Въздействие върху околната среда на разливи на горива и смазочни материали по време на дърводобив
електронен научен студентски журнал
Селско, горско и рибно стопанство
| Щетнева Яна Александровна Студент 3-та година следдипломна квалификация, Държавен лесотехнически университет в Санкт Петербург на името на S.M. Киров (Санкт Петербург, България), [email protected] |
| Ключови думи:околна среда масла нефтопродукти сорбент клас на опасност почва горива и смазочни материали | Резюме:Дърводобивните предприятия имат комплексно въздействие върху околната среда: атмосферата, флората и фауната, водната екосистема, почвената покривка. В резултат на разливи по време на съхранение на горива и смазочни материали, зареждане с гориво, течове на хидравлични системи и разхлабени връзки на агрегати по време на работа на оборудването, почвата е замърсена с горива и смазочни материали. Замърсяването на почвата с нефтопродукти засяга целия комплекс от морфологични, физични, физикохимични, биологични свойства на почвата, които определят нейните плодородни и екологични функции. Използването на маслоабсорбиращ сорбент позволява да се намали замърсяването на околната среда. |
Основен текст
Предприятията за дърводобив имат комплексно въздействие върху околната среда: атмосферата, флората и фауната, водната екосистема, почвената покривка.
Намаляването на негативното техногенно въздействие върху околната среда при дърводобива се основава на: стриктно спазване от дървосекача на съществуващите стандарти по цялата технологична верига от сечта до извозването на дървесината; експлоатация и поддръжка на оборудването в съответствие с техническите и екологични изисквания, увеличаване на обема на зимния дърводобив; изключване на работа по време на периода на размразяване, особенослед размразяване на почвата.
В резултат на разливи по време на съхранение на горива и смазочни материали (ГСМ), зареждане с гориво, изтичане на хидравлични системи и разхлабени връзки на агрегати по време на работа на оборудването, почвата се замърсява с ГСМ. Малките концентрации на въглеводороди в почвата бързо се разграждат от бактерии и не са опасни, но когато големи количества горива и смазочни материали навлизат във водни течения и разливи, физическите свойства на водата и почвата се нарушават. Териториите, подложени на постоянно въздействие на петролни разливи, не образуват тревен хоризонт повече от пет години.
Особено критични места са бензиностанциите и пунктовете за съхранение на горива. Места за временно разполагане, съхраняване и транспортиране на отпадъци, площадки за временно съхраняване на оборудване.
Често при работа с машини, поради грешки на оператора, се стига до скъсване на маркучи и изтичане на хидравлична течност. Количеството хидравлично масло, което се излива по време на прекъсване, зависи от машината: при манипулатор е от 10 до 50 литра, а при харвестер, форвардер, скидер и VPM от 100 до 300 литра поради факта, че често операторът не може веднага да забележи, че е настъпил прекъсване.
Маслата са тежки дестилатни и остатъчни маслени фракции, подложени на специално пречистване. Маслата се делят на смазочни и несмазочни. Според предназначението си смазочните масла се разделят на моторни масла за двигатели с вътрешно горене, авиационни, автотракторни (авто) и дизелови индустриални масла. Несмазочните масла се използват за технологични цели и при работа на механизми: електроизолационни - трансформаторни, кондензаторни, кабелни, за хидравлични системи, за технологични цели - охлаждащи течности, абсорбционни, омекотители и др.
Степента на вредно въздействие на отпадъците от 3-ти клас на опасност върху околната среда е средна. При въздействието им върхуекологичната система на околната среда е нарушена. Възстановителният период е минимум 10 години след намаляване на вредното въздействие от съществуващия източник.
Средният компонентен състав на течните отпадъци, съдържащи нефтопродукти: нефтопродукти (въглеводороди) - 70,0-98,2%%; добавки - 0,0-12,0%; механични примеси 0,0-1,0%; вода - 0,0-2,0%.
Опасни отпадъчни компоненти от 3-ти клас на опасност „отработени хидравлични масла“, „отработени индустриални масла“, „отработени моторни масла“, „отработени трансмисионни масла“, „отработени трансформаторни масла, безхалогенни, „отработени автомобилни филтри“ са петролни продукти.
Опасни свойства на петролните продукти са тяхната токсичност и опасност от пожар.
По отношение на токсичността отработените нефтопродукти принадлежат към 4-ти клас на опасност, но токсичността на нефта и нефтопродуктите все още не е разработена. Това се обяснява с техния сложен, сложен химичен състав и разликите в химичните свойства. Някои фракции от нефтопродукти имат изразен канцерогенен ефект. Остри отравяния при повечето видове риби настъпват при концентрация на емулгирани нефтопродукти 16-97 mg/l. Токсичността на водоразтворимите петролни продукти зависи и от химичния състав. Многокомпонентните фракции причиняват остро отравяне на водни хидробионти в концентрации 25-29 mg/l и подостро отравяне 15-19 mg/l. При съдържание на нафтенови киселини в тях до 65% смъртта на рибите настъпва при концентрации 0,03–0,1 mg/l [5]. ПДК на рибни продукти в сладководни водоеми 0,001 mg/l, в морска вода 0,05 mg/l. Максимално допустимата концентрация на въглеводородни пари от отработени нефтопродукти във въздуха на работната зона е 300 mg/m 3 [4].
Нефтопродуктите са сред най-вреднитехимически замърсители.
− Наличието на 2 g масло и нефтопродукти в 1 kg почва я прави негодна за растителния живот и почвената микрофлора [7];
− 1 литър нефт и нефтопродукти лишава 40 хиляди литра кислород от водата;
− 1 тон нефт и нефтопродукти замърсяват 12 km 2 водна повърхност [8].
При наличие на нефтопродукти във вода в количество 0,2-0,4 mg/l, тя придобива мазна миризма, която не се елиминира дори при филтриране и хлориране. Лошо пречистените нефтени отпадъчни води допринасят за образуването на маслен филм на повърхността на резервоара с дебелина 0,4-1 mm.
Скоростта на просмукване и странично разпространение на нефтеното масло в почвата е 10-2. 10-5 m/s и намалява с увеличаване на водонаситеността на последния [7].
Настъпват активни промени в химичния състав на хумуса, замърсен с нефтопродукти. Количеството въглерод в него рязко се увеличава, едновременно с увеличаването на съдържанието на внесения въглерод съотношението C:N се увеличава (най-благоприятното е от 10 до 20), в замърсената почва съотношението C:N варира от 50 до 400-420, в зависимост от количеството въведен въглерод и вида на почвата. Това води до влошаване на азотния режим на почвата и нарушаване на кореновото хранене на растенията [1]. Едновременно с влошаването на азотния режим се наблюдава намаляване на съдържанието на подвижните форми на фосфора и калия. Продуктите от преобразуването на петролните продукти драматично променят състава на въглеродните вещества, които съставляват почвения хумус. Делът на всички присъщи хумусни компоненти намалява. В почвите, замърсени с нефтопродукти, се наблюдава промяна в окислително-възстановителните условия, увеличаване на подвижността на хумусните компоненти и редица микроелементи. Замърсяването на почвата с нефтопродукти, дори в малки количества (0,15%), намалява добива на зърнени култури,растежът на репродуктивните органи на растенията е намален.
Намаляването на концентрацията на кислород в почвата насърчава развитието на анаеробни микроорганизми, развитието на аеробната микрофлора се инхибира. Първоначално дори лекото замърсяване на почвата с нефтопродукти води до намаляване на броя на почвените микроорганизми. Възстановяването на броя се наблюдава няколко месеца след замърсяването, в бъдеще е възможно дори известно нарастване на броя на микроорганизмите поради използването на въглерод от нефтопродукти като хранително вещество. Въпреки това, интензивният растеж на микроорганизми, които усвояват разтворими съединения, значително обеднява почвата с растежни вещества. Замърсяването на почвата с нефтопродукти създава нова екологична среда със съответен брой организми в почвата. [2].
Замърсяването на почвите с петрол потиска фотосинтетичната активност на растителните организми. Това се отразява на първо място върху развитието на почвените водорасли. Нефтопродуктите причиняват масова смърт на мезофауната на почвата: леките фракции на нефтопродуктите са най-токсични за тях. След контакт с повърхността на почвата течните петролни продукти, на първо място, импрегниращи почвата, обгръщайки корените, листата, стъблата на растенията и прониквайки през клетъчните мембрани, нарушават водно-въздушния баланс на почвите. Последствието от нарушаването на водно-въздушния баланс е повишена ерозия на почвата. Това от своя страна води до влошаване на състоянието на растителността и спад в продуктивността на земята. Постепенното увеличаване на концентрацията на петролни продукти върху повърхността на почвата, съчетано с процесите на изпарение и разлагане на леките им фракции, води до натрупване на трудноразградими въглеводороди, като твърди парафини, циклични въглеводороди, ароматни въглеводороди, смоли и асфалтени, които запечатват порите.почвено покритие [3].
В случай на случайно разливане на течни масла, съдържащи петролни продукти, мястото на разлива се покрива с пясък или сорбент, който след това внимателно се събира в здрав найлонов плик и се поставя в специален контейнер с плътно затварящ се капак. Замърсеният с нефтопродукти пясък или сорбент впоследствие се предава за обезвреждане на специализирана фирма, с която има сключен договор.
В случай на попадане на горива и смазочни материали в почвата, замърсяването се третира с препарат от микроорганизми, които разрушават течните въглеводороди. Ако замърсяването е значително, тогава се извършва рекултивация на почвата [6]. Бактериите, въведени в почвата в присъствието на кислород, азот, фосфор, преработват въглеводородите в хода на тяхната жизнена дейност до нискотоксични или безвредни кислородсъдържащи съединения до въглероден диоксид, като по този начин елиминират замърсяването с нефт. [9].
Сорбентите са голямо разнообразие от вещества, които имат способността да абсорбират газове, пари или разтворени вещества от вода, почва и други повърхности. Днес има гранулирани и влакнести твърди сорбенти. Всяка от тези разновидности има своите предимства, но основното, което трябва да се отбележи, е по-бързото усвояване на определени вещества от влакнестите материали.
Също така днес се разграничават органични, неорганични и синтетични сорбиращи материали.
Синтетични маслени сорбенти. Тези продукти са много скъпи за използване, така че се използват в онези страни, които непрекъснато развиват своята нефтохимическа промишленост. Основен материал за производството им са полипропиленовите влакна, от които се изработват нетъкани маслени сорбенти, които са високоефективни в процеса на почистване. Също така популярен е материалъткато пенополиетилен. Той е огнеупорен, способен да остане върху водата дълго време дори след края на процеса на абсорбиране. Полиетиленовите сорбенти се използват най-вече за почистване на нефтени разливи по водни повърхности. За производството на синтетични продукти в по-редки случаи се използва полиуретан, както и други видове полимерни материали.
Неорганични маслени сорбенти. Най-популярните сорбиращи материали. Популярността на неорганичните материали - глина, пемза, дитомитови скали, пясък, перлити и зеолити - се дължи на тяхната ниска цена и възможността за лесно извличане на суровини и производство на сорбенти в огромни количества. Но тези сорбенти не са достатъчно ефективни, за да премахнат последствията от случайни нефтени разливи. Основният им проблем е, че те не могат да задържат дълго време тежки нефтени продукти като керосин, бензин, дизелово гориво и повечето видове масла и потъват заедно с тях.
органични сорбенти. Този тип материали за реагиране при нефтени разливи (OSR) включват дървени стърготини и дървесни стърготини, торф, отпадъчна хартия, сухи зърнени култури и вълна. Най-идеалният естествен сорбент се счита за мъх сфагнум, на базата на който се произвеждат повечето съвременни материали за отстраняване на нефтени разливи. Тези продукти не само ви позволяват абсолютно да почистите всяка повърхност, но и напълно да поддържате екологичния баланс в замърсената зона. Сорбентът отработено масло не се нуждае от събиране и изхвърляне - след известно време той се разлага по естествен път заедно с абсорбираните вещества.
Авторът изказва своята благодарност на научния ръководител д-р техн. О. А. Куницкая
Библиография
1. КовалеваГ.Н., Мазманиди Н.Д. Ефектът на маслото върху рибата. Ж. "Хидробиология", 1978, 14, № 5, с. 67-73.
2. ГОСТ 21046-86. Рафинирани петролни продукти.
3. Д. В. Мелникова, Д. А. Волков // Анализ на токсикологичното въздействие на смазочно-охладителните технологични средства на промишлените предприятия върху човешкото тяло и околната среда // Фундаментални изследвания. - 2014. - № 11-7. - С. 1555-1559. - Библиография: с. 1558-1559 (9 заглавия).
4. Мусаев А.Ш. Разпределение на нефтопродукти във водна среда в ледени условия, Санкт Петербург, 1999 г.
5. Шамраев А.В., Шорина Т.С. Влияние на нефта и нефтопродуктите върху различни компоненти на околната среда. Бюлетин на ОСУ, 2009; № 6. С. 642 - 645.
6. Н. П. Солнцева, Ю. И. Пиковский, Е. М. Никифорова, А. А. Оборин, И. Г. Калачникова, И. И. Шилова, Н. М. Исмаилов и Т. И. Проблеми на замърсяването на почвата с нефт и нефтопродукти: геохимия, екология, рекултивация // Докл. симп. 7-ми VII Делегатски конгрес Всесъюз. острови на почвените учени. - Ташкент, 1985. - Част 6. - С. 246-254.
7. Експериментални изследвания на трансформацията на нефт в почвите / Ю.И. Пиковски, И.Г. Калачникова, А.И. Оглоблина и др. // Миграция на замърсители в почвите и прилежащите среди: Тр. III All-Union. среща, Обнинск, септ. 1981 - Л., 1985. - С. 191-195.
8. Рудинская И.В., Беляев В.Ф. Методи за елиминиране на въглеводородното замърсяване на почвите // Екология в предприятието. 2013. № 6. С. 92–96.
9. Колесниченко А.В. Процеси на биоразграждане в замърсени с нефт почви / A.V. Колесниченко, А.И. Марченко, Т.П. Побежимова, В.В. Зикова - Москва: "Промекобезопасност", 2004. - 194 с.