Экологические последствия пожаров нефти и нефтепродуктов

метки: Последствие, Экологический, Газовый, Нефтяной, Фонтан, Пожар, Нефть, Ресурс

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Уфимский государственный авиационный технический университет

Факультет защиты в чрезвычайных ситуациях

Кафедра пожарной безопасности

Расчетно-графическая работа по дисциплине

«Экология»

Вариант 05

Выполнил: студент гр. ПБ-305ВВ

Кужин Р.Н.

Проверил: к.т.н., доцент

Исаева О.Ю.

Дата сдачи: 07.05.2013 г.

Уфа 2013 г.

Задание 1. Теоретический вопрос

Экологические последствия пожаров нефти и нефтепродуктов.

Серьезное влияние на окружающую среду оказывают пожары в техносфере: в промышленности, на транспорте и другие, так как горючие материалы чрезвычайно разнообразны по своему составу, а пожар может возникнуть практически на любом объекте. В результате в продуктах горения могут присутствовать самые разнообразные по химическому строению и токсичности соединения. Самыми распространенными являются оксиды углерода, серы, азота, хлористый водород, углеводороды различных классов, спирты, альдегиды, бензол и его гомологи, полиароматические соединения и другие. Среди самых опасных — соли и оксиды тяжелых металлов. Большинство перечисленных химических веществ оказывают вредное воздействие на живые организмы. Так, диоксины, полиароматические соединения и другие способны вызывать онкологические заболевания у людей, а оксиды серы – гибель растительности.

Наиболее опасные ситуации, связанные с воздействием на окружающую среду, возникают на пожарах при разлитии легковоспламеняющихся жидкостей и горючих жидкостей на нефтебазах (в резервуарах, и обваловании и за его пределами), транспортных средствах (при морских перевозках).

[1]

Кроме того, при пожарах на людей, флору и фауну оказывает негативное влияние тепловой фактор (для человека критической во время пожара принята температура, равная 70⁰ С).

В зоне горения температура может возрастать до 800-1500 С, а иногда (при огненном шторме, горение металлов) и выше. Размер зоны теплового воздействия зависит от интенсивности массо — и теплообмена, вида горючего и так далее. Вблизи и в зоне горения причинение вреда природной среде и технообъектам неизбежно. Действие высоких температур во время пожара приводит к гибели растительности, либо заставляет представителей флоры и фауны искать новые места обитания, подчас менее благоприятные, так как отдельные виды флоры и фауны способны существовать в определённом температурном режиме.

Основные классы неорганических соединений и типы химических реакций

... Важнейшее химическое свойство оснований - способность образовывать с кислотами соли. Например, при взаимодействии перечисленных оснований с соляной кислотой получаются хлористые соли соответствующих металлов - ... закись азота), а кислотные оксиды - ангидридами соответствующих кислот (N2O5 -азотный ангидрид, Мn2O7 - марганцовый ангидрид). Существуют вещества - соединения элементов с кислородом - лишь ...

Наиболее часто аварии и пожары возникают на предприятиях химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей промышленности.

При таких пожарах может происходить загрязнение непосредственно всех трех природных сред: воздуха, воды и почвы. В результате естественных процессов загрязняющие вещества могут переходить из одной среды в другую, мигрировать во внутренние водоемы, подземные воды и так далее.

Основной перенос загрязнителей при пожарах происходит по воздуху. Этому способствуют два обстоятельства. Во-первых, большинство токсичных соединений с продуктами горения поступает в воздух в виде направленных конвективных потоков. Во-вторых, переносу загрязнителей способствуют ветры. Выбросы от пожаров можно характеризовать как кратковременные и высокотемпературные.[3]

Дым от крупных пожаров вызывает изменение освещённости, температуры воздуха, влияет на количество атмосферных осадков. Кроме того, дымовой аэрозоль и газообразные продукты, взаимодействуя с атмосферной влагой, могут вызывать кислотные осадки – дожди, туманы. Попадание на листья дыма, росы, дождя вызывает болезнь и гибель растений. Выделения большого количества дыма при крупных пожарах уменьшает количество солнечной радиации, поступающей с земной поверхности и, как следствие, приводит к климатическим изменениям продолжительностью несколько дней, недель, месяцев. Эти факторы влияют на рост растений, особенно если совпадают с вегетационным периодом.

В прямой зависимости от видов и масштабов пожара находится загрязнение почвы и водоемов огнетушащими пенами, пролитой на тушении водой, самими горючими веществами, например нефтью при разливе горючих жидкостей. Вода, используемая при тушении, может содержать антипирены и продукты пиролиза горючих материалов. В воду могут попадать другие добавки, вводимые в горючие материалы. Эти вещества во время тушения могут попадать в водоемы через канализационную систему из грунтовых вод, а также при осаждении из воздуха, куда они выносились конвективными потоками с остальными продуктами горения. Многие токсичные вещества, например тяжелые металлы, диоксины, попавшие в воду или на почву, обладают способностью накапливаться в организмах рыб, птиц и в дальнейшем по пищевой цепи попадают в организм человека. Таким образом, загрязнение окружающей среды в результате пожаров и аварий нефти и нефтепродуктов может происходить опосредованно и проявляться спустя годы.

В результате пожара нефтепродуктов происходит разлив нефти. Экологические последствия разливов нефти носят трудно учитываемый характер, поскольку нефтяное загрязнение нарушает многие естественные процессы и взаимосвязи, существенно изменяет условия обитания всех видов живых организмов и накапливается в биомассе.

Нефть является продуктом длительного распада и очень быстро покрывает поверхность вод плотным слоем нефтяной пленки, которая препятствует доступу воздуха и света.

Мероприятия по интенсификации добычи нефти на Мишкинском нефтяном месторождении

... методы интенсификации добычи нефти играют основную роль по обеспечению запланированных объемов добычи нефти. Мишкинское нефтяное месторождение, эксплуатируемое ОАО «Удмуртнефть», также находится на поздней стадии разработки. Для интенсификации добычи нефти и снижению ...

Одна тонна нефти способна покрыть площадь до 12 квадратных километров. Дальнейшие изменения происходят под воздействием ветра, волн и погоды. Обычно пятно дрейфует по воле ветра, постепенно распадаясь на более мелкие пятна, которые способны удаляться на значительные расстояния от места разлива. Сильные ветры и штормы ускоряют процесс дисперсии пленки.

Птицы, которые большую часть жизни проводят на воде, наиболее уязвимы к разливам и пожарам нефти на поверхности водоемов. Внешнее загрязнение нефтью разрушает оперение, спутывает перья, вызывает раздражение глаз. Гибель является результатом воздействия холодной воды. Пожары и способствующие разливы нефти от средних до крупных вызывают обычно гибель тысячи птиц.

Если авария произошла неподалеку от города или иного населенного пункта, то отравляющий эффект усиливается, потому что нефть/нефтепродукты образуют опасные «коктейли» с иными загрязнителями человеческого происхождения.

Разливы нефти приводят к гибели млекопитающих. Рыбы подвергаются воздействию разливов нефти в воде при употреблении загрязненной пищи и воды, а также при соприкосновении с нефтью во время движения икры. Гибель рыбы, исключая молодь, происходит обычно при серьезных разливах нефти. Однако сырая нефть и нефтепродукты отличаются разнообразием токсичного воздействия на разные виды рыб. [4]

Влияние пожаров нефти на беспозвоночные организмы может длиться от недели до 10 лет. Это зависит от вида пожара нефти; обстоятельств, при которых произошел разлив и его влияния на организмы. Беспозвоночные чаще всего гибнут в прибрежной зоне, в отложениях или же в толще воды.

Растения водоемов полностью погибают, если концентрация полиароматических углеводородов (образуются в процессе сгорания нефтепродуктов) достигает 1%.

Нефть и нефтепродукты нарушают экологическое состояние почвенных покровов и в целом деформируют структуру биоценозов. Почвенные бактерии, а также беспозвоночные почвенные микроорганизмы и животные не в состоянии качественно выполнять свои важнейшие функции в результате интоксикации легкими фракциями нефти.

От подобных аварий страдает не только животный и растительный мир. Серьезные убытки несут местные рыбаки, отели и рестораны. Кроме того, с проблемами сталкиваются и иные отрасли экономики, особенно те предприятия, деятельность которых нуждается в большом количестве воды. В случае, если разлив нефти происходит в пресном водоеме, негативные последствия испытывает на себе и местное население (например, коммунальным службам намного сложнее очищать воду, поступающую в водопроводные сети) и сельское хозяйство.

Ущерб от крупномасштабных пожаров нефтепродуктов подсчитать достаточно сложно. Он зависит от многих факторов, таких, как тип разлитых нефтепродуктов, состояния пострадавшей экосистемы, погоды, океанских и морских течений, времени года, состояния местного рыболовства и туризма и пр.

Список литературы:

[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/kontrolnaya/ekologicheskie-posledstviya-pojarov-gazovyih-i-neftyanyih-fontanov/

1. Гарин В.М., Клёнова И.А., Колесников В.И. Экология — Ростов-на-Дону.: Феникс, 2001
2. Гирусов В.И., Бобылев С.Н., Новоселов А.Л. Экология и экономика природопользования природопользования — М.: ЮНИТИ, 2002
3. Коробкин В.И., Передельский Л.В. Экология — Ростов-на-Дону.: Феникс, 2003
4. Павлов А.Н. Экология Рациональное природопользование и безопасность жизнедеятельности — М.: Высшая школа, 2005
5. Экология Охрана природы Экологическая безопасность/ Под ред. проф. Никитина А.Т. — М.: МНЭПУ, 2000

Задание 2 Практическая часть.

1 Расчет срока исчерпания невозобновимых ресурсов.

Оцените срок исчерпания природного ресурса, если известен уровень добычи ресурса в текущем году, а потребление ресурса в последующие годы будет возрастать с заданной скоростью прироста ежегодного потребления. Исходные данные для выполнения работы представлены в таблице 2.1. Рассчитайте время исчерпания приведенных в таблице ресурсов. Сделайте вывод о последовательности прекращения добычи ресурсов.

Таблица 2.1

Данные для расчета срока исчерпания ресурсов

Вар.	Вид ресурса	Запас ресурса, Q, млрд.т	Добыча ресурса q, млрд.т/год	Прирост объема потребления ресурса, ТР, % в год
5	Фосфор	40	0,023	1,8

Решение:

• где Q – запас ресурсов;
• q – годовая добыча ресурса;
• ТР – прирост потребления ресурса;
• t – число лет.

Логарифмирование выражения для Q дает следующую формулу для расчета срока исчерпания ресурса:

лет

2 Расчет количеств потребляемых и выделяемых веществ в процессе функционирования лесных экосистем.

Определить массы потребляемых СО ₂ и Н₂ О и выделяемого О₂ при создании годового прироста древесины V_год . Элементный состав древесины и ее плотность приведены в табл.3.1.

Таблица 3.1

Вар.	Элементный состав, %			Плотность, кг/м 3	V год. , м3 /га∙год
	С	Н	О
5	50,4	6,2	42,3	570	11,4

Решение:

1. Определяем коэффициенты x, y, z, w для древесины кедра:

2. Пересчитываем объем древесины на абсолютно сухой вес при текущем годовом приросте V _год , равном 10,7 м³ /га:

М _{древ.год} = ρ∙V_год = 570∙11,4 = 6498 кг/га.

3. Определяем поглощенные количества СО ₂ и Н₂ О:

4. Определяем количество выделившегося О ₂ :

_{3 Расчет газовых выбросов при сжигании топлива. Расчет выбросов при сжигании газообразного топлива.}

_{Составьте материальные балансы веществ при сжигании различных видов топлива, количество и состав которых приведен в табл. 4.2.}

_{Таблица 4.2}

Вар.	Масса и состав топлива, %
5	217 тыс. т природного газа СН 4 – 80, С3 Н8 – 17, СО2 – 3.

Стехиометрические уравнения реакций горения:

метана СН ₄ + 2О₂ → СО₂ + 2Н₂ О,

16 + 64 = 44 + 36 ,

1 + 4 = 2,75 + 2,25.

пропана С ₃ Н₈ + 5О₂ → 3СО₂ + 4Н₂ О,

44 + 160 = 132 + 72,

1 + 3,64 = 3 + 1,64.

Расчет необходимого количества кислорода и веществ, выделяющихся при сжигании газообразного топлива, осуществляется по формулам:

М _О2 = (4·СН₄ /100 + 3,64·С₃ Н₈ /100) ∙М_топл ;

М _СО2 = (2,75·СН₄ /100 + 3·С₃ Н₈ /100 + СО₂ /100) ∙М_топл ;

М _H2О = (2,25·СН₄ /100 + 1,64·С₃ Н₈ /100 ) ∙М_топл .

В приведенных формулах значения СН ₄ , С₃ Н₈ соответствуют процентному содержанию горючих газов в сжигаемом газообразном топливе. Присутствие в составе горючей массы углекислого газа необходимо учитывать в формуле слагаемым (СО₂ /100).