Токсико-химичен анализ на нефт и газови съединения - Алтернативна енергия
Токсико-химичен анализ на нефт и газови съединения
Предприятията от петролната промишленост замърсяват околната среда с много опасни вещества с различни токсикологични опасности. В допълнение към естествените въглеводороди и продуктите от тяхната преработка, замърсители са катализатори, повърхностноактивни вещества, инхибитори, основи и киселини, вещества, които се образуват по време на химичните трансформации на нефтопродукти и масла.
Бензинъти неговите пари навлизат в човешкото тяло през дихателните пътища, абсорбират се в кръвта от стомашно-чревния тракт. По-слабите бензини влизат в организма през кожата. Попаднал в тялото, бензинът разтваря мазнините и липидите, засяга централната нервна система и кожните покривки, причинява остри и хронични отравяния, често фатални. Всички бензини по един или друг начин имат вредно въздействие върху сърдечно-съдовата система и върху метаболитните процеси. Кората на главния мозък контролира дейността на организма като цяло, осигурява процеса на адаптиране на организма към условията на околната среда, взаимодействието на сетивните органи. Дразненето на обонянието води до възбуждане в кората на главния мозък, което се разпространява в цялото тяло и включва в процеса органите на зрението и слуха.
Острото отравяне с бензин причинява състояние, наподобяващо алкохолна интоксикация. Остро отравяне възниква, когато концентрацията на бензин във въздуха е 0,005-0,010 mg / m3, а ако концентрацията е 0,040, настъпва почти мигновена смърт. При чести повтарящи се отравяния с бензинови пари се развиват остри нервни разстройства (отравяме се всеки ден, отивайки от дома на работа, вкъщи, в магазина или на друго място).
Керосин- активенкеросинът е подобен на бензина, но дразнещият ефект на неговите пари върху лигавиците е по-изразен. Токсичните концентрации на керосиновите пари са близки до тези на бензина, но имат много по-силен ефект върху кожата - причиняват дерматити и екземи - както мазутите, газьолите и смазките.
Полните въглеводороди- са най-силните лекарства. С увеличаване на броя на въглеродните атоми, техният токсичен ефект се увеличава. При излагане на тялото се изразява в нестабилна реакция на централната нервна система, която възниква при излагане на въглеводородни пари - дори при ниски концентрации. Контактът с веществата причинява зачервяване, сърбеж, пигментация на кожата. При повишени температури и наличие на H2S, опасността нараства значително.
Природен газ- погрешно се счита за безвреден, но ефектът му е идентичен с наситените въглеводороди. Основната опасност е свързана със задушаване поради липса на кислород. Това се случва при значително съдържание на метан CH4 във въздуха, при парциално налягане и специфично съдържание на кислород на ниско ниво. Газовете, съдържащи H2S, са силно токсични. Известни са много случаи на мигновено отравяне с такива смеси от газове. Природен газ без, концентрация във въздуха до 20% "на практика" не дава токсичен ефект.
Въглероден окис CO- газ без цвят, вкус и мирис, плътността му е 0,967, разтворимостта в човешка кръв е 0,1709. Неговата токсичност е свързана с много висока способност да влиза в химични реакции с желязото на хемоглобина, което води до образуването на карбоксихемоглобин, който не е в състояние да транспортира кислород от белите дробове до консумиращите органи и тъкани. Настъпва аноксемия, която засяга централната нервна система и атеросклеротичният процес се засилва.
Сероводород H2S– безцветен газ,има неприятна миризма, можете да го усетите дори при много ниски концентрации (1: 1000000). Токсичен. Плътността на H2S по отношение на въздуха е 1,912 - натрупва се в ниски зони (ями, кладенци, окопи). Лесно разтворим във вода. Преминава от разтворено в свободно състояние. Постъпва в организма през дихателната система, също в малки количества през кожата и стомаха. При вдишване се задържа в горните дихателни пътища. При контакт с влажната повърхност на лигавиците H2S реагира с алкали, образуват се сулфиди и имат каутеризиращ ефект. Токсичността на сероводорода се състои в три процеса: действа върху централната нервна система, води до окислителни процеси и действа върху кръвта.
В малки количества сероводородът има депресивен ефект върху централната нервна система, в умерени дози възбужда централната нервна система, в големи дози причинява парализа на дихателно-съдовия център (тези промени са обратими вповечетослучаи) Има токсичен ефект върху механизмите на окислителните реакции, намалявайки способността на кръвта да се насища с кислород. Хроничното отравяне е придружено от намаляване на способността на хемоглобина да абсорбира кислород до 80-85%, острото отравяне намалява тази способност до 15%. Установено е и намаляване на окислителната способност на тъканите.
Концентрация над 1000 mg / m3 причинява моментално отравяне, концентрация от 140-150 mg / m3 действие в рамките на няколко часа - наблюдават се дразнещи процеси на лигавиците. След остро отравяне често се появяват такива заболявания: пневмония, белодробен оток, менингит, енцефалит. H2S по време на рафинирането и производството на нефт действа заедно с други въглеводороди, с комбинирано действие, естеството на неговите токсикологични ефекти може да бъде различно. Често срещаниефектът от комбинираното действие на смес от различни компоненти надвишава сумата от действията на всички компоненти поотделно - синергичен ефект.
RSHмеркаптаните са силно токсични органосерни съединения, които се образуват в резултат на термична обработка на маслени съединения, които съдържат сяра. Меркаптаните се намират във въздуха на промишлени и преработвателни предприятия и фабрики за нефт и газ. Имат изразена, особено неприятна миризма. Използват се за одоризиране на природен газ.
Серен диоксид SO2– безцветен газ с остра миризма, дразни дихателните пътища, образува сярна и сярна киселина по повърхността им. Има общотоксичен ефект, нарушава нормалния протеинов и въглехидратен метаболизъм. При 20 mg/m3 се достига прагът на дразнене на SO2. По-високите му концентрации - над прага на дразнещо действие - оказват остър токсичен ефект. При 20-60 mg/m3 серен диоксид изгаря лигавицата(ите) на дихателните пътища и очите, докато човекът киха и кашля. 120 mg / m3 - концентрацията причинява задух и цианоза, тази концентрация може да се прехвърли само за три минути. Концентрация от 300 mg / m3 води до загуба на съзнание.
Вече е установена зависимостта на появата на остри респираторни заболявания и хронични заболявания на белите дробове (респираторния тракт) при деца и възрастни от замърсяването на атмосферния въздух със SO2. Рефлекторно въздействие върху функционалните състояния на кората на главния мозък - прагът е на ниво 0,6 mg/m3. Изследвайки прага на миризмата на SO2, се оказа, че за човек (за мнозинството) миризмата на газ започва с концентрация от 2,6 mg/m3, по-чувствителна - 1,6 mg/m3. Максимално допустимата концентрация от 0,5 mg/m3 е съответно под прага на миризмата на газ и рефлексния ефект върхудишане и функции, състоянието на кората на главния мозък. При едновременното действие на SO2 диоксид и SO3 серен триоксид във въздуха, максимално допустимата концентрация на двете вещества намалява (т.е., както разбирате, по-малка доза газ става опасна). Опасността от SO2 се увеличава значително при едновременното действие на въглеродния оксид CO. При наличие на серен диоксид във въздуха от 26 mg/m3 иглолистните дървета загиват за няколко часа. Концентрация от 5,2-25,0 mg/m3 причинява остро отравяне на иглолистни и широколистни дървета, при 1,8-5,2 mg/m3 настъпва хронично отравяне.
Азотният оксид NOе слабо реактивен газ, безцветен, без мирис, слабо разтворим във вода, бързо се окислява в азотен диоксид. Скоростта на окисление зависи от температурата, атмосферното налягане, концентрацията на азотен оксид. NO е отрова за кръвта, блокира хемоглобина, както CO. Директно засяга централната нервна система, има наркотичен ефект.
Азотен диоксид NO2– газ със задушлива миризма, червено-кафяв цвят, лесно се втечнява – при минус 21*С, при втечняване се превръща в червено-кафява течност. При t * C> 140 * C започва началото на разлагането на NO и O2, при t * C 600 * C се разлага напълно. Азотният диоксид причинява сериозни увреждания на тъканите на дихателните пътища, пречи на функционирането на белите дробове. При престой в среда с концентрация на NO2 0,8-5 mg/m3 се развиват хронични заболявания - белодробен емфизем, бронхити в различна степен, астма. Изключително намалена е устойчивостта на организма към белодробни заболявания – като негативна последица от експозицията на NO2. Повишената концентрация на азотни оксиди в атмосферния въздух оказва влияние не само върху човека, но и върху растителния свят. Все по-заплашителни са мащабите на вредното въздействие върху околната средакиселинни дъждове, които са отслабени разтвори на азотна и азотиста киселина, образувани от взаимодействието на азотни оксиди и влага, съдържаща се в атмосферата. Под въздействието на киселинни дъждове настъпва окисление на почвата (подкисляване), изчерпване на почвата с хранителни вещества, намаляване на производителността на културите, повишаване на киселинността на повърхностните водни тела. Поради киселинните дъждове цели гори се деградират и умират.
Бенз(а)пирен C20H12– Най-канцерогенният и се разпространява в околната среда чрез транспорт, изгорели газове на превозни средства, изгаряне на горива – природен газ, петролни горива. Отнася се към редица полиароматни въглеводороди (PAH). Бензопиренът е изолиран като индикатор за цялата група ПАВ. C20H12 (бенз (а) пирен) причинява и насърчава развитието на тумори, засяга нервната система и дихателната система на организмите, провокира образуването и появата на много онкологични заболявания. Едно от условията за образуване на ПАВ е температура 800 - 1000*С, а това е температурата в камерата на ДВГ. Основните замърсители на въздуха и околната среда, водата и почвата са:
-компоненти на нефт и природен газ - въглеводороди, сероводород, въглероден диоксид, меркаптани, отделяни в околната среда по време на обработката, транспортирането и производството; - азотни оксиди, въглеродни оксиди, водни пари, които съдържат вредни химикали - образуват се при изгарянето на горива, серни оксиди; - серен прах (сярен прах) - образува се при получаване на елементарна сяра от природен газ богат на сероводород, сажди - навлиза в околната среда и атмосферата от заводи и фабрики, произвеждащи сажди; -токсичен химикал. Реактиви и реагенти, които използватпри сондиране, добив, транспорт, подготовка и обработка на газ - диетилен гликол, метанол, глинени разтвори, сондажни отпадъци и други.Характеристиките и свойствата на най-разпространените замърсители са показани в таблицата:
От дадените таблични данни можем да заключим, че има 4 санитарни класификации на опасностите от химични и токсични вещества. Онези, които принадлежат към по-ниския клас на опасност, но във високи концентрации, могат да бъдат приравнени към силно опасни компоненти.
Клас 1- Изключително опасен,Клас 2- Силно опасен,Клас 3- Умерено опасен (при ниски дози),Клас 4- Ниска опасност (при ниски дози).
Тетраетил(метил)олово представлява висок риск за общественото здраве и околната среда. Добавя се към нискокачествените бензини за подобряване на качеството им. Фигурата показва графично вредното въздействие на Pb върху здравето на населението, особено на децата.
