CC BY
543
[гиена и санитария 1/2012
документы, определяющие порядок их использования для питьевых нужд, в частности в Санитарные правила СП 2.1.5.1059-01 "Гигиенические требования к охране подземных вод от загрязнения" следует внести дополнения, позволяющие повысить результативность их реализации на территориях с трансграничными водными объектами. Для этого в раздел "Общие положения" надо внести следующие дополнения:
"2.5. Требования по охране подземных вод, включаемые в государственные стандарты, международные и межрегиональные соглашения по вопросам охраны и использования подземных вод с трансграничным и межрегиональным использованием и другие акты федеральных органов исполнительной власти, не должны противоречить положениям настоящих Санитарных правил и норм."
В раздел 3. "Требования к санитарной охране подземных вод" в пункт 3.2 "Мероприятия по защите подземных вод от загрязнения при различных видах хозяйственной деятельности должны обеспечить:" добавить: "информирование о чрезвычайных ситуациях, повлекших загрязнение подземных вод или создавших угрозу их загрязнения."
В разделе 5 "Требования к организации контроля за охраной подземных вод" в пункте 5.6 указано: "Периодичность производственного контроля должна обеспечивать достоверную информацию, позволяющую предотвратить опасность загрязнения, но не реже 1 раза в месяц". Добавить: "На водных объектах с трансграничным, межрегиональным формированием подземного стока периодичность контроля определяется межгосударственными соглашениями в зависимости от степени защищенности подземных вод от загрязнения."
В раздел включить отдельно пункт 5.10 следующего содержания: "5.10. На водных объектах с трансграничным, межрегиональным формированием подземного стока программа производственного контроля составляется с учетом межгосударственных и межрегиональных соглашений об охране водных ресурсов."
Литер атур а
1. Договор о добрососедстве, дружбе и сотрудничестве между Российской Федерацией и Китайской Народной Республикой - Москва, 16 июля 2001 года - ратифицирован Российской Федерацией - ФЗ от 25.01.2002 № 9-ФЗ. - М., 2002.
2. Концепция межрегионального и приграничного сотрудничества государств - участников Содружества Независимых Государств (утв. Решением Совета глав правительств СНГ о Концепции межрегионального и приграничного сотрудничества государств - участников Содружества Независимых Государств от 15 сентября 2004 г). - М., 2004.
3. О международной деятельности Роспотребнадзора со странами СНГ - протокол заседания Коллегии Роспотребнадзора от 18.01.2008. - М., 2008.
4. Основы пограничной политики Российской Федерации, утв. Указом Президента Российской Федерации от 5 октября 1996 г. // Российская газета. - 1996. - 7 октября. - № 213.
5. План действий по реализации положений договора о добрососедстве, дружбе и сотрудничестве между Российской Федерацией и Китайской Народной Республикой (2005-2008 годы). - М., 2008.
6. Постановление Правительства Российской Федерации от 7 мая 1997 г. № 555 "Об утверждении Соглашения между Правительством Российской Федерации и Правительством Китайской Народной Республики о сотрудничестве в области охраны и рационального использования трансграничных вод". - М, 1997.
7. Постановление Совета Федерации Федерального собрания Российской Федерации от 8 июня 2005 г. № 183-СФ "О некоторых проблемах реализации концепции приграничного сотрудничества в Российской Федерации". - М., 2005.
8. Санитарные правила и нормы. Гигиенические требования к охране поверхностных вод. СанПиН 2.1.4.980-00. - М., 2000.
9. Санитарные правила и нормы. Зоны санитарной охраны источников водоснабжения и водопроводов питьевого назначения. СанПиН 2.1.4.1110-02. - М., 2002.
10. Санитарные правила и нормы. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. СанПиН 2.1.4.1074-01. - М., 2001.
11. Указ Президента Российской Федерации от 10 января 2000 г. № 24 "О Концепции национальной безопасности Российской Федерации" // Собрание законодательства Российской Федерации. - 2000. - № 2. - Ст. 170.
12. Щербаков А. С. "Пограничная безопасность как составляющая национальной безопасности Российской Федерации", Правовое обеспечение пограничной безопасности России: Материалы межведомственной науч.-практ. конф. - М., 2001. - С. 15-16.
Поступила 15.07.10
© А. Е. ЗАПОЛЬНЫЙ, А. В. БЕЛОГУБ, 2012 УДК 614.72:665.6
А. Е. Запольный1, А. В. Белогуб2
новый подход К НОРМИРОВАНИЮ ВЫБРОСОВ УГЛЕВОДОРОДОВ от технологических операций с сепарированной нефтью
1ООО «Экопроект-М»; 2ООО «Экоплюс», Казань
В связи с исключением из гигиенических нормативов ориентировочных безопасных уровней воздействия (ОБУВ) для углеводородов С—С5 и С6-С1д предлагается нормировать выбросы загрязняющих веществ от технологических операций с нефтью, используя имеющиеся гигиенические нормативы для бензина нефтяного, сольвент-нафты, уайт-спирита, керосина и углеводородов С12-С19 на основании фракционного анализа нефти по ГОСТ 2177—99.
Ключевые слова: нормирование, выбросы, нефтепродукты, бензин нефтяной, керосин, сольвент-нафта, уайт-спирит, фракционный анализ
А. Е. Zapolnyi1, А. VBelogub2 - A NEW APPROACH ТО REGULATING HYDROCARBON EMISSIONS FROM MANUFACTURING OPERATIONS WITH SEPARATED OIL
1000 "Ecoproject-M", Kazan ; 2000 ‘‘Ecoplus", Kazan
92
Due to the fact that the approximate safe levels for hydrocarbons C1-C5 and C6-C10 have been excluded from their hygienic standards, it is proposed to regulate the emissions of contaminants from manufacturing operations with oil, by using the existing hygienic standards for petroleum oil, diluent naphtha, paint naphtha, kerosene, and hydrocarbons C12-C19 on the basis of oil fractional analysis according to GOST 2177-99.
Key words: regulation, emissions, oil products, petroleum oil, kerosene, diluent naphtha, paint spirit, fractional analysis.
С 01.03.08 постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 19.12.07 № 92 введены в действие ГН 2.1.6.2309-07 «Ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест» [1], из которых исключены ОБУВ для углеводородов C-C и C6-C Позже письмом Роспотребнадзора от 13.07.09 № 01/9793-9-32 «О нормировании углеводородов в атмосферном воздухе» было указано, что нецелесообразно использование ОБУВ углеводородов предельных групп Ct-C5 и C6-C10 для контроля атмосферного воздуха в зоне влияния предприятий нефтепереработки и нефтебаз, поскольку нефть и продукты нефтепереработки представляют собой сложные неразделяемые природные смеси предельных углеводородов (с преобладанием тяжелых фракций) с олефиновыми (непредельными), нафтеновыми и ароматическими углеводородами. Поэтому при гигиенической оценке проектов предельно допустимых выбросов (ПДВ), санитарно-защитных зон (СЗЗ) и др., а также при организации лабораторного контроля атмосферного воздуха в зоне влияния предприятий нефтепереработки и нефтебаз предложено использовать установленные гигиенические нормативы для основных продуктов нефтепереработки: бензина (нефтяного, малосернистого), сольвента нефтяного, керосина, уайт-спирита, минерального масла, а также углеводородов предельных Cj-C19 и др., на период разработки гигиенических нормативов содержания углеводородов предельных (парафиновых) группы Ct-C5 и C6-C10 в атмосферном воздухе.
Вместе с тем в настоящее время в Российской Федерации отсутствуют утвержденные методические указания по делению нефтей и нефтепродуктов на указанные выше вещества. В методиках [2, 3] предлагается осуществлять нормирование паров нефти по следующим загрязняющим веществам: углеводороды предельные Ct-C5 (код 0415), углеводороды предельные C6-C10 (код 0416), бензол (код 0602), толуол (код 0621), этилбензол (код 0627), ксилолы (код 0616), сероводород (код 0333). При этом в методиках [2, 3] приводится удельное содержание компонентов, не учитывающее индивидуальных особенностей конкретных нефтей.
В то же время сочетание перечисленных компонентов нефти может сильно варьировать не только у сырья различных месторождений, но и на территории одного и того же месторождения при добыче нефти из различных геологических пластов, что не может не отражаться на качественном и количественном составе загрязняющих веществ, выделяющихся в атмосферный воздух.
По фракционному составу (oil composition) нефть принято разделять на следующие фракции, получаемые в результате перегонки: бензин; лигроин; керосин; смазочные масла; остаточный гудрон; фракции, получаемые в заводских условиях при разгонке нефти в соответствии с требованиями промышленности и качеством сырья (бензиновая, керосиновая, различных масел и другие широкие фракции); более узкие фракции, получаемые при углубленной перегонке нефти и нефтепродуктов. Относительное содержание различных фракций нефти, как правило, определяется по интервалам температур начала и конца
Запольпъш А. Е. - канд. хим. наук, дир. (ecoproekt-m@mail.ru); Белогуб А. В. - инженер-эколог (vbkzk@yandex.ru)
кипения: авиационный бензин - 40-180oC, автомобильный бензин - 40-205oC, керосин - 200-300oC, лигроин - 270-350oC, мазут - 350-500oC, гудрон - выше 500oC. В связи с указанными соображениями авторам представляется возможным нормирование выбросов загрязняющих веществ от технологических операций с сепарированной нефтью на основании фракционного анализа нефти, согласно требованиям, изложенным в ГОСТ 2177-99 [5], с использованием имеющихся гигиенических нормативов для бензина нефтяного, сольвент-нафты, уайт-спирита, керосина и углеводородов C12-C19.
Целью проведенного исследования было обсуждение нового способа определения компонентного состава смеси углеводородов с последующим нормированием выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от объектов нефтедобычи на основании фракционного анализа нефти.
При проведении расчетов было принято, что все части нефти, кипящие при нагревании выше 350oC, относятся к мазутной фракции. Учитывалось, что при разгонке используется нефть, отсепарированная от попутного газа, поэтому газообразные сернистые соединения (сероводород, меркаптаны) в выбросах отсутствуют.
Для проверки применимости предлагаемого метода использовано 2 паспорта качества нефти и нефтепродуктов, находящихся в свободном доступе на сайте Независимой торговой площадки по нефтепродуктам в России и СНГ (www.nge.ru) с более подробным по сравнению с другой нефтью, представленной на сайте, анализом компонентного состава (табл. 1). Для пересчета применялись следующие плотности компонентов: бензин нефтяной - 0,75 т/м3, сольвент-нафта - 0,86 т/м3, уайт-спирит - 0,79 т/м3, керосин - 0,8 т/м3, дизельное топливо - 0,85 т/м3, мазут -0,96 т/м3.
Для построения непрерывного фракционного ряда использованы сведения из ГОСТов [4, 6-10] на наиболее распространенные нефтяные фракции (см. рисунок). Таким образом, был выстроен непрерывный ряд загрязняющих веществ, имеющих утвержденные ПДК и ОБУВ, по возрастанию температурного интервала кипения (табл. 2).
Согласно ГОСТу 2177-99 [5], фракционный состав нефти и нефтепродуктов по температуре кипения определяется в процентах от объема взятого образца. Поскольку расчеты количества выбросов загрязняющих веществ оперируют процентами по массе, а не по объему, применялась следующая формула перехода процентов по объему в проценты по массе через отношение массы определенной фракции к общей суммарной массе всех фракций:
V ■ р. ■ 100
C. = —п---------, мас.% ,
£ V ■ р,
i = 1
где C - содержание i-го вещества в нефти, нефтепродукте, мас.%, V - объемный процент вещества при перегонке по ГОСТ 2177-99; р - плотность вещества, т/м3; 100 -переводной коэффициент из размерности в долях единицы к процентам.
Для проверки возможности прикладного использования предлагаемого способа деления выбросов загрязняющих веществ полученные значения процентного содержания компонентов нефти были апробированы при расчете выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Для этого проведен расчет максимального разового выброса (г/с) по
93
[гиена и санитария 1/2012
Таблица 1
Компонентный состав образцов нефти (в объемных и массовых процентах) для последующего расчета выброса загрязняющих веществ в атмосферу.
Фракции нефти Пример № 1* Пример № 2**
об. % мас. % об. % мас. %
Бензин нефтяной 12,25 10,62 8,5 7,28
Сольвент нефтяной 4,75 4,72 3,5 3,44
Уайт-спирит 10 9,13 7,0 6,31
Керосин 9 8,32 10,0 9,13
Дизельное топливо 30 29,48 31,5 30,56
Мазут 34 37,73 39,5 43,28
Углеводороды предельные С12-С19 (сумма значений для дизельного топлива и мазута) 64 67,2 71,0 73,84
*Паспорт качества на нефть сырую ОАО "Сургутнефтегаз", протокол анализа лаборатории ФАУ "25ГосНИИ химмотологии Минобороны России" № 237ХИ/07-09, проба № 1.
**Паспорт качества № 851 на нефть для нефтеперерабатывающих предприятий производства ООО "Иркутская нефтяная компания" от 11.10.06, выданный ФГУНПГП "Иркутскгеофизика", лаборатория органической геохимии ВостСибНИИГГиМС.
РД 39-142-00 [11]. Расчет по валовому выбросу не производили, поскольку он отличается от расчета максимального разового выброса лишь умножением последнего на время работы оборудования. Выбор методики для проверки обусловлен простотой расчетных формул, малым количеством вводных данных и в связи с этим доступностью контроля полученных результатов.
При расчете использовали следующие условия: поток легких углеводородов, 10 тыс. фланцевых соединений, 5% соединений, потерявших герметичность.
Определение массы выброса производилась двумя способами: по данным методических указаний [2, 3], строка «Сырая нефть» (табл. 3) и по удельному содержанию компонентов нефти (табл. 4).
Суммарные массы рассчитанных выбросов оказались идентичными при обоих вариантах расчета, однако компонентный состав существенно различается в соответствии с различиями в качественном составе нефти (см. табл. 3, 4). Суммарный объем углеводородов предельных при первом способе расчета составляет более 98%, при этом перечень загрязняющих веществ содержит не нормируемые существующими ГН углеводороды предельные C1-C5 и C6-C10, а также сероводород, выбросы которого от сепарированной нефти отсутствуют.
Второй способ расчета позволил оценить вклад каждой фракции нефти в общий объем выбросов. Учет выбросов ароматических углеводородов был осуществлен через введение фракции сольвент-нафты, представляющей собой смесь ароматических углеводородов бензоль-
S 450-1
d * m 400-
О. -0- 350-
к s 300-
Ф г 250-
S 200-
со О. 150-
(0 п 100-
ф с 50-
2 ш 1- 0-
Д
М
Наименование фракции
Распределение основных фракций нефти по температурам начала и конца кипения.
Б - бензин автомобильный; С - сольвент нефтяной; У - уайт-спирит; Т - топливо для реактивных двигателей (авиакеросин); Д - дизельное топливо; М - мазут.
Таблица 2
Параметры фракционирования компонентов нефти, имеющих утвержденные ПдК и оБУв, в атмосферном воздухе
Фракция нефти Код вещества Интервал Тнк, oC
Бензин нефтяной 2704 До 130
Сольвент нефтяной 2750 130-150
Уайт-спирит 2752 150-200
Керосин Углеводороды предельные 2732 200-250
Сп-С19 (для дизельного топлива) 2754 250-350
Углеводороды предельные С12-С19 (для мазута) 2754 Более 350
Таблица 3
результаты расчета максимального разового выброса загрязняющих веществ с использованием данных
по составу нефти методики [2, 3]
Объем Удельный вес в
Фракция нефти выбросов, общем объеме
г/с выбросов, %
Смесь углеводородов предельных С1 С5 0,03985 72,45
Смесь углеводородов предельных С6 С10 0,01474 26,80
Бензол 0,00019 0,35
Ксилолы 0,00006 0,11
Толуол 0,00012 0,22
Сероводород 0,00003 0,05
И т о г о ... 0,055
ного ряда со значением ОБУВ 0,2 мг/м3 совпадающим
со значением ПДК ароматического углеводорода ксилола
(0,2 мг/м3).
Полученные значения процентного содержания компонентов нефти были использованы при расчете выбросов от резервуаров хранения нефтепродуктов по методике [3]. Давление насыщенных паров компонентов рассчитывали
по методу [12] для минимальной и максимальной температуры 10 и 20oC соответственно. Компонентный состав для примеров № 1 и 2 принят по табл. 1. Полученные результаты расчета выбросов приведены в табл. 5.
Сравнительный анализ расчетов выбросов загрязняющих веществ (см. табл. 4, 5) показывает возможность учета качественного состава нефти разных месторождений при проведении расчетов по различным методикам.
94
Таблица 4
Результаты расчетов максимального разового выброса загрязняющих веществ в атмосферу по методике [11] с использованием данных фракционного состава нефти по [5]
Пример № 1 Пример № 2
Фракция нефти объем выбросов, г/с удельный вес в общем объеме выбросов, % объем выбросов, г/с удельный вес в общем объеме выбросов, %
Бензин нефтяной 0,005 9,09 0,00339 6,16
Керосин 0,00444 8,07 0,00481 8,74
Сольвент нефтяной 0,00255 4,64 0,00183 3,33
Уайт-спирит 0,00453 8,24 0,00309 5,62
Углеводороды предельные С12-С19 0,03848 69,96 0,04188 76,15
Итого ... 0,055 100 0,055 100
Таким образом, представляется возможным применение описанного подхода при нормировании выбросов загрязняющих веществ от технологических процессов нефтяной отрасли.
выводы
Предлагаемый подход к определению компонентного состава выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от объектов нефтедобычи обладает определенными преимуществами, к которым можно отнести простоту получения исходных данных по объемному содержанию нефтяных фракций (доступный и широко применяемый метод анализа, изложенный в ГОСТ 2177-99); легкость пересчета содержания фракций в массовый процент; наличие непрерывного ряда загрязняющих веществ с действующими ПДК и ОБУВ; учет индивидуального компонентного состава различных нефтей при нормировании выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух.
Таблица 5
результаты расчетов выброса загрязняющих веществ в атмосферу по методике [3] с использованием данных фракционного состава нефти по ГоСту [5]]
Пример № 1 Пример № 2
Фракция нефти объем выбросов, г/с объем выбросов, т/год объем выбросов, г/с объем выбросов, т/год
Бензин нефтяной 0,4680 2,7279 0,3392 1,9523
Керосин 0,0004 0,0024 0,0005 0,0027
Сольвент нефтяной 0,0057 0,0335 0,0044 0,0255
Уайт-спирит 0,0039 0,0233 0,0029 0,0168
Углеводороды предельные 0,0001 0,0007 0,0001 0,0008
С12 С19
Литер атура
1. ГН 2.1.6.2309-07. Ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест. - М., 2008.
2. Методические указания по определению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу из резервуаров (Новополоцк, 1997): Дополнение. - СПб., l999.
3. Методические указания по определению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу из резервуаров. - СПб., 1998.
4. ГОСТ 2084-77. Бензины автомобильные. Технические условия. - М., 2003.
5. ГОСТ 2177-99. Нефтепродукты. Методы определения фракционного состава. - Минск, 2003.
6. ГОСТ 305-82. Топливо дизельное. Технические условия. -М., 2003.
7. ГОСТ 10227-86. Топливо для реактивных двигателей. - М., 2005.
8. ГОСТ 10585-99. Топливо нефтяное. Мазут. Технические условия. - М., 2005.
9. ГОСТ 10214-78. Сольвент нефтяной. Технические условия. -М., 1994.
10. ГОСТ 3134-78. Уайт-спирит. Технические условия. - М., 1996.
11. Методика расчетов выбросов в окружающую среду от неорганизованных источников нефтегазового оборудования. (РД-39-142-00). - Краснодар, 2001.
12. Физико-химические методы мониторинга окружающей среды. Ч. 1. Геохимическое обследование природных объектов: Учебно-метод. пособие. - Казань, 1999.
Поступила 24.06.10
95
