Загрязнение окружающей среды нефтепродуктами и их опасность для здоровья человека

     В состав пластовых вод входит также  метанол. Его часто используют для предотвращения отложений твердых гидратов природного газа в трубах и скважинах. Метанол — токсичное вещество (ПДК 0,1 мг/л). Кроме того, он повышает растворимость других органических веществ и тем самым усиливает их токсичность.

     При сбросах в открытое море пластовые  воды быстро разбавляются за счет перемешивания. Мониторинг экологической обстановки в районах длительных сбросов пластовых вод показывает отсутствие каких-либо заметных биологических последствий. Однако надо учитывать большие объемы сбросов пластовых вод и содержание в них эмульгированной нефти 20 — 40 г. По мере исчерпания запасов скважины объемы пластовых вод и содержание в них токсичных углеводородов нарастает. Изменчивость химического состава этого вида отходов делает его одним из факторов экологической опасности, особенно при сбросах на мелководье.  [1, с. 335-337]

     Аварии, разливы нефти и утечки газов  сопровождают все этапы деятельности нефтяных и газовых месторождений. По оценкам специалистов 1—3% добываемой в России нефти теряется в результате аварийных разливов и выбросов. Изучение статистики аварий позволило сделать следующие заключения:

• потери нефти особенно велики при танкерных перевозках;
• вклад от бурения и эксплуатации скважин, потери при хранении и транспортировке по трубам занимают промежуточное место;
• наиболее часто возникают относительно небольшие и быстро ликвидируемые утечки нефти, но они создают устойчивый фон нефтяного загрязнения;

     Катастрофические инциденты с разливом более 30 тыс. т нефти более редки. Они происходят с частотой от нуля до нескольких эпизодов в год. Однако именно этот вид аварий определяет скачкообразный характер и общие объемы антропогенного загрязнения углеводородами Потери нефти при бурении и эксплуатации скважин минимальны по сравнению со всеми остальными источниками нефтяных разливов и составляют от двух до семи случаев на 1 ООО скважин.

     Аварии при буровых работах бывают двух типов: неожиданные залповые выбросы жидких и газообразных углеводородов из скважины при вскрытии зон с аномально высоким пластовым давлением; технологические выбросы, которые достаточно быстро удается ликвидировать.

     Аварии на трубопроводах возникают в основном из-за коррозионных разрушений, размывов дна и механических воздействий. К настоящему времени па морском шельфе уложено более 100 тыс. км подводных трубопроводов для перекачки нефти и других углеводородов.

     Аварии при танкерных перевозках нефти до сих пор остаются одним из основных источников экологического риска. Вероятность аварии и разлива с транспортного танкера оценивается как функция пройденного расстояния. Нефтяные разливы принято подразделять на три категории в зависимости от объемов утечки нефти: «малые» (менее 7 т), «средние» (7—700 т) и «большие» (более 700 т). Анализ причин «средних» разливов показывает, что около 35 % из них происходит в процессе погрузочно-разгрузочных операций. Основная доля (83 %) «больших» разливов связана с авариями в результате столкновения судов и посадки их на мель. [1, с.337-340] 

     Если  оценивать виды химической опасности  для человека, связанные со средой обитания, то в настоящее время  на первое место следует поставить  токсичные вещества воздушного бассейна, на второе – химическое загрязнение водоемов и продуктов питания.

     Источником  химического загрязнения атмосферы  являются, в основном, химические и  нефтехимические промышленные предприятия.

     Постоянно возрастающая насыщенность воздушной  среды токсичными химическими веществами, безусловно, не может не оказывать влияния на организм человека[7, с. 6]

     Также большую химическую опасность создает  загрязнение атмосферы и морей  тяжелыми металлами. [7, с. 11]

     В группу тяжелых металлов обычно включают металлы с плотностью большей, чем у железа, а именно: свинец, медь, цинк, никель, кадмий, кобальт, сурьму, олово, висмут и ртуть. Выделение их в окружающую среду происходит в основном при сжигании минерального топлива. В золе угля и нефти обнаружены практически все металлы. В каменноугольной золе, например, установлено наличие 70 элементов. В 1 т в среднем содержится по 200 г цинка и олова, 300 г кобальта, 400 г урана, по 500 г германия и мышьяка. Максимальное содержание стронция, ванадия, цинка и германия может достигать 10 кг на 1 т. Зола нефти содержит много ванадия, ртути, молибдена и никеля. В золе торфа содержится уран, кобальт, медь, никель, цинк, свинец. Так, Л.Г. Бондарев, учитывая современные масштабы использования ископаемого топлива, приходит к следующему выводу: не металлургическое производство, а сжигание угля представляет собой главный источник поступления многих металлов в окружающую среду. Например, при ежегодном сжигании 2,4 млрд т каменного и 0,9 млрд т бурого угля вместе с золой рассеивается 200 тыс. т мышьяка и 224 тыс. т урана, тогда как мировое производство этих двух металлов составляет 40 и 30 тыс. т в год соответственно.

     Интересно, что техногенное рассеивание  при сжигании угля таких металлов, как кобальт, молибден, уран и некоторые  другие, началось задолго до того, как стали использоваться сами элементы.

     Хорошо  известно, что многие из названных  металлов и десятки других микроэлементов находятся в живом веществе планеты  и являются совершенно необходимыми для нормального функционирования организмов. Многие из таких веществ при их избыточном количестве в организме оказываются ядами, начинают быть опасными для здоровья. Так, например, непосредственное отношение к заболеванию раком имеют: мышьяк (рак легкого), свинец (рак почек, желудка, кишечника), никель (полость рта, толстого кишечника), кадмий (практически все формы рака). [6, с. 104-105]

     Кадмий как токсикант окружающей среды. Тяжелый металл кадмий вообще представляет собой один из самых опасных токсикантов (токсичнее свинца). В природной среде кадмий встречается лишь в очень малых количествах, поэтому его отравляющее действие выявлено лишь недавно.

     Он  содержится в мазуте и дизельном  топливе, в сплавах (в качестве присадки), в гальванических покрытиях, в кадмиевых пигментах (используемых в производстве лаков, эмалей, керамики), в пластмассах (как стабилизатор), электрических батарейках и т.д. В результате сжигания отходов пластмасс и промышленных производств кадмий попадает в воздух. В Балтийское море  ежегодно поступает около 200 тонн кадмия. А во всем мире в окружающую среду ежегодно выбрасывается около 5000 тонн этого металла.

     Кадмий  опасен в любой форме. Доза в 30 - 40 мг смертельна. Выводится из организма  очень плохо, лишь 0,1% в сутки. Ранними  симптомами отравления кадмием являются поражение почек и нервной системы, белок в моче, нарушение функции половых органов (воздействие на семенники), острые костные боли в спине и ногах. Кроме того, кадмий вызывает нарушение функции легких и обладает канцерогенным действием, накапливается в почках (содержание 0,2 мг Cd на 1 г массы почек вызывает тяжелое отравление).

     Причиной  попадания кадмия в пищевые цепи являются промышленные газообразные выбросы. Человек получает кадмий в основном с растительной пищей, так как он легко усваивается растениями из почвы (до 70%). Очень большую опасность в этом отношении представляют грибы.

     Недостаток  железа в организме усиливает  аккумуляцию кадмия.

     Недопустимо использовать ил донных отложений при  очистке русла рек в качестве удобрений, так как сахарная свекла, картофель, сельдерей концентрируют кадмий.

     Источники загрязнения кадмием:

• сжигание каменного угля (1 тонна угля содержит 2 г кадмия);
• фосфатные удобрения;
• отходы производства пластмасс;
• почки животных. Содержание кадмия в почках животных накапливается с возрастом. С повышением дозы удобрений повышается содержание кадмия в почве, а затем и в растениях, которыми питаются животные.[9, с. 45-46]

     Двуокись серы (сернистый  ангидрид) выделяется в окружающую среду главным образом при сжигании содержащих серу топлив: каменного угля, кокса, горючих сланцев, сернистой нефти. В ранжированном ряду основных загрязнителей атмосферы двуокись серы находится на одном из первых мест. Только в США, например, в 1970 г. было выброшено 262 млн т вредных веществ. Из них: окиси углерода 147 млн т, углеводородов 35 млн т, двуокиси серы 34 млн т, окислов азота 23 млн т. В последнее время ежегодный выброс двуокиси серы в атмосферу земного шара составляет по одним оценкам 60...80 млн т, по другим - 150 млн т. С западными воздушными потоками на территорию нашей страны ежегодно приносится до 5...10 млн т двуокиси серы. [6, с. 106]

     Токсическое действие двуокиси серы на человека весьма многообразно. В первую очередь оно  связано с раздражением верхних  дыхательных путей, что при длительном воздействии даже малых концентраций приводит к возникновению бронхитов и других заболеваний органов дыхания, к снижению иммунобиологической реактивности организма. Неблагоприятное действие сернистого ангидрида может усиливаться при воздействии многих других вредных веществ, например окиси углерода и окислов азота. Следует отметить еще и то, что в воздухе рада крупных городов и промышленных центров содержание сернистого ангидрида превышает допустимые значения. [6, с. 106]

     Диоксид углерода, образующийся при сгорании топлива, усваивается и преобразуется растениями в процессе фотосинтеза. Однако увеличение содержания диоксида углерода в атмосфере весьма заметно. Увеличение содержания диоксида углерода в атмосфере может привести к так называемому парниковому эффекту, т. е. к повышению средней температуры на Земле. [5, с. 20]

     Диоксид серы губительно влияет на здоровье человека, растительный и животный мир, разрушает различные материалы — металлы, краску, кожу, строительные материалы, бумагу, текстильные ткани.

     Диоксид серы ухудшает видимость в связи с образованием различных аэрозолей при фотохимических реакциях между диоксидом серы, взвешенными частицами, оксидами азота и углеводородами; он ускоряет коррозию металлов, образуя серную кислоту в атмосфере или на поверхности металла. Кроме того, этот загрязнитель вызывает значительное снижение урожая. [5, с. 21]

     Повышенное  содержание диоксида углерода в атмосфере  может привести к появлению слабости, головокружению, вызвать головную боль, повышенное кровяное давление, расстройство дыхания, сердцебиение, частый пульс; в больших концентрациях— наркотическое, раздражающее действие, общее угнетение, удушье. [5, с. 20]

     Предельно допустимая концентрация диоксида серы в рабочей зоне—10 мг/м³, максимальная разовая — 0,03, среднесуточная— 0,005 мг/м³. [5, с. 21]

     Диоксид серы является причиной выпадения так называемых кислотных дождей.

     Кислотные дожди значительно повышают кислотность  почвы, оказывают разрушающее действие на конструкционные материалы, могут отрицательно влиять на урожайность сельскохозяйственных культур, здоровье человека. [5, с. 22]

     В ходе газофазных окислительных процессов, в которых участвуют в основном летучие органические соединения, олефины и оксиды азота, образуются также органические кислоты, главным образом муравьиная и уксусная, которые также являются предшественниками кислотных дождей.

     Формирование  кислотного дождя зависит от скорости поглощения загрязнений аэрозольными частицами.

     Образовавшиеся  кислоты, выпадая с осадками на земную поверхность, приводят к гибели лесов: снижается масса корневой системы, сильно сокращается скорость роста молодых побегов, наблюдается общее увядание саженцев ели, у большинства хвойных и лиственных пород при рН 2,6 наблюдается повреждение клеток (лист, хвоя).

     Выпадение кислотных дождей приводит к повышению кислотности почвы и, как следствие этого, к снижению активности почвенных микроорганизмов, участвующих в переработке лесной подстилки, улучшении структуры почвы, переводе органических соединений в усвояемые формы. Это особенно опасно для высокогорных лесов с большим годовым количеством осадков. 

     Кислотные дожди могут отрицательно влиять на урожайность сельскохозяйственных культур, особенно в период их начального роста. При рН 2,6 наблюдается снижение урожайности таких культур, как люцерна, ячмень, капуста, кукуруза, огурцы, соя. Однако возможно и положительное воздействие кислотных дождей на урожайность растений. Так, при рН 3,3— 4,0 повышается скорость роста стеблей у пшеницы, снижение рН с 4,5 до 3,5 (т. е. рост кислотности) приводит к повышению урожайности апельсиновых деревьев [5, с. 23]