Влияние эксплуатации факельной установки на здоровье человека

Конкурс юных исследователей окружающей среды

Содержание

 
1. Введение                                                                                      3

     1. 1 Актуальность

     1.2  Цели исследования

     1.3  Задачи исследования

     1.4  Методика исследования

2. Основная часть.                                                                                 4

2.1 Загрязнение воздуха, выбросами факельной установки
2.2. Анализ воздушных проб на содержание токсичных веществ

     2.3. Влияние загрязненного воздуха на здоровье человека

     2.3. Распространение респираторных заболеваний среди школьников

 3.         Заключение.                                                                                               7                                                                      

 4. Список литературы.                                                                                     8                                                      

5. Приложения .                                                                                                  9                                                      

1.Введение

Нефтяная промышленность РФ является основным сектором топливно-энергетического комплекса нашей страны,  и играет немаловажную роль в создании экономического потенциала России, но в то же время, именно с нефтедобычей связано возникновение множества экологических проблем, отрицательно влияющих на состояние окружающей среды и здоровье населения [1].  Нефтяная промышленность России много лет наращивает объемы добычи нефти без должного учета последствий для промышленной и экологической безопасности. Ее деятельность в настоящее время сопряжена с работой нефтяных заводов, находящихся в упадочном техническом состоянии (средняя глубина переработки нефти не более 65%), и оборудования устаревшей системы автоматизации и высокой степенью изношенности. Поэтому предприятия топливно-энергетического комплекса (ТЭК) России, - в том числе – по добыче и переработки нефти, несмотря на снижение объемов производства, остаются крупнейшими источниками загрязнения окружающей среды. На их долю приходится около 48% выбросов вредных веществ в атмосферу, 27% сброса загрязненных сточных вод и до 70% общего объема парниковых газов [13].

Нефтеперерабатывающими предприятиями выбрасывается в атмосферу свыше 1050 тыс. т загрязняющих веществ, при этом доля улова на фильтрах составляет только 47,5%. Основной состав выбросов предприятия в атмосферу: 23% - углеводороды; окислы: 16,6% - серы, 7,3% - углерода, 2% - азота. По некоторым данным в российской нефтеперерабатывающей промышленности выбрасывается в атмосферу около 0,45% перерабатываемого сырья, в то время как на Западе – 0,1% [10].

1. Актуальность

Нефтекумский район  – один из нефтедобывающих районов России. Разработка нефтяных месторождений ведется здесь с  1953  года. Нефтеперабатывающий завод  расположен на окраине административного центра – города Нефтекумска (прил.1). Проблема загрязнения воздуха здесь всегда стояла очень остро. Факельная установка, ежедневно сжигающая попутный газ находится недалеко от  жилых районов. Важно выяснить, что несет горожанам такое соседство.

1.2 Целью данной работы является изучение влияния работы факельной установки нефтеперерабатывающего завода на состав атмосферного воздуха в городе Нефтекумске и здоровье его жителей.

1.3 Задачи

1. Исследовать влияние эксплуатации факельных установок на атмосферный воздух

2. Охарактеризовать воздействие факельных установок на здоровье человека

1.4 Методика исследования

1. Работа с литературными данными

2. Анализ проб воздуха на содержание продуктов горения топлива

3. Работа с медицинскими данными

2. Основная часть

2.1 Загрязнение воздуха, выбросами факельной установки

Факельная установка – это установка, которая используется для утилизации газов или горючих паров. Основная ее задача – природоохранная. Факельные установки позволяют перевести вредные вещества в менее опасные, например, сероводород при сгорании превращается в сернистый газ, оксид углерода – в диоксид углерода и т.д.

Не смотря на это, поступающие в окружающую среду продукты сгорания попутного нефтяного газа представляют собой потенциальную угрозу нормальному функционированию человеческого организма на физиологическом уровне. Известно, что на одну тонну сгоревшего в факеле попутного газа приходится в среднем 50-80 кг выбросов различных вредных веществ в зависимости от физико-химических свойств и состава газа. (Васильев А.А., 2004).

Проблема сжигания попутного нефтяного газа  - одна из наиболее актуальных и острых для нашей страны.

С 2005 года Россия лидирует среди двадцати нефтедобывающих государств, изрядно загрязняющих окружающую среду за счет сжигания попутных газов в факелах. Сжигание попутных нефтяных газов способствует парниковому эффекту, наносит вред здоровью населения, а также экономике страны – ценное химическое сырье и энергетический ресурс просто выбрасывается на ветер.

Составляющие выбросы вещества:

Диоксид серы (SО2)

Углекислый газ (СО2) – важнейший источник климатических изменений, основной парниковый газ, на долю которого приходится, по оценкам, около 64% глобального потепления.

Озон, вступая в реакцию с углеводородами, образует вредные соединения – альдегиды.

Пероксорадикалы могут реагировать с NO2. Из образующихся при этом соединений наиболее известен пероксоацетилнитрат, концентрация которого в смоге может достигать 50 млрд.-1 %:

Поскольку это вещество легко вступает в реакцию взаимодействия с различным органическими веществами, например ферментами, оно чрезвычайно токсично для человека и других живых организмов

Одновременные выбросы оксидов азота и серы обусловливают выпадение кислотных дождей.

Сернистый ангидрид (SO2) – очень токсичен.

Сероводород (H2S) (сернистый водород, сульфид водорода) — бесцветный горючий газ с резким запахом, часто встречается в месторождениях нефти и газа. Сероводород способен образовывать меркаптаны, которые являются химическими ядами.

Нефтяной бензол относится к числу токсичных продуктов 2-го класса опасности.

Ксилол (диметилбензол) относится к третьему классу опасности.

Нефтяной толуол (метилбензол) также относится к числу токсичных продуктов третьего класса опасности.

Бензапирен, образующийся в процессе горения углеводородов, является наиболее типичным химическим канцерогеном окружающей среды, он опасен для человека даже при малой концентрации, поскольку обладает свойством биоаккумуляции.

Степень загрязнения атмосферы зависит от того, будут ли вредные вещества переноситься на большие расстояния от источника или скапливаться в районе их выброса.

Самыми значительными факторами, влияющими на распространение загрязняющих веществ, являются метеорологические условия: направление движения воздуха и скорость ветра, количество и продолжительность штилей, влажность воздуха и осадки, интенсивность солнечной радиации.

Климат территории, на которой расположен город Нефтекумск отличается частыми ветрами, что способствует распространению вредных веществ на большие расстояния.

2. Анализ воздушных проб на содержание токсичных веществ

Для анализа были взяты пробы воздуха в центре города. Пробы были пропущены через  поглотители, в которых используют растворы щелочей (для SO2, NO2, CO2, H2S). С помощью специфических реакций была осуществлена индикация вредных веществ.

1) SO2. Для определения оксида серы (IV) проба воздуха пропускается через раствор йода. Бурая окраска поглотительного раствора, содержащего йод, исчезает в присутствии SO2:

SO2 + I2 + 2H2O = 2HI + H2SO4 (прил. )

2)NO2, NO. Оксид азота (IV) обнаруживают после поглощения пробы воздуха раствором КОН, в результате окислительно-восстановительной реакции образуются ионы NO2− и NO3−:

2 NO2 + 2КОН = KNO2 + KNO3 + Н2O

Обнаружить образовавшиеся ионы можно с помощью раствора дифениламина, который в их присутствии дает синее окрашивание.

3)H2S. Сероводорода в воздухе можно обнаружить, пропустив пробу через раствор соли (CH3COO)2Cd:

(CH3COO)2Cd + H2S = CdS↓ + 2СН3СООН

                      желтый цвет

4)СО2. Для обнаружения углекислого газа в пробах воздуха использовался гидроксид кальция:

Са (ОН)2 + СО2 = СаСО3 + Н2О

Быстрое помутнение говорит о большом количестве углекислого газа в пробе воздуха.

В результате проведенного лабораторного анализа выяснилось, что в пробах воздуха присутствуют такие токсичные вещества, как оксид азота, сероводород, оксид серы, углекислый газ.

2.3. Влияние загрязненного воздуха на здоровье человека

Загрязненный воздух очень сильно ухудшает здоровье человека и вызывает многие болезни. Он наиболее вреден для дыхательной и сердечно-сосудистой системы, особенно опасен для детей. Постоянное вдыхание грязного воздуха с превышением ПДК снижает иммунитет и нарушает физическое развитие детского организма, приводит к хроническим заболеваниям (бронхиальной астме, хроническим бронхитам, авитаминозам). Постоянное загрязнение воздуха с превышением уровня ПДК в 10 раз увеличивает заболеваемость и детей, и взрослых.

Диоксид азота и его производные оказывают воздействие не только на органы дыхания, но и на органы зрения. При малых дозах характерны аллергии и раздражения, при больших - бронхиты и трахеиты. Начиная с 0,15 мг/м3, при длительных воздействиях наблюдается увеличение частоты нарушений дыхательных функций и заболеваний бронхитом [4].

Сероводород оказывает раздражающее действие на глаза, в результате чего может развиться кератоконъюнктивит. Он раздражает также дыхательные пути, следствием чего может быть бронхит и даже отек легких. При воздействии больших концентраций развивается паралич обоняния, поэтому человек перестает воспринимать запах газа.

Сероводород, присоединяясь к непредельным соединениям, образует меркаптаны. Меркаптаны - сильные нервные яды, обладают наркотическим эффектом, вызывают паралич мышечных тканей. В организм человека могут проникнуть через дыхательные пути, кожу, слизистые оболочки.

Диоксид серы – бесцветный газ с удушливым запахом. При соприкосновении с влажной поверхностью слизистых оболочек верхних дыхательных путей SO2 образует нестабильную сернистую кислоту, окисляющуюся до серной, что и определяет первичный характер его токсического действия. Раздражающее действие сернистого ангидрида на слизистые оболочки приводит к развитию хронических ринитов, воспалениям слухового прохода и евстахиевой трубы, хроническим бронхитам, преимущественно с астматическими компонентами. При высоких концентрациях сернистый ангидрид вызывает раздражение слизистых глаз, в редких случаях даже потерю сознания. При длительном воздействии в малых концентрациях наблюдаются изменения со стороны органов пищеварения, имеют место функциональные нарушения щитовидной железы [3].

Углекислый газ в превышающих норму количествах вызывает раздражение слизистых оболочек (носа, глаз), слабость, ухудшает концентрацию, снижает работоспособность человека.

Нефтяной бензол. Пары бензола при высоких концентрациях действуют наркотически, вредно влияют на нервную систему, оказывают раздражающее действие на кожу и слизистые оболочки глаз.

Нефтяной толуол (метилбензол) также относится к числу токсичных продуктов третьего класса опасности. Пары толуола при высоких концентрациях действуют наркотически, вредно влияют на нервную систему, оказывают раздражающее действие на кожу и слизистую оболочку глаз [6].

3. Распространение респираторных заболеваний среди школьников

Из литературных источников мы выяснили, что токсичные вещества, которые попадают в воздух при эксплуатации факельной установки, отрицательно влияют на здоровье человека. Больше всего страдает дыхательная система [2].

Для того, чтобы выяснить, каким заболеваниям более всего подвержены дети нашего города, мы обратились к медицинскому работнику школы.

Были тщательно изучены данные по заболеваемости учащихся школы за последние три года. В результате работы выяснилось следующее:

 - За последние три года количество учащихся, больных пневмонией выросло на 2%.

- Участились заболевания астмой и бронхитом.

А также:

- Школьники часто обращаются к врачу с жалобами на головную боль, общую усталость и потерю концентрации.

- На 3% повысился уровень заболеваемости вегето-сосудистой дистонией

- На 1% повысился уровень заболеваний сердечно-сосудистой системы.

Причиной возникновения всех этих заболеваний являются токсические вещества, содержащиеся в воздухе. Таким образом, доказано отрицательное влияние работы факельной установки, сжигающей топливо, на здоровье человека.

3. Заключение.

1. При эксплуатации факельной установки в атмосферу выбрасывается большое количество углекислого газа, предельных углеводородов, сероводорода, оксида азота, тяжелых металлов и других веществ. Все они снижают качество воздуха, которым дышат горожане.
2. Эксплуатация факельной установки косвенно оказывает негативное влияние на здоровье людей. Наблюдается неуклонный рост количества респираторных заболеваний, заболеваний сердечно-сосудистой системы.

Список литературы

1. Байков Б. Нефть СССР. - Москва, 1987. – 360 с.
2. Стажев А.Н. Медицинская экология. – Минск: «Высшая школа», 2007. – 368 с.
3. Скальный А.В. Химические элементы в физиологии и экологии человека. – М.: «Мир», 2004. – 215 с.
4. Сахаев Б. В. Справочник по охране окружающей среды.  - Киев : «Будивельник», 1986. - 150 с.
5. Федорова А.И., Никольская А.Н. Практикум по экологии и охране окружающей среды. – М.: «Владос», 2001.– 285 с.
6. Шустов С.Б., Шустова Л.В. Химические основы экологии. – М: «Просвещение», 1995, – 238 с.
7. http://pue8.ru/
8. http://www.ochistitelvozduha.ru/
9. http://www.ecology-94.narod.ru/
10. http://www.ecoindustry.ru/
11. http://kerosini.ru/
12. http://neftegaz.ru
13. http://geographyofrussia.com

Приложения