Файл: Классификация техногенного загрязнения водных бассейнов.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.02.2024
Просмотров: 181
Скачиваний: 8
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Классификация техногенного загрязнения водных бассейнов.
Обеспеченность водой разных регионов земного шара различна. Россия обладает большими запасами пресной воды. Почти 70% водоемов загрязнены, их нельзя использовать для питьевых нужд. Загрязнение водоемов приводит к ухудшению биосферной функции. Основные источники загрязнения водоемов:-
Промышленные стоки (черная и цветная металлургия, нефтеперерабатывающая). -
Сельскохозяйственные стоки (минеральные удобрения, пестициды и отходы животноводства). -
Бытовые сточные воды (синтетические моющие средства, органические вещества). -
Аварии танкеров и нефтеналивных судов. -
Карьерные и шахтные воды. -
Фильтраты со свалок твердых бытовых отходов. -
Атмосферные осадки. -
Радиоактивные отходы, которые захоронены в мировом океане в глубоких шахтах.
Аральское море погибло, и восстановить его будет невозможно объем воды уменьшился более чем на половину, уровень моря понизился на 13-15 метров. Соленость повысилась почти в 2,5 раза.
Техногенное воздействие объектов недропользования на водный бассейн приводит к изменениям естественного режима поверхностных и подземных вод, проявляется их химическим загрязнением и механическим засорением.
Особенно велико загрязнение сточных вод минеральными солями на галогенных месторождениях; шахтных вод — механическими примесями на угольных месторождениях, сернокислотными соединениями, тяжелыми металлами — на месторождениях сульфидных и других типов руд.
При строительстве и функционировании объектов недропользования, прежде всего, возникает необходимость осушения. Практически все месторождения осадочного типа при открытых горных работах приходится осушать еще до начала вскрышных работ. При большой мощности плывунов, значительном напоре воды в водоносном горизонте, при больших запасах подземных естественных водохранилищ — обязательно требуется предварительное осушение.
При разработке месторождений под водоемами, реками или водоносными слоями пород проводят специфические мероприятия — предварительное осушение месторождения и сохранение (создание) водонепроницаемых потолочин .
Сохранение водонепроницаемых потолочин обеспечивается щадящими способами добычи, не допускающими опасных деформаций и трещин в потолочине. Безопасная глубина разработки подсчитывается на основе «Указаний по определению оптимальных условий выемки угля под водными объектами» (ВНИМИ, 1975 г.):
где Нд — безопасная глубина; Кй — коэффициент безопасности, зависящий от состава и свойств пород, мощности глинистых наносов, угла падения залежи, значения и размеров водного объекта; — суммарная отрабатываемая мощность полезного ископаемого, м.
На месторождениях, где подземные безнапорные воды появляются лишь в трещинах и карстовых пустотах, обычно предварительный дренаж воды не применяется, такие месторождения разрабатываются с одновременным понижением уровня подземных вод.
Способы предварительного осушения бывают:
-
а) поверхностные — бурение водопонижающих (откачивающих) и водопоглощающих скважин (для перепуска воды из верхних слоев пород на нижние); -
б) подземные — проходка дренажных штреков, бурение опережающих скважин из проходческих забоев, сооружение резервуаров для воды; -
в) комбинированные — бурение скважин с поверхности и проходка дренажных подземных выработок.
Негативные экологические процессы, связанные с нарушением гидрогеологического режима объекта недропользования, максимально проявляются при открытых горных работах и подземной добыче неглубоких пластов угля. Так, масштабы депрессионных воронок достигают радиуса 20 км на железорудных карьерах КМ А. А сооружение отвалов и нарушение сплошности при выемке угля с полным обрушением вызывают подтопление территорий, их заболачивание, химическое и бактериальное загрязнение верхних водоносных горизонтов. Кроме того, нередко происходит смешивание поверхностных загрязненных сточных и промышленных вод с природными подземными водами, а также снижение несущей способности грунтов и пород, их деформация.
Истощение вод. Водоемы не только загрязняются, но и вода из них изымается (безвозвратное водопотребление), поэтому водоемы истощаются. Истощение водоемов проявляется в уменьшении поверхностного стока. В РФ поверхностный сток за последние годы уменьшился на 15-20%, особенно у рек, расположенных на европейской территории нашей страны (Волга, Дон). Именно здесь возникает дефицит пресной воды.
-
Составьте принципиальную модель технологического процесса рабочего участка сферы своей трудовой деятельности и охарактеризуйте его в качестве источника загрязнения атмосферного воздуха.Перечислите группы химических соединений, поступающих в атмосферный воздух.
Нефтедобыча представляет собой сложный многоэтапный процесс, включающий в себя геологоразведку, бурение скважин (соответственно их ремонт и содержание), подъем нефти, очистку её от серы, воды, парафина и многое другое.
Технологический процесс добычи нефти и нефтяного газа.
Технологическая схема (один из возможных вариантов) добычи, сбора и подготовки продукции добывающих скважин на промыслах приведена на рис.2.
Добываемая из скважин 1 нефть (нефть с водой) должна быть измерена, то есть должны быть определены дебиты скважин по нефти и по жидкости. Необходимо также измерять газовый фактор скважин - количество попутного газа, добываемого из скважины с 1т или с 1м3 нефти. Измерения производятся с помощью АГЗУ в автоматизированном режиме. На АГЗУ (2) в тот или иной период времени на замере находится одна скважина, если на выкидных линиях каждой скважины не установлен свой расходомер. Другие скважины в это время работают в рабочую линию без измерения продукции. После АГЗУ по одному нефтепроводу продукция данной группы скважин поступает в сепараторы 1-ой ступени сепарации (3) для отделения попутного газа. Давление в этих сепараторах несколько ниже, чем на устьях добывающих скважин, обычно оно составляет 0,3...0,6 МПа. Отделяемый газ по газопроводу направляется на газокомпрессорную станцию (5), которая нагнетает газ в магистральный газопровод (MГ).
Р
исунок 2 технологическая схема добычи нефти и нефтяного газа.
1 - добывающие скважины; 2 - автоматизированная групповая замерная установка (АГЗУ); 3 - сепарационная установка (1-ая ступень); 4 - дожимная насосная станция (ДНС); 5 - газокомпрессорная станция (ГКС); 6 - промысловый сборный пункт (ПСП), сепарационная установка (2-ая ступень); 7 - установка предварительного сброса воды (УПСВ); 8 - установка промысловой подготовки нефти (УППН); 9 - товарный парк (ТП); 10 - установка подготовки сточной воды (УВП); 11 - блочная кустовая насосная станция (БКНС); 12 - водораспределительный пункт (ВРП); 13 - нагнетательные скважины; 14 -источник пресной воды; 15 - водозабор с водоочистными сооружениями и насосной станцией.
I - продукция скважин; II - попутный газ; III - отделяемая сточная вода; IV - товарная нефть; V- пресная вода.
Из сепараторов 1-ой ступени нефть (нефть с водой) с помощью дожимной насосной станции (4) подается по нефтесборному коллектору на промысловый сборный пункт (6), где в сепараторах второй ступени снова отделяется от нефти попутный газ. При высокой обводненности нефти она поступает на установку предварительного сброса воды (7), затем на установку промысловой подготовки нефти (8), где путем деэмульсации (разделения водонефтяной эмульсии на нефть и воду) происходит обезвоживание и обессоливание нефти, а при необходимости и ее стабилизация (отделение легкоиспаряющихся легких фракций нефти). Нефть с УППН поступает в резервуары товарного парка (9), затем - в магистральный нефтепровод (МН).
Отделяемая от нефти на УПСВ и УППН сточная вода очищается от мехпримесей и захваченной ею нефти на установке водоподготовки (10) и направляется на блочную кустовую насосную станцию (11). С помощью БКНС вода поступает по напорным водоводам на водораспределительные пункты (12) и нагнетательные скважины (13).
Если сточной воды недостаточно для поддержания пластового давления в продуктивном пласте, из источника (14) после подготовки (очистки) в систему поддержания пластового давления подается пресная вода.
Специальная промысловая подготовка попутного нефтяного газа осуществляется в случаях, когда газ имеет высокое содержание водяных паров (производится осушка газа), сероводорода или углекислого газа (очистка газа от Н2S и СО2).
Процесс добычи принято делить на три условных этапа:
-
Благодаря искусственно создаваемой разности давлений в пласте и на забоях скважин, нефть «заставляют» двигаться по пластам к началам скважин. Передвижение жидкостей и газа в пределах пластов к эксплуатационным скважинам принято называть процессом разработки нефтяного месторождения. Перемещение жидкостей в необходимом направлении идет за счет определенной комбинации нефтяных, нагнетательных и контрольных скважин, а также их количества и порядка работы. -
Перемещение нефти от начал скважин до их устьев уже на поверхности земли (эксплуатация нефтяных скважин). -
Накопление нефти, попутного нефтяного газа, воды и дальнейшее удаление минеральных солей, разделение, обработка. Далее добытую и очищенную нефть отправляют на нефтеперерабатывающие заводы и предприятия, а сопутствующие ей газы и загрязненную воду чаще всего сбрасывают, газ сжигают, воду сливают в ближайшие водоемы .
Давно остро стоит проблема масштабного использования попутного нефтяного газа (ПНГ). В России в 2009 году по оценкам Счетной палаты Российской Федерации было сожжено почти 20 миллиардов кубометров попутного нефтяного газа, а это чуть больше половины его добычи, эти данные учитывают только семь крупнейших нефтедобывающих предприятий а именно «Лукойл», «Роснефть», «Газпром-нефть» и другие, более мелкие компании не оценивались, хотя очевидно они также вносят вклад . Попутный нефтяной газ включает в себя смесь различных углеводородов, приблизительный состав ПНГ описан в таблице 1.
Компоненты, входящие в состав ПНГ, Доля в общем объеме,%
| CH4 | Метан | 80 |
| C2H6 | Этан | 6 |
| C3H8 | Пропан | 5 |
| i-C4H10 | Изо-бутан | 2.5 |
| n-C4H10 | Н-бутан | 1.5 |
| N2 | Азот | 1 |
| CO2 | Углекислый газ | 0.15 |
| | Другие | 2.85 |
Таблица 1 компоненты, входящие в состав ПНГ, доля в общем объёме,%
Принято выделять два основных вида ПНГ, на основе их залегания:
1. Природный газ (собирается в резервуарах над нефтяным слоем);
2. Газ, выделяемый при очистке нефти, то есть первоначально в ней растворенный.
Некоторые исследователи уже несколько лет занимаются решением проблемы утилизации ПНГ. По приводимым ими оценкам, в среднем в России на 1 тонну добытой нефти приходится приблизительно 8 килограмм токсичных атмосферных выбросов. Учитывая то, что в России ежегодно добывается около 500 млн. тонн нефти, объём выбросов в атмосферу составляет около 4 млн. тонн. По оценкам Минприроды, выбросы углекислого газа (СО2) при сжигании ПНГ в России составляют около 90 миллионов тонн в год. Общий объём антропогенных выбросов оксида углерода в атмосферу Земли - около 10 млрд. тонн в год, и часть российского ПНГ, сжигаемого на нефтяных месторождениях составляет менее 1%. Ключевая проблема при сжигании ПНГ - образующиеся вещества, а именно, оксиды серы и азота, угарный газ (СО). Они не полностью сгорают в факелах, являются причиной «кислотных» дождей, воздействуют на нервную систему человека. В общем, на нефтегазовый сектор приходится около 30% всего загрязнения атмосферы в нашей стране, в том числе на предприятия нефтедобычи приблизительно 12%. Также, сжигание ПНГ вызывает мощное тепловое загрязнение. При этом, описанными выше цифрами следует пользоваться с очень большой осторожностью. Абсолютно точных данных об объёмах и структуре добычи и использования ПНГ в России вообще нет, это связано с полным отсутствием чётких технологий и законов учёта попутного газа. Для этого используются разные обобщенные методики, например:
-
П о объемам добываемой нефти и размеру средневзвешенного «газового фактора» (то есть количество ПНГ на тонну добытой нефти); -
По съемкам со спутников ночью; -
Косвенное формулирование оценки.
3.Дайте характеристику вида наносимого вреда воздушному бассейну и ущербу, наносимому этим загрязнением. Как осуществляется контроль за поступлением вредных веществ в водный бассейн с вашего предприятия ?
В основном существуют три основных источника загрязнения атмосферы: промышленность, бытовые котельные, транспорт. Доля каждого из этих источников в общем загрязнении воздуха сильно различается в зависимости от места. Сейчас общепризнанно, что наиболее сильно загрязняет воздух промышленное производство.