Прочие химические вещества-загрязнители

Оксид углерода образуется при сжигании ПНГ и в результате дегазации не­фти и пластовых вод. Опасные концентрации наступают при содержании СО в воздухе в количестве от 300 мг/м³ и выше. Окись углерода - бесцветный газ без вкуса и запаха с плотностью по воздуху 0,967. Характеризуется токсическим действием на человека. При вдыхании воздуха, содержащего даже небольшое количество СО, происходит глубокое отравление вследствие его контакта с гемоглобином крови и образования стойкого соединения (карбоксигемоглобина). Высокие концентрации вызывают обильное слезотечение и боль в глазах, удушье, сильные приступы кашля, головокружение, боли в желудке, рвоту, за­держку мочеиспускания, снижается порог слуха, нарушается обмен глутаминовой кислоты в коре головного мозга. Чаще всего смерть наступает через не­сколько часов или дней после отравления от отека гортани или легких. От присутствия СО в крови ухудшается отдача кислорода тканями. При содержа­нии 0,04 % СО в воздухе более 30 % гемоглобина крови химически связано с СО, при 0,1 % - соответственно 50 %, при 0,4 % - более 80 %, при 0,5 % смерть наступает через 2-3 вздоха. ПДК СО в воздухе рабочей зоны составляет 20 мг/м³. Концентрацию 300 мг/м³ человек переносит без заметного действия в течение 2-4 ч, при 600 мг/м³ за это время наступает легкое отравление; при 1800 мг/м³ - тяжелое отравление через 10-30 мин; при 3600 мг/м³ смерть на­ступает через 1-5 мин [56].

Двуокись углерода поступает в атмосферу за счет дегазации пластовых вод и оказывает раздражающее действие при концентрации в воздухе 4-5 %; при содержании СО₂ в воздухе в концентрации 10% происходит сильное отравление.

Сернистые соединения являются наиболее токсичными ингредиентами газовыделений из сернистой нефти, природного газа и конденсата. При терми­ческом воздействии на нефть сера, дегидрируя углеводороды, образует серо­водород. Сульфиды и дисульфиды при этом распадаются, также образуя H₂S. Остаточная сера объединяет те соединения, которые при температурной обра­ботке не вступают в реакции. Чем больше таких соединений, тем меньше веро­ятность образования H₂S. Так, для нефтей из девонских отложений Туймазинского месторождения содержание остаточной серы зафиксировано около 48 % при нулевых значениях H₂S. В то же время в продуктивных отложениях Бугурусланского месторождения в составе соединений серы при остаточных ее зна­чениях 21 % содержание H₂S возрастает до 30 %.

Меркаптаны - органические серосодержащие газы и легколетучие бесцветные жидкости с плотностью ниже единицы, с высокой токсичностью, образующиеся при термическом воздействии на нефти, содержащие серу. Обнаруживаются на нефтепромыслах в воздухе в сотни и тысячи раз меньших концентрациях, чем H₂S; могут быть обнаружены в воздухе в концентрации до 2*10^-9 мг/л, растворяются в щелочах, образуя меркаптиды. Плохо растворяются в воде, хорошо - в спирте и эфире. В очень низких концентрациях пары вызывают рефлекторную тошноту и головную боль вследствие отвратительного запаха. В более высоких концентрациях оказывают воздействие на централь­ную нервную систему, обладают наркотическим эффектом, характеризующимся мышечной скованностью. Часть меркаптанов отличается возбуждающим эф­фектом воздействия главным образом на кору головного мозга. Токсичность снижается в гомологическом ряду, за исключением октилмеркаптанов. Хоро­шо проникают через кожу, сенсибилизируя ее, особенно низшие меркаптаны.

Сероводород - бесцветный ядовитый газ с неприятным запахом, который ощутим даже при незначительных концентрациях (1,4-2,3 мг/м³). Опасность его заключается в том, что при очень больших концентрациях ощущение запаха ослабевает вследствие паралича нервных окончаний. Плотность H₂S по отношению к воздуху - 1,19, в результате чего он скапливается в пониженных местах, легко растворяется в воде и переходит в свободное состояние. В орга­низм поступает главным образом через органы дыхания, поражая слизистую оболочку, проникает в кровь, действует на нервную систему, оказывает окис­лительное воздействие, обладает эффектом суммации с УВ, увеличивая их ток­сичное действие. ПДК сероводорода в воздухе рабочей зоны при совместном присутствии углеводородов (хотя бы следов) - 3 мг/м³. ПДК сероводорода в атмосферном воздухе населенных мест - 0,008 мг/м³. При концентрации в воз­духе 200-300 мг/м³ наблюдаются жжение в глазах, раздражение слизистых обо­лочек глаз и дыхательных путей, металлический вкус во рту, головные боли, тошнота. При 750 мг/м³ наступает опасное для жизни отравление в течение 15-20 мин. При концентрации 1000 мг/м³ и выше смерть может наступить по­чти мгновенно.

Сернистый ангидрид - бесцветный газ с острым запахом. Раздражает дыхательные пути, нарушает углеводный и белковый обмен, вызывает одышку, кашель, насморк, слезотечение, чувство сухости в горле, осиплость, боль в груди. При острых отравлениях средней тяжести отмечается головная боль, головок­ружение, общая слабость, боль в подложечной области. Длительное воздей­ствие может вызвать хроническое отравление. Возможны поражения печени, системы крови, развитие пневмосклероза. Концентрация в воздухе свыше 300 мг/м³ приводит к потере сознания при воздействии в течение 1 мин. Ток­сичность S0₂ резко возрастает при одновременном воздействии S0₂ и СО. Не­кроз деревьев начинается при содержании в воздухе S0₂ 2-5 мг/м³. При кон­такте с растениями разрушается хлорофилл листьев и замедляется процесс фотосинтеза.

Метиловый спирт (метанол) - сильный преимущественно нервный и сосудистый яд с резко выраженным кумулятивным эффектом. Особая токсичность метилового спирта связана с образованием из него в организме формальдегида и муравьиной кислоты. При любом способе его введения наблюдаются пора­жения зрительного нерва и сетчатки глаза. Пары метанола сильно раздражают слизистые оболочки глаз и дыхательных путей.

Окись азота - бесцветный газ, быстро окисляемый в N0₂ в зависимости от температуры ОС, давления и концентрации N0. Является ядом для кровяных телец, переводит гемоглобин в потгемоглобин, воздействует на нервную систему.

Двуокись азота - бурый газ с удушливым запахом. При температуре >140 °С начинает распадаться на NО и О₂; при температуре 600 °С распадается полностью. Оказывает сильное влияние на легкие человека с развитием хронических бронхитов, эмфиземы легких, астмы и других заболеваний. Ощущается в воздухе с концентрации от 10 мг/м³, при концентрации 90 мг/м³ - выраженный неприятный запах, раздражение глотки, слюноотделение; при концентрации 150 мг/м³ - удушливый запах, кашель в течение 4 мин, а при 200-300 мг/м³ возникает опасность при кратковременном воздействии.

Сажа - продукт неполного сгорания или термического разложения углеродистых веществ. Это тонкий черный порошок, состоящий из высокодисперс­ных частиц, главным образом углерода (88,8-99,6 %), а также водорода (0,1-1,0 %), кислорода (0,1-4,5 %) и незначительных количеств минеральных примесей, газов и водяных паров. Истинная плотность сажи 1750-2000 кг/м³, объемное число сажи колеблется в широких пределах - от 3 до 5 г/см³. Части­цы сажи не взаимодействуют с кислородом воздуха и удаляются очень медлен­но только за счет коагуляции и осаждения. Способна воспламениться в при­сутствии открытого огня и медленно гореть с образованием оксида углерода. При содержании сажи в воздухе более 8,0 % ее рассматривают как взрывоопас­ное вещество. Контакты с сажей обычно вызывают конъюнктивит. Отмечены случаи пневмонии (возникает при вдыхании сажи, содержащей ванадий), пневмокониоза у операторов печей. Однако заболевания органов дыхания не очень серьезны и прогрессируют медленно.

Альдегиды (предельные альдегиды) присутствуют в составе выхлопных газов в виде паров и аэрозолей. Легко вступают во многие реакции присоединения, замещения и конденсации, способны восстанавливаться, образуют первичные спирты и легко окисляются в кислоты. Альдегиды обладают наркотическим действием (усиливается с увеличением числа атомов Q; характерно их раздражающее действие на слизистые оболочки глаз и дыхательных путей (снижает­ся по мере удлинения цепочки С). Низшие члены ряда лучше растворяются в воде, действуя больше на верхние дыхательные пути; высшие, менее раство­римые, проникая глубже, поражают преимущественно глубокие дыхательные пути.

Бенз(а)пирен и другие полициклические ароматические углеводороды содержатся в нефтях и природных битумах, причем иногда в значительных коли­чествах. Кристаллический бенз(а)пирен хорошо сохраняется в течение дли­тельного времени (при комнатной температуре в закрытых сосудах в темноте или в таре, не пропускающей ультрафиолетового, фиолетового и синего све­та). В растворах, особенно при низких концентрациях, быстро окисляется при освещении фиолетовым и ультрафиолетовым светом. Обладает заметной лету­честью при температурах ниже точки плавления, а при комнатных температу­рах пары распространяются на значительные расстояния. Растворимость в воде 0,5-12 мкг/мл. Бенз(а)пирен является наиболее типичным химическим канце­рогеном. Присутствует во всех компонентах ОС: в атмосферном воздухе насе­ленных мест и их окрестностей, в воздухе производственных и жилых поме­щений; в воде открытых водоемов, включая воду океанов; в растениях и почве. Может поступать в организм через кожу, органы дыхания, пищеварительный тракт и трансплацентарным путем. ПДК_рз составляет 0,15 мкг/м³, ПДК_СС рав­на 0,001 мкг/м³, класс опасности 1.

Синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ), как и нефтепродукты и нефть, являются наиболее распространенным и токсичным хими­ческим загрязнителем водоемов при бурении скважин, сборе и транспорти­ровке нефти. СПАВ образуют стойкие пены, резко снижают эффективность биохимических методов очистки сточных вод, прекращают (даже при незначи­тельных концентрациях) рост водорослей. Значительное токсичное действие СПАВ проявляется при концентрациях в воде около 2 г/м³. СПАВ отрицатель­но воздействуют на качество воды, самоочищающую способность водоемов, организм человека, а также усиливают неблагоприятное действие других ток­сичных веществ на эти показатели.

Наиболее часто встречаемыми видами химического загрязнения гидросфе­ры нефтепромыслов являются сульфатное, сулъфатно-хлоридное, хлоридное, хлоридно-сульфатное. При утечках нефти и пластовой воды, а также аварий­ных порывах трубопроводов выводятся из хозяйственного использования не только поверхностные и подземные воды, но и почвенный покров, ускоряются процессы эрозии и оврагообразования.

Разливы рассольных пластовых вод также приводят к снижению плодоро­дия почв, полному исчезновению гумусного слоя и перерождению почв в со­лонцы и солонцовые формации.

Кроме перечисленных загрязнений, типичных для нефтедобывающих предприятий, большое значение имеет содержание и миграция в средах микроэле­ментов. Биологическая роль многих химических элементов не ясна, поскольку не ясно, являются ли они необходимыми для жизнедеятельности животных и растений либо случайно ими захвачены. В результате многочисленных экспериментальных исследований было сформировано представление о том, что нет полезных или вредных химических элементов; все зависит от их концентрации в биоте и, самое главное, от форм нахождения и времени существования того или иного органо-минерального соединения. Тем не менее сложившаяся практика геоэкологических исследований относит к наиболее опасным для биоты химическим элементам следующие: Hg, Be, Ti, Pb, As, Cd, Cr, Ni, Co. Mo, Se, Си. Некоторые растения избирательно накапливают химические эле­менты, а затем по трофическим цепям (с увеличением токсикации) они попа­дают в организм человека.