ВВЕДЕНИЕНесмотряна преимущества использования природного газа перед другими видами топлива,количество вредных веществ, поступающих в окружающую среду при егоиспользовании, остается достаточно большим, что приводит к существеннымизменениям в атмосфере, поверхностных водотоках, водоемах, подземныхводоносных горизонтах, почвах и растениях.
Притранспорте газа наиболее существенными источниками загрязнения биосферыявляются компрессорные станции. Они поставляют в воздушную среду большую частьоксида и диоксида азота, оксида углерода. Снижение их содержания в воздухе — главная задача в газовой отрасли. Отсюда необходимо обеспечение герметичностивсех систем, сокращение аварийных ситуаций, что связано с уменьшением потерьгаза, и, следовательно, негативного воздействия на окружающую среду.
Мощныйпарк газоперекачивающих аппаратов и установок участвует в общем вкладе загрязнениявоздушного бассейна и в изменении природных условий. Постоянно выделяющиесязагрязняющие вещества рассредотачиваются воздушными потоками на большиерасстояния.
промышленная деятельностьКомпрессорнаястанция “Острогожск” входит в состав Острогожского управления магистральныхгазопроводов для транспорта природного газа по газопроводам Елец-Серпухов,Северный Кавказ-Центр. Данный объект принадлежит к линейным компрессорнымстанциям и предназначен для транспорта газа и компенсации потерь его давленияв трубопроводе.
Настанцию газ поступает преимущественно с Уренгойского месторождения. Основнаясоставляющая часть этого природного газа — метан (97,95 % по объему). Емусопутствуют в незначительных количествах (% по объему): этан — 0,53, пропан-0,24, изо- и н-бутан — 0,05 и 0,06, азот — 1,13, а также изо- и н-пентан идиоксид углерода. Природный газ транспортируется по трубопроводам сжатым смаксимальным допустимым давлением 7,5 МПа. При его транспортировке наблюдаютсяпотери давления на гидравлическое сопротивление, в результате чего передпоступлением на компрессорную станцию давление газа составляет 3-4 МПа.Поступая на станцию, он компремируется и распределяется потоками согласнорежима диспетчерской службы потребителям.
Почтивсе цеха и службы расположены рядом друг с другом, за исключениемкомпрессорного цеха 4, являющегося одним из основных источников загрязненияокружающей среды, и резервной котельной. Они находятся на расстоянии 250-300 мот основной территории станции. При поступлении на станцию газ вначале проходитблок очистки от влаги и механических примесей (сепараторы, пылеуловители), азатем передается непосредственно в компрессорные цеха 3 и 4, где происходитего компремирование. В связи со снижением объемов перекачиваемого газа в работенаходится только цех 4. Цеха оборудованы газотурбинными газоперекачивающимиагрегатами ГТ-750-6. Цех 3 оснащен тремя такими аппаратами, а цех 4 — десятью.При их работе образуются продукты сгорания газа.
Впроцессе компремирования температура природного газа значительно увеличиваетсяи транспортировка газа в таком состоянии невозможна. Поэтому перед дальнейшейтранспортировкой его охлаждают, используя для этого аппараты воздушногоохлаждения.
Накомпрессорной станции имеются две котельных, одна из которых — резервная и внастоящее время не эксплуатируется. Котельная оборудована двумя котлами“Универсал-бМ” и одним “КСВ”, работающими на природном газе. Резервная котельнаяоборудована двумя котлами типа ВК-21. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ТЕРРИТОРИИ
Острогожскаякомпрессорная станция находится в Центрально-Черноземной области России в 2 кмвосточнее города Острогожска, на восточных склонах Среднерусской возвышенностиВосточно-Европейской равнины. Географические координаты — 51° с.ш., 39° в.д…К основным формам рельефа, определяющим характер поверхности в даннойместности, относятся речные долины с террасами, ложбины, хорошо развитыеовражно-балочные системы. На водоразделах встречаются плоские западины, а насклонах — оползни. Абсолютная высота в пойме р. Тихая Сосна — 84 м, наводоразделе -214м. Амплитуда колебания высот достигает 130 м .
Четвертичныеотложения, прикрывающие почти сплошь все более древние породы, являютсянаиболее распространенными. Они имеют особо важное значение в генезисе современныхпочв, их географии и топографии и представлены в основном покровными илессовидными суглинками, делювиальными и аллювиальными отложениями, режефлювиогляциальными песками и супесями.
Климатисследуемой территории умеренно континентальный с жарким сухим летом, умереннохолодной зимой с устойчивым снежным покровом и хорошо выраженными переходнымисезонами. Среднегодовая температура равна 7 °С, наиболее жаркого месяца (июля)+ 20,4 °С, января — 8,6 °С. Годовая сумма осадков составляет 500 мм.
Общийхарактер циркуляционных процессов обусловлен главным образом антициклоническойдеятельностью. Зимой здесь преобладают пасмурные дни, повторяемость которыхсоставляет 74-78%. В теплый период года увеличение солнечной радиацииспособствует прогреванию континентального воздуха и его высушиванию в процессетрансформации, поэтому облачность в это время меньше. Из неблагоприятныхявлений следует отметить туманы (39 дней в году), метели и поземки (35 дней вгоду), гололед и изморозь (49 дней в году), грозы (44 дня в году), сильныеветры (со скоростью > 15 м/сек — 2 дня в году).
Почвенныйпокров территории станции и ее окрестностей представлен почвами — естественныминенарушенными, естественно-антропогенными, поверхностно-преобразованными,антропогенными глубокопреобразованными и техногенными поверхностными в видепочвоподобных образований. На междуречьях доминируют черноземы типичные, а подпологом дубрав в междуречье Потудани и Тихой Сосны -серые лесные почвы. ВОстрогожском лесу почвенный покров состоит из выщелоченных черноземов итемно-серых лесных почв. На песчаных террасах речных долин развитыпреимущественно черноземовидные и желто-бурые связнопесчаные почвы а насупесчано-суглинистых — лугово-черноземные и выщелоченные черноземы. В поймахрек распространены пойменные аллювиальные дерновые и пойменные аллювиальныедерново-слоистые, луговые почвы. В притеррасной части пойм сформированыаллювиальные болотные, в основном иловато-перегнойно-глеевые и иловато-торфяныепочвы.
Впределах станции и в её окрестностях преобладают черноземы типичные,преимущественно распаханные. Целинные же черноземы типичные встречаются редко илишь на небольших участках под разнотравно-злаковой растительностью налессовидных суглинках.
Преобладаеткультурная растительность. На лесные массивы в районе приходится 6,4 %. Помеловым склонам р. Тихая Сосна наблюдаются своеобразные группировки реликтовыхрастений — тимьянники, среди которых доминируют чабрец или тимьян меловой ииссоп меловой. Им сопутствуют норичник меловой, смолевка меловая, льнянкамеловая, лен крымский.
Животныймир рассматриваемой территории сравнительно небогат. В видовом составепреобладают представители открытых пространств: заяц-русак, суслик крапчатый,степной хорек, мышевидные грызуны. Лесные виды характерны для более облесеннойчасти района — междуречье Потудани-Тихой Сосны. Здесь обитают олень настоящий,кабан, барсук, енотовидная собака, лесной хорек, норка, лисица. ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ АТМОСФЕРЫ
Приэксплуатации газотранспортных объектов следует выделить два основных источниказагрязнений — линейная часть газопровода и компрессорные станции.
Источникамизагрязнения приземной атмосферы являются участки с основным технологическимоборудованием — компрессорные цеха и участки вспомогательных служб: котельные,автотранспортное хозяйство, склад горюче-смазочных материалов, сварочный пост,участок металлообработки, склад метанола и блок очистки газа, участокдеревообработки, печь для дожига технологических жидкостей.
Значительнаячасть загрязняющих атмосферу веществ на компрессорных станциях выделяется приработе газоперекачивающих агрегатов и составляет 98%, а остальные 2% — продуктысжигания газа при работе котельных и электростанций. Большое (до 2200 м3газа) количество газа выбрасывается в атмосферу через “свечу” при остановках ипусках газоперекачивающих агрегатов. Кроме этого, потери газа на компрессорныхстанциях (до 10 тыс. м3 в летний период) происходят при продувкахпылеуловителей.
Компрессорныестанции поставляют в атмосферу большое количество оксидов азота и углерода,которые поступают от топливоиспользующего оборудования. При содержании в газесоединений серы в состав выбросов входят сероводород и диоксид серы (табл. 1).В связи с наличием большого парка автомашин, работающих на этилированном бензинеи дизельном топливе, ремонтных мастерских и автозаправочной станции определеносодержание в атмосфере углеводородов бензина, сажи. свинеца и его соединении.
Выделениедиоксида кремния, оксидов марганца, оксида железа, фторидов и фтористоговодорода находится в зависимости от сварочных работ, металлической пыли — отработы участков металлообработки, древесной пыли — от работы участковдеревообработки, паров метанола — от способа его хранения.
Всего в атмосферу поступает от 132 стационарныхисточников выбросов 1131,650 т/год загрязняющих веществ. Из этого количестванаибольшая доля приходится на метан — 378.424 т/год или 1567,000 г/сек, диоксидазота -167.276 т/год или 5,81637 г/сек, монооксид азота — 129,298 т/год или5.308 г/сек. монооксил углерода -455,737 т/год или 18,5155 г/сек. Оторганизованных источников в атмосферу поступает 956,94145 т/год загрязнителей,а от неорганизованных (стоянки автотранспорта, АЗС, склада метанола,пневмокранов) — 174,7086 т/год загрязняющих веществ. Наибольшее количествовредных соединений дают компрессорные цеха 3 — 37.326953 т/год (3,3%) и 4 — 1079,6076 т/год (95,4%).
Вобщей массе выбросов (1131,650 т/год) содержится около 20 веществ разныхклассов опасности (табл. 1). Особо токсичные и токсичные вещества (1 и II классовопасности) составляют 167,27698 т/год или 14,8 % (без учета NO)от общей массы всех выбросов. Из особо опасных веществ в выбросах встречаютсясвинец и его соединения, а из токсичных — диоксид азота, оксиды марганца,фтористый водород. Эти вещества поступают в приземную воздушную среду восновном от следующих источников:
Таблица 1Загрязняющие вещества, выбрасываемые в атмосферуОстрогожской компрессорной станцией
Наименование вещества Используемый критерий Значение критерия, мг/м3
Класс
опасности
Выброс вещества, т/год Свинец и его неорганические соединения ПДКм.р.[1] 0,001000 I 0,0003 Марганец и его соединения ПДКм.р. 0,010000 II 0,00038 Диоксид азота ПДКм.р. 0,085000 II 148,9000 Фториды газообразные ПДКм.р. 0,02000 II 0,00031 Оксид железа ПДКм.р. 0,040000 III 0.0048 Оксид азота ПДКм.р. 0.400000 III 147,6720 Сажа ПДКм.р. 0,150000 III 0.0043 Диоксид серы ПДКм.р. 0,500000 III 0,1610 Метанол ПДКм.р. 1,000000 III 0,0200 Оксид углерода ПДКм.р. 5,000000 IV 455,7370 Бензин нефтяной ПДКм.р. 5,000000 IV 0,2620 Диоксид кремния ОБУВ22
0,020000 0,00008 Метан ОБУВ 50.000000 378,4240 Одорант СПМ ОБУВ 0,000050 0,0123 Пыль абразивная ОБУВ 0.040000 0,1520 Пыль древесная ОБУВ 0,100000 0,3000 котельных,сварочного участка, автотранспортного хозяйства. Довольно опасны и веществаIII класса токсичности (0,3173 т/год или 0,03%), в особенности диоксид серы,металлическая пыль, сажа. К этому же классу относятся диоксид кремния иметанол. В приземной атмосфере определены и соединения IV класса опасности — 834,428 т/год (73,7%). К ним относятся оксид углерода, метан, бензин, оксиджелеза.
Потаким контролируемым показателям для воздуха, как концентрация метана,диоксида азота, суммации по диоксиду азота и диоксиду серы, метанола, древеснойпыли у источников наблюдается превышение значения ПДК в 1,2-1,8 раза.Содержание же оксида углерода, бензина и одоранта СПМ составляет 0,6-0,8 ПДК.С удалением от эпицентра выброса значения концентраций уменьшаютсяэкспоненциально до достижения минимума или фонового значения. Таким образом,на расстоянии 1000 м от источников выброса максимальные приземные концентрациизагрязняющих веществ постоянных выбросов компрессорной станции составляют: подиоксиду азота — 0,38 ПДК, по метану — 0,65 ПДК, по абразивной пыли — 0,18ПДК, а остальные на уровне фона.
Атмосферныевыбросы — основной путь поступления загрязняющих веществ в окружающую среду.Попадая в атмосферу, загрязняющие вещества подхватываются воздушным потоком,переносятся на большие расстояния, участвуют в различных физических процессах ихимических трансформациях. Весь процесс взаимодействия загрязнителей сокружающей средой можно разбить на ряд основных этапов:
1) выделениеиз источника и их начальное разбавление во время подъема в слои воздуха:
2) разбавлениеза счет турбулентной диффузии при переносе в районе распространения источника;
3) дальнийперенос от источника в массе воздуха и разбавление воздушной массы за счетпроцессов турбулентной диффузии и эффектов ветрового сдвига между слоямивоздуха, содержащими загрязнения:
4) реакциив атмосфере, приводящие к образованию вторичного загрязнения и увеличениюконцентрации загрязняющих веществ в атмосфере;
5) процессывыведения загрязнения из атмосферы, приводящие к ускорению образования осадков,химические реакции в облачных каплях и поступление загрязняющих веществ наповерхность Земли:
6) сухоевыпадение, химические трансформации во время их переноса к поверхности Земли. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ГИДРОСФЕРЫ
Промстоки в системе сбора компрессорной станциискладываются из поступлений от:
· продувки (1-2 раза в сутки)пылеуловителей (основное количество промотходов);
· периодической (1-2 раза в год)очистки газопровода:
· промывки аппаратов, емкостей.
Стокообразованиена компрессорной станции идет неравномерно, за счет переменного расхода и,соответственно, отведения сточных вод, что связано с периодичностью проведениятехнологических операций.
Внеобработанных сточных водах содержится пять основных загрязняющих компонентов:
· бактерии, паразиты и, возможновирусы, поражающие людей и животных:
· растворенные органические ивзвешенные компоненты, имеющие в водной среде высокую биохимическую потребностьв кислороде:
· твердые частицы (органические инеорганические), осаждающиеся на дно и при биохимическом распаде поглощающиекислород;
· плавающие частицы (органические инеорганические), удерживающиеся на поверхности воды в виде отдельных кусочковили суспензии;
· питательные вещества в высокойконцентрации (в основном фосфорные и азотные соединения).
Основнымисточником водоснабжения Острогожской компрессорной станцииТаблица 2 Качествоводы потребляемой Острогожской компрессорной станцией
Характеристика Скважина Скважина 2 Скважина 3 ГОСТ Норматив I 2 3 4 5 6 Запах, 20 бал. 3351-74 2 Запах, 60 бал. 3351-74 2 Цветность, град. 10” 10” 10” 3351-74 20 Привкус, бал. 3351-74 2 Мутность мг/л 3,9 <0,5 <0,5 3351-74 1,5 РН 6,4 6,9 6,8 6,5-8,5 Кальций, мг/л 66,2 105,2 102,8 3688-47 Магний, мг/л 13,4 21,3 20,3 3820-47 Окисляемость мг/л 0,8 0,7 0,7 18301-72 2 Аммоний мг/л 0,49 0,49 0,45 4192-82 2,0 Нитриты, мг/л 0,011 < 0,003 <0,003 —” — 0,3 Нитраты, мг/л 11,0 7,3 9,7 18826-73 45,0 Общая жесткость, мг-экв/л 4,4 7,0 6,8 4151-72 7,0 Сухой остаток, мг/л 433,0 378,0 376,0 18164-72 . 1000 Хлориды, мг/л 41,0 22,0 12,5 4245-72 350 Сульфаты мг/л 16,8 16,8 19,2 4380-72 500 Железо, мг/л 0,43 0,19 0,07 4011-72 0,3 Калий + натрий, мг/л 84,6 8,5 11,7 4974-72 Фтор, мг/л 0,37 0,34 0,4 07,-1,5 СПАВ, мг/л не обнаружен не обнаружен не обнаружен <0,5 являются триартезианских колодца, расположенных на ее территории. По плану 1996года лимитзабора воды составлял 56,35 тыс. м3год. Реально было использовановоды 56,10 тыс.м3год. Отбираемая вода, качество которой представленов (табл. 2), идет в
основном на хозяйственно-питьевые нужды — прачечная,столовая и т.д.
Входе технологических процессов вода загрязняется различными органическими инеорганическими веществами, наличие которых определяет метод очистки сточныхвод. Все сточные воды собираются в одну трубу и через канализационный колодецпропускаются через простейшие фильтры предварительной очистки, при этом ихкачество редко соответствуют нормативам сброса. Далее они попадают на поляподземной фильтрации (размером 10 х 50 м и пропускной способностью 60 м3/сут.).Фактически в описанных выше очистных сооружениях протекают процессыпредварительного отстаивания, фильтрации и коагуляции вредных примесей. Этоподтверждается тем, что концентрация нефтепродуктов, например, снижается вряде случаев более чем в 20 раз (табл. 3).
Кромеэтого, находящиеся в сточных водах органические и неорганические соединения прирН = 6,5-7,0 подвержены различным химическим трансформациям, что зачастуюприводит к образованию нежелателных соединений, воздействие которых на биотуможет быть более сильным, чем индивидуальных соединений.
Химический состав исходных (артезианских) и сточныхвод до и после предварительной очистки представлен комплексом растворенныхнеорганических и органических соединений, а также нерастворимыми веществами,находящимися во взвешенном состоянии. Результаты анализов артезианских вод(табл. 2) показывают, что содержание примесей в водах удовлетворяетустановленным нормам. При анализе же
Таблица 3 Результаты анализа сточных вод до очистных сооружении(I) после очистных сооружении перед сбросом на поля фильтрации (II) ипосле доочистки в лабораторной модели биологических прудов (III)
N Характеристика ГОСТ Норма I II III 1 Взвешенные вещества, мг/л 18164-72 5-20 250,7 19 57 2 Сухой остаток, мг/л 18164-72 < 1000 3168,3 231.0 207,6 3 Азот аммонийных солей, мг/л 4192-82 <3,0 17.8 1,9 1,22 4 Азот нитратов.мг/л 18826-73 <45.0 13,8 10,3 8,5 5 Азот нитритов, мг/л 4192-82 <0,3 0,37 0.14 0,1 6 БПК5, мг/л <3,0 73,0 20,8 7,29 7 РН 6,5-8,5 7,11 7,02 7,33 8 Хлориды, мг/л 4245-72 <350 1009,3 128,5 40,7 9 СПАВ, мг/л <0,5 42,7 18,4 0,9 10 Фосфаты, мг/л 18308-72 <3,5 6,55 2,8 0,82 11 Сульфаты, мг/л 4389-72 < 500 528,0 5,3 65,8 12 Нефтепродукты, мг/л ОСМА <0,1 2,06 0,1 0,04 13 Метанол, мг/л <3,0 Н/0 Н/0 Н/0 14 Сульфиды, мг/л 4192-82 <0,3 0,21 0,18 0,15 15 Коли-индекс <3,0 0,95 0,6 0,4 16 Коли-титр 100-200 1836 1636 200 17 Общее микробное число, х Ю-3
100 1,35 1,2 0,093 .18 Жесткость, мг-экв/л 4151-72 7,0 7,1 5.3 2,3 сточных вод (табл. 3) обнаружено значительноепревышение ПДК, особенно по таким
показателям как сухой остаток, взвешенные вещества исодержание хлоридов. В сточных водах присутствуют фосфаты, растворенныенефтепродукты и СПАВ, не отмеченные в исходных водах. Их появление связано сиспользованием воды для хозяйственно-бытовых нужд и в автотранспортном хозяйстве.
Предварительнаяочистка сточных вод заметно улучшает контролируемые показатели. Так как фильтрыработают в основном в режиме механической фильтрации, то содержание взвешенныхвеществ и сухого остатка заметно уменьшается.
Содержаниев сточной воде нефтепродуктов характеризуется значительным превышением норм,что связано с наличием на компрессорной станции большого парка автотранспорта.Устранить в полной мере нефтепродукты имеющимися очистными сооружениями неудается, поэтому в пробах сточных вод наблюдаются их повышенные количества. Ещебольшее превышение норм отмечается для СПАВ, поступающих вместе схозяйственно-бытовыми сточными водами. Снизить этот показатель фильтрамипредварительной очистки также не удается.
Сточные воды послефильтров предварительной очистки направляют на поля фильтрации, где онипроходят доочистку.
ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗПОЧВОГРУНТОВ
Практическина всех объектах газовой промышленности наблюдается механические нарушения почв.Они связаны со строительными (прокладка трубопроводов, строительство промышленныхкорпусов, жилых поселков и коммуникаций) и рекультивационными (снятиеплодородного слоя, засыпка траншеи) работами. Масштабы нарушений зависят отразмера и назначения возводимых сооружений, от ранимости природной среды.Результатом является изменение физических, химических и биологических свойствпочв и развитие процессов — водной и ветровой эрозии, заболачивания,уплотнения, загрязнения земель. Происходит фрагментное или полное уничтожениегумусово-аккумулятивного горизонта, перемешивание материала разных горизонтов,внедрение подстилающих пород с неблагоприятными физическими свойствами и низкимпотенциальным плодородием.
Кромемеханических нарушений почвенного покрова существует еще химическое загрязнениепочв жидкими и газообразными веществами, к которым относятся углеводороды ихимреагенты, а также природный газ и продукты его сгорания. Для предприятийтранспорта газа выявлены основные причини химического загрязнения.Онипредставляют собой разливы углеводородного конденсата, ингибиторов коррозии игидратирования во время продувок газопроводов, разливы турбинного топлива,метанола, органических кислот, ПАВ.
Почвысущественно отличаются по податливости к химическому загрязнению. Аккумуляциипоступающих в почвы химических соединений способствует тяжелыйгранулометрический состав, высокое содержание гумуса и карбонатов, близкие кнейтральным значения рН, высокие емкости катионного обмена, склонность кхемосорбции анионов.
Загрязняющиевещества объединены в две группы. Первая из них — педохимические активныевещества, способные повлиять на кислотно-основные или окислительно-восстановительныеусловия в почвах. К ним относятся минеральные кислоты, щелочи, карбонаты,сероводород, метан. Вторая группа — биохимически активные вещества,действующие непосредственно на живые организмы. Это — токсичные микроэлементы,пестициды, углеводороды и др.
Воздействиебиохимически активных веществ на организмы зависит от их доступности растениям,подвижности в почвах. Относительная опасность аккумуляции, а, следовательно, изагрязнения почв биохимически активными элементами нарастает при утяжелениигранулометрического состава и снижении коэффициента увлажнения. Опасностьзагрязнения почв слабоподвижными формами соединений биохимически активныхэлементов увеличивается при высоком содержании гумус: и высокой сорбционноиспособности.
Миграциявеществ в почвах отличается тем, что они осуществляется главным образомвследствие диффузии или массопереноса в пористой среде. В естественных условияхвода фильтруется через нее в результате выпадения дождей или искусственногоорошения. Находящиеся в почвах вещества перемещаются с водой и вследствие этогораспределяются по их профилю.
Сухиепочвы обладают способностью адсорбировать различные газы и пары. Наиболееинтенсивно происходит адсорбция молекул воды. В меньшей степени адсорбируютсяуглекислый газ, кислород и азот. Адсорбция воды, углекислого газа и кислородаможет сопровождаться химическим взаимодействием с компонентами твердых фаз почв(хемосорбция). Из растворов почвы адсорбируют нейтральные молекулы органическихсоединений и гумусовые вещества.
Установленуровень загрязнения территории метанолом, нефтепродуктами и тяжелымиметаллами. Из последних отмечается превышение фоновых значений для свинца,цинка и меди. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ЗАЩИТЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Всвязи с тем, что работа компрессорной станции связана с выделениемзначительного количества газообразных веществ, она оказывает большее влияние наатмосферу по сравнению с воздействием на гидросферу и почву. Учитывая это, дляснижения техногенного воздействия объекта предлагается ряд мероприятий поснижению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, которые представлены на(рис.1). Перевод газоперекачивающих агрегатов на воздушный пуск, например, позволяетуменьшить потери газа на 1,5-2,0 %.
Одним из методов уменьшения потерь газа являетсяутилизация вторичных энергоресурсов, которые используются для теплоснабжениясамой компрессорной станции и внешних потребителей: жилых поселков итеплично-овощных комбинатов. Тепло выхлопных газов газоперекачивающих аппаратовможет применяться для подогрева воды или генерации пара, а уходящие газыгазотурбинных установок — для углекислотной подкормки растений, что существенноповышает их урожайность. В этом случае содержание вредных веществ снижаютметодом каталитического восстановления газами-восстановителями. Возможноиспользование вторичных энергоресурсов компрессорной станции для подогрева водыв бассейнах и прудах рыбоводных хозяйств.
Длядостижения максимального очищения сточных вод разрабатываются новые,прогрессивные технологии очистки и доочисткй сточных вод. Среди них физико-химическиеи биологические методы, а также анаэробная очистка сточных вод. Перспективныминаправлениями являются озонирование, обратный осмос, фильтрование черезионнообменные смолы и полимерные сорбенты.
Организация крупных очистных сооружений на даннойкомпрессорной станции нецелесообразна, как с экономической, так и сэкологической точек зрения, поэтому предлагаются малые очистные сооружениямощностью до 50 м3час/ способные очищать комбинированные сточныеводы, то есть смесь хоз-фекальных и производственных стоков.
Наиболее рациональными способами доочистки сточных водявляются биологические способы, основанные на практически неограниченныхвозможностях микроорганизмов, водорослей, высших водных растений втрансформации загрязнений различной химической природы. Весьма существеннотакже, что биологическая очистка осуществляется при минимальных затратахэнергии на массовую единицу удаляемых веществ. Из большой массы высших водныхрастений в качестве лучшего биологического сорбента выбран рдестпронзеннолистный.
/> Рис. I. Основные мероприятия по снижению выбросовзагрязняющих веществ в атмосферу при работе Острогожской компрессорной станции
Биологические методы позволяют подвергнуть окислениюорганические соединения алифатического ряда, амиловый, этиловый и метиловыйспирты, ацетон, гликоли, глицерин, анилин и многие другие вещества. Придлительной адаптации можно добиться распада даже таких устойчивых соединений,как толуол, ксилол, углеводороды, нефть и другие.
Одним из перспективных биологических методов являетсяспособ очистки хозяйственно-фекальных сточных вод в биологических прудах. Нарис. 2 приводится предлагаемая схема по очистке сточных вод на очистныхсооружениях Острогожской компрессорной станции с последующей глубокойдоочисткой стоков в биологических прудах с высшей водной растительностью.Доочищенные в биологических прудах промышленные и хозяйственно-бытовые сточныеводы менее опасны для водоемов, а также могут использоваться в оборотномпромышленном водоснабжении и других целей. Специфической особенностьюбиологических прудов является то, что вскоре после их заполнения начинаетсямассовое развитие планктонных водорослей, которые
/> />
а — производственные сточные воды б — хозяйственно-бытовые сточные воды
1 — сборник сточных вод
2 — насосная станция
3 — фильтр предварительной очистки
4 — песколовка
5 — симбиотенк
6 — вторичный отстойник
7 — насосная станция
8 — распределительная емкость
9, 10 — биологические пруды с высшей воднойрастительностью Рис.2Предлагаемая процессуальная схема по очистке сточных вод на очистныхсооружениях Острогожской компрессорной станции с последующей глубокойдоочисткой стоков в биологических прудах с высшей водной растительностью
.значительно интенсифицируют процесс очистки сточныхвод в биологических прудах. Поэтому для доочистки сточных вод в биологическиепруды часто вносят различные культуры протоковых водорослей
Нарядус очисткой отработанных сточных вод от загрязнения органического происхождениячасто необходимо извлечь из них различные солевые компоненты (ионы тяжелых илегких металлов, хлориды, азот, фосфор и т.д.). Биологические пруды, засеянныемакрофитами высшей водной растительностью — один из наиболее перспективныхспособов деминерализации промышленных сточных вод. Способ глубокой очисткисточных вод, основанный на их контактировании с высшей водной растительностью,называется биогидроботаническим. В его основу положены биохимические процессыокисления, фильтрования, поглощения, накопления органических и неорганическихвеществ, минерализации, детоксикации, адсорбции, хемосорбции и других. Высокийочистительный эффект достигается, там, где вода протекает через сообществопоследовательно расположенных растений: полупогруженные -плавающие — погруженные в воду. Высшие водные растения служат своеобразным барьером дляпоступающих в водоем рассеянных загрязнений, регулируют качество воды не толькоблагодаря фильтрационным свойствам, но и способности поглощать из водыбиогенные элементы
Высшиеводные растения обладают важным свойством — детоксикацией различных вредныхвеществ, сбрасываемых в водоем. Они поглощают различного рода пестициды — ДДТ,севин, атразин и другие, которые поглощаясь растениями, инактивируются, проходяразнообразные химические превращения, а затем вместе с наземной массой могутбыть выделены из водоемов.
Биомассавысших водных растений может быть использована как дополнительный источникполучения кормов в животноводстве, птицеводстве и рыбоводстве, что связано стем, что при очищении стоков компрессорных станций в воде практически отсутствуютбластогены и токсиканты.
Можнос уверенностью сказать, что:
1.Биогидроботанический метод можно использовать для доочистки стоков Острогожскойкомпрессорной станции и других объектов транспорта газа, находящихся вразличных географических и климатических регионах страны.
2.Воду после доочистки в биопрудах с высшими водными растениями можноиспользовать в системах оборотного водоснабжения предприятия и для различныхтехнических целей (результаты в табл. 3)
Мероприятияпо защите почв направлены на предотвращение или уменьшение негативныхпоследствий механического воздействия и химического загрязнения. Комплексзащитных мер по охране земельных ресурсов при эксплуатации включает:
1) снижение до минимума числа и размеров промышленныхплощадок, дорожных путей;
2) локализация отходов производства;
3) сокращение отходов производства;
4) сбор и вывоз для последующей утилизации иобезвреживания продуктов очистки трубопровода ;
5) применение при продувке пылеуловителей установкиочистки газа от шлама;
6) сооружение бетонных стенок вокруг резервных паркови бетонирование площадок на складах горюче-смазочных материалов и метанола,предотвращающих растекание последних по почве.
Предусматриваетсятакже рекультивация нарушенных почв, которая обычно проводится в два этапа.Первый (технический) должен начинаться до начала строительных работ. Егоосновная цель — сохранение изымаемого плодородного и потенциально плодородногослоев почвы для ее дальнейшего рационального использования. Второй(биологический) этап характеризуется проведением агромелиоративных мероприятий,которые должны восстанавливать плодородие почв. Их содержание зависит отрайонов, где они проводятся, и от физических и химических свойств поверхностныхпочвенных горизонтов.
ЗаключениеI.В целях снижения уровня негативных воздействий на окружающую природную средусо стороны компрессорной станции “Острогожск” Острогожского ЛПУ, можнорекомендовать следующие мероприятия:
1.Рассмотреть возможность модернизации или замены существующего технологическогооборудования компрессорной станции на более современное для снижения выбросовгазообразных веществ в атмосферу.
2.Разработать меры по снижению потерь природного газа при залповых выбросах, вчастности рассмотреть возможность его утилизации.
3.Регулярно проводить анализ сточных вод перед сбросом их на поля фильтрации.
4.Регулярно проводить наблюдения за качеством ливнево-талых сточных вод, а такжевод р. Тихая Сосна для выявления сезонного влияния и получения более полнойкартины воздействия данного объекта на водную среду.
5.Рассмотреть возможность строительства малогабаритных очистных сооруженийсточных вод, включающих песколовку и симбиотенк, и замены полей подземнойфильтрации на биологические пруды с высшей водной растительностью, для созданиятехнического водооборотаэ
6.Регулярно проводить отбор и анализ проб почв для строгого контроля за ихсостоянием. Особое внимание обратить на участки, занятые огородами внепо-средствнной близости от компрессорной станции.
II.Необходимо распространить полученный опыт по комплексному исследованиювоздействия компрессорной станции “Острогожск” на окружающую среду на другиеобъекты транспорта газа РАО “ГАЗПРОМ”. список используемой литературы
1.Экологическая оценка воздействия работы объектов транспорта газа на окружающуюсреду // Транспорт и подземное хранение газа — М.: ИРЦ Газпром. №5.
1997.
2.Трансформация в приземной атмосфере загрязняющих веществ, поступающих отобъектов транспорта газа // Рациональное природопользование в условияхтехногенеза. Науч
н. тр., вып. 1 — ГУЗ, 1998
3.Экологические аспекты последствий коррозионного разрушения конструкций наобъектах транспорта газа // Практика противокоррозионной защиты. — М.,
1998.№ 3
сообщение на тему природный газ
Ответы:
Еще три века назад слова “газ” не существовало. Его впервые ввел в XVII веке голландский ученый Ван-Гельмонт. Оно определяло вещество, в отличии от твердых и жидких тел способное распространятся по всему доступному ему пространству (в обычных условиях) без скачкообразного изменения своих свойств. С тех пор слово “газ” во все основные языки мира. Среди известного комплекса естественных полезных ископаемых, относящихся к топливно-энергетичесской группе, одно из основных по использованию в народном хозяйстве странны занимают природные горючие газы.В топливно-энергетичесских ресурсах мира природный газ оценивается в 630 млрд. тут, что составляет 4,9% от общей суммы топливных ресурсов, а возможное извлекаемое количество его определяется в 500 млрд. тут, т. е. Около 80% от прогнозных ресурсов. Известно, что доля природного газа в общемировом энергетическом балансе с 1900 г. возрастала медленными темпами и в мировом потреблении различных видов топлива в начале текущего столетия оценивалось в 0,9%.Природный газ имеет широкое применение в народном хозяйстве. Также природный газ лучший вид топлива. Его отличают полноте сгорания без дыма и копоти; отсутствие золы после сгорания; легкость розжига и регулирование процесса горения. Запасы природного газа на нашей планете очень велик. Он является источником сырья для химической промышленности. Помимо природного газа существует искусственный газ. Впервые он был получен в лабораторных условиях в конце XVIII века. Искусственным газом сначала освещались улицы и помещения, поэтому его и назвали “светильным газом”. Помимо названных газов существуют также попутные нефтяные газы. По своему происхождению тоже является природным газом. Особое название он получил потому, что находится в залежах вместе с нефтью – он растворен в ней и находится над нефтью, образовывая газовую “шапку”. При извлечении нефти на поверхность он вследствие резкого давления отделяется от нее.
Природный газ – это полезное ископаемое. Газ, так же как нефть и
уголь, образовался в земных недрах из органических веществ животного
происхождения (то есть отложений давно живших организмов) под действием
высоких давлений и температур.
Живые организмы, погибшие и опустившиеся на морское дно, попадали в
такие условия, где они не могли ни распадаться в результате окисления
(ведь на морском дне нет воздуха и кислорода), ни уничтожаться микробами
(их там просто не было). Отложения этих организмов образовали илистые
осадки. В результате геологических движений эти осадки проникли на
большие глубины. Там под влиянием давления и высокой температуры в
течение миллионов лет проходил процесс, при котором содержащийся в
осадках углерод перешел в соединения, называемые углеводородами. Свое
название они получили потому, что их молекулы состоят из углерода и
водорода. Углеводороды с большими молекулами (высокомолекулярные) – это
жидкие вещества, из них образовалась нефть. А низкомолекулярные
углеводороды (у которых маленькие молекулы) – это газы. Они-то и
образовали природный газ. Но только газ образовался под воздействием
более высоких температур и давлений, чем нефть.
Вот почему в месторождениях нефти всегда имеется и природный газ.
Со временем эти отложения ушли глубоко вниз – их покрыли слои
осадочных пород.
Природный газ – это не однородная субстанция. Он состоит из смеси
газов. Основную часть природного газа (98%) составляет газ метан. Кроме
метана, в состав природного газа входят этан, пропан, бутан, а также
немного неуглеводородных веществ – водорода, азота, углекислого газа,
сероводорода.
Природный газ находится в земле на глубине от 1 до нескольких
километров. В земных недрах газ находится в микроскопических пустотах –
порах. Поры соединены между собой микроскопическими каналами —
трещинами. По этим каналам газ поступает из пор с высоким давлением в
поры с более низким давлением.
Газ добывают из недр земли с помощью скважин. Газ выходит из недр
через скважины наружу из-за того, что в пласте находится под давлением,
многократно превышающем атмосферное. Таким образом, движущей силой
добычи газа с глубин является разность давлений в пласте и системе
сбора.
Как используют природный газ?В настоящее время природный газ широко используется в
топливно-энергетической и химической промышленности.
Природный газ широко применяется в качестве дешевого горючего в
жилых частных и многоквартирных домах для отопления, подогрева воды и
приготовления пищи. Его используют как топливо для машин, котельных,
ТЭЦ. Это один из лучших видов топлива для бытовых и промышленных нужд.
Ценность природного газа как горючего состоит еще и в том, что это
экологически чистое минеральное топливо. При его сгорании образуется
гораздо меньше вредных веществ по сравнению с другими видами топлива.
Поэтому природный газ является одним из главных источников энергии в
человеческой деятельности.
В химической промышленности природный газ используется как сырьё
для получения различных органических веществ, например, пластмасс,
каучука, спирта, органических кислот. Именно использование природного
газа помогло синтезировать многие химические вещества, не существующие в
природе, например, полиэтилен.
Сначала люди не догадывались о полезных свойствах газа. При добыче
нефти он зачастую является попутным газом. Такой попутный газ раньше
просто сжигали прямо на месте добычи. В те времена перевозить и
продавать природный газ было невыгодно, но со временем были разработаны
эффективные методы транспортировки природного газа до потребителя,
главный из которых – трубопроводный. При этом способе газ из скважин,
предварительно очищенный, поступает в трубы под огромным давлением – 75
атмосфер. Кроме этого используется способ транспортировки сжиженного
газа в специальных танкерах – газовозах. Сжиженный газ более безопасен
при перевозке и хранении, чем сжатый.
А сжигание природного газа в ряде государств она запрещено
законом, но в некоторых странах практикуется и в наши дни…
А знаете ли вы, что…
Чистый природный газ не имеет цвета и запаха. Чтобы можно было
определить утечку бытового газа по запаху, в него добавляют небольшое
количество веществ, имеющих сильный неприятный запах. Чаще всего для
этой цели используют этилмеркаптан.
Некоторые тезисы из работы по теме Мировой рынок газа
В настоящее время происходит активный переход к газовому энергетическому укладу, который будет сопровождаться формированием мирового газового рынка. Причем наличие именно мирового рынка является необходимым условием такого перехода. Сейчас как такового мирового газового рынка нет, есть только региональные — североамериканский, европейский, азиатский, южноамериканский.
К основным экспортерам газа можно отнести следующие страны: Россия, США, Канада, Великобритания, Алжир, Норвегия, Индонезия, Иран, Нидерланды, Саудовская Аравия, Узбекистан, Туркмения, Малайзия, Китай, Аргентина, ОАЭ, Мексика, Катар, Австралия, Египет и ряд других стран.
Наибольшим запасом газа обладают: Россия – 48 трлн.куб.м., Иран – 29,1 трлн.куб.м., Катар – 25,8 трлн.куб.м., Саудовская Аравия – 6,9 трлн.куб.м., ОАЭ – 63,1 трлн.куб.м., США – 5,5 трлн.куб.м.
В части крупнейших газодобывающих стран есть некоторые изменения. Здесь лидерами являются Россия, США и Канада (по 608, 527 и 178 млрд. куб. м. в год соответственно) .
Основными импортерами природного газа являются страны Европейского союза, Украина, страны Африки. Например, страны ЕС практически не имеют собственных источников углеводородов (за исключением Великобритании, использующей их для своих нужд), поэтому регион остро зависит от импорта энергоносителей, также примечательно то, что более четверти потребляемого в ЕС природного газа поступает из России.
ВВЕДЕНИЕНесмотряна преимущества использования природного газа перед другими видами топлива,количество вредных веществ, поступающих в окружающую среду при егоиспользовании, остается достаточно большим, что приводит к существеннымизменениям в атмосфере, поверхностных водотоках, водоемах, подземныхводоносных горизонтах, почвах и растениях.
Притранспорте газа наиболее существенными источниками загрязнения биосферыявляются компрессорные станции. Они поставляют в воздушную среду большую частьоксида и диоксида азота, оксида углерода. Снижение их содержания в воздухе — главная задача в газовой отрасли. Отсюда необходимо обеспечение герметичностивсех систем, сокращение аварийных ситуаций, что связано с уменьшением потерьгаза, и, следовательно, негативного воздействия на окружающую среду.
Мощныйпарк газоперекачивающих аппаратов и установок участвует в общем вкладе загрязнениявоздушного бассейна и в изменении природных условий. Постоянно выделяющиесязагрязняющие вещества рассредотачиваются воздушными потоками на большиерасстояния.
промышленная деятельностьКомпрессорнаястанция “Острогожск” входит в состав Острогожского управления магистральныхгазопроводов для транспорта природного газа по газопроводам Елец-Серпухов,Северный Кавказ-Центр. Данный объект принадлежит к линейным компрессорнымстанциям и предназначен для транспорта газа и компенсации потерь его давленияв трубопроводе.
Настанцию газ поступает преимущественно с Уренгойского месторождения. Основнаясоставляющая часть этого природного газа — метан (97,95 % по объему). Емусопутствуют в незначительных количествах (% по объему): этан — 0,53, пропан-0,24, изо- и н-бутан — 0,05 и 0,06, азот — 1,13, а также изо- и н-пентан идиоксид углерода. Природный газ транспортируется по трубопроводам сжатым смаксимальным допустимым давлением 7,5 МПа. При его транспортировке наблюдаютсяпотери давления на гидравлическое сопротивление, в результате чего передпоступлением на компрессорную станцию давление газа составляет 3-4 МПа.Поступая на станцию, он компремируется и распределяется потоками согласнорежима диспетчерской службы потребителям.
Почтивсе цеха и службы расположены рядом друг с другом, за исключениемкомпрессорного цеха 4, являющегося одним из основных источников загрязненияокружающей среды, и резервной котельной. Они находятся на расстоянии 250-300 мот основной территории станции. При поступлении на станцию газ вначале проходитблок очистки от влаги и механических примесей (сепараторы, пылеуловители), азатем передается непосредственно в компрессорные цеха 3 и 4, где происходитего компремирование. В связи со снижением объемов перекачиваемого газа в работенаходится только цех 4. Цеха оборудованы газотурбинными газоперекачивающимиагрегатами ГТ-750-6. Цех 3 оснащен тремя такими аппаратами, а цех 4 — десятью.При их работе образуются продукты сгорания газа.
Впроцессе компремирования температура природного газа значительно увеличиваетсяи транспортировка газа в таком состоянии невозможна. Поэтому перед дальнейшейтранспортировкой его охлаждают, используя для этого аппараты воздушногоохлаждения.
Накомпрессорной станции имеются две котельных, одна из которых — резервная и внастоящее время не эксплуатируется. Котельная оборудована двумя котлами“Универсал-бМ” и одним “КСВ”, работающими на природном газе. Резервная котельнаяоборудована двумя котлами типа ВК-21.
ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ТЕРРИТОРИИ
Острогожскаякомпрессорная станция находится в Центрально-Черноземной области России в 2 кмвосточнее города Острогожска, на восточных склонах Среднерусской возвышенностиВосточно-Европейской равнины. Географические координаты — 51° с.ш., 39° в.д…К основным формам рельефа, определяющим характер поверхности в даннойместности, относятся речные долины с террасами, ложбины, хорошо развитыеовражно-балочные системы. На водоразделах встречаются плоские западины, а насклонах — оползни. Абсолютная высота в пойме р. Тихая Сосна — 84 м, наводоразделе -214м. Амплитуда колебания высот достигает 130 м .
Четвертичныеотложения, прикрывающие почти сплошь все более древние породы, являютсянаиболее распространенными. Они имеют особо важное значение в генезисе современныхпочв, их географии и топографии и представлены в основном покровными илессовидными суглинками, делювиальными и аллювиальными отложениями, режефлювиогляциальными песками и супесями.
Климатисследуемой территории умеренно континентальный с жарким сухим летом, умереннохолодной зимой с устойчивым снежным покровом и хорошо выраженными переходнымисезонами. Среднегодовая температура равна 7 °С, наиболее жаркого месяца (июля)+ 20,4 °С, января — 8,6 °С. Годовая сумма осадков составляет 500 мм.
Общийхарактер циркуляционных процессов обусловлен главным образом антициклоническойдеятельностью. Зимой здесь преобладают пасмурные дни, повторяемость которыхсоставляет 74-78%. В теплый период года увеличение солнечной радиацииспособствует прогреванию континентального воздуха и его высушиванию в процессетрансформации, поэтому облачность в это время меньше. Из неблагоприятныхявлений следует отметить туманы (39 дней в году), метели и поземки (35 дней вгоду), гололед и изморозь (49 дней в году), грозы (44 дня в году), сильныеветры (со скоростью > 15 м/сек — 2 дня в году).
Почвенныйпокров территории станции и ее окрестностей представлен почвами — естественныминенарушенными, естественно-антропогенными, поверхностно-преобразованными,антропогенными глубокопреобразованными и техногенными поверхностными в видепочвоподобных образований. На междуречьях доминируют черноземы типичные, а подпологом дубрав в междуречье Потудани и Тихой Сосны -серые лесные почвы. ВОстрогожском лесу почвенный покров состоит из выщелоченных черноземов итемно-серых лесных почв. На песчаных террасах речных долин развитыпреимущественно черноземовидные и желто-бурые связнопесчаные почвы а насупесчано-суглинистых — лугово-черноземные и выщелоченные черноземы. В поймахрек распространены пойменные аллювиальные дерновые и пойменные аллювиальныедерново-слоистые, луговые почвы. В притеррасной части пойм сформированыаллювиальные болотные, в основном иловато-перегнойно-глеевые и иловато-торфяныепочвы.
Впределах станции и в её окрестностях преобладают черноземы типичные,преимущественно распаханные. Целинные же черноземы типичные встречаются редко илишь на небольших участках под разнотравно-злаковой растительностью налессовидных суглинках.
Преобладаеткультурная растительность. На лесные массивы в районе приходится 6,4 %. Помеловым склонам р. Тихая Сосна наблюдаются своеобразные группировки реликтовыхрастений — тимьянники, среди которых доминируют чабрец или тимьян меловой ииссоп меловой. Им сопутствуют норичник меловой, смолевка меловая, льнянкамеловая, лен крымский.
Животныймир рассматриваемой территории сравнительно небогат. В видовом составепреобладают представители открытых пространств: заяц-русак, суслик крапчатый,степной хорек, мышевидные грызуны. Лесные виды характерны для более облесеннойчасти района — междуречье Потудани-Тихой Сосны. Здесь обитают олень настоящий,кабан, барсук, енотовидная собака, лесной хорек, норка, лисица.
ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ АТМОСФЕРЫ
Приэксплуатации газотранспортных объектов следует выделить два основных источниказагрязнений — линейная часть газопровода и компрессорные станции.
Источникамизагрязнения приземной атмосферы являются участки с основным технологическимоборудованием — компрессорные цеха и участки вспомогательных служб: котельные,автотранспортное хозяйство, склад горюче-смазочных материалов, сварочный пост,участок металлообработки, склад метанола и блок очистки газа, участокдеревообработки, печь для дожига технологических жидкостей.
Значительнаячасть загрязняющих атмосферу веществ на компрессорных станциях выделяется приработе газоперекачивающих агрегатов и составляет 98%, а остальные 2% — продуктысжигания газа при работе котельных и электростанций. Большое (до 2200 м3газа) количество газа выбрасывается в атмосферу через “свечу” при остановках ипусках газоперекачивающих агрегатов. Кроме этого, потери газа на компрессорныхстанциях (до 10 тыс. м3 в летний период) происходят при продувкахпылеуловителей.
Компрессорныестанции поставляют в атмосферу большое количество оксидов азота и углерода,которые поступают от топливоиспользующего оборудования. При содержании в газесоединений серы в состав выбросов входят сероводород и диоксид серы (табл. 1).В связи с наличием большого парка автомашин, работающих на этилированном бензинеи дизельном топливе, ремонтных мастерских и автозаправочной станции определеносодержание в атмосфере углеводородов бензина, сажи. свинеца и его соединении.
Выделениедиоксида кремния, оксидов марганца, оксида железа, фторидов и фтористоговодорода находится в зависимости от сварочных работ, металлической пыли — отработы участков металлообработки, древесной пыли — от работы участковдеревообработки, паров метанола — от способа его хранения.
Всего в атмосферу поступает от 132 стационарныхисточников выбросов 1131,650 т/год загрязняющих веществ. Из этого количестванаибольшая доля приходится на метан — 378.424 т/год или 1567,000 г/сек, диоксидазота -167.276 т/год или 5,81637 г/сек, монооксид азота — 129,298 т/год или5.308 г/сек. монооксил углерода -455,737 т/год или 18,5155 г/сек. Оторганизованных источников в атмосферу поступает 956,94145 т/год загрязнителей,а от неорганизованных (стоянки автотранспорта, АЗС, склада метанола,пневмокранов) — 174,7086 т/год загрязняющих веществ. Наибольшее количествовредных соединений дают компрессорные цеха 3 — 37.326953 т/год (3,3%) и 4 — 1079,6076 т/год (95,4%).
Вобщей массе выбросов (1131,650 т/год) содержится около 20 веществ разныхклассов опасности (табл. 1). Особо токсичные и токсичные вещества (1 и II классовопасности) составляют 167,27698 т/год или 14,8 % (без учета NO)от общей массы всех выбросов. Из особо опасных веществ в выбросах встречаютсясвинец и его соединения, а из токсичных — диоксид азота, оксиды марганца,фтористый водород. Эти вещества поступают в приземную воздушную среду восновном от следующих источников:
Таблица 1Загрязняющие вещества, выбрасываемые в атмосферуОстрогожской компрессорной станцией
Наименование вещества Используемый критерий Значение критерия, мг/м3
Класс
опасности
Выброс вещества, т/год Свинец и его неорганические соединения ПДКм.р.[1] 0,001000 I 0,0003 Марганец и его соединения ПДКм.р. 0,010000 II 0,00038 Диоксид азота ПДКм.р. 0,085000 II 148,9000 Фториды газообразные ПДКм.р. 0,02000 II 0,00031 Оксид железа ПДКм.р. 0,040000 III 0.0048 Оксид азота ПДКм.р. 0.400000 III 147,6720 Сажа ПДКм.р. 0,150000 III 0.0043 Диоксид серы ПДКм.р. 0,500000 III 0,1610 Метанол ПДКм.р. 1,000000 III 0,0200 Оксид углерода ПДКм.р. 5,000000 IV 455,7370 Бензин нефтяной ПДКм.р. 5,000000 IV 0,2620 Диоксид кремния ОБУВ22
0,020000 0,00008 Метан ОБУВ 50.000000 378,4240 Одорант СПМ ОБУВ 0,000050 0,0123 Пыль абразивная ОБУВ 0.040000 0,1520 Пыль древесная ОБУВ 0,100000 0,3000 котельных,сварочного участка, автотранспортного хозяйства. Довольно опасны и веществаIII класса токсичности (0,3173 т/год или 0,03%), в особенности диоксид серы,металлическая пыль, сажа. К этому же классу относятся диоксид кремния иметанол. В приземной атмосфере определены и соединения IV класса опасности — 834,428 т/год (73,7%). К ним относятся оксид углерода, метан, бензин, оксиджелеза.
Потаким контролируемым показателям для воздуха, как концентрация метана,диоксида азота, суммации по диоксиду азота и диоксиду серы, метанола, древеснойпыли у источников наблюдается превышение значения ПДК в 1,2-1,8 раза.Содержание же оксида углерода, бензина и одоранта СПМ составляет 0,6-0,8 ПДК.С удалением от эпицентра выброса значения концентраций уменьшаютсяэкспоненциально до достижения минимума или фонового значения. Таким образом,на расстоянии 1000 м от источников выброса максимальные приземные концентрациизагрязняющих веществ постоянных выбросов компрессорной станции составляют: подиоксиду азота — 0,38 ПДК, по метану — 0,65 ПДК, по абразивной пыли — 0,18ПДК, а остальные на уровне фона.
Атмосферныевыбросы — основной путь поступления загрязняющих веществ в окружающую среду.Попадая в атмосферу, загрязняющие вещества подхватываются воздушным потоком,переносятся на большие расстояния, участвуют в различных физических процессах ихимических трансформациях. Весь процесс взаимодействия загрязнителей сокружающей средой можно разбить на ряд основных этапов:
1) выделениеиз источника и их начальное разбавление во время подъема в слои воздуха:
2) разбавлениеза счет турбулентной диффузии при переносе в районе распространения источника;
3) дальнийперенос от источника в массе воздуха и разбавление воздушной массы за счетпроцессов турбулентной диффузии и эффектов ветрового сдвига между слоямивоздуха, содержащими загрязнения:
4) реакциив атмосфере, приводящие к образованию вторичного загрязнения и увеличениюконцентрации загрязняющих веществ в атмосфере;
5) процессывыведения загрязнения из атмосферы, приводящие к ускорению образования осадков,химические реакции в облачных каплях и поступление загрязняющих веществ наповерхность Земли:
6) сухоевыпадение, химические трансформации во время их переноса к поверхности Земли.
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ГИДРОСФЕРЫ
Промстоки в системе сбора компрессорной станциискладываются из поступлений от:
· продувки (1-2 раза в сутки)пылеуловителей (основное количество промотходов);
· периодической (1-2 раза в год)очистки газопровода:
· промывки аппаратов, емкостей.
Стокообразованиена компрессорной станции идет неравномерно, за счет переменного расхода и,соответственно, отведения сточных вод, что связано с периодичностью проведениятехнологических операций.
Внеобработанных сточных водах содержится пять основных загрязняющих компонентов:
· бактерии, паразиты и, возможновирусы, поражающие людей и животных:
· растворенные органические ивзвешенные компоненты, имеющие в водной среде высокую биохимическую потребностьв кислороде:
· твердые частицы (органические инеорганические), осаждающиеся на дно и при биохимическом распаде поглощающиекислород;
· плавающие частицы (органические инеорганические), удерживающиеся на поверхности воды в виде отдельных кусочковили суспензии;
· питательные вещества в высокойконцентрации (в основном фосфорные и азотные соединения).
Основнымисточником водоснабжения Острогожской компрессорной станцииТаблица 2
Качествоводы потребляемой Острогожской компрессорной станцией
Характеристика Скважина Скважина 2 Скважина 3 ГОСТ Норматив I 2 3 4 5 6 Запах, 20 бал. 3351-74 2 Запах, 60 бал. 3351-74 2 Цветность, град. 10” 10” 10” 3351-74 20 Привкус, бал. 3351-74 2 Мутность мг/л 3,9 <0,5 <0,5 3351-74 1,5 РН 6,4 6,9 6,8 6,5-8,5 Кальций, мг/л 66,2 105,2 102,8 3688-47 Магний, мг/л 13,4 21,3 20,3 3820-47 Окисляемость мг/л 0,8 0,7 0,7 18301-72 2 Аммоний мг/л 0,49 0,49 0,45 4192-82 2,0 Нитриты, мг/л 0,011 < 0,003 <0,003 —” — 0,3 Нитраты, мг/л 11,0 7,3 9,7 18826-73 45,0 Общая жесткость, мг-экв/л 4,4 7,0 6,8 4151-72 7,0 Сухой остаток, мг/л 433,0 378,0 376,0 18164-72 . 1000 Хлориды, мг/л 41,0 22,0 12,5 4245-72 350 Сульфаты мг/л 16,8 16,8 19,2 4380-72 500 Железо, мг/л 0,43 0,19 0,07 4011-72 0,3 Калий + натрий, мг/л 84,6 8,5 11,7 4974-72 Фтор, мг/л 0,37 0,34 0,4 07,-1,5 СПАВ, мг/л не обнаружен не обнаружен не обнаружен <0,5 являются триартезианских колодца, расположенных на ее территории. По плану 1996года лимитзабора воды составлял 56,35 тыс. м3год. Реально было использовановоды 56,10 тыс.м3год. Отбираемая вода, качество которой представленов (табл. 2), идет в основном на хозяйственно-питьевые нужды — прачечная,столовая и т.д. Входе технологических процессов вода загрязняется различными органическими инеорганическими веществами, наличие которых определяет метод очистки сточныхвод. Все сточные воды собираются в одну трубу и через канализационный колодецпропускаются через простейшие фильтры предварительной очистки, при этом ихкачество редко соответствуют нормативам сброса. Далее они попадают на поляподземной фильтрации (размером 10 х 50 м и пропускной способностью 60 м3/сут.).Фактически в описанных выше очистных сооружениях протекают процессыпредварительного отстаивания, фильтрации и коагуляции вредных примесей. Этоподтверждается тем, что концентрация нефтепродуктов, например, снижается вряде случаев более чем в 20 раз (табл. 3). Кромеэтого, находящиеся в сточных водах органические и неорганические соединения прирН = 6,5-7,0 подвержены различным химическим трансформациям, что зачастуюприводит к образованию нежелателных соединений, воздействие которых на биотуможет быть более сильным, чем индивидуальных соединений. Химический состав исходных (артезианских) и сточныхвод до и после предварительной очистки представлен комплексом растворенныхнеорганических и органических соединений, а также нерастворимыми веществами,находящимися во взвешенном состоянии. Результаты анализов артезианских вод(табл. 2) показывают, что содержание примесей в водах удовлетворяетустановленным нормам. При анализе же Таблица 3
Результаты анализа сточных вод до очистных сооружении(I) после очистных
сооружении перед сбросом на поля фильтрации (II) ипосле доочистки в лабораторной модели биологических прудов (III)
N Характеристика ГОСТ Норма I II III 1 Взвешенные вещества, мг/л 18164-72 5-20 250,7 19 57 2 Сухой остаток, мг/л 18164-72 < 1000 3168,3 231.0 207,6 3 Азот аммонийных солей, мг/л 4192-82 <3,0 17.8 1,9 1,22 4 Азот нитратов.мг/л 18826-73 <45.0 13,8 10,3 8,5 5 Азот нитритов, мг/л 4192-82 <0,3 0,37 0.14 0,1 6 БПК5, мг/л <3,0 73,0 20,8 7,29 7 РН 6,5-8,5 7,11 7,02 7,33 8 Хлориды, мг/л 4245-72 <350 1009,3 128,5 40,7 9 СПАВ, мг/л <0,5 42,7 18,4 0,9 10 Фосфаты, мг/л 18308-72 <3,5 6,55 2,8 0,82 11 Сульфаты, мг/л 4389-72 < 500 528,0 5,3 65,8 12 Нефтепродукты, мг/л ОСМА <0,1 2,06 0,1 0,04 13 Метанол, мг/л <3,0 Н/0 Н/0 Н/0 14 Сульфиды, мг/л 4192-82 <0,3 0,21 0,18 0,15 15 Коли-индекс <3,0 0,95 0,6 0,4 16 Коли-титр 100-200 1836 1636 200 17 Общее микробное число, х Ю-3 100 1,35 1,2 0,093 .18 Жесткость, мг-экв/л 4151-72 7,0 7,1 5.3 2,3 сточных вод (табл. 3) обнаружено значительноепревышение ПДК, особенно по таким показателям как сухой остаток, взвешенные вещества исодержание хлоридов. В сточных водах присутствуют фосфаты, растворенныенефтепродукты и СПАВ, не отмеченные в исходных водах. Их появление связано сиспользованием воды для хозяйственно-бытовых нужд и в автотранспортном хозяйстве. Предварительнаяочистка сточных вод заметно улучшает контролируемые показатели. Так как фильтрыработают в основном в режиме механической фильтрации, то содержание взвешенныхвеществ и сухого остатка заметно уменьшается. Содержаниев сточной воде нефтепродуктов характеризуется значительным превышением норм,что связано с наличием на компрессорной станции большого парка автотранспорта.Устранить в полной мере нефтепродукты имеющимися очистными сооружениями неудается, поэтому в пробах сточных вод наблюдаются их повышенные количества. Ещебольшее превышение норм отмечается для СПАВ, поступающих вместе схозяйственно-бытовыми сточными водами. Снизить этот показатель фильтрамипредварительной очистки также не удается. Сточные воды послефильтров предварительной очистки направляют на поля фильтрации, где онипроходят доочистку. ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗПОЧВОГРУНТОВ
Практическина всех объектах газовой промышленности наблюдается механические нарушения почв.Они связаны со строительными (прокладка трубопроводов, строительство промышленныхкорпусов, жилых поселков и коммуникаций) и рекультивационными (снятиеплодородного слоя, засыпка траншеи) работами. Масштабы нарушений зависят отразмера и назначения возводимых сооружений, от ранимости природной среды.Результатом является изменение физических, химических и биологических свойствпочв и развитие процессов — водной и ветровой эрозии, заболачивания,уплотнения, загрязнения земель. Происходит фрагментное или полное уничтожениегумусово-аккумулятивного горизонта, перемешивание материала разных горизонтов,внедрение подстилающих пород с неблагоприятными физическими свойствами и низкимпотенциальным плодородием.
Кромемеханических нарушений почвенного покрова существует еще химическое загрязнениепочв жидкими и газообразными веществами, к которым относятся углеводороды ихимреагенты, а также природный газ и продукты его сгорания. Для предприятийтранспорта газа выявлены основные причини химического загрязнения.Онипредставляют собой разливы углеводородного конденсата, ингибиторов коррозии игидратирования во время продувок газопроводов, разливы турбинного топлива,метанола, органических кислот, ПАВ.
Почвысущественно отличаются по податливости к химическому загрязнению. Аккумуляциипоступающих в почвы химических соединений способствует тяжелыйгранулометрический состав, высокое содержание гумуса и карбонатов, близкие кнейтральным значения рН, высокие емкости катионного обмена, склонность кхемосорбции анионов.
Загрязняющиевещества объединены в две группы. Первая из них — педохимические активныевещества, способные повлиять на кислотно-основные или окислительно-восстановительныеусловия в почвах. К ним относятся минеральные кислоты, щелочи, карбонаты,сероводород, метан. Вторая группа — биохимически активные вещества,действующие непосредственно на живые организмы. Это — токсичные микроэлементы,пестициды, углеводороды и др.
Воздействиебиохимически активных веществ на организмы зависит от их доступности растениям,подвижности в почвах. Относительная опасность аккумуляции, а, следовательно, изагрязнения почв биохимически активными элементами нарастает при утяжелениигранулометрического состава и снижении коэффициента увлажнения. Опасностьзагрязнения почв слабоподвижными формами соединений биохимически активныхэлементов увеличивается при высоком содержании гумус: и высокой сорбционноиспособности.
Миграциявеществ в почвах отличается тем, что они осуществляется главным образомвследствие диффузии или массопереноса в пористой среде. В естественных условияхвода фильтруется через нее в результате выпадения дождей или искусственногоорошения. Находящиеся в почвах вещества перемещаются с водой и вследствие этогораспределяются по их профилю.
Сухиепочвы обладают способностью адсорбировать различные газы и пары. Наиболееинтенсивно происходит адсорбция молекул воды. В меньшей степени адсорбируютсяуглекислый газ, кислород и азот. Адсорбция воды, углекислого газа и кислородаможет сопровождаться химическим взаимодействием с компонентами твердых фаз почв(хемосорбция). Из растворов почвы адсорбируют нейтральные молекулы органическихсоединений и гумусовые вещества.
Установленуровень загрязнения территории метанолом, нефтепродуктами и тяжелымиметаллами. Из последних отмечается превышение фоновых значений для свинца,цинка и меди.
МЕРОПРИЯТИЯ ПО ЗАЩИТЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Всвязи с тем, что работа компрессорной станции связана с выделениемзначительного количества газообразных веществ, она оказывает большее влияние наатмосферу по сравнению с воздействием на гидросферу и почву. Учитывая это, дляснижения техногенного воздействия объекта предлагается ряд мероприятий поснижению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, которые представлены на(рис.1). Перевод газоперекачивающих агрегатов на воздушный пуск, например, позволяетуменьшить потери газа на 1,5-2,0 %.
Одним из методов уменьшения потерь газа являетсяутилизация вторичных энергоресурсов, которые используются для теплоснабжениясамой компрессорной станции и внешних потребителей: жилых поселков итеплично-овощных комбинатов. Тепло выхлопных газов газоперекачивающих аппаратовможет применяться для подогрева воды или генерации пара, а уходящие газыгазотурбинных установок — для углекислотной подкормки растений, что существенноповышает их урожайность. В этом случае содержание вредных веществ снижаютметодом каталитического восстановления газами-восстановителями. Возможноиспользование вторичных энергоресурсов компрессорной станции для подогрева водыв бассейнах и прудах рыбоводных хозяйств.
Длядостижения максимального очищения сточных вод разрабатываются новые,прогрессивные технологии очистки и доочисткй сточных вод. Среди них физико-химическиеи биологические методы, а также анаэробная очистка сточных вод. Перспективныминаправлениями являются озонирование, обратный осмос, фильтрование черезионнообменные смолы и полимерные сорбенты.
Организация крупных очистных сооружений на даннойкомпрессорной станции нецелесообразна, как с экономической, так и сэкологической точек зрения, поэтому предлагаются малые очистные сооружениямощностью до 50 м3час/ способные очищать комбинированные сточныеводы, то есть смесь хоз-фекальных и производственных стоков.
Наиболее рациональными способами доочистки сточных водявляются биологические способы, основанные на практически неограниченныхвозможностях микроорганизмов, водорослей, высших водных растений втрансформации загрязнений различной химической природы. Весьма существеннотакже, что биологическая очистка осуществляется при минимальных затратахэнергии на массовую единицу удаляемых веществ. Из большой массы высших водныхрастений в качестве лучшего биологического сорбента выбран рдестпронзеннолистный.
/>
Рис. I. Основные мероприятия по снижению выбросовзагрязняющих веществ в атмосферу при работе Острогожской компрессорной станции
Биологические методы позволяют подвергнуть окислениюорганические соединения алифатического ряда, амиловый, этиловый и метиловыйспирты, ацетон, гликоли, глицерин, анилин и многие другие вещества. Придлительной адаптации можно добиться распада даже таких устойчивых соединений,как толуол, ксилол, углеводороды, нефть и другие.
Одним из перспективных биологических методов являетсяспособ очистки хозяйственно-фекальных сточных вод в биологических прудах. Нарис. 2 приводится предлагаемая схема по очистке сточных вод на очистныхсооружениях Острогожской компрессорной станции с последующей глубокойдоочисткой стоков в биологических прудах с высшей водной растительностью.Доочищенные в биологических прудах промышленные и хозяйственно-бытовые сточныеводы менее опасны для водоемов, а также могут использоваться в оборотномпромышленном водоснабжении и других целей. Специфической особенностьюбиологических прудов является то, что вскоре после их заполнения начинаетсямассовое развитие планктонных водорослей, которые
/> />
а — производственные сточные воды б — хозяйственно-бытовые сточные воды
1 — сборник сточных вод
2 — насосная станция
3 — фильтр предварительной очистки
4 — песколовка
5 — симбиотенк
6 — вторичный отстойник
7 — насосная станция
8 — распределительная емкость
9, 10 — биологические пруды с высшей воднойрастительностью
Рис.2Предлагаемая процессуальная схема по очистке сточных вод на очистныхсооружениях Острогожской компрессорной станции с последующей глубокойдоочисткой стоков в биологических прудах с высшей водной растительностью
.значительно интенсифицируют процесс очистки сточныхвод в биологических прудах. Поэтому для доочистки сточных вод в биологическиепруды часто вносят различные культуры протоковых водорослей
Нарядус очисткой отработанных сточных вод от загрязнения органического происхождениячасто необходимо извлечь из них различные солевые компоненты (ионы тяжелых илегких металлов, хлориды, азот, фосфор и т.д.). Биологические пруды, засеянныемакрофитами высшей водной растительностью — один из наиболее перспективныхспособов деминерализации промышленных сточных вод. Способ глубокой очисткисточных вод, основанный на их контактировании с высшей водной растительностью,называется биогидроботаническим. В его основу положены биохимические процессыокисления, фильтрования, поглощения, накопления органических и неорганическихвеществ, минерализации, детоксикации, адсорбции, хемосорбции и других. Высокийочистительный эффект достигается, там, где вода протекает через сообществопоследовательно расположенных растений: полупогруженные -плавающие — погруженные в воду. Высшие водные растения служат своеобразным барьером дляпоступающих в водоем рассеянных загрязнений, регулируют качество воды не толькоблагодаря фильтрационным свойствам, но и способности поглощать из водыбиогенные элементы
Высшиеводные растения обладают важным свойством — детоксикацией различных вредныхвеществ, сбрасываемых в водоем. Они поглощают различного рода пестициды — ДДТ,севин, атразин и другие, которые поглощаясь растениями, инактивируются, проходяразнообразные химические превращения, а затем вместе с наземной массой могутбыть выделены из водоемов.
Биомассавысших водных растений может быть использована как дополнительный источникполучения кормов в животноводстве, птицеводстве и рыбоводстве, что связано стем, что при очищении стоков компрессорных станций в воде практически отсутствуютбластогены и токсиканты.
Можнос уверенностью сказать, что:
1.Биогидроботанический метод можно использовать для доочистки стоков Острогожскойкомпрессорной станции и других объектов транспорта газа, находящихся вразличных географических и климатических регионах страны.
2.Воду после доочистки в биопрудах с высшими водными растениями можноиспользовать в системах оборотного водоснабжения предприятия и для различныхтехнических целей (результаты в табл. 3)
Мероприятияпо защите почв направлены на предотвращение или уменьшение негативныхпоследствий механического воздействия и химического загрязнения. Комплексзащитных мер по охране земельных ресурсов при эксплуатации включает:
1) снижение до минимума числа и размеров промышленныхплощадок, дорожных путей;
2) локализация отходов производства;
3) сокращение отходов производства;
4) сбор и вывоз для последующей утилизации иобезвреживания продуктов очистки трубопровода ;
5) применение при продувке пылеуловителей установкиочистки газа от шлама;
6) сооружение бетонных стенок вокруг резервных паркови бетонирование площадок на складах горюче-смазочных материалов и метанола,предотвращающих растекание последних по почве.
Предусматриваетсятакже рекультивация нарушенных почв, которая обычно проводится в два этапа.Первый (технический) должен начинаться до начала строительных работ. Егоосновная цель — сохранение изымаемого плодородного и потенциально плодородногослоев почвы для ее дальнейшего рационального использования. Второй(биологический) этап характеризуется проведением агромелиоративных мероприятий,которые должны восстанавливать плодородие почв. Их содержание зависит отрайонов, где они проводятся, и от физических и химических свойств поверхностныхпочвенных горизонтов.
ЗаключениеI.В целях снижения уровня негативных воздействий на окружающую природную средусо стороны компрессорной станции “Острогожск” Острогожского ЛПУ, можнорекомендовать следующие мероприятия:
1.Рассмотреть возможность модернизации или замены существующего технологическогооборудования компрессорной станции на более современное для снижения выбросовгазообразных веществ в атмосферу.
2.Разработать меры по снижению потерь природного газа при залповых выбросах, вчастности рассмотреть возможность его утилизации.
3.Регулярно проводить анализ сточных вод перед сбросом их на поля фильтрации.
4.Регулярно проводить наблюдения за качеством ливнево-талых сточных вод, а такжевод р. Тихая Сосна для выявления сезонного влияния и получения более полнойкартины воздействия данного объекта на водную среду.
5.Рассмотреть возможность строительства малогабаритных очистных сооруженийсточных вод, включающих песколовку и симбиотенк, и замены полей подземнойфильтрации на биологические пруды с высшей водной растительностью, для созданиятехнического водооборотаэ
6.Регулярно проводить отбор и анализ проб почв для строгого контроля за ихсостоянием. Особое внимание обратить на участки, занятые огородами внепо-средствнной близости от компрессорной станции.
II.Необходимо распространить полученный опыт по комплексному исследованиювоздействия компрессорной станции “Острогожск” на окружающую среду на другиеобъекты транспорта газа РАО “ГАЗПРОМ”.
список используемой литературы
1.Экологическая оценка воздействия работы объектов транспорта газа на окружающуюсреду // Транспорт и подземное хранение газа — М.: ИРЦ Газпром. №5.
1997.
2.Трансформация в приземной атмосфере загрязняющих веществ, поступающих отобъектов транспорта газа // Рациональное природопользование в условияхтехногенеза. Науч
н. тр., вып. 1 — ГУЗ, 1998
3.Экологические аспекты последствий коррозионного разрушения конструкций наобъектах транспорта газа // Практика противокоррозионной защиты. — М.,
1998.№ 3
сообщение на тему природный газ
Ответы:
Еще три века назад слова “газ” не существовало. Его впервые ввел в XVII веке голландский ученый Ван-Гельмонт. Оно определяло вещество, в отличии от твердых и жидких тел способное распространятся по всему доступному ему пространству (в обычных условиях) без скачкообразного изменения своих свойств. С тех пор слово “газ” во все основные языки мира. Среди известного комплекса естественных полезных ископаемых, относящихся к топливно-энергетичесской группе, одно из основных по использованию в народном хозяйстве странны занимают природные горючие газы.В топливно-энергетичесских ресурсах мира природный газ оценивается в 630 млрд. тут, что составляет 4,9% от общей суммы топливных ресурсов, а возможное извлекаемое количество его определяется в 500 млрд. тут, т. е. Около 80% от прогнозных ресурсов. Известно, что доля природного газа в общемировом энергетическом балансе с 1900 г. возрастала медленными темпами и в мировом потреблении различных видов топлива в начале текущего столетия оценивалось в 0,9%.Природный газ имеет широкое применение в народном хозяйстве. Также природный газ лучший вид топлива. Его отличают полноте сгорания без дыма и копоти; отсутствие золы после сгорания; легкость розжига и регулирование процесса горения. Запасы природного газа на нашей планете очень велик. Он является источником сырья для химической промышленности. Помимо природного газа существует искусственный газ. Впервые он был получен в лабораторных условиях в конце XVIII века. Искусственным газом сначала освещались улицы и помещения, поэтому его и назвали “светильным газом”. Помимо названных газов существуют также попутные нефтяные газы. По своему происхождению тоже является природным газом. Особое название он получил потому, что находится в залежах вместе с нефтью – он растворен в ней и находится над нефтью, образовывая газовую “шапку”. При извлечении нефти на поверхность он вследствие резкого давления отделяется от нее.
Природный газ – это полезное ископаемое. Газ, так же как нефть и
уголь, образовался в земных недрах из органических веществ животного
происхождения (то есть отложений давно живших организмов) под действием
высоких давлений и температур.
Живые организмы, погибшие и опустившиеся на морское дно, попадали в
такие условия, где они не могли ни распадаться в результате окисления
(ведь на морском дне нет воздуха и кислорода), ни уничтожаться микробами
(их там просто не было). Отложения этих организмов образовали илистые
осадки. В результате геологических движений эти осадки проникли на
большие глубины. Там под влиянием давления и высокой температуры в
течение миллионов лет проходил процесс, при котором содержащийся в
осадках углерод перешел в соединения, называемые углеводородами. Свое
название они получили потому, что их молекулы состоят из углерода и
водорода. Углеводороды с большими молекулами (высокомолекулярные) – это
жидкие вещества, из них образовалась нефть. А низкомолекулярные
углеводороды (у которых маленькие молекулы) – это газы. Они-то и
образовали природный газ. Но только газ образовался под воздействием
более высоких температур и давлений, чем нефть.
Вот почему в месторождениях нефти всегда имеется и природный газ.
Со временем эти отложения ушли глубоко вниз – их покрыли слои
осадочных пород.
Природный газ – это не однородная субстанция. Он состоит из смеси
газов. Основную часть природного газа (98%) составляет газ метан. Кроме
метана, в состав природного газа входят этан, пропан, бутан, а также
немного неуглеводородных веществ – водорода, азота, углекислого газа,
сероводорода.
Природный газ находится в земле на глубине от 1 до нескольких
километров. В земных недрах газ находится в микроскопических пустотах –
порах. Поры соединены между собой микроскопическими каналами —
трещинами. По этим каналам газ поступает из пор с высоким давлением в
поры с более низким давлением.
Газ добывают из недр земли с помощью скважин. Газ выходит из недр
через скважины наружу из-за того, что в пласте находится под давлением,
многократно превышающем атмосферное. Таким образом, движущей силой
добычи газа с глубин является разность давлений в пласте и системе
сбора.
Как используют природный газ?В настоящее время природный газ широко используется в
топливно-энергетической и химической промышленности.
Природный газ широко применяется в качестве дешевого горючего в
жилых частных и многоквартирных домах для отопления, подогрева воды и
приготовления пищи. Его используют как топливо для машин, котельных,
ТЭЦ. Это один из лучших видов топлива для бытовых и промышленных нужд.
Ценность природного газа как горючего состоит еще и в том, что это
экологически чистое минеральное топливо. При его сгорании образуется
гораздо меньше вредных веществ по сравнению с другими видами топлива.
Поэтому природный газ является одним из главных источников энергии в
человеческой деятельности.
В химической промышленности природный газ используется как сырьё
для получения различных органических веществ, например, пластмасс,
каучука, спирта, органических кислот. Именно использование природного
газа помогло синтезировать многие химические вещества, не существующие в
природе, например, полиэтилен.
Сначала люди не догадывались о полезных свойствах газа. При добыче
нефти он зачастую является попутным газом. Такой попутный газ раньше
просто сжигали прямо на месте добычи. В те времена перевозить и
продавать природный газ было невыгодно, но со временем были разработаны
эффективные методы транспортировки природного газа до потребителя,
главный из которых – трубопроводный. При этом способе газ из скважин,
предварительно очищенный, поступает в трубы под огромным давлением – 75
атмосфер. Кроме этого используется способ транспортировки сжиженного
газа в специальных танкерах – газовозах. Сжиженный газ более безопасен
при перевозке и хранении, чем сжатый.
А сжигание природного газа в ряде государств она запрещено
законом, но в некоторых странах практикуется и в наши дни…
А знаете ли вы, что…
Чистый природный газ не имеет цвета и запаха. Чтобы можно было
определить утечку бытового газа по запаху, в него добавляют небольшое
количество веществ, имеющих сильный неприятный запах. Чаще всего для
этой цели используют этилмеркаптан.
Некоторые тезисы из работы по теме Мировой рынок газа
В настоящее время происходит активный переход к газовому энергетическому укладу, который будет сопровождаться формированием мирового газового рынка. Причем наличие именно мирового рынка является необходимым условием такого перехода. Сейчас как такового мирового газового рынка нет, есть только региональные — североамериканский, европейский, азиатский, южноамериканский.
К основным экспортерам газа можно отнести следующие страны: Россия, США, Канада, Великобритания, Алжир, Норвегия, Индонезия, Иран, Нидерланды, Саудовская Аравия, Узбекистан, Туркмения, Малайзия, Китай, Аргентина, ОАЭ, Мексика, Катар, Австралия, Египет и ряд других стран.
Наибольшим запасом газа обладают: Россия – 48 трлн.куб.м., Иран – 29,1 трлн.куб.м., Катар – 25,8 трлн.куб.м., Саудовская Аравия – 6,9 трлн.куб.м., ОАЭ – 63,1 трлн.куб.м., США – 5,5 трлн.куб.м.
В части крупнейших газодобывающих стран есть некоторые изменения. Здесь лидерами являются Россия, США и Канада (по 608, 527 и 178 млрд. куб. м. в год соответственно) .
Основными импортерами природного газа являются страны Европейского союза, Украина, страны Африки. Например, страны ЕС практически не имеют собственных источников углеводородов (за исключением Великобритании, использующей их для своих нужд), поэтому регион остро зависит от импорта энергоносителей, также примечательно то, что более четверти потребляемого в ЕС природного газа поступает из России.