1.3. Основные сведения об экологически опасных

углеводородных веществах и их воздействии на биоту

Почти все производственные объекты нефтегазового комплекса являются потенциальными загрязнителями ОС множеством опасных вредных веществ разной экологической значимости. В составе ЗВ, помимо собственных природных углеводородов, их спутников, содержатся многочисленные химические реагенты, отходы горения, продукты переработки и т.д. Ниже приводится краткая характеристика некоторых из них.

Сырая нефть. Действие на организм человека паров сырой нефти непостоянно и зависит от ее состава. Нефть, бедная ароматическими углеводородами, по действию приближается к бензинам. Пары сырой нефти мало токсичны. Основное воздействие жидкая нефть оказывает при соприкосновении с кожей человека и животных, вследствие чего могут возникнуть раздражение и обезжиривание кожи, что может привести к дерматитам или экземам.

Бензин поступает в организм главным образом через дыхательные пути, может заглатываться с воздухом и затем всасываться в кровь из желудочно-кишечного тракта; через кожу всасывается слабо. В основе действия бензина на организм лежит его способность растворять жиры и липоиды. Бензин оказывает особенно сильное действие на центральную нервную систему, кожный покров. Может вызвать острые и хронические отравления, иногда тяжелые со смертельным исходом.

Нефтяной газ оказывает на персонал в основном наркотическое воздействие. К симптомам такого воздействия относятся головная боль, головокружение и раздражение глаз, а также снижение чувства ответственности, что характерно для состояния опьянения. При высоких концентрациях наступают паралич, потеря сознания и летальный исход. На степень токсичности в значительной мере может влиять присутствие некоторых второстепенных компонентов, таких, как ароматические углеводороды (например, бензол) и сероводород. Для паров бензина установлена ПДК, равная 300 (млн.^-1), что приблизительно соответствует 2-м % от НПВ (нижний предел воспламенения, определяющийся концентрацией углеводородного газа в воздухе, ниже которой невозможно поддержание и распределение процесса горения). Такая величина может быть использована в качестве общего критерия для нефтяных газов, но ее запрещается использовать применительно к газовым смесям, содержащим бензол или сероводород.

Человеческий организм может выдержать концентрации, несколько превышающие ПДК в течение короткого периода времени. Ниже приведены характерные симптомы, возникающие при более высоких концентрациях (табл. 1.5).

Таблица 1.5. Типичные признаки воздействия нефтяных газов на человеческий организм

Концентрация	В % от НПВ	Признаки воздействия
0,1 % по объёму (1.000 млн.-1)	10 %	Раздражение глаз при воздействии в течение часа
0,2 % по объёму (2.000 млн.-1)	20 %	Раздражение глаз, носа и горла, головокружение, нарушение координации при воздействии в течение получаса.
0,7 % по объёму (7.000 млн.-1)	70 %	Симптомы, характерные для состояния опьянения, при воздействии в течение 15 минут.
1,0 по объёму (10.000 млн.-1)	100 %	Внезапное наступление симптомов, характерных для состояния опьянения, что может привести к потере сознания и летальному исходу, если воздействие продолжается.
2,0 по объёму (20.000 млн.-1)	200 %	Паралич и смерть наступают очень быстро.

Запахи, которые имеют смеси нефтяного газа, очень разнообразны, и в некоторых случаях вдыхание этих смесей может притуплять обоняние. Поэтому не стоит судить об отсутствии газа по отсутствию запаха. Тяжесть и глубина действия различных вредных веществ на организм человека и животных зависит от вида вещества и его физико-химических свойств. Свойства некоторых токсичных веществ приведены в табл. 1.6 [14].

Таблица 1.6. Свойства некоторых токсичных веществ

Класс	Вещество	Санитарно-гигиенические концентрации, мг/м3				Запах	Время сущес- твова- ния в воздухе	Относи- тельная плот-ность (по воз-духу)
		ПДК в населен- ных пунктах	ПДК на ра-бочем месте	Начало вредно-го воз-действия	Смер- тельно опас- ные
1. Вещес- тва чрез- вычайно опасные 2. Вещес- тва вы- сокоопас- ные 3. Вещес- тва уме- ренно опасные 4. Вещес- тва мало- опасные	Карбонил никеля Тетраэтил свинца Пары ртути Фосфористый водород Бромистый этил Сероводород Серный ангидрид Диоксид азота Этилмеркап-тан Сернистый ангидрид Пропиловый спирт Толуол Аммиак Метан Этан Пропан Газовый конденсат	- - - - - 0,008 0,1 0,085 9.10-6 0,05 - - 0,2 200 200 200 200	0,0005 0,005 0,01 0,1 1 10 1 5 1 10 10 50 2 300 300 300 300	- - - - - 230 250 480 2 290 - - 100 180000 96000 6500 38000	- - - - - 1100 1100 1200 2000 1460 - - 100 235000 125000 8600 50000	- - - - - тухлых яиц острый резкий удушливый нетер-пимый острый - - острый запаха нет то же слабоощу тимый	- - - - - 2 сут несколь-ко суток 5 сут - - - - 7 сут 16 лет то же то же то же	- - - - - 1,19 1,53 1,53 2,03 2,14 - - 1,1 0,65 1,05 1,56 2,52

Вредные вещества также разделяют на ядовитые и неядовитые. К ядовитым относятся вещества, вызывающие любое ухудшение состояния здоровья и снижение работоспособности. К неядовитым относятся вещества, которые при прямом воздействии на организм не оказывают видимого ухудшения состояния здоровья, но при длительном контакте действуют раздражающе на дыхательные пути, глаза, кожу. Например, газообразные вещества, такие как метан и азот, при больших концентрациях снижают содержание кислорода, что отрицательно сказывается на органах дыхания человека. Вредные вещества, кроме газообразного, могут находиться еще в жидком и твердом состояниях.

Из газообразных веществ наиболее опасен для органов человека сероводород. Сероводород (H₂S) – это бесцветный газ, с резким запахом тухлых яиц. Встречается в большинстве районов в нефтяных и природных газах. Его содержание в них может изменяться от 0 до 5 % и даже более. Отравление человека происходит через действие на центральную нервную систему и кровь. Поражение центральной нервной системы происходит за счет паралича дыхательных и сердечно-сосудистых центров. Наиболее опасен H₂S воздействием на гемоглобин крови. Он может снижать поглощение кислорода на 80…85 %, снижает содержание эритроцитов и гемоглобина. Запах сероводорода организм человека ощущает при концентрации 0,0014…0,0023 мг/м³. При повышенных концентрациях H₂S (до 100 мг/м³) наблюдается легкое отравление, а при 150 мг/м³ и более – поражение слизистых оболочек органов дыхания. При более высоком объемном содержании (0,1…0,3 %) смерть может наступить уже при двух-трехкратном вдохе. По мере увеличения концентрации сероводорода человеку может казаться, что запах H₂S ослабевает. Это связано с кратковременной адаптацией организма. В смеси с другими вредными веществами токсичность сероводорода возрастает. Наибольшая токсичность сероводорода наблюдается в смеси с другими газами: окисью углерода, азота, паров бензина и бензола, углекислого газа, сернистого ангидрида.

Персонал, который может подвергнуться воздействию сероводорода, следует обеспечить контрольно-измерительными приборами, с помощью которых можно было бы без затруднений определить, является ли концентрация воздействующих на него паров сероводорода высокой. Людей, подвергшихся воздействию чрезмерно высоких концентраций H₂S, следует, как можно скорее вынести на свежий воздух. Принятие экстренных мер поможет предотвратить неблагоприятное воздействие H₂S на организм человека и спасет ему жизнь.

Сероуглерод (CS₂) – бесцветная жидкость. В высококонцентрированном виде обладает приятным запахом. Отрицательно действует на органы дыхания и пищеварения. При концентрациях от 15…20 мг/м³ может вызывать острые отравления организма, при умеренных концентрациях (до 15 мг/м³) могут возникнуть хронические заболевания.

Оксид углерода (СО) – бесцветный газ без запаха и вкуса, образуется при горении веществ, содержащих углерод. Такими источниками на объектах нефтегазодобычи могут быть агрегаты, автоцистерны, подъемники, которые участвуют в различных технологических операциях на устьях скважин. При содержании 13…17 % оксид углерода может взорваться. При вдыхании и проникновении в организм поражает кровь, образуя метагемоглобин. Поэтому при поражении СО человек чувствует острую головную боль, тошноту, которая наступает при его содержании в воздухе 0,1 %. При объемном содержании более 0,5 % может наступить опасное отравление организма.

Предельные углеводороды (бутан, пентан, гексан, гептан, октан) среди органических соединений наиболее инертны. При попадании в организм человека оказывают наркотическое действие, вызывают потерю координации движения и расслабление организма. С ростом числа атомов углерода в предельных углеводородах отрицательное действие на организм человека усиливается.

Оксид азота (NO) – бесцветный газ. При контакте с воздухом вступает в реакцию с кислородом, в результате которой образуется диоксид азота, оказывает токсическое воздействие на состав крови и центральную нервную систему.

Диоксид азота (N0₂) – газ бурого цвета с резким и удушливым запахом. В зависимости от температуры ОС может принимать различные агрегатные состояния. При температуре 294 ºК (+21 ºС) диоксид азота превращается в жидкость. Жидкость бесцветная с резким и удушливым запахом. Воздействует на органы дыхания, вызывает при длительном контакте заболевания бронхитом, астмой и эмфиземой легких.

Особо следует отметить роль метана. Дело в том, что метан является одним из парниковых газов, т.е. удерживает в низших слоях атмосферы длинноволновую радиацию, излучаемую земной поверхностью. В этом смысле он значительно – более чем в десять раз, эффективнее по сравнению с диоксидом углерода. Метан в больших количествах – от 92 до 98%, содержится в природном газе. Поэтому при больших выбросах газа при авариях на буровых и газопроводах, когда в атмосферу попадают миллионы кубометров газа, может возникнуть локальный парниковый эффект, следствием которого будет негативное воздействие на экосистему.

В зависимости от класса опасности и предельно допустимых концентраций в рабочей зоне токсичные вещества подразделяются на чрезвычайно опасные, высоко опасные, умеренно и малоопасные.

Оценка масштабов возможного воздействия углеводородов на животный мир применительно к условиям Европейского Севера России представляется довольно затруднительной. Во-первых, численность животных подвержена цикличным колебаниям, во время которых количество особей одного вида может изменяться иногда в десятки и даже сотни раз всего лишь в течение нескольких лет. На этом фоне часто невозможно установить, подвергается популяция или ее часть антропогенному прессу или нет. Во-вторых, многие представители животного мира достаточно подвижны и при необходимости покидают неблагоприятные местообитания или районы техногенных катастроф. В-третьих, в природе нередки случаи массовой гибели животных вследствие неблагоприятных погодных условий, когда отдельные виды и целые сообщества несут значительный урон. Однако это не ведет к исчезновению видов, поскольку через определенный промежуток времени их численность полностью восстанавливается. Из этого вытекает неопределенность критерия необратимости последствий при уменьшении численности популяции. Таким образом, описывая на качественном уровне пути негативных техногенных воздействий на животный мир, зачастую невозможно получить количественные оценки этих явлений, т.е. определить их пространственно-временные масштабы.

Наибольшему воздействию подвергаются животные, обитающие в почве, на растениях и ведущие малоподвижный образ жизни. В случае уничтожения растительного и почвенного покрова они погибают вместе со средой своего обитания. Поскольку нарушения растительно-почвенного покрова в большинстве случаев носят локальный и местный характер, а по временным рамкам являются долговременными, такой же масштаб можно применить и для оценки воздействия на названные компоненты зооценозов. Однако последствия такого воздействия могут быть умеренно негативными, т.к. благодаря сопредельным сообществам утраченная часть популяции через некоторое время восстанавливается. Исключение составляют территории с редкими и нуждающимися в охране видами животных. Поэтому исключение подобных участков из зоны влияния объектов добычи и транспорта нефти должно быть проведено уже на стадии их проектирования.

Наибольший ущерб животному миру несет загрязнение и изменение среды обитания, особенно при техногенных авариях. Размеры ущерба зависят от степени загрязнения и площади поражения. Максимальный ущерб наблюдается при крупных авариях танкеров, когда страдают не только представители морской флоры и фауны, но и околоводные сообщества птиц и млекопитающих. Подобное воздействие будет носить, как минимум, региональный и долговременный характер. При этом на некоторые виды перелетных птиц, прилетающих в тундру только в летний период, воздействие может выйти за рамки регионального.

Соблюдение природоохранных норм и осуществление необходимых мероприятий может существенно снизить масштабы ущерба популяциям животных. Сохранение естественных биогеоценозов вблизи объектов нефтепромысла позволит обеспечить восстановление численности видов, пострадавших в ходе строительства и эксплуатации промышленных сооружений.