USD ЦБ — 57,29 −0,03
EUR ЦБ — 67,41 −0,19
Brent — 58,11 +0,33%
среда 18 октября 01:35

Наука и технологии // Экология

CH3OH - Экологически риски и методы их предотвращения

15 апреля 2015 г., 15:32Владимир Башкин, Главный научный сотрудник ООО «Газпром ВНИИГАЗ» и ИФХиБПП РАН, Д.б.н. Рауф Галиулин, Ведущий научный сотрудник ИФПБ РАН, Д.г.н. Роза Галиулина, Научный сотрудник ИФПБ РАН Александр Грунвальд, Главный инженер проектов ИнжиниринговогоNeftegaz.RU2866

Наблюдения показывают, что аварийные выбросы или разливы метанола при его производстве, транспортировке, применении, а также хранении сточных вод данного вещества избежать на 100% практически невозможно. Так, в Тульской области было зафиксировано высокое загрязнение атмосферного воздуха метанолом до 40 раз превышающее его гигиенический норматив. [Ованесянц и др., 2006]. В Вологодской области в одном из водных объектов бассейна р. Северная Двина было обнаружено высокое содержание метанола, превышающее гигиенический норматив в 10 раз [Ованесянц и др., 2006а]. Если в первом инциденте загрязнение воздуха метанолом связано с его выбросом на заводе-изготовителе, во втором инциденте загрязнение воды - c попаданием сточных вод, содержащих метанол. В Свердловской области произошел разлив метанола из железнодорожной цистерны на поверхность грунта [Дмитревская и др., 2014].

Риск загрязнения окружающей среды метанолом особенно возрастает в ходе его поставки в газодобывающие предприятия, что связано с большим количеством операций в логистической цепи. Так, схема обеспечения метанолом газодобывающих предприятий в Надым-Пур-Тазовском нефтегазоносном регионе (Ямало-Ненецкий автономный округ) включает ряд операций: залив метанола в железнодорожные цистерны на заводе-изготовителе и последующая его транспортировка на базу ООО «Газкомплектимпекс»; перелив метанола на терминале базы из железнодорожных цистерн в стационарные емкости для хранения и подготовки вещества к использованию на объектах добычи природного газа; перелив метанола из стационарных емкостей в автомобильные цистерны и транспортировка вещества до базы метанола на газодобывающем предприятии; перелив метанола из автомобильных цистерн в стационарные емкости на базе; перелив метанола из стационарных емкостей в автомобильные цистерны и развоз вещества на конкретные объекты потребления.

В связи с существованием вышеописанных экологических рисков аварийных выбросов или разливов метанола важно представлять особенности воздействия данного вещества на человека.

Воздействие метанола на человека

Метанол представляет собой бесцветную жидкость с запахом этилового спирта и является сильным, преимущественно нервным и сосудистым ядом с резко выраженным кумулятивным эффектом, то есть токсическим действием в результате его накопления в организме при кратных поступлениях [Андреев и др., 2011]. Так, метанол при случайном попадании в желудок вызывает циркуляторный коллапс - острую сосудистую недостаточность, сопровождающуюся резким падением кровяного давления. Особую токсичность метанола связывают с образованием из него в организме формальдегида (НСОH) и муравьиной кислоты (НСООН). При любом способе поступления метанола типичны поражения зрительного нерва и сетчатки глаза, отмечаемые как при острых, так и хронических интоксикациях. Пары метанола сильно раздражают слизистые оболочки глаз и дыхательных путей. Поступление метанола в желудок опасно в количестве даже 5-10 мл, а смертельным - является 30 мл. Симптомы отравления (тошнота, рвота) могут наступать как вскоре после попадания вещества, так и через несколько часов, на следующий день или еще позднее. В тяжелых случаях наблюдаются резкая синюшность, глубокое и затрудненное дыхание, судороги, слабый учащенный пульс, отсутствие реакции зрачков, и смерть наступает от остановки дыхания. Пострадавшие, находящиеся в сознании, жалуются на головную боль, сильнейшие боли во всем теле и в желудке, мелькание перед глазами и неясность видения. Неисчезающее расширение зрачков указывает на возможность рецидива или стойкого расстройства зрения. Функциональная неполноценность печени не исчезает с наступлением клинического выздоровления, которое протекает медленно.

Ранние симптомы хронической интоксикации метанолом проявляются в виде концентрического сужения границ цветного зрения, нарастающего со временем, и атрофии зрительного нерва - уменьшения его размеров, сопровождающегося нарушением или прекращением функции, отеком и др. У лиц с хронической интоксикацией метанола в производственных условиях возникает изменение белковообразовательной функции печени. Имеют место быстрая утомляемость, головная боль во второй половине дня, раздражительность, плаксивость и боль в правом подреберье. При малых концентрациях метанола отравление развивается постепенно и характеризуется раздражением слизистых оболочек, частыми заболеваниями дыхательных путей, головными болями, звоном в ушах, невритами и расстройствами зрения. Отравление организма при попадании на кожу метанола обычно происходит при одновременном вдыхании его паров. Между тем для исключения возможности ошибочного употребления метанола в качестве спиртового напитка в него добавляют одоранты этилмеркаптан, C2H5SH (1:1000) и керосин (1:100) или темный краситель (2,5:1000).

Как осуществлять контроль загрязнения окружающей среды метанолом, чтобы избежать его негативного воздействия на человека?

Контроль загрязнения окружающей среды метанолом

Риск воздействия на человека метанола, как и любого другого химического вещества, попадающего в окружающую среду при аварийных выбросах и разливах, определяется его концентрацией в воздухе, грунте и воде и условиями воздействия на человека. Под последними понимается следующее: а) происходило ли это воздействие в рабочей зоне или населенных местах; б) какими были метеорологические условия (высокая или низкая температура воздуха, ветер или штиль и др.) во время выброса или разлива вещества. При этом надо учитывать фактор вторичного загрязнения воздуха в результате улетучивания или испарения вещества из загрязненных грунта или воды. Именно эти обстоятельства составляют основу контроля загрязнения окружающей среды, осуществляемого по гигиеническим нормативам в виде ПДК (предельно допустимой концентрации) данного вещества (табл. 1) [Андреев и др., 2011].

Таблица 1

Таблица 1. Гигиенические нормативы метанола

ПДК и ПДУ*

Значение

В воздухе рабочей зоны

5 мг/м3

Максимальная разовая в воздухе населенных мест

1 мг/м3

Среднесуточная в воздухе населенных мест

0,5 мг/м3

В воде водных объектов

3 мг/л

На коже рук*

0,02 мг/см2

Так, под ПДК вещества в воздухе рабочей зоны подразумевается концентрация, которая в течение всего рабочего стажа не должна привести к заболеванию или отклонению в состоянии здоровья. ПДК вещества максимальная разовая - концентрация в воздухе населенных мест, которая при вдыхании в течение 30 мин не должна вызывать рефлекторных (непроизвольных, бессознательных) реакций в организме человека. ПДК вещества среднесуточная - концентрация в воздухе населенных мест, которая не должна оказывать на человека негативного воздействия при неопределенно долгом вдыхании (годы). ПДК вещества в воде водоема - концентрация, которая не должна оказывать воздействия на организм человека в течение всей его жизни и не должна ухудшать гигиенические условия водопользования. ПДУ (предельно допустимый уровень) вещества на коже рук - концентрация, которая в течение всего рабочего стажа не должна привести к заболеванию или отклонению в состоянии здоровья. Однако воздействие вещества на уровне ПДУ не исключает нарушения состояния здоровья у лиц с повышенной чувствительностью к данному веществу.

Какие есть способы по очистке сточных вод и грунтов, загрязненных метанолом?

Способы очистки сточных вод и грунтов, загрязненных метанолом

Как известно, содержание метанола как специфического вещества в сточных водах газовой промышленности обусловлено технологией основного и вспомогательного производства [Акопова и др., 2003]. Выбор способа утилизации сточных вод, содержащих метанол и другие вещества определяется его экологической и экономической целесообразностью. Так, не исключается возможность извлечения метанола из сточных вод в случае его экономической оправданности, то есть при условии содержания данного вещества не менее 15%.

Между тем сбор сточных вод, содержащих метанол, в емкости закрытого и открытого типа, пруды-накопители или амбары является временной мерой и может представлять собой вторичный источник загрязнения грунтов или воздуха в результате разливов или улетучивания (испарения). Что касается сжигания сточных вод на газофакельных установках, то этот процесс не является экологически безопасным способом утилизации из-за загрязнения окружающей среды выделяющимися при этом вредными компонентами. Кроме того производительность газофакельных установок недостаточна для утилизации значительных объемов сточных вод. К числу распространенных способов утилизации сточных вод, содержащих метанол можно отнести подземное их захоронение путем закачки через специальные скважины в глубокие, надежно изолированные водоносные горизонты, вода которых не используется для хозяйственно-питьевых и бальнеологических целей. Этот способ может быть осуществлен только при невозможности очистки сточных вод до требуемых гигиенических нормативов и (или) экологической и экономической нецелесообразности их утилизации другими методами.

К числу эффективных способов очистки сточных вод от метанола при его содержании в несколько ПДК, можно отнести разработку с использованием ультрафиолетового излучения эксиламп (газоразрядных ламп), трансформирующего вещество до СО2 и воды в присутствии окислителей [Медведев и др., 2005]. Было установлено, что в водном растворе метанола с добавлением азотной кислоты, как окислителя, при соотношении CH3OH:HNO3, 10:1 под действием ультрафиолетового излучения с длиной волны 172 нм (Xe2 - эксилампа) концентрация метанола уменьшается в 13 раз, а при использовании аналогичного излучения с длиной волны 222 нм (KrCl - эксилампа) - в 23 раза.

Известны рекомендации по очистке сточных вод от метанола до их поступления в водные объекты, что производится путем ферментации культур метилотрофных бактерий (Methylomonas methanica и Acinetobacter calcoaceticus, biococcum), то есть под воздействием вырабатываемых ими ферментов или же применением готовых биопрепаратов (в виде высушенных активных биомасс бактерий) в устройствах, оснащенных системами интенсивной аэрации [Мурзаков и др., 2005]. Здесь под метилотрофными бактериями подразумеваются микроорганизмы, использующие метанол в качестве источника углерода и энергии. Очистку сточных вод от метанола можно выполнять также непосредственно в прудах-накопителях, оснащенных системой компрессоров для нагнетания воздуха в объем очищаемой воды и одновременной ее обработки биопрепаратами.

При очистке грунтов, загрязненных метанолом, предлагается использовать те же биопрепараты метилотрофных бактерий. Так, при поверхностном (0-5 см) и подповерхностном (5-30 см) загрязнении грунт рекомендуется обрабатывать специально приготовленной суспензией биопрепарата (в растворе минеральных удобрений). При этом до и после обработки биопрепаратом грунт подвергается рыхлению: в случае поверхностного загрязнения применяется боронование, при подповерхностном - вспашка на глубину загрязнения. При глубоком загрязнении метанолом (проникновение вещества на глубину до 1 м) грунт экскавируется и складируется в виде бурта на специально подготовленную площадку с водонепроницаемым основанием и системой перфорированных труб, проходящих через толщу бурта и обеспечивающих интенсивную аэрацию с помощью компрессоров. Грунт обрабатывается биопрепаратом, периодически подвергается рыхлению и после очистки от метанола возвращается на место выемки.

Таким образом, экологические риски в виде аварийных выбросов или разливов метанола могут проявляться при его производстве, транспортировке, применении и накоплении сточных вод данного вещества. Для контроля загрязнения окружающей среды метанолом имеются гигиенические нормативы в виде ПДК и ПДУ, что позволяет избежать его негативного воздействия на человека. Эффективная очистка сточных вод и грунтов от метанола достигается при использовании источников ультрафиолетового излучения и метилотрофных бактерий.

Комментарии

Пока нет комментариев.

Написать комментарий


Neftegaz.RU context