22. Углеводороды как загрязнитель природной среды.

В нефти установлено более 500 индивидуальных соединений, из которых основными являются углеводороды. В целом химический состав нефти определяется районом добычи и характеризуется следующими данными: углерод около 85; водород около 14; кислород до 0,3; азот до 1,5; сера до 5,5%. В состав всех типов нефти входят алканы (15-55%), нафтены (30-55%), арены (5-55%), асфальтены и смолы (2-15%). Смолы и асфальтены содержат основную часть микроэлементов нефти, в том числе почти все металлы.

Нефтяное загрязнение природной среды является опасным, что связано с высокой токсичностью и миграционной способностью отдельных компонентов нефти. На земной поверхности нефть оказывается в качественно новых условиях: анаэробная обстановка с медленными темпами геохимических процессов сменяется аэрированной средой. Разрушение нефгти и нефтепродуктов происходит за счет химического окисления и биогенного разложения. В зависимости от условий скорости этих процессов могут быть различными. Например, арены хорошо растворимы в воде, но более инертны к химическому окислению, чем алканы.

Легкая фракция нефти - наиболее подвижная ее часть. Метановые углеводороды легкой фракции, присутствующие в загрязненных почвах, водной и воздушной сферах, растворимы в воде и оказывают наркотическое и токсическое действие на живые организмы. Эта фракция легко мигрирует в почвах и водоносных горизонтах. На поверхности углеводороды легкой фракции в первую очередь подвергаются процессам разложения и наиболее быстро перерабатываются микроорганизмами. Скорость биодеградации углеводородов уменьшается в ряду алканы ароматические углеводородыциклопарафины.

Сорбция компонентов нефти горными породами (грунтами) и почвами происходит в жидкой фазе, в основном сорбируются смолы, асгральтены и нафтеновые кислоты. Нефпъ при разливе ухудшает состав корневого питания растений, что резко снижает урожайность. Покрывая пленкой водную поверхность, 1 т нефти образует на поверхности водоема сплошную пленку площадью 2,6 . При этом нарушается кислородный, утлекислотный и другие виды газового обмена. При концентрации нефтепродуктов в воде около 1подавляется жизнедеятельность фитопланктона.

При большом содержании метана в воздухе отмечается резкое падение парциального давления и содержание кислорода. В результате длительного контакта с углеводородами у рабочих развиваются вегетативные нарушения: появляется бессонница, головная боль, покраснение кожи, снижается обоняние, повышается утомляемость. Концентрация паров нефти от 100 опасна для жизни даже при вдыхании в течение 5 мин.

23. Прочие химические вещества – загрязнители.

Оксид углеродаобразуется при сжигании попутных нефтяных газов (ПНГ), а также в результате дегазации нефти и пластовых вод. Опасные концентрации наступают при содержании СО в воздухе в количестве от 300и выше. Это токсичный бесцветный газ без вкуса и запаха с плотностью по воздуху 0,967. При вдыхании воздуха, содержащего небольшое количество СО, происходит глубокое отравление организма вследствие образования стойкого соединения СО с гемоглобином крови. Высокие концентрации СО в воздухе вызывают обильное слезотечение, удушье, головокружение, боли в желудке. Смерть наступает через несколько часов после отравления от отека гортани или легких. При концентрации 0,5% СО в воздухе смерть наступает через 2-3 вдоха.

Диоксид углеродапоступает в атмосферу за счет сжигания топлива, дегазации нефти и пластовых вод. Оказывает раздражающее действие при концентрации в воздухе 4-5%; при содержаниив воздухе 10% происходит сильное отравление.

Сернистые соединениявыделяются из сернистой нефти, природного газа, конденсата и являются токсичными веществами. При термическом воздействии на негрть сера, дегидрируя углеводороды, образует сероводород. Остаточная сера объединяет те соединения, которые при температурной обработке не вступают в реакции. Чем больше таких соединений, тем меньше вероятность образования.

Меркаптаны- высокотоксичные органические серосодержащие газы и легколетучие бесцветные жидкости с плотностью меньше единицы. Образуются при термическом воздействии на нефть. Обнаруживаются в воздухе нефхгепромыслов в концентрациях. Хорошо проникают через кожу, вызывают тошноту и головную боль вследствие отвратительного запаха, обладают наркотическим эффектом.

Сероводород- бесцветный ядовитый газ с плотностью по воздуху 1,19 с неприятным запахом, который ощутим даже при незначительных концентрациях 1,5-2,0. При больших концентрациях ощущение запаха ослабевает вследствие паралича нервных окончаний. Легко растворяется в воде и переходит в свободное состояние. ПДК сероводорода в воздухе рабочей зоны 3, в атмосферном воздухе населенных мест - 0,008. При концентрации 1000смерть наступает мгновенно.

Сернистый ангидрид- токсичный бесцветный газ с острым запахом. Длительное воздействие вызывает хроническое отравление: возможны поражение печени, системы крови и развитие пневмосклероза. Концентрация в воздухе свыше 300приводит к потере сознания в течение 1 мин. Некроз деревьев начинается при содержаниив воздухе 2-5. Это газ разрушает хлорофилл листьев и замедляет процесс фотосинтеза.

Двуокись азота- бурый газ с удушливым запахом, при температуреначинает распадаться наи. Оказывает сильное влияние на легкие человека с развитием бронхита, эмфиземы легких, астмы.

Сажа- продукт неполного сгорания или термического разложения углеродистых веществ. Это тонкий черный порошок, состоящий на 89-99% из углерода, способен вопламеняться в присутствии открытого огня. При содержании сажи в воздухе более 8% ее рассматривают как взрывоопасное вещество. Истинная плотность сажи 1750-2000. Контакты с сажей вызывают конъюнктивит.

Бензапирени другие полициклические ароматические углеводороды содержатся в нефти и природных битумах. Это типичный химический канцероген класса опасности 1. Кристаллический бензапирен хорошо сохраняется, в растворах быстро окисляется, обладает заметной летучестью при температурах ниже точки плавления. Присутствует во всех компонентах ОПС. Может поступать через кожу и органы дыхания.составляет 0,15.

Синтетические ПАВявляются распространенным и токсичным химическим загрязнителем водоемов при бурении скважин, сборе и транспортировке нефти. ПАВ образуют стойкие пены, снижают эффективность биохимических методов очистки сточных вод, прекращают рост водорослей. Токсическое действие ПАВ проявляется при концентрациях в воде около 2,0.

Сульфатное и хлоридноезагрязнение - наиболее часто встречаемый вид химического загрязнения гидросферы нефтепромыслов. При утечках нефгти и пластовой воды выводятся из хозяйственного использования поверхностные, подземные воды и почвенный покров.

Практика геоэкологических исследований относит к наиболее опасным для биоты химическим элементам . Растения избирательно накапливают химические элементы, а затем по трофическим цепям они попадают в организм человека.