Загрязнение атмосферного воздуха. Качественная характеристика состава воздуха в ассистентской №2 производственной аптеки

Хроническое неспецифическое действие атмосферных загрязнений выражается в ослаблении иммунозащитных сил, ухудшении физического развития детей, увеличении общей заболеваемости. Наконец, ряд веществ, содержащихся в воздухе, например, попадает так называемым радиомиметическим действием, сходным с действием ионизирующих излучений.               Твердые и жидкие частицы, содержащиеся в атмосферном воздухе, приводят к значительному загрязнению оконных стекол, снижая освещенность внутри помещения пыль, сажа и газы проникают в жилище через открытые окна  форточки, загрязняя внутреннюю обстановку, одежду, а также вызывая ощущение неприятных запахов. Все это вынуждает людей реже проветривать помещения и пользование чистым свежим воздухом резко ограничивается.             

              Наличие взвешенных частиц и газообразных загрязнений атмосферном воздухе промышленных городов сопровождается ухудшением ряда факторов микроклимата и светового климата этих населенных мест. Исследованию данных вопросов посвящено большое число отечественных и зарубежных работ.

Одним из важных последствий загрязнения атмосферного воздуха является  экономический ущерб, масштабы которого чрезвычайно велики. Эта проблема связана с тем, что выброс промышленными предприятиями загрязнителей приводит к потерям сырья, полуфабрикатов, реагентов, готового продукта, топлива. Материальный ущерб в промышленно развитых странах только по этой причине составляет миллиарды долларов в год.

7.      Загрязнение атмосферы газовой промышленностью на примере Оренбургской области

Газовая промышленность является одной из ведущих отраслей народного хозяйства. Она обеспечивает топливные и энергетические ресурсы страны. Газовая промышленность также во многом определяет экономическое положение и развитие Оренбургской области. Технический прогресс в ней, особенно в последние 15-20 лет, связан с опережающим развитием сырьевой базы, широ­ким вовлечением в производство газа и конденсата с высоким содер­жанием сероводорода и смеси природных меркантанов. Как следствие возрастает и негативное воздействие отрасли на окружающую среду, в том числе и на атмосферный воздух.

«Два прошедших десятилетия характеризовались заметным возрастанием удельного веса так называемых вторичных процессов газопереработки, позволяющих получать в достаточно больших количествах не только топливный газ, но и такую необходимую в народном хозяйстве продукцию, как элементарная сера, бензин, авиакеросин, дизельное топливо и целый комплекс самых разнообразных веществ - от минеральных удобрений до изделий парфюмерной промышленно­сти. Так как потребность в этой продукции постоянно возрастает, то к настоящему времени основная мощность газопереработки сосредото­чена на предприятиях по переработке природного газа и конденсата с высоким содержанием сернистых соединений .» [10]

Современная технология добычи и переработки сероводородсодержащих газов, а также используемые для изготовле­ния технологического оборудования конструкционные мате­риалы не позволяют обеспечить полную герметизацию технологических сред и предотвратить загрязнение воздуха рабочей зоны и атмосферы токсичными серосоединениями. Необходимое и достаточное условие для выделения вредных паров и газов из эксплуатируемого оборудования — образование источника газовыделений, то есть локальной негерметичности производственного процесса. Известно, что во время технологических операций теряется до 10% добываемого газа.

Анализ данных Оренбургского месторождения показал, что основными загрязняющими веще­ствами являются сернистый ангидрид и сероводород. Интен­сивность выделения газов и скорость их распространения в воздухе производственных помещений и на территории про­мышленных установок не постоянны. Сероводород и другие газы способны выделяться в воздух рабочих помещений, зон обслуживания при относительно исправном состоянии оборудования и допустимой, с технической точки зрения, разгерметизации его в количествах, опасных для работ из-за боль­шой коррозирующей способности сероводорода, вызывающей коренное сульфидное разрушение технологических установок, газоконденсатопроводов, запирающей, регулирующей, предохранительной и другой арматуры. «Установлено, что утечки создают так называемые фоновые загрязнения воздуха производственных помещений и зон обслуживания. При неизбежных технологических продувках, стравливания газа из установок при авариях и ремонтах наблюдается повышение концентрации токсичных веществ.»[3]

По характеру возникновения источники газовыделений выделяют на несколько групп. Наиболее опасное, веду­щее к обширному загрязнению воздуха рабочей зоны и тяжелым экологическим последствиям, — возникновение аварийных источников газовыделений. К ним относятся открытые газовые и газоконденсатные фонтаны, разрывы газопроводов и разрушение технологических аппаратов. Причиной возникновения аварийных газовыделений может быть. несоблюдение технологической дисциплины, нарушение норм и правил безопасности труда, а также и неправильный выбор конструкционных материа­лов.

Основным источником загрязнения атмосферы являются постоянные, технологически неизбежные выбросы. На объек­тах добычи и переработки сероводородсодержащих газов к таким источникам относят дымовые трубы, постоянно дей­ствующие факелы и свечи, вентиляционные выкиды. Основ­ные загрязнители атмосферы, выделяемые этими источника­ми, — серный ангидрид, окислы азота и др.

«К источникам технологически неизбежных газовыделений относят скважины, газо- и конденсатопроводы, оборудован­ные свечами, непостоянно действующие факела и другие ис­точники, выбросы из которых не связаны с основным техно­логическим процессом, а обусловлены, например, отклонени­ем технологических параметров, ремонтными работами и т.д. К последней группе относят источники газовыделений, воз­никающие по причине плотности разъемных соединений обо­рудования и арматуры.»[3]

«Через плотности в технологическом оборудовании возмож­ны выделения сероводорода и углеводородов в воздух рабо­чей зоны помещений и их поступление с выбросами вентиля­ционных и аэрационных устройств в атмосферный воздух в среднем 5365 г/час углеводородов и 201,3 г/час сероводоро­да. Вместе с тем фланцевые соединения трубопроводов, запор­ной арматуры, предохранительных клапанов оборудования, а также печи Клауса и гидрозатворы размещены на откры­тых площадках аппаратных дворов установок сероочистки и серополучения и являются наиболее активными источника­ми газовыделений: сероводорода (34347 г/час), углеводоро­дов (195864 г/час), сернистого ангидрида (44262 г/час). Очищенная жидкая среда откачивается в склад комовой серы или в вагон-цистерны. С гигиенической точки зрения этот тех­0нологический участок является крайне неблагоприятным в отношении загрязнения воздуха сернистыми соединениями, так как все процессы разлива, остывания жидкой серы про­исходят при отсутствии каких бы то ни было средств по гер­метизации, вентиляции и ограничении в загрязнении воздуш­ной среды.»[10]

В отходящих от установки получения серы газах содержит­ся еще много сероводорода и сернистого газа, поэтому перед выбросами в атмосферу они должны быть дополнительно очи­щены. При неудовлетворительной работе установки Клауса и установки доочистки хвостовых газов, а также при повы­шенных концентрациях в газе регенерации амина двуокиси углерода в атмосферу выбрасывается большое количество серосоединений.

«Проведенные исследования показали, что отсутствие достаточной эффективности работы вентиляционных устройств приводит к загряз­нению воздуха производственных помещений сероводородом, серни­стым ангидридом, углеводородами, меркаптанами и окисью углерода в концентрациях, не превышающих ПДК для каждого вещества. Так, в операторных содержание сероводорода в течение рабочей смены ко­леблется от 0,03 до 0,68 мг/м3, составляя в среднем 0,13±0,02 мг/м3, сернистого ангидрида - от 0,4 до 6,6 мг/м3 при среднесменной норме 2,05-0,02 мг/м3; углеводородов соответственно - от 1,8 до 22,9 мг/м3 (средняя - 13,59±0, 13 мг/м3), меркаптанов - от 0,07 до 0,27 мг/м3 (средняя концентрация - 0,12± 0,01), окиси углерода - от 1,2 до 10,1 мг/м3 (средняя концентрация - 5,8±0,64 мг/м3).» [10]

Обнаруженные в операторных загрязнения воздуха обусловлены возможным поступлением вредных веществ с приточным воздухом. Как известно, приточный воздух не должен содержать более 30% ПДК вредных веществ. В воздухе операторных обнару­жено превышение ПДК сероводорода на 3,5%, углеводородов - на 5,0%, сернистого ангидрида - на 7% и меркаптанов - на 1 % всех проб.

В машинных залах, где имеются свои дополнительные источники газовыделений (при работе насосов, компрессоров), концентрации указан­ных химических веществ были выше и в среднем составили: сероводо­рода 0,36±0,015 мг/м3, сернистого ангидрида - 5,08±0,42 мг/м3, угле­водородов - 21,35± 1,21 мг/м3, меркаптанов - 0,28±0,10 мг/м3 и окиси углерода - 7,3±0,24 мг/м3. Установлено, что качественная и количест­венная характеристика газовыделений в воздушную среду производст­ва зависит от этапа технологии, степени герметичности оборудования, эффективности вентиляционных систем, вида используемого и перера­батываемого сырья. На стадии осушки газа и очистки от серосодержа­щих соединений в 6% всех проб имеет место превышение ПДК по се­роводороду, в 13,5% проб - превышение ПДК по сернистому ангидри­ду. Вместе с тем, анализ средних данных, представленных в таблице 1, показал, что эти концентрации исследуемых химических веществ на рабочих местах основных производственных участков сероочистки как в теплый, так и в холодный периоды года находились в пределах до­пустимых концентраций.

«В пропановой компрессорной сравнительно с другими производст­венными объектами уровень загрязнения воздуха углеводородами (41,0±17,16 мг/м3 - в холодный период года и 82,46± 4,14 мг/м3 - в теп­лый период) оказался наибольшим, что, вероятно, обусловлено особен­ностями технологии - компремирования сжиженного пропана. В воз­духе рабочей зоны промышленных площадок аппаратных дворов в 95,5% всех анализов обнаружены сероводород (0,02 - 8,50 мг/м3), мер­каптаны (0,009 -0,97 мг/м3), углеводороды (3,20 - 36,5 мг/м3), сернистый ангидрид (0,16 - 12,4 мг/м3), окись углерода (1,60 - 38,00 мг/м3); при этом их средние концентрации не превышали ПДК.» [10]

Уровень загрязнения воздуха рабочей зоны промышленных площа­док установки получения серы более высокий сравнительно с показате­лями установок сероочистки и осушки газа. Установлено превышение ПДК для сероводорода в 38% анализов, меркаптанов - в 8%, сернистого ангидрида - в 16%. В помещениях воздуходувок лишь в единичных про­бах отмечается превышение ПДК для сернистого ангидрида; средние же концентрации сернистого ангидрида, как и обнаруженных углеводоро­дов и сероводорода, в теплый и холодный периоды года находятся ниже нормируемых величин для каждого вещества.

При этом наибольший уровень загрязнения воздуха рабочих зон отмечается на территории установок получения серы. Так, на эстакаде слива и налива жидкой серы в емкости, а также на складе жидкой серы установлено в 1,5-2 раза превышение концентрации сероводорода и сернистого ангидрида за счет разливов, испарения при наливе и пропар­ке емкостей, а также в результате отсутствия герметичности ям гране­ния жидкой серы. @На территории аппаратных дворов, особенно в теп­лый период года, воздух загрязнен сероводородом (2,95±0,087 мг/м3), сернистым ангидридом (8,07±0,17 мг/м3), углеводородами (21,03±0,92 мг/м3) и меркаптанами (0,76± 0,09 мг/м3). При этом по сер­нистому ангидриду 9,2% всех анализов превысили ПДК в 1,5 раза, по сероводороду 12,5% анализов дали превышение нормативов в 0,5-1,2 раза.» [10] Такое загрязнение воздушной среды аппаратных дворов обуслов­лено особенностями технологии процесса Клауса (недостаточная герме­тичность гидрозатворов, самих аппаратов Клауса и недочеты в эксплуа­тации печей) и разгерметизацией запорной арматуры, причинами кото­рой являются: превышение норм давления среды, несовершенство кон­струкции узлов и их износ, отсутствие уплотнительного материала и приспособлений, низкое качество ремонта, перекос уплотнительных по­верхностей при сборке и отсутствие систематического контроля.

Отходящие газы установок Клауса содержат 0,6-3,0% массы серни­стых соединений в виде сероводорода, двуокиси серы, сероуглерода, капельной и паровой серы, и это приводит к выбросу в атмосферу через дымовые трубы больших количеств сернистого газа. Поэтому на первой и второй очередях завода действуют установки доочистки хвостовых газов по способу ФИН и Клин-Эйр. Степень очистки установки ФИН составляет 80-85%, а содержание S02 в очищенном газе - 0,15-0,2% об. Недостатком этого процесса является образование нерастворимых со­лей типа сульфатов в результате взаимодействия катализатора с S02 и последующего окисления. Это, в свою очередь, приводит к серьезным осложнениям в технологии процесса, ухудшению качества получаемой серы, снижению очистки отходящих газов и повышению загрязнения воздушной среды сероводородом и сернистым газом.

«Процесс Клин-Эйр по сравнению с процессом ФИН обеспечивает большую степень очистки хвостовых газов, и содержание S02 в дымо­вых газах значительно меньше, однако этот процесс требует строгого соблюдения стехиометрического соотношения H2S : S02) в случае его нарушения степень очистки отходящих газов нарушается и происходит загрязнение воздушной среды сернистыми соединениями.

На установках стабилизации конденсата в результате утечек и сброса на факел при превышении норм давления среды происходит за­грязнение

воздуха рабочей зоны сероводородом в концентрациях от 0,05 до 1,91 мг/м3, составляя в среднем 0,48±0,072 мг/м3; сернистым ангидридом соответственно в концентрациях от 0,6 до 6,74 мг/м3 при средних данных 4,08±0,64 мг/м3. Важно подчеркнуть, что именно на этом участке технологического звена происходит наи­большее загрязнение воздушной среды легкими фракциями углеводо­родов, суммарная концентрация которых достигает 164,1 мг/м3.»[10]

Производственные процессы, связанные с взрыхлением и погруз­кой товарной серы в железнодорожные вагоны, сопровождаются выде­лением пыли в воздух рабочей зоны. Пыль газовой серы согласно ГОСТу 127-76 имеет следующий состав: сера - 99,98%, зола - 0,02%, кислоты (в пересчете на серную кислоту) - 0,003%, органические ве­щества - 0,01%. Анализ проб пыли показал, что на 99,987% они состо­ят из элементарной серы.

Нашими исследованиями установлено, что в кабине бульдозери­ста при выполнении операций по взрыхлению серы, когда максималь­ный уровень загрузки блока серой больше 4 метров, в теплый период года концентрация пыли составляла 10,48±0,62 мг/м3, в холодный пе­риод года - 7,54±0,24 мг/м3 при ПДК = 6 мг/м3.

Наиболее высокий уровень запыленности отмечен при погрузке серы в железнодорожные вагоны. Концентрация пыли серы при этой операции в кабине машиниста экскаватора составляла 11,62±0,45 мг/м3 зимой и 14,21±0,38 мг/м3 летом. Следует отметить, что в теплый пери­од года запыленность воздуха рабочей зоны выше в сравнении с хо­лодным периодом года. Наблюдаемые сезонные колебания уровня за­пыленности, по-видимому, обусловлены снижением относительной влажности и повышенным движением воздуха в теплый период года. Причиной загрязнения воздуха является технологически примитивный способ погрузки серы и ее хранения в твердом виде.