Лекции для студентов

Лекции по дисциплине “Экологическая безопасность”

Особенности влияния вредных веществ нефтяного производства на окружающую среду и организм человека при добыче нефти и ремонте скважин

При разливе нефти образуется сплошная нефтяная плёнка создающая на воде эмульсии типа «вода в нефти» и «нефть в воде». Первая эмульсия способна разрушаться под действием бактерий. Эмульсия типа «шоколадный мусс» практически не поддаётся бактериальному разрушению и содержит 30-40 мг/л нефти. Токсичность нефти зависит от её химического состава и качества нафтеновых кислот. Наибольшей токсичностью обладает эмульгирования в виде нефти. Концентрация её выше 0,05 мг/л и приводит к нарушению биологического равновесия водоёмов, влияет на физико-биологическую функцию организмов. Плёночная нефть менее токсична, но нарушает биологические и обменные процессы между водой и воздушной средой.

Особо опасны для здоровья людей токсичные соединения свинца и серы, этилированные бензины, нитроэтилсвинец. При сжигании газа в факелах сернистые соединения улетучиваются в атмосферу. Сернистый газ раздражает глаза, горло, дыхательные пути, анемия, поражение печени.

Бензин поступает в организм через дыхательные пути, всасывется в кровь из желудочно-кишечного тракта и оказывает особенно сильное воздействие на центральную нервную систему. При остром отравлении при концентрации бензина в воздухе всего лишь в 0,005-0,01 мг/м3 состояние больного напоминает алкогольное опьянение. При концентрации 0,04 мг/м3 смерть человека наступает почти мгновенно. При многократных воздействиях развиваются острые нервные расстройства. ПДК паров бензина — 0,003 мг/м3.

Окись углерода — СО, бесцветный газ, без вкуса и запаха. Плотность по воздуху 0,967. ПДК в рабочей зоне 20 мг/м3. Концентрацию 300 мг/м3 человек переносит без заметного действия в течение 2-4 часов, 600 мг/м3 — за это время вызывает легкое отравление, 3600мг/м3 — через 1-5 минут наступает смерть. Окись углерода вытесняет кислород из окисигемоглобина крови.

Двуокись углерода — СО₂ - тяжёлый бесцветный газ, при низких и умеренных температурах обладает кисловатым запахом. При содержании в воздухе более 10% вызывает сильное отравление. Оказывает наркотическое действие на человека, изменяется походка, реакция зрачков. В воздухе, вдыхаемом человеком содержится 0,04% СО₂. ПДК СО₂ в воздухе — 1%. Плотность по воздуху 1,52.

Большая часть углеводородов поступает в атмосферу — 75%, в воду 20%, в почву 5%.

Природный газ при большом содержании метана — СН₄ в воздухе вызывает удушье в связи с недостатком кислорода. Природные газы, содержащие сероводород- Н2S, очень токсичны. Плотность по воздуху 0,55. Скапливается в колодцах

Сероводород — Н2S, бесцветный газ с неприятным запахом, ощутимым даже при незначительных концентрациях(1:1 000 000). При большой концентрации сероводорода в воздухе запаха не наблюдается, по-видимому, вследствие паралича окончаний обонятельного нерва. Сероводород наиболее токсичный ингредиент в составе атмосферы объектов при добыче высокосернистых нефти и газов. При концентрации: сероводорода-1,4-2,3 мг/м3 запах незначительный, но явно ощутимый; при — 3,3-4,6 мг/м3 сильный запах, при привыкших к нему не тяготеют; при — 7,0-11 мг/м3 запах тягостный, даже привыкших к нему (работники ДНС, УППН, товарный парк); при 1000 мг/м3 и более — мгновенное отравление, смерть. Плотность сероводорода по воздуху 1,912, поэтому он скапливается в ямах, колодцах, траншеях (порыв нефтепроводов с сернистой нефтью). Температура воспламенения 290 С^о, нижние и верхние пределы взрывоопасной концентрации сероводорода в воздухе 4 и 45,5% объёмных. Сероводород при добыче и подготовке нефти действует не изолированно, а в сочетании с различными углеводородами. В этом случае изменяется характер их токсичного воздействия. При содержании сероводорода (Тенгизское месторождение нефть содержит 25% сероводорода).

Предельные углеводороды, сернистые соединения, меркаптаны присутствуют в воздухе объектов добычи нефти, но они менее токсичны вышеперечисленных.

Проявление вредных веществ на окружающую среду и организм человека при бурении скважин

Промышленные жидкости и химические реагенты . К ним относятся аэрированные промывочные жидкости (пены) и растворы: естественные из неглинистых пород, глинистые, на нефтяной основе, эмульсионные. Жидкая фаза промывочных жидкостей состоит из пресной или минерализованной воды, нефти и дизельного топлива. Твёрдая фаза это сложная система, состоящая из глинистых минералов монтмориллонита, каолинита и иллита, частиц кварца и известняка. В состав такой системы входят утяжелители — барит, окислы железа, химические реагенты понизители водоотдачи, пентизаторы, структурообразователи, коагуляторы и т.д. Для рыбохозяйственных водоёмов (естественных) разработаны ПДК по ОП-7-0,3 мг/л, ОП 10-0,5 мг/л, сульфонала, хрома шестивалентного, оксида. Гибель организмов происходит через 24 часа после воздействия токсиканта. Острая концентрация нитролигнина, при которой отмечается 100% гибель водных организмов, колеблется в пределах 42-55 мг/л.

Наиболее чувствительны к воздействию компонентов тампонажного цемента лоси, которые при концентрации 30 г/л гибнут через 30 часов. Донные беспозвоночные погибают при концентрации 3-4 мг/л.

Загрязнение буровым шламом (выбуренные породы) обусловлено присутствием в нём органических добавок — углещёлочного реагента, карбоксилметилцеллюлозы, сульфит-спиртовой барды, нитролигнина. В буровомшламе присутствуют оксиды кальция, магния, аллюминия, железа, серы не превышают 10%. Поэтому шлам относят к слаботоксичным веществам.

В буровых сточных водах присутствуют все вышеперечисленные органические добавки. При попадании их в водоёмы возрастает рН воды и окисляемость. Уменьшается концентрация растворённого кислорода. Безвредная концентрация буровых сточных вод в водоёмах рыбохозяйственного назначения — 12,1 мг/л.