Забруднення повітря і води різного роду хімічними речовинами вкрай несприятливо позначається на стані навколишнього середовища. На будь-якому сучасному підприємстві, звичайно ж, в обов’язковому порядку повинні дотримуватися різного роду екологічні нормативи. Це стане гарантією безпеки як самих працівників заводу, так і проживають поруч з ним людей.
Хімічних речовин, що здатні чинити шкідливий вплив на організм людини, існує безліч. Приміром, на даний момент в Росії розроблені певні нормативи ГДК вуглеводнів. На такі з’єднання сьогодні, на жаль, доводиться близько 70% всіх забруднень в атмосфері. Дотримуватися нормативи щодо концентрацій вуглеводнів мають, наприклад, підприємства хімічної галузі та нафтопереробки.
Для чого передбачаються норми ГДК
Шкода різного роду хімічні речовини, включаючи вуглеводні, людині можуть наносити насправді дуже серйозний. Тому нормативами і передбачаються гранично допустимі концентрації (ГДК) тих чи інших сполук. Розробляються такі документи так, щоб хімічні речовини, що містяться в повітрі, не викликали в першу чергу саме порушення здоров’я людей або захворювань. Також при розрахунку подібних норм фахівці враховують і такий фактор, як вплив сполук у віддалені терміни для нинішнього і наступних поколінь.
Що таке вуглеводні
У загальній складності в нашій країні передбачені нормативи ГДК для більш ніж 1200 різного роду хімічних речовин. Власне вуглеводнями називають органічні речовини, що складаються тільки з атомів водню і вуглецю. У хімії такі з’єднання вважаються базовими. Всі інші речовини у багатьох випадках розглядаються як їх похідні.
У природі вуглеводні зустрічаються як у рідкому, так і в твердому або газоподібному стані. Крім усього іншого, на нашій планеті існують і концентровані поклади таких речовин.
Види вуглеводнів
Всі такі речовини діляться в першу чергу на незамкнуті або ациклічні та замкнуті (карбоциклические). Перша різновид з’єднань при цьому класифікується на:
- насичені — метан, алкани, парафіни;
- ненасичені з кратними зв’язками — олифиновые вуглеводні, ацетиленові, диеновые.
Насичені сполуки метанової групи є основною частиною нафти і нафтопродуктів, а також природних горючих газів.
Карбоциклические вуглеводні, в свою чергу, поділяються на:
- алициклические;
- ароматичні.
Останній вид з’єднань також може бути присутньою в нафті. Проте речовини цієї групи рідко переважають у її складі над іншими вуглеводнями.
Також всі вуглеводні класифікуються на:
- граничні (С2-С5);
- неграничні (С1-С10).
На яких підприємствах повинен здійснюватися контроль
Сфера використання сполук груп С2-С5 і С1-С10 у народному господарстві на даний момент дуже широка. Контроль за дотриманням ГДК сумішей вуглеводнів повинен проводитися в першу чергу, звичайно ж, на нафто – і газопереробних підприємствах. Також такі сполуки досить-таки широко використовуються:
- у хімічній промисловості;
- паливної;
- легкої;
- харчовий;
- в сільському господарстві.
Видобувають вуглеводні при цьому, в тому числі і у нас в країні, на родовищах:
- нафтових;
- газових;
- вугільних;
- горючих сланців.
Найбільш поширені вуглеводні та пов’язані з ними речовини
Наносити шкоду людям і навколишньому середовищу, таким чином, можуть всі з’єднання цієї групи. Але найчастіше людина стикається з негативним впливом наступних видів речовин:
- сірководню (міститься в вуглеводневих газах);
- вуглекислого газу (утворюється при спалюванні вуглеводнів);
- паливного бензину та його парів (містять вуглеводні);
- бензапірену;
- ацетону (похідні вуглеводнів) та ін.
Шкоду для організму людини
Деякі види С2-С5 і С1-С10 здатні впливати на людей навіть дуже серйозне мутогенное вплив. Саме тому на підприємствах повинні в точності дотримуватися нормативи щодо ГДК в повітрі робочої зони вуглеводнів нафти та ін. У першу чергу такі з’єднання завдають шкоди серцево-судинній системі людини. Також при тривалому знаходженні в середовищі з підвищеною концентрацією вуглеводнів у людей зазвичай змінюються в гіршу сторону показники крові. Насамперед у постраждалих знижуються рівень гемоглобіну і еритроцитів.
Також при перевищенні ГДК в повітрі вуглеводні можуть украй негативно впливати і на печінку людей. Крім цього, такі сполуки наносять значної шкоди ендокринній системі. При тривалому впливі у людини порушується робота ендокринних залоз. Крім того, такі речовини мають украй шкідливий вплив на нервову систему та легені.
У масштабах міста вуглеводні, крім усього іншого, здатні утворювати так званий фотохімічний зміг. У процесі складних перетворень в атмосферному повітрі сполук цього типу утворюються вкрай токсичні речовини. Це можуть бути, наприклад, альдегіди або кетони.
Шкода сірководню і вуглекислого газу
Ці дві речовини для організму людини при певних умовах можуть ставати небезпечними. Перебування в середовищі, насиченій сірководнем в концентрації 0.006 мг/дм3 протягом 4 годин, до прикладу, може призвести до таких негативних наслідків, як:
- головний біль;
- світлобоязнь;
- нежить;
- сльозотеча.
При підвищенні ж концентрації до 0.2-0.28 мг/дм3 у людини спостерігається печіння в очах, подразнення в носі і зіві. Збільшення ж кількості сірководню в 1 мг/дм3 призводить до гострого отруєння, що супроводжується судомами, втратою свідомості і в кінцевому підсумку оканчивающемуся смертю. Особливо ретельно на підприємствах повинні дотримуватися нормативи щодо ГДК суміші сірководню з вуглеводнями. У комбінації ці речовини здатні завдавати людям ще більшої шкоди, ніж окремо.
Вуглекислий газ, що утворюється при згорянні вуглеводнів, чинить на організм людини передусім наркотичний вплив. Також ця речовина дратівливі діє на слизові людей. У результаті його тривалої дії у потерпілих спостерігаються такі негативні симптоми:
- запаморочення;
- кашель;
- підвищення АТ.
При вдиханні ж дуже високих доз вуглекислого газу у людини може навіть настати смерть. До летального результату, наприклад, призводить перебування в кімнаті, де концентрація цієї речовини у повітрі досягає 20%.
Шкода бензину
Це паливо, яке є продуктом нафтопереробки і містить велику кількість вуглеводнів, може бути вкрай небезпечним як для людини, так і для навколишнього середовища. Приміром, усього 300 г пролитого при заправці бензину забруднює 200 тис. м3 повітря.
Нормативи щодо ГДК вуглеводнів нафти в повітрі при використанні бензину повинні, таким чином, дотримуватися точності. При вдиханні парів цього палива протягом деякого часу у людини виникають:
- головний біль;
- запаморочення;
- пітливість;
- відчуття сп’яніння;
- млявість;
- нудота, блювання та ін.
Вважається, що легке отруєння парами бензину настає вже через 5-10 хвилин перебування людини в приміщенні з їх концентрацією в межах 900-3612 мг/м3. При цьому при підвищенні цього показника до 5000-10000 мг/м3 настає гостре токсичне ураження організму. У людини знижується температура тіла, пульс падає і пр.
Шкода бензапірену
Ця речовина відноситься до класу ароматичних вуглеводнів. Утворюється бензапірен, наприклад, при спалюванні рідких і твердих органічних речовин (включаючи нафтопродукти), деревини, антропогенних відходів. З природних джерел виділення в повітря цієї речовини можна відзначити насамперед лісові пожежі і виверження вулканів.
Дуже багато бензапірену виділяється при палінні. Також джерелом забруднення повітря, води і грунту цією речовиною є автомобільний транспорт.
Як і багато інші вуглеводні, ГДК яких повинні суворо контролюватися, бензапірен відноситься до речовин першого класу небезпеки. Проникати в організм людини він може шляхом вдихання, через шкіру, а також з їжею і водою. При цьому, крім канцерогенного впливу, це з’єднання здатне чинити на людей мутогенное, гематотоксическое, ембріотоксична дія.
Шкода ацетону
Ця речовина може чинити негативний вплив на організм людини при концентрації в повітрі понад 500 частинок на мільйон. Основними симптомами отруєння парами ацетону є запаморочення і нудота. Якщо працівник підприємства буде постійно піддаватися впливу цієї речовини, у нього обов’язково знизиться імунітет і розвинуться в подальшому респіраторні захворювання.
Гранично допустимі концентрації у повітрі робочої зони
Згідно з нормативами, в робочій зоні ГДК вуглеводнів не повинні перевищувати 300 мг/м3. При цьому за середньодобовий проміжок часу разовий максимальний показник не повинен бути вище 900 мг/м3.
Звичайно ж, нормативи передбачають максимальні показники і для конкретних різновидів вуглеводнів. Так, згідно з федеральним законом, передбачаються ГДК в робочій зоні для вуглеводнів різних видів (і пов’язаних з ними речовин):
- бензапірену — 0.00015 мг/м3;
- бензину — 300 мг/м3;
- ацетону — 0.9 мг/м3;
- сірководню — 10 мг/м3 (в суміші з вуглеводнями — 3 мг/м3);
- нафти — 10 мг/м3;
- вуглекислого газу — 27000 мг/м3 (разова доза).
Гранично допустимі концентрації у воді
ГДК вуглеводнів у питній воді, звичайно ж, також передбачаються нормативами. Організації, які постачають ГВ і ХВ населенню, повинні насамперед стежити за концентрацією в ній сполук цього типу ароматичної групи. Так, наприклад, питна вода не повинна містити більше (за російським нормативам Санпін):
- бензолу — 10 мкг/см3;
- стиролу — 100 мкг/см3;
- бензапірену — 5 мкг/см3.
У природних же водоймах повинно міститися, наприклад, не більш:
- нафти — 0.3 мг/м3;
- бензину — 0.1 мг/м3.
Допустимі концентрації у ґрунті
Земля різного роду вуглеводнями, звичайно ж, також забруднена бути не повинна. Нормативи на території Росії регулюють граничні концентрації змісту різного роду хімічних речовин, включаючи вуглеводні, у ґрунтах сільськогосподарського призначення, населених пунктів, зон санітарної охорони джерел водопостачання, курортів і окремих підприємств.
За нормативами, передбаченими федеральним законом, наприклад, у землі ГДК вуглеводнів нафти передбачені наступні:
- для бензапірену — 0.02 мг/кг;
- для бензину — 0.1 мг/кг.
Граничні вуглеводні
Завдавати значної шкоди здоров’ю людини можуть і граничні і неграничні з’єднання цього різновиду. Зрозуміло, нормативи, звичайно ж, регламентують і ГДК граничних вуглеводнів. Такі з’єднання, в свою чергу, поділяються на:
- алкани;
- циклоалканы.
Прикладами граничних вуглеводнів є метан, бутан, етан. Відносяться до цієї групи і деякі інші речовини. Нормативи передбачають ГДК для граничних вуглеводнів в робочій зоні, як і для неграничних сполук, 300 мг/м3. Дотримання цих правил стане гарантією безпеки праці персоналу підприємства.
Законодавство РФ
При перевищенні ГДК вуглеводнів в робочій зоні підприємства здоров’ю працівників може бути, як ми з’ясували, завдано насправді значної шкоди. Відповідальність за це, звичайно ж, в першу чергу несе роботодавець. Саме адміністрація повинна виробляти самий ретельний контроль за концентрацією шкідливих речовин у повітрі цехів заводу.
Законодавство Росії в плані ГДК небезпечних сполук на підприємствах постійно змінюється, причому у бік посилювання. Приміром, ще в 1968 р. ГДК непредельного вуглеводню бензолу в повітрі був дорівнює 20 мг на м3. На даний же момент цей показник не повинен перевищувати 5 мг/м3.
Ніж виробляють виміру
Шкоди організму людини прямо або побічно можуть завдавати, звичайно ж, в тому числі і вуглеводні, що містяться у воді та грунті. Але особливо небезпечні такі речовини, розчинені в повітрі. Контроль за вмістом вуглеводнів в атмосфері цехів у нас в країні проводиться зазвичай з використанням особливого обладнання — газоаналізаторів.
Такі прилади, крім усього іншого, можуть проводити безперервні виміри вмісту в повітрі шкідливих сполук. Відповідно, і співробітники, що відповідають за недопущення перевищення ГДК вуглеводнів, можуть оперативно реагувати на ті чи інші виявлені відхилення щодо вмісту в атмосфері вуглеводнів. Також сучасні газоаналізатори здатні:
- записувати і зберігати дані моніторингу;
- підключатися до загальної системи оповіщення та контролю.
Види газоаналізаторів
Використовуватися для контролю ГДК вуглеводнів нафти та інших шкідливих речовин може устаткування цього типу:
- стаціонарне;
- переносне;
- індивідуальне.
Стаціонарні газоаналізатори призначені для безперервного контролю за вмістом вуглеводнів в повітрі, наприклад, в цеху підприємства. Переносне обладнання цього типу застосовується для одиничних вимірів концентрації таких сполук. Індивідуальні газоаналізатори видаються працівникам для їх захисту від отруєння вуглеводнями. Такі сучасні прилади, крім усього іншого, здатні заміряти не тільки відсоток вмісту в повітрі небезпечних для здоров’я речовин або горючих газів, але і кисню.
Які газоаналізатори належить застосовувати для вуглеводнів
Для цієї мети на підприємствах газової, нафтової, хімічної промисловості нормативи допускають використовувати контролюючі прилади наступних різновидів:
- фотоионизационные;
- з недисперсными інфрачервоні детектори.
В наш час для контролю за атмосферним повітрям в цеху при цьому найчастіше застосовуються спеціальні ІЧ-детектори. В таких приладах концентрація вуглеводнів вимірюється за інтенсивністю поглинання ІЧ-випромінювання на одній довжині хвилі. Наприклад, вміст сполук С2-С10 в повітрі визначається по поглинання на довжині 3.4 мкм. Пов’язано це в першу чергу з валентними коливаннями зв’язків З-Н алкільних груп.
Ідентифікація вуглеводнів з використанням ІК-детекторів можлива тільки за умови вимірювання повного спектру поглинання в ІЧ-області. Також такі прилади не можуть забезпечувати селективне визначення концентрації аліфатичних вуглеводнів С2-С10. Такий контроль на підприємстві забезпечується за допомогою газової хроматографії (поділ сумішей летких сполук).
Допустимі концентрації в атмосферному повітрі і як уникнути забруднення
Контроль за ГДК вуглеводнів в повітрі робочої зони підприємств повинен здійснюватися таким чином, самий ретельний. Недотримання норм по вмісту в повітрі цехів таких сполук обов’язково призведе до хвороб співробітників заводу або фабрики.
Однак, звичайно ж, підприємства, що працюють з вуглеводнями, повинні стежити в тому числі і за тим, щоб ці речовини ні в якому разі не забруднювали навколишнє середовище. Потрапляють в атмосферу, воду і грунт сполуки цього типу найчастіше при їх транспортуванні по трубопроводах. При цьому втрати таких речовин в результаті випаровування і витоків можуть відбуватися як по всій довжині магістралі, так і на насосних станціях.
Для граничних і неграничних вуглеводнів ГДК в атмосферному повітрі на даний момент в Росії ніякими федеральними документами, на жаль, не регламентуються. Однак існують гігієнічні нормативи щодо концентрації деяких конкретних сполук цього різновиду. Наприклад, ГДК в атмосфері становить:
- для метану — 50 мг/м3;
- бутану — 200 мг/м3;
- пентану — 100/25 мг/м3;
- гексану — 60 мг/м3.
Для того щоб не допустити перевищення ГДК в атмосферному повітрі граничних і неграничних вуглеводнів, при прокладці трубопроводів застосовують різного роду ізоляційні покриття. Найчастіше при цьому підприємства використовують для цієї мети бітумну мастику. Також компаніями можуть застосовуватися і електрохімічні методи захисту магістралей. Крім цього, для запобігання забруднення атмосфери, ґрунту і води фахівці проводять систематичний контроль за станом трубопроводів з допомогою детекторів витоків.
Забруднювати атмосферу вуглеводнями можуть, безумовно, й самі хімічні і нафтові підприємства. Щоб уникнути викидів великої кількості таких сполук у навколишнє середовище, на заводах цієї спеціалізації часто використовується сучасний метод уловлювання вуглеводнів. При великих концентраціях (170-250 г/м3) таких сполук для цього застосовують конденсацію охолодженням, при середніх (140-175 г/м3) – абсорбцію, при низьких (50-140 г/м3) — також абсорбцію. У більшості випадків такі нескладні методики дозволяють без особливих витрат у точності дотримуватися в газовій і нафтовій промисловості ГДК вуглеводнів, що викидаються у навколишнє середовище.
