ВЛИЯНИЕ НЕФТЕПРОДУКТОВ НА ЧЕЛОВЕКА И ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ
Министерство образования и науки РФ
Ульяновский государственный университет
Кафедра нефтегазового дела и сервиса
РЕФЕРАТ
По дисциплине «Экологический мониторинг нефтегазовых объектов»
На тему «Влияние паров легких нефтепродуктов на окружающую среду и здоровье человека»
Выполнил: студент группы СВ-ЗИ 14/1
Багаутдинов Рустам Рифкатович
_____________
(подпись)
Проверил:к.т.н., доцент
Кузнецов Владимир Алексеевич
_____________
(подпись)
Оценка___________________
Ульяновск 2018
СОДЕРЖАНИЕ
Введение……………………………………………………………………. | 3 |
1. Нефтепродукты…………………………………………………….... | 4 |
1.1. Классификация…………………………………………………... | 4 |
1.2. Свойства нефтепродуктов………………………………………. | 5 |
1.3. Производство…………………………………………………….. | 14 |
1.4. Транспортировка………………………………………………… | 14 |
2. Влияние нефтепродуктов на человека и окружающую среду…… | 16 |
Заключение…………………………………………………………………. | 22 |
Список используемых источников…………………………...................... | 24 |
ВВЕДЕНИЕ
Нефть является одним из основных факторов мирового экономического развития в 20 веке и остается важнейшим энергоресурсом на обозримое будущее. Относительно невысокие цены на нефть и нефтепродукты при больших объемах их потребления, отсутствие адекватной создаваемой угрозе политики по охране окружающей среды приводили к весьма значительным потерям, последствиями которых явились загрязнения почв и грунтов. Нефтяное загрязнение – как по масштабам, так и по токсичности представляет собой общепланетарную опасность. Нефть и нефтепродукты вызывают отравление, гибель организмов и деградацию почв. Естественное самоочищение природных объектов от нефтяного загрязнения – длительный процесс, особенно в условиях Сибири, где долгое время сохраняется пониженный температурный режим. Поэтому исключительную актуальность приобретает проблема рекультивации нефтезагрязненных почв. В настоящее время одной из наиболее перспективной технологии очистки нефтезагрязненных почв считается интродуцирование в почву различных комплексов микроорганизмов, отличающихся повышенной способностью к биодеструкции тех или иных углеводородных компонентов нефти и нефтепродуктов. В природных условиях биотрансформация нефти и нефтепродуктов осуществляется под воздействием комплекса самых различных групп организмов. Особое внимание уделяется исследованиям по совместному влиянию представителей двух смежных трофических уровней: микроорганизмов и дождевых червей на элиминирование нефти в почве.
|
|
НЕФТЕПРОДУКТЫ
|
|
Нефтепроду́кты — смеси углеводородов, а также индивидуальные химические соединения, получаемые из нефти и нефтяных газов. К нефтепродуктам относятся различные виды топлива (бензин, дизельное топливо, керосин и др.), смазочные материалы, электроизоляционные среды, растворители, нефтехимическое сырьё.
Классификация
Сжиженные углеводородные газы (СУГ)
· Лигроин
· Бензин
· Солярка
· Керосин
· Мазут
· Остаточные нефтяные топлива
Прочие нефтепродукты
· Резина
· Масла
· Гудрон
· Прямогон
· Газоконденсат
· Битум
· Ацетон
Свойства нефтепродуктов
Свойства нефтепродуктов.Основными свойствами нефтепродуктов, влияющими на условия транспортирования, хранения и выполнения операций по наливу и сливу, являются: плотность, вязкость, температура плавления и вспышки, испаряемость, давление насыщенных паров и некоторые другие.
Плотность нефти с зависит от содержания легких фракций, изменяется от 650 до 1060 кг/м3 и является качественной и количественной характеристикой. В зависимости от 'плотности различают легкую (р=650-т-870 кг/м3), среднюю (p==871-f-910 кг/м3) и тяжелую (р == 910-— 1060 кг/м3) нефть. Плотность влияет на скорость истечения нефтепродуктов при выполнении операций по сливу и наливу, определяет возможность разогрева открытым паром и быстроту обезвоживания. Например, мазут с плотностью более 1000 кг/м3 не рекомендуется подогревать открытым паром, так как он плохо отстаивается от воды. Плотность используют для определения массы нефтепродуктов в цистернах и резервуарах при объемно-весовом способе учета количества груза, который является наиболее распространенным и универсальным. В настоящее время разработаны и внедряются новые способы определения массы (акустический, оптический, тепловой и др.)» позволяющие более точно и с минимальными трудозатратами определить количество груза в цистернах.
|
|
Плотность измеряется специальным прибором — ареометром. Точность измерения плотности нефтепродуктов ареометром составляет 0,05%, а в лабораторных условиях с помощью гидростатических весов или пикнометра — до 0,005%.
Плотность высоковязких нефтепродуктов (v>200 цы*/с при 50 °С), в которые ареометр невозможно погрузить, определяется расчетами. При этом пробу исследуемого продукта смешивают с таким же количеством маловязкого растворителя, плотность которого известна, и определяют плотность смеси из условий:
|
|
1.1
гдерсм, рр, рв— плотность соответственно смеси, растворителя и высоковязкого
нефтепродукта, кг/м3.
Вязкость определяет подвижность (текучесть) нефтепродуктов и оказывает существенное влияние на условия транспортирования, перекачки и выполнения операций по сливу и наливу. Различают динамическую з, Н-с/м2, кинематическую н, м2/с, и условную вязкость ВУ. Динамическая вязкость определяется с помощью шарикового вискозиметра замером времени качения шарика, катящегося внутри наклонной трубки, заполненной исследуемым нефтепродуктом:
1.2
где ф—время качения шарика, с;
рш, рве—плотность соответственно шарика и исследуемого нефтепродукта, кг/мэ;
с — константа шарика, определенная по эталонной жидкости,
Н-м/кг, Кинематическая вязкость (отношение динамической вязкости к плотности жидкости) широко используется для расчетов двигателей, движения нефтепродуктов по трубопроводу, а также для характеристики видов топлива и особенно смазочных материалов [8]. Единица измерения кинематической вязкости 1 м2/с. Кинематическая вязкость определяется химическим составом нефтепродуктов и в значительной степени зависит от температуры (рис. 3.1). Кинематическая и условная вязкость связана между собой аналитическим выражением
где vu BVf — соответственно кинематическая и условная вязкость при температуре (· Высокопарафинистые нефти обладают так называемой аномалией вязкости, которая заключается в том, что после термообработки или механического воздействия повторно определенная вязкость нефтепродукта при той же температуре оказывается ниже, чем до обработки. Однако через некоторое время первоначальная вязкость восстанавливается. Это явление связано с тем, что углеводороды парафинного ряда при относительно низких температурах образуют сплошную пространственную сетку из крупныхи мелких кристаллов парафина. Такая сетка под действием термической или механической обработки нарушается, и вязкость снижается. Аномалия вязкости особо часто наблюдается при производстве грузовых операций с мазутами, особенно высоковязкими.
Рисунок 1 Зависимость кинематической вязкости от температуры:
ДЛ – летнее дизельное топливо
ДЗ – зимнее дизельное топливо
Вязкость мазутов, как и других нефтепродуктов, зависит также от давления. С ростом давления вязкость повышается. Установлено, что чем сложнее молекулярное строение компонентов мазута, тем большее влияние давление оказывает на вязкость.
Таблица 1
Нефтепродукт | Плотность» кг/м3 | Температура самовоспламенения. °С | Температура вспышки, °С | Пределы взрываемости. вС | |
нижнийверхний | |||||
Керосин | 819 | 260 | +28 | +26 | +65 |
Бензин А-74 | 730 | 300 | -36 | -36 | —7 |
Топливо T-I | 813 | 345 | -U28 | +25 | -L-57 |
Мазут флотский | 935 | 385 | -128 | f!24 | -а-145 |
«20» | |||||
Масло автотрак- | 930 | 340 | 1-217 | + 187 | +225 |
торное АК-15 |
Температура плавления (застывания) для нефтепродуктов изменяется от —80 °С для некоторых бензинов до +150°С для битумов. Температура плавления характеризует температурные пределы применения топлива без предварительного подогрева. Температура застывания топлива должна быть на 5—10°С ниже температуры, при которой предполагается его использование.
Температура вспышки зависит от химического состава нефтепродуктов и характеризует его пожарную опасность. По температуре вспышки все нефтепродукты делятся на две группы: легковоспламеняющиеся (до 45°С) и горючие (более 45°С). Температура вспышки определяет предельно допустимую температуру разогрева нефтепродуктов перед производством операций по сливу, которая должна быть ниже температуры вспышки не менее чем на 10°С Температура вспышки является также показателем чистоты отбора фракций нефтепродукта и отсутствия смешения разных продуктов. Температурные характеристики некоторых нефтепродуктов приведены в таблице 1.
Пределы взрываемости определяют минимальное (нижний предел) и максимальное (верхний предел) содержание паров нефтепродукта в воздухе, способных взорваться при воздействии открытого огня Зона взрываемости лежит в пределах 1—10%:
Пределы взрываемости могут определяться также температурой, при которой произойдет взрыв, при этом нижний предел взрываемости соответствует температуре вспышки (см. табл. 1).
Испаряемость — способность жидкости переходить в парообразное состояние в результате того, что плотность паров нефтепродуктов больше плотности воздуха Испаряемость главным образомзависит от фракционного состава, упругости паров и вязкости. Наибольшей испаряемостью характеризуются бензины, у которых данный показатель в 50—100 раз [9] больше, чем у других светлых нефтепродуктов. Темные нефтепродукты испаряются слабо, смазочные масла практически не испаряются.
Различают статическое и динамическое испарение. Статическое испарение приводит к потере количества и главное качества нефтепродукта, оставшего в резервуаре. Объясняется это тем, что с поверхности жидкости улетучиваются в первую очередь легкие фракции нефтепродуктов, а жидкая фаза при этом становится более тяжелой.
Динамическое испарение, при котором нефтепродукт и воздух движутся относительно друг друга, является важнейшим качественным показателем моторных и ряда других видов топлива. От хорошего испарения зависит устойчивая работа двигателя, срок его службы, расход топлива. Вместе с тем динамическое испарение в процессе слива и налива приводит к количественным и качественным потерям и является отрицательным явлением.
Статическое испарение происходит с неподвижной поверхности в неподвижный воздух, например, при хранении в резервуарах. Если над поверхностью нефтепродукта неограниченное пространство, испарение идет непрерывно. При этом скорость испарения зависит от температуры и давления воздуха. Испарение нефтепродуктов в закрытом резервуаре не прекращается и тогда, когда объем газового пространства оказывается насыщенным парами. При этом конденсируется такое же количество паров, какое за данный отрезок времени испаряется из жидкой фазы.
Степень испарения нефти и нефтепродуктов определяется разностью между числом молекул, вылетающих из жидкости, и числом молекул, ею поглощаемых. Чем больше эта разность, тем сильнее испарение. Скорость свободного испарения пропорциональна давлению насыщенных паров и обратно пропорциональна внешнему давлению. По мере уменьшения внешнего давления испарение сильно увеличивается и достигает максимального значения в вакууме. Поэтому для сохранения легкоиспаряющихся нефтепродуктов наиболее благоприятным является хранение под давлением, несколько превышающим упругость их паров.
Изменение давления паровоздушной смеси в газовом пространстве резервуаров, которое происходит в результате суточных колебаний температуры воздуха, его давления и солнечной радиации приводит к необходимости устройства в резервуарах специальных дыхательных клапанов. Через клапаны происходит вытеснение паровоздушной смеси при повышении давления и впуск атмосферного воздуха при его понижении. Это явление носит название «малое дыхание» в отличие от «большого дыхания», которое происходит при сливе и наливе резервуаров. Как «большие», так и «малые дыхания» приводят к значительным потерям нефтепродукта.
Как показали опытные проверки, величина потерь от «малых дыханий» зависит главным образом от объема газового пространства и температурного перепада. Так, например, из резервуара вместимостью 5 тыс. м3, заполненного автомобильным бензином на 0,9 объема с упругостью паров 53,3 кП&, теряется в сутки 40 кг бензина, а заполненного на 0,1 теряется 300 кг бензина, т. е. почти в 8 раз больше.
Величина потерь нефтепродуктов от «больших дыханий», связанных с циклом слива и налива резервуаров, ,в основном зависит от оборачиваемости резервуаров. В среднем за одно наполнение резервуара вместимостью 5 тыс. м3 бензином вытесняется паровоздушная смесь, содержащая около 4 ф бензина.
Давление насыщенных паров (упругость паров) для нефтепродуктов является сложной функцией фракционного состава, температуры и соотношения объемов паровой и жидкой фаз. Паспортное давление насыщенных паров определяется опытным путем при температуре 38°С и отношении объема жидкой фазы к объему паровоздушной фазы, равном 1:4. Для автобензинов, например, давление насыщенных паров в указанных условиях составляет 9,33· 104 Па, а для дизельного топлива—(0,08-:-0,13)104 Па.
Давление насыщенных паров влияет не только на испаряемость, но имеет практическое значение при сливе и наливе сырой нефти и светлых нефтепродуктов, содержащих большое количество легких фракций. При перекачке жидкости насосами во всасывающих трубопроводах и при самотечном сливе на сифонных участках жидкость находится под вакуумом. При достаточно высокой упругости паров происходит выкипание жидкости, образующиеся при этом газовые пробки нарушают непрерывность потока, и в результате разрыва струи наступают перебои в работе насосов или сифонов.
Статическое электричество накапливается нефтью и продуктами ее переработки, так как последние являются диэлектриками. Наиболее благоприятные условия для образования статического электричества возникают при движении нефтепродуктов по трубопроводам, резиновым шлангам, а также при трении капель или струй продукта о воздух. Заряды статического электричества, образовавшиеся в трубопроводах, выносятся вместе с нефтепродуктом в цистерну и там накапливаются.
На процесс образования статического электричества оказывают влияние химический состав жидкости, диэлектрическая проницаемость, вязкость, плотность, температура и другие факторы. Наиболее сильную склонность к электризации проявляют светлые нефтепродукты — бензин, керосин, дизельное топливо. Нефть, как правило, электризуется слабо.
Статическое электричество оценивается силой тока или напряженностью поля, создаваемого зарядами. Силой тока оценивают электризацию нефтепродуктов при их течении в трубопроводах,напряженностью поля — электризацию газового пространства в резервуаре. При этом разность потенциалов может достигать 350 тыс. В.
На величину образующихся зарядов при движении по трубопроводам и наливе в железнодорожные цистерны оказывают существенное влияние скорость потока, материал и диаметр трубопровода, шероховатость его стенок и т. д.
Различают три стадии налива нефтепродуктов, когда возможна искрообразование:
· начальная стадия, при этом высота налива меняется от нуля до уровня нижнего отверстия стояка; искрообразование происходит с поверхности струи на корпус цистерны;
· вторая стадия — загрузка; искровой разряд возникает с открытой поверхности нефтепродукта;
· завершающая стадия — извлечение наливных рукавов; разряд образуется между стояком и паровоздушным пространством, имеющим в момент окончания налива максимальный потенциал.
После прекращения наполнения резервуара величина потенциала убывает в зависимости от времени по экспоненциальному закону тем медленнее, чем больше электрическое сопротивление нефтепродукта. Проведенные исследования позволили установить максимальные скорости налива продукции: начальная скорость 1 м/с, скорость налива 12 м/с, продолжительность выдержки перед изъятием стояка не менее 2 мин.
Накопление статического электричества и возможность образования искрового разряда обусловливают необходимость заземления цистерн для предупреждения возможных взрывов и пожаров. Статическое электричество, кроме пожароопасное™, отрицательно влияет на организм человека, ухудшает санитарно-гигиенические условия труда.
Коррозионность— способность оказывать разрушающее влияние на металлы — обусловливается наличием в составе нефти и нефтепродуктов сернистых соединений, водорастворимых минеральных кислот и щелочей, органических кислот и воды. Одним из показателей коррозионной агрессивности нефтепродуктов является кислотное число, которое показывает, сколько миллиграммов едкого кали (КОН) необходимо затратить для нейтрализации свободных органических кислот, содержащихся в 100 мл нефти.
Наличие указанных агрессивных веществ в нефтепродуктах строго регламентируется стандартами. Особо важное ограничение в топливе и маслах сернистых соединений. Так, например, увеличение содержания серы в моторных топливах с 0,2 до 0,5% увеличивает износ двигателя на 25—30%.
На железнодорожном транспорте коррозионные свойства наливных грузов проявляются в том, что в процессе перевозки, особенно светлых нефтепродуктов, котлы цистерн покрываются ржавчиной, которая в свою очередь проникает в нефтепродукты, загрязняя их.
Химическая и физическая стабильность означает постоянство химического и физического состава в течение определенного периода времени. Нефть и нефтепродукты в процессе хранения вступают в контакт с кислородом, металлом, светом, повышенной температурой и другими факторами, которые обусловливают процессы окисления, полимеризации и конденсации. Наибольшие изменения свойств наблюдаются в результате окисления кислородом воздуха химически наиболее неустойчивых соединений, входящих в состав нефтепродуктов (например, непредельных углеводородов крекинг-бензина). Образующиеся при этом смолы и нерастворимые осадки резко ухудшают качество топлива.
Процесс окисления—самоускоряющийся процесс, так как образовавшиеся кислые соединения становятся в свою очередь катализаторами и увеличивают скорость реакции. Катализаторами окислительного процесса являются также вода, механические примеси и сернистые соединения. Содержащийся в бензине тетраэтилсвинец способствует окислению, а, кроме того, под действием температуры, солнечного света и других агрессивных факторов разлагается, образуя белый осадок — двуокись свинца. Скорость окисления зависит от объема резервуара хранения или тары и с уменьшением объема увеличивается. Наиболее быстро теряют химическую и физическую стабильность бензины. Дизельное топливо более устойчиво сохраняет свои свойства.
Химическая стабильность характеризуется йодным числом (наличием в топливе непредельных углеводородов) и индукционным периодом (временем, в течение которого испытуемое топливо, находящееся в условиях, регламентированных стандартами, практически не подвергается окислению). Индукционный период бензинов, например, должен составлять не менее 450—900 мин.
Производство
Нефтепродукты получаются в результате химического процесса — перегонки нефти, от которой при разных температурах отделяются вещества (отгоны) в парообразном состоянии. Перегонка нефти может осуществляться, например, при помощи ректификационной колонны.
Транпортировка
Нефтепродукты транспортируют наливом и затаренные.
Наливом транспортируют следующие продукты:
· Сжиженные углеводородные газы, такие как смеси пропан-бутана в специализированных вагонах-цистернах под давлением.
· Автомобильный бензин, дизельное топливо и авиационный керосин перевозят железнодорожным, трубопроводным, автомобильным и водным транспортом, а также смешанными видами транспорта. Трубопроводы, осуществляющие транспортировку нефтепродуктов, называют также продуктопроводами. В РФ оператором основных продуктопроводов является ОАО АК Транснефтепродукт.
· Нафта и остаточные нефтяные топлива в основном транспортируют железнодорожным и водным транспортом.
В таре транспортируют, например Смазочные масла.
ВЛИЯНИЕ НЕФТЕПРОДУКТОВ НА ЧЕЛОВЕКА И ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ
К экологической безопасности относят свойства нефтепродуктов оказывать влияние на человека, окружающую среду, например, загрязнение почвы, воздуха испарившимся топливом, отработавшими газами двигателей, пожароопасность и взрывоопасность.
Нефть считается черным золотом и государство, владеющее большими запасами нефти и газа, по праву считается богатым. Однако в результате добычи большого количества нефти, ее переработки и использования нефтепродуктов в технике человечество стало ощущать негативные влияния, которые проявляются в следующих областях:
– изменение химического состава атмосферы и ее потепление;
– загрязнение почвы и воды нефтепродуктами;
– токсическое последствие воздействия топлив на людей при непосредственном контакте;
– загрязнение воздушного бассейна парами испарившегося топлива;
– загрязнение воздуха городов токсичными веществами, содержащимися в отработавших газах двигателей;
– пожарная и взрывная опасность топлив.
Двигатели внутреннего сгорания являются основными потребителями углеводородного топлива, при сгорании которого расходуется кислород и выделяется двуокись углерода СО2. Концентрация этого вещества в атмосфере Земли постоянно возрастает, что может привести к изменению соотношения между поглощённой и отражённой Землёй энергией Солнца и вызвать глобальные изменения климата и катастрофы.
Попадание нефтепродуктов в почву вызывает изменение её структуры, химического и микробиологического состава, что приводит к гибели растений. Восстановление производительной способности загрязнённой почвы происходит очень медленно, например, урожайность и качество сельскохозяйственных земель восстанавливаются через 10 лет.
При попадании нефтепродуктов в воду они растекаются, образуя плёнку. Небольшие количества нефтепродуктов покрывают громадные площади воды, например, 1 т нефти покрывает плёнкой 10 км2 водной поверхности. Эта плёнка нарушает условия теплообмена водного бассейна с атмосферой, что влияет на климат планеты, вызывает загрязнение и гибель водной растительности и живых организмов.
Большинство нефтепродуктов легко проникает в организм даже через неповреждённую кожу, вызывая нарушение обменных процессов.
Для снижения загрязнения атмосферы выбросами углеводородов в районах НПЗ, нефтебаз, АЗС необходимо осуществлять мероприятия по сокращению потерь нефтепродуктов и организации контроля загрязняющих веществ.
Составной частью нефтепроводов, нефтебаз, АЗС являются резервуары для приема, хранения и выдачи нефтепродуктов.
Эксплуатация стальных вертикальных и горизонтальных резервуаров не должна приводить к загрязнению окружающей среды (воздуха, поверхностных вод, почвы) загрязняющими веществами выше допустимых норм.
К числу основных загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу из резервуаров, относятся пары нефтепродуктов, образующиеся вследствие испарения во время приема, хранения и отпуска нефтепродуктов.
При расчетах выбросов загрязняющих веществ в атмосферу из резервуаров следует руководствоваться: законом РФ «Об охране окружающей природной среды»; «Методическими указаниями по определению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу из резервуаров».
Результаты расчетов выбросов из резервуаров используются при учете и нормировании предельно допустимых значений загрязняющих веществ от источников предприятия, технологические процессы которых связаны с закачкой, отпуском и хранением нефтепродуктов в резервуарах.
Предельно допустимым выбросом считается суммарный выброс (ПДС) загрязняющего вещества в атмосферу от всех источников данного предприятия.
После установления норм предельно допустимых выбросов (ПДВ), загрязняющих веществ на предприятии должен быть организован контроль, который проводится в соответствии с требованиями нормативных документов
ОНД-90 «Руководство по контролю источников загрязнения атмосферы».
Контроль осуществляется силами предприятия либо организациями-соисполнителями на договорной основе.
Места отбора проб воздуха, периодичность и частота отбора, необходимое число проб, методы анализа должны выбираться по согласованию с органами санитарно-эпидемиологической и гидрометеорологической служб.
К числу основных веществ, загрязняющих производственные сточные воды, относятся нефтепродукты, тетраэтилсвинец и взвешенные вещества.
Нормы ПДС этих веществ со сточными водами должны устанавливаться в разрешениях на специальное водопользование на основании лицензии и договора пользования водным объектом в соответствии с Водным кодексом РФ.
Для достижения норм ПДС загрязняющих веществ со сточными водами необходимо осуществлять мероприятия по уменьшению количества сбрасываемых сточных вод и повышению глубины их очистки.
Во избежание потерь нефтепродуктов от переливов следует применять предохранительные устройства, автоматически прекращающие подачу нефтепродукта по достижении заданного уровня в резервуарах или при разгерметизации коммуникаций.
Кроме нефтепродуктов и их паров отрицательное воздействие на человека и окружающую среду оказывают отработавшие газы двигателей внутреннего сгорания.
В процессе сгорания топлива (нефтепродукта) в цилиндрах двигателей образуются токсичные (вредные) вещества:
- окись углерода СО (угарный газ);
- оксиды азота NO, NO2, N2O4, N2O5, NOX;
- несгоревшие углеводороды и продукты их термического разложения СnНm;
- сажа; оксиды серы SO2, SO3; альдегиды.
Окись углерода является продуктом неполного окисления углерода. Она образуется в основном при горении с недостатком воздуха (a < 1). Длительное пребывание в среде с концентрацией СО до 650 мг/м3 вызывает потерю сознания. Пребывание в среде с концентрацией более 2000 мг/м3 приводит к острым отравлениям и возможному смертельному исходу.
Содержащиеся в отработавших газах углеводороды СnНm (топливо) представляют собой смесь многих химических соединений. Их наличие в отработавших газах вызывает злокачественные опухоли и изменяет наследственность человека.
Альдегиды и другие продукты неполного окисления топлива образуются при нарушении процессов сгорания смеси, связанных с прекращением реакции горения на этапе образования промежуточных продуктов. Это может происходить в зонах камеры сгорания с обеднённой или обогащённой рабочей смесью, на режимах запуска или прогрева двигателя.
Сажа является продуктом пиролиза и крекинга топлива. Этот процесс происходит в результате высокотемпературного нагрева топлива при недостатке кислорода.
Образование оксидов азота NOx непосредственно не связано с реакциями горения топлива и обусловлено процессами диссоциации и цепных реакций кислорода и азота в условиях высоких температур и давлений, при которых молекулы азота и кислорода разлагаются на атомы.
Оксиды серы SO2 и SO3 появляются в отработавших газах из-за применения топлив, недостаточно очищенных от соединений серы, которые содержались в нефти. Оксиды серы оказывают вредное влияние на живые организмы, замедляют и даже прекращают рост растительности, увеличивают заболеваемость и сокращают продолжительность жизни человека. Оксиды серы при соединении с влагой образуют серную и сернистую кислоты, вызывающие повышение кислотности атмосферы и водоёмов, интенсивную коррозию металлических конструкций.
Углеводороды вызывают головокружение, расстройства дыхания и сердечной деятельности.
Окислы азота провоцируют удушье, отек легких. Сажа, твердые частицы способствуют возникновению опухолей.
В таблице 5.1 приведены значения концентрации вредных веществ в отработавших газах дизельных двигателей, находящихся в эксплуатации, и допустимые нормы стандарта ЕВРО.
Таблица 2
Требования стандарта ЕВРО к концентрации вредных веществ в ОГ
Компоненты | Концентрация вредных веществ в ОГ, г/(кВт.ч) | ЕВРО-3 2000 г. | ВРО-4 2005 г. | ЕВРО-5 2008 г. |
Оксид углерода | 1,5 – 12,0 | 2,1 | 1,5 | 1,5 |
Углеводороды | 1,3 – 8,0 | 0,6 | 0,46 | 0,25 |
Оксиды азота | 10,0 – 30,0 | 5,0 | 3,5 | 2,0 |
Сажа | 0,25 – 2,0 | 0,1 | 0,02 | 0,02 |
В среднем современный автомобиль в течение года эксплуатации выделяет в окружающую среду до 1000 кг окислов углерода, более 100 кг углеводородов и 40 кг оксидов азота. Более 80 % токсичных веществ, загрязняющих атмосферу городов, выделяют двигатели внутреннего сгорания. Это приводит к увеличению заболеваемости людей.
Согласно требованиям стандарта ЕВРО-5 (2008 г.) удельные выбросы четырех основных компонентов отработавших газов дизелей, г/(кВт·ч), не должны превышать: углеводороды – 0,25; окиси азота – 2; окиси углерода – 1,5; сажа (твердые частицы) – 0,02. У двигателей, находящихся в эксплуатации, токсичность отработавших газов может превышать допустимые нормы в 5 – 10 раз. Токсичность возрастает при износе цилиндро-поршневой группы, неправильной регулировке топливной аппаратуры, плохом качестве топлива.
Уменьшение выбросов вредных веществ с отработавшими газами может быть достигнуто внедрением регулярного контроля токсичности, использованием малотоксичных и экономичных регулировок, установкой нейтрализаторов в выпускную систему двигателя, которые бывают с пламенным дожиганием вредных веществ, каталитическими, жидкостными и фильтрующими.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Загрязнение почв нефтью и нефтепродуктами – одна из сложных и многоплановых проблем экологии и охраны окружающей среды. В настоящее время успешно развиваются технологии биоремедиациинефтезагрязненных территорий. При этом решение проблемы достигается за счет стимуляции микробных ценозов путем внесения удобрений, микроорганизмов, которые способны наиболее эффективно утилизировать данный загрязнитель или путем внесения различных биопрепаратов. Единственным реальным в настоящее время способом борьбы с последствиями разлива нефти и нефтепродуктов является комплекс работ, включающий механическое или физико-химическое удаление разлитых нефтепродуктов с последующей очисткой остающейся в почве нефти биологическими методами при помощи биодеструкциинефтеокисляющими микроорганизмами. В то же время существующие в настоящее время в России препараты оказываются недостаточно эффективными в различных экстремальных почвенно-климатических условиях различных регионов России, в связи с чем для ликвидации масштабных последствий разливов нефти в настоящее время необходим активный поиск и выделение аборигенных штаммов и разработка новых препаратов. Однако необходимо отметить, что природные аборигенные микроорганизмы обладают ограниченной нефтеокисляющей активностью, несмотря на более высокую устойчивость к воздействию факторов внешней среды. Поэтому возможным перспективным решением является разработка новых, не существующих в природе видов микроорганизмов. Эти новые виды, обладающие как минимум на порядок более высокой нефтеокисляющей активностью, должны создаваться обязательно с искусственным ограничением срока жизни с целью предотвращения биогенной катастрофы. Разработаны и активно внедряются большое количество коммерческих микробиологических препаратов иностранного и отечественного производства, таких как «Дестройл», «Путидойл», «Деворойл» и др. Однако в природных условиях биодеградация протекает под воздействием всего комплекса почвенной биоты, неотъемлемой частью которой являются и дождевые черви. В связи с этим можно было предположить, что вермикультура окажется перспективной и для интенсификации переработки нефтезагрязненных материалов. Проведенные исследования показали, что комплекс биодеструкторов, состоящий из представителей двух трофических уровней – ассоциации нефтеразрушающих микроорганизмов – "Дестройл" и дождевых червей, более эффективно элиминировал нефть из нефтезагрязненных почв и снижал фитотоксичность исследуемых образцов, чем в случае их раздельного внесения. Проблема нефтяного загрязнения почв в настоящее время в нашей стране практически не решается. Работы по очистке нефтяных загрязнений с использованием микроорганизмов не координируются, их научный и технологический уровень невысокий. Таки образом, проблема загрязнения нефтью и нефтепродуктами почв Российской Федерации стоит в настоящее время как никогда остро и для поиска путей разрешения всех ее аспектов необходима координируемая концентрация усилий всех заинтересованных правительственных, научных и производственных организаций.
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 4306; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!