CC BY
14
чается во все сезоны года. То же характерно и для взвешенных веществ, свинца и марганца. В то же время максимальная концентрация диоксида азота отмечается в январе (0,06 мг/м3), а минимальная — в июне (0,03 мг/м3). Аналогичная картина характерна и для диоксида серы: максимум — в январе и марте (0,032 мг/м3), минимум — в июле (0,016 мг/м3). Это, по-видимому, обусловлено более интенсивной работой предприятий топливно-энергетического комплекса в зимние месяцы.
Таким образом, несмотря на тенденцию к снижению объемов выбросов вредных веществ в воздушный бассейн Чебоксар, концентрации ряда соединений 1-го и 2-го класса опасности превышают соответствующие гигиенические нормативы. Это обусловливает проведение дальнейших мероприятий по снижению выбросов машиностроительных предприятий города.
Поступила 01.02.%
С Р. Л. СУЛЕЙМАНОВ. 1997 УДК 614.72:665.61-07
Р. А. Сулейманов
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВЫБРОСОВ В АТМОСФЕРУ ПРЕДПРИЯТИЙ НЕФТЕХИМИЧЕСКОЙ И НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
НИИ медицины труда и экологии человека ГКСЭН РФ. Уфа
Современные предприятия по переработке нефти являются массивными источниками загрязнения атмосферы, выделяя в год десятки тысяч тонн вредных для человека химических соединений. Анализ материалов наблюдений центров по контролю за качеством природной среды |1| и собственные исследования позволили определить перечень городов России с развитой нефтехимической промышленностью, наиболее ответственных за загрязнение атмосферного воздуха. Эти го-
Та блица 1
Характеристики выбросов предприятий нефтехимии и нефтепереработки в атмосферу городов Российской Федерации (усредненные данные за последние 8 лет)
Вредные вещества
Выбросы вредных веществ, тыс.т/г
Вк.'Ш в иыб-росы но отношению к другим отраслям.
%
Ранговое место но сумме иыб-рооов среди других отраслей
Всего 1533 8,6 Из них:
Диоксид серы 232.6 2,7
Оксид углерода 292,8 4,2
Оксиды азота 57,2 2,1 Углеводороды
(без ЛОС) 225,1 10,5
ЛОС 423,4 24,7
Аммиак 35,1 56.2
Кислота серная 2,42 6.2
Сероводород 8,4 30,5
Сероуглерод 24,5 97,3
Водород хлористый 1,3 31,6
Толуол 18,5 30,7
Ксилол 5,9 15,4
Этилацстат 5,3 35,8
Дихлорэтан 9,2 89,3
Спирт метиловый 4,2 57,2
Спирт изопропилопый 2,8 50.1
Формальдегид 0,9 22.0
Фенол 1,1 15,9
Стирол 1,2 57,1
Циклогексан 0,4 48,7 Углерод четырехло-
ристый 0,15 51.5
Спирт пропиловый 0.2 96,3
Этилбензол 0,1 80,5
рода размещаются в Поволжском экономическом районе (Новокуйбышевск, Нижнекамск, Сызрань, Самара, Волгоград), Центральном (Рязань, Ярославль), Северо-Кавказском (Грозный), За-падно-Сибирском (Омск), Восточно-Сибирском (Ангарск) и Уральском (Уфа, Салават, Пермь). Суммарные выбросы предприятий нефтехимии и нефтепереработки этих городов в динамике лет теиденционно снижались благодаря проведению природоохранных мероприятий, а в последние годы и в связи с общим спадом производства.
Так, в целом по отрасли снижение выбросов вредных веществ в атмосферу городов в 1994 г. составило 1,5—1,8 раза по отношению к 1984 г.
По усредненным данным за период 1986— 1994 гг. общий валовый выброс по предприятиям отрасли 13 вышеуказанных городов России составляет I млн. 533 тыс. т химических соединений в год. При этом по удельному количеству вредных выбросов среди всех отраслей промышленности нефтепереработка и нефтехимия занимают 6-е место (8,6%) в общей эмиссии в атмосферу (табл. 1). Несмотря на определенное отставание по объему валового выброса в атмосферу среди других отраслей промышленности, предприятия нефтехимии и нефтепереработки являются основными загрязнителями воздушного бассейна по аммиаку, углеводородам и летучим органическим соединениям (ЛОС), сероводороду, сероуглероду, толуолу, этил-'ацегату, дихлорэтану, метанолу, пропиловому и изопропиловому спирту, стиролу, циклогексану, четыреххлористому углероду, этилбензолу и др.
Загрязнение атмосферного воздуха происходит на всех этапах технологического процесса переработки нефти и ее компонентов как при обычной работе предприятий, так и при возможных залповых периодических выбросах, аварийных ситуациях, остановках технологического процесса, ремонтных работах, пусконаладочных операциях и выводов технологического процесса на режим. Источники загрязнения атмосферного воздуха на предприятиях нефтехимии и нефтепереработки можно условно разделить на организованные и неорганизованные. К организованным источникам, как правило, относятся дымовые трубы пе-
Таблица 2
Степень улавливания и утилизации вредных веществ на предприятиях нефтехимии и нефтепереработки (усредненные данные за период 1986-1993 гг.)
Химические соединения Улавливание. % Увеличение эффекта улавливания в 1993 г. по отношению к 1986 г. Утилизация уловленных веществ, %
Всего 65,7 1,6 раза 71,8 Из них:
Диоксид серы 10,7 13,5 раза 56,7
Оксид углерода 71,5 1,2 раза 76,5
Оксиды азота 37,3 4.4 раза 51,7
Углеводороды 52,5 1,8 раза 63,3
Кислота серная 98.2 1,1 раза 82,3
Сероводород 88,3 1,2 раза 40,3
чей сжигания газообразных отходов производств (окись углерода, окислы азота, химический недожог), трубы для выбросов газов производства окиси этилена, реакционные газы на установках термического и каталитического крекинга, реакупе-рационные газы установок фенола, изопропил-бензола, факельные установки, предохранительные клапаны, отдушки и т. д. Высота источников организованных выбросов колеблется от 20 до 100 м. Неорганизованными источниками выбросов являются испарения из резервуаров, газовыделения через неплотности оборудования, сальники насосов, фланцевые соединения продукгопро-водов, открытая поверхность сооружений по очистке сточных вод, градирни системы оборотного водоснабжения, нефтеловушки, нефтеотделители и другое оборудование [2|.
При существующей технологии и степени герметизации оборудования в отрасли суммарные потери нефтепродуктов находятся в пределах 0,7— 1,3% от количества перерабатываемой нефти. При этом в атмосферный воздух испаряется 75—80% всех потерянных нефтепродуктов |3|. Наиболее крупными источниками загрязнения атмосферного воздуха, характеризующимися значительным количеством безвозвратных потерь, являются заводские резервуары для хранения нефти и нефтепродуктов. Выброс осуществляется через специальные дыхательные клапаны при небольшом избыточном давлении паров нефтепродуктов или при вакууме в резервуаре, а также через открытые люки и возможные неплотности в кровле резервуаров. Особенно увеличивается выброс при заполнении резервуаров нефтью или нефтепродуктом, так как пары легких нефтепродуктов из газового пространства вытесняются в атмосферу.
В принципе предотвращение потерь нефти и нефтепродуктов из этих резервуаров возможно при оборудовании их понтонами и плавающими крышами. Однако из существующих 15 тыс резервуаров на предприятиях отрасли лишь 457 оборудованы понтонами и 81 — плавающими крышами.
В вопросах охраны атмосферного воздуха на территориях основных городов России с развитой нефтехимией и нефтепереработкой существенная роль принадлежит оснащенности организованных источников выделения газопылеулавливающими установками. Недостаточно высокий уровень оснащения ими источников выделения,
большое число неэффективных и неисправных установок часто приводят к неудовлетворительному улову вредных веществ. В целом по отрасли степень улова вредных соединений, по усредненным данным за период 1986—1993 гг., составляет 65,7% (табл. 2). При этом улавливание оксида углерода, сероводорода и серной кислоты наиболее значительное (71,5—98,2%). В последнее время существенно увеличился эффект улавливания диоксида серы и оксидов азота, которые в конце 70-х и начале 80-х годов практически беспрепятственно выбрасывались в атмосферный воздух.
Анализ многолетней информации по выбросам вредных веществ в атмосферу предприятиями отрасли отдельных городов свидетельствует, что наибольшее количество выбросов отмечается в Грозным, Уфе, Новокуйбышевске и Ангарске (табл. 3). При этом улавливание вредных веществ по разным городам составляет от 22,7 до 74,9%. Достаточно низкий эффект улавливания, по усредненным данным за 8 лет, отмечается на предприятиях отрасли в Самаре, Новокуйбышевске, Грозном. В то же время на предприятиях нефтехимии и нефтепереработки в Омске, Нижнекамске, Сызрани, Салава-те достигнута значительная эффективность улавливания вредных веществ. Наибольший вклад предприятий отрасли в суммарном выбросе от всех источников загрязнения обнаруживается в Грозном, Новокуйбышевске и Уфе. В этих городах доля выбросов предприятий нефтехимии и нефтепереработки составляет 71,4—88,2%. Исходя из этого, можно предположить, что население этих городов будет служить достаточно достоверной моделью при изучении влияния выбросов предприятий отрасли на здоровье человека и построение на этой основе математической зависимости в системе выбросы производств—здоровье населения.
При анализе многолетней информации по выбросам отдельных приоритетных загрязнителей (1—2-е ранговое место, см. табл. 1) в воздушный бассейн городов России установлено, что наибольший вклад в поступлении в атмосферу углеводородов вносят производства нефтехимии и нефтепереработки Грозного и Уфы, аммиака — Салавата и Перми, фенолов — Омска и Грозного,
Таблица 3
Валовый выброс вредных веществ основных предприятий нефтехимии и нефтепереработки в городах Российской Федерации (усредненные данные за период 1986—1993 гг.)
Город Выбросы предприятий. тыс. т/год Улавливание вредных веществ, % Вклад предприятий в выбросы по городу, 9о Выбросы вредных веществ на единицу площади, т/км2
Грозный 205,1 29,4 88,2 680
Уфа 198,7 54,0 71,4 410
Новокуйбышсвск 194,7 24,3 72,8 3740
Ангарск 169,3 58,7 41,6 1540
Омск 141,3 74,9 29,7 320
Ярославль 132,5 51,4 58,0 680
Пермь 99,2 40,6 64,2 140
Волгоград 95,2 65,6 39,1 240
Сызрань 80.6 71,4 45.3 430
Рязань 68.0 56,7 49.9 370
Сала ват 65,5 69,7 53,8 730
Самара 64,8 22,7 50,7 140
Н ижнекамск 55,5 72,4 48.3 280
г.-1173
- 9 -
Таблица 4
Ранжирование городов но остроте проблемных ситуаций, связанных с выбросами предприятий нефтехимии и нефтепереработки
Го|ЮД Фактическая оценка Приведенная оценка Напряженность химической нагрузки Ранговое распределение остроты проблемной ситуации
усредненный показатель выбросов, тыс.т/гол средняя численность населения, тыс. чел. выбросов производств, усл. ед. численности населения, усл.ед.
Ангарск 169.3 265,7 1,4 0.44 0.78 9
Волгоград 95,2 1033 0,8 1,71 1,16 4
Грозный 205.1 400,5 1,7 0,66 1.06 7
Нижнекамск 55.5 15 0.46 0.02 0.096 13
Новокуйбышевск 194,7 113,1 1,6 0,19 0,55 10
Омск 141.3 1166,5 1,2 1.94 1.53 2
Пермь 99,2 1093 0,8 1,81 1.20 3
Рязань 68,0 508 0,56 0,84 1,14 5
Салават 65.6 155,1 0.5 0,26 0.36 11
Самара 64.8 1254,3 0,5 2,08 1,02 8
Сызрань 80,6 95,1 0,7 0.16 0,33 12
Уфа 198,7 1093,8 1,6 1,82 1,71 1
Ярославль 132,5 638,1 1.1 1,06 1,08 6
формальдегида — Ярославля и Нижнекамска, сероводорода — Новокуйбышевска. Располагая материалами длительных наблюдений за объемом и составом выбросов в атмосферу городов предприятиями отрасли вредных веществ и имея информацию о средней численности населения за тог же период, рассчитали напряженность химической нагрузки, создаваемой предприятиями нефтехимии и нефтепереработки на всю популяцию населения этих городов (табл. 4).
Для этого показатели выбросов предприятий городов и численности населения были переведены в безразмерные единицы. Перевод осуществляли по принципу отношения фактических величин (выбросов, численности населения) к базовому нормативу или стандарту. В качестве базового показателя использовали среднюю арифметическую величину по каждой изучаемой группе показателей на анализируемых территориях городов. Напряженность химической нагрузки с помощью коэффициента остроты проблемных ситуаций в анализируемых городах рассчитывали по формуле:
к - УРТя,
где V — приведенная оценка объема выбросов вредных веществ (в усл. ед.), Н — приведенная оценка численности населения (в усл. ед.).
Расчеты показали, что наибольшая химическая нагрузка на популяцию жителей оказывается предприятиями отрасли Уфы, Омска, Перми, которые по рангу остроты проблемных ситуаций занимают первые места. Это обусловливается в первую очередь значительной численностью населения и высокими показателями выбросов производств отрасли вредных веществ в этих городах (по объему выбросов занимают соответственно 2, 5 и 7-е место). Учитывая, что предприятия нефтехимии и нефтепереработки в Уфе и Перми вносят существенный вклад в общий валовой выброс вредных веществ в атмосферу (соответственно 71,4 и 64,2%) и уровень самоочищающей способности атмосферы этих городов один из самых низких в России, следует ожидать в них достоверное выявление специфического воздействия на организм человека выбросов производств отрасли.
Выводы. I. По удельному количеству выбросов вредных веществ среди всех отраслей промышленности предприятия нефтехимии и нефтепереработки занимают 6-е место (8,6%) в общей эмиссии в атмосферу.
2. Предприятия нефтехимии и нефтепереработки по сравнению с другими отраслями промышленности являются основными загрязнителями атмосферного воздуха по углеводородам и ЛОС, аммиаку, сероводороду, толуолу, пропило-вому и изопропиловому спирту, сероуглероду, этилбензолу, этилацетату, стиролу, метанолу и др.
3. По усредненным данным эффект улавливания вредных соединений по отрасли составляет 65,7%. Наиболее значительный улов вредных соединений (71,5—98,2%) достигается по оксиду углерода, сероводороду, серной кислоте.
4. Среди всех городов Российской Федерации самый высокий объем выбросов вредных веществ в атмосферу отмечался на предприятиях нефтехимии и нефтепереработки Уфы, Грозного, Новокуйбышевска, Ангарска и Омска. Эти же города характеризуются наибольшим вкладом предприятий отрасли в суммарном выбросе вредных веществ от всех источников загрязнения.
5. Расчет напряженности химической нагрузки (по валовому выбросу), создаваемой предприятиями отрасли на всю популяцию населения исследуемых городов, свидетельствует, что по рангу остроты проблемной ситуации первые места занимают Уфа, Омск, Пермь.
Л и тсратура
1. Ежегодник состояния загрязнения воздуха и выбросов вредных веществ в атмосферу городов и промышленных центров Российской Федерации. Выбросы вредных веществ/ Под ред. H. Е. Бсрлянда. — Л., 1985—1995.
2. Каримова Л. М., Галиев М. А., Сулейманов Р. А. Нефть и здоровье. — Т. 1—2. —Уфа, 1993.
3. Полянский В. А.. Бойко В. И. // Гигиена труда и охрана здоровья рабочих в нефтяной и нефтехимической промышленности. — Уфа, 1972. — С. 3—6.
Поступила 08.04.%
S u-ni m а г у . Many-year surveys of the output of harmful agents entering the ambient air from petrochemical and oil-processing enterprises in Russian cities and towns were summarized. A variety of the cities and towns with developed petrochemical and oil-processing industry were found to be a burden to their population.
