деворойл и др. Собственный метод очистки грунта от нефтепродуктов разработала американская фирма «Bogart Еnvironmental Services». Несколько лет она вполне успешно работает в Кувейте, очищая песчаный грунт от аварийных разливов нефти.

Заключение

В данной работе были исследованы токсичные свойства нефти и нефтепродуктов, влияния их на живой организм, а также на среду обитания, и опасность обращения с ними. Также были рассмотрены источники загрязнения окружающей среды нефтепродуктами и методы их устранения.

Было выявлено, что нефть является одним из наиболее широко применяемых человеком ресурсов. Нефть используется для производства масел, топлива, синтетических каучуков, растворителей и даже лекарственных препаратов. Без углеводородных соединений современную жизнь представить себе практически невозможно. Это топливо, освещение, транспорт, но это и аварийные разливы, загубленные пляжи, уничтоженные птицы и животные.

Нефть является одним из наиболее опасных источников загрязнения окружающей среды. Токсичность нефти нефтепродуктов заключается в том, что их пары оказывают отравляющее действие на организм живых существ, а также на места их обитания. Загрязнения нефтью почвы и океанов, вследствие халатности или неаккуратного обращения с нефтью ведет за собой гибель многих живых существ, обитающих в данной области.

Помимо токсичности нефти, и влияния ее на окружающую среду была описана опасность обращения с нефтепродуктами. Аварии, возникающие на нефтедобывающих предприятиях, на танкерах, перевозящих нефть и выливая ее в океан, а также пожароопасность нефти, наряду с токсичностью, делают этот материал не только трудным в добычи, но и в транспортировке, хранение и применении.

Источниками загрязнения окружающей среды углеводородами и продуктами их сжигания являются предприятия добычи и переработки нефти, нефтепроводы, нефтебазы, заправочные станции и т.п., предприятия энергетики и другие предприятия, а также автомобили, и другие виды транспорта, использующие нефтепродукты в качестве топлива и сырья.

Однако были выявлены и способы устранения источников загрязнения и методы очистки самих загрязненных районов. Однако методы и средства защиты от аварийного растекания разработаны еще недостаточно.

Список литературы

1. Большая Энциклопедия Нефти Газа: www.ngpedia.ru.

2. Википедия, нефть: http://ru.wikipedia.org/wiki/Нефть

3. Волков О.М. Пожарная опасность резервуаров с нефтепродуктами. - М.: Недра, 1984.

4. Все о добыче нефти и газа: www.neftrus.com.

5. Гольберг В.М. Техногенное загрязнение природных вод углеводородами и его экологические последствия / В.М. Гольберг, В.П. Зверев, А.М. Арбузов и др. - М.: Наука, 2001.

6. Евротех: http://www.eg-oil.ru/

7. Защита атмосферы от промышленных загрязнений. - Справ.изд.: В 2-х ч.Ч1. Под ред. Колверта С, Инглуда Г. - М.: Металлургия, 1988.

8. Иларионов С.А. Экологические аспекты восстановления нефтезагрязненных почв. - Екатеринбург: УрО РАН, 2004. 194 с.

9. М.М. Судо, Р.М. Судо. Нефть и углеводородные газы в современном мире; 2008.

10. Масловский, В.В.; Дудко, П.Д. Полирование металлов и сплавов; 1974 г.

11. Н.Ф. Маркизова, А.Н. Гребенюк, В.А. Башарин. Токсикология нефтепродуктов; 2003 г.

12. Экология и охрана природы: http://www.newecologist.ru/

Размещено на Allbest.ru