В условиях современного развития промышленности большую опасность вызывают серьёзные нарушения экологической обстановки во всех регионах России, в том числе и в Астраханской области. Особое беспокойство связано с развитием газовой и нефтяной промышленности, которые являются одними из основных отраслей, определяющих высокие темпы развития народного хозяйства.
ООО «Газпром добыча Астрахань», расположенное в поселке Аксарайский, является одним из основных источников загрязнения атмосферного воздуха. Изучение качества атмосферного воздуха санитарно-защитной зоны и близлежащих территорий является одной из главных задач, стоящих на сегодняшний день перед экологами, так как на долю данного предприятия приходится уже свыше 60 % всех выбросов на территории Астраханской области [3].
Газодобывающая промышленность наносит все больший урон атмосфере. Вследствие недостаточной очистки, а также при аварийных выбросах топлива в воздухе систематически обнаруживаются токсические вещества.
В воздушную среду поступают метан, сероводород (Н2S), меркаптаны, оксиды азота (NO, NO2), сажа с преобладанием диоксида серы.
Повышенное содержание в атмосфере соединений серы и азота, в частности диоксида серы и диоксида азота, вызывает кислотные осадки. Сероводород также токсичен для человека. Вдыхание воздуха с небольшим содержанием сероводорода вызывает головокружение, головную боль, тошноту, а со значительной концентрацией – приводит к коме, судорогам, отеку легких и даже летальному исходу. Серный ангидрид образуется при окислении сернистого ангидрида. Конечным продуктом реакции является аэрозоль, или раствор серной кислоты в дождевой воде, который обостряет заболевания дыхательных путей человека.
Следствием загрязнения атмосферного воздуха является интенсивное воздействие, оказываемое не только на человека, но и на гидросферу, почвенно-растительный покров и геологическую среду. Это стало серьезной экологической проблемой как для Астраханской области, так и для географически приближенных регионов.
Для снижения вредного воздействия загрязняющих веществ, выбрасываемых ООО «Газпром добыча Астрахань», используется методология оценки риска и методы управления ими [8].
Целью данной работы явилась оценка рисков загрязнения атмосферного воздуха вредными веществами, выбрасываемыми ООО «Газпром добыча Астрахань», и разработка предложений по управлению ими.
В задачи исследования входило:
1. Охарактеризовать ООО «Газпром добыча Астрахань» и его деятельность;
2. Научно обосновать выбор загрязняющих веществ и изучить статистический материал среднесуточных показателей выбросов ООО «Газпром добыча Астрахань» за 2012–2014 гг.;
3. Количественно рассчитать риски химического загрязнения на исследуемой территории и оценить их;
4. Рекомендовать меры по снижению экологического риска на ООО «Газпром добыча Астрахань».
ООО «Газпром добыча Астрахань» является одним из стационарных источников по проценту промышленных выбросов от областного объема. В состав выбросов загрязняющих веществ входят следующие соединения: оксид углерода (48,2 %), сернистый ангидрид (44,0 %), летучие органические соединения, объединяющие в своем составе 39 ингредиентов (3,6 %), диоксид азота (1,7 %), метан (1,2 %), пыль серы (0,5 %), на остальные 33 ингредиента приходится около 0,8 % от суммарного количества выбросов [6].
Наибольший интерес представляют сернистый ангидрид, диоксиды азота и серы, т.к. именно они, выделяясь в значительных количествах, наносят непоправимый вред окружающей среде.
Своеобразие климатогеографических условий региона, а также соседство месторождения с уникальной природной зоной Волго-Ахтубинской поймы требует внимательного отношения к вопросам защиты окружающей среды и обеспечения газовой безопасности.
В районе расположения источника техногенного воздействия – Астраханского газоконденсатного месторождения (АГКМ) – «роза ветров» варьирует в направлении восток – запад, с преобладанием направления восток – юго-восток.
На долю ветров юго-восточного и северо-западного направлений приходилось 43 % и 27 % соответственно, а на долю полного штиля – 2 %. Со стороны восточных, юго-восточных ветров располагаются населенные пункты п. Комсомольский, ст. Досанг, а по направлению западных, северо-западных – с. Сеитовка, п. Бузан.
Преобладающие направления ветров на исследуемой территории восточные и западные. В районе расположения ООО «Газпром добыча Астрахань» скорость ветра больше, чем в г. Астрахани. Объясняется это тем, что район расположен в вытянутой депрессии вдоль господствующих ветров на границе с территорией Казахстана, что способствует усилению скорости ветра [4].
Анализ риска проводился по данным, полученным за 2012–2014 гг. На базе процедуры анализа риска были идентифицированы и охарактеризованы с позиции токсичности основные загрязняющие вещества атмосферы: пыль, диоксид серы, оксид углерода, диоксид азота, оксид азота и сероводород.
Загрязнение атмосферы определялось по значениям концентраций примесей (в мг/м3). Степень загрязнения атмосферы примесью оценивалась при сравнении концентрации примесей с ПДК [5].
Ведомственная лаборатория охраны окружающей среды ООО «Газпром добыча Астрахань» проводит наблюдения в 5 населенных пунктах близ АГКМ (рисунок).
Для каждого вредного фактора был составлен маршрут воздействия, характеризующий механизм попадания в окружающую среду и организм человека.
Расположение постов наблюдения
Воздействие окислов азота на человека в основном связано с раздражением слизистых оболочек. Длительное воздействие приводит к возникновению острых заболеваний органов дыхания. При остром отравлении оксидами азота может возникнуть отек легких, также в организме этот газ трансформируется до нитрозосоединений (R–N = 0) и нитрозоаминов (R–NН–N = 0), обладающих выраженным канцерогенным действием [2]. Диоксид серы способен вызывать приступы астмы у астматиков, приводит к смертности от заболеваний сердечно-сосудистой системы и органов дыхания [9]. Известно, что оксид углерода нарушает тканевое дыхание, является фактором риска в развитии атеросклероза и болезней сердца [1]. Пыль (хромовые соли, известь, сода, мышьяк, карбид кальция, кварцевая пыль) приводит к раздражению кожи, слизистой оболочки глаз, силикозам. Сероводород – высокотоксичный нервный яд с сильно выраженным раздражающим действием слизистых оболочек глаз и дыхательных путей, является причиной тканевой гипоксии, поражает кроветворные органы.
Расчетные значения среднесуточных доз для выбранных неканцерогенов определялись с учетом средних концентраций, воздействующих в период экспозиции (мг/м3). Коэффициент опасности рассчитывался на основе референтных безопасных доз (табл. 1, 2, 3, 4, 5) [7].
Таблица 1
Референтные концентрации для ингаляционных воздействий
|
CAS |
ARFC, мг/м3 |
Критический орган/система |
|
|
Диоксид азота |
10102-44-0 |
0,47 |
Органы дыхания |
|
Оксид азота |
10102-43-9 |
0,72 |
Органы дыхания |
|
Диоксид серы |
2025884 |
0,66 |
Органы дыхания |
|
Оксид углерода |
630-08-0 |
23 |
Сердечно-сосудистая система, развитие |
|
Пыль |
– |
0,3 |
Органы дыхания |
|
Сероводород |
7783-06-4 |
0,1 |
Органы дыхания |
Таблица 2
Расчетные значения коэффициента опасности для выбранных неканцерогенов за 2012 год
|
Номер поста |
Пыль |
Диоксид серы |
Оксид углерода |
Диоксид азота |
Оксид азота |
Сероводород |
|
1 |
0,00E+00 |
1,25E-03 |
1,19E-02 |
1,75E-02 |
3,81E-03 |
2,74E-03 |
|
3 |
9,13E-02 |
1,67E-03 |
2,38E-02 |
1,75E-02 |
– |
2,74E-03 |
|
4 |
9,13E-02 |
– |
1,19E-02 |
2,34E-02 |
– |
2,74E-03 |
|
8 |
9,13E-02 |
– |
1,19E-02 |
2,34E-02 |
– |
– |
|
9 |
– |
1,67E-03 |
– |
1,17E-02 |
– |
2,74E-03 |
Таблица 3
Расчетные значения коэффициента опасности для выбранных неканцерогенов за 2013 год
|
Номер поста |
Пыль |
Диоксид серы |
Оксид углерода |
Диоксид азота |
Оксид азота |
Сероводород |
|
1 |
0,00E+00 |
1,25E-03 |
0,00E+00 |
1,17E-02 |
3,81E-03 |
2,74E-03 |
|
3 |
9,13E-02 |
2,08E-03 |
1,19E-02 |
2,34E-02 |
– |
5,48E-03 |
|
4 |
0,00E+00 |
– |
1,19E-02 |
2,34E-02 |
– |
5,48E-03 |
|
8 |
0,00E+00 |
– |
1,19E-02 |
2,91E-02 |
– |
– |
|
9 |
– |
8,30E-04 |
– |
1,75E-02 |
– |
5,48E-03 |
Таблица 4
Расчетные значения коэффициента опасности для выбранных неканцерогенов за 2014 год
|
Номер поста |
Пыль |
Диоксид серы |
Оксид углерода |
Диоксид азота |
Оксид азота |
Сероводород |
|
1 |
0,00E+00 |
8,30E-04 |
1,19E-02 |
1,17E-02 |
3,81E-03 |
2,74E-03 |
|
3 |
0,00E+00 |
8,30E-04 |
2,38E-02 |
2,34E-02 |
– |
2,74E-03 |
|
4 |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
|
8 |
0,00E+00 |
– |
1,19E-02 |
2,91E-02 |
– |
– |
|
9 |
– |
1,67E-03 |
– |
1,17E-02 |
– |
2,74E-03 |
Таблица 5
Расчетные значения индекса опасности за 2012–2014 годы
|
2012 год |
2013 год |
2014 год |
|
|
Пыль |
2,74E-01 |
9,13E-02 |
0,00E+00 |
|
Диоксид серы |
4,59E-03 |
4,16E-03 |
3,33E-03 |
|
Оксид углерода |
5,95E-02 |
3,57E-02 |
4,76E-02 |
|
Диоксид азота |
9,35E-02 |
1,05E-01 |
7,59E-02 |
|
Оксид азота |
3,81E-03 |
3,81E-03 |
3,81E-03 |
|
Сероводород |
1,10E-02 |
1,92E-02 |
8,22E-03 |
Характеристика риска развития неканцерогенных эффектов при комбинированном и комплексном воздействии химических соединений проводится на основе расчета индекса опасности (HI).
Подобный подход, принятый в оценке риска для неканцерогенных эффектов, хотя и достаточно консервативен, т.к. может преувеличивать опасность для здоровья, однако является более предпочтительным по сравнению с раздельной, независимой оценкой каждого из компонентов или признанием всех компонентов аддитивно действующими [7].
Таким образом, отмечается динамика увеличения степени рисков химического загрязнения (пыль, диоксид серы, оксид углерода, диоксид азота, оксид азота и сероводород). Характеристика рисков показала необходимость внедрения в систему управления качеством окружающей среды ООО «Газпром добыча Астрахань» не только экологического аудита, страхования рисков, оздоровительных и природоохранных мероприятий, но и совершенствования системы производственного экологического мониторинга. Чрезвычайно актуальна разработка новых технологий, направленных на исключение из процессов производства высоких давлений и температур, материалов, способных к быстрому окислению и коррозии. Также необходимо широкое информирование общественности о важности проблем обеспечения экологической безопасности и внедрение культуры экологической безопасности, расширение исследований в области анализа риска.
Рецензенты:
Алтуфьев Ю.В., д.б.н., профессор кафедры «Физиология и морфология человека и животных», Астраханский государственный университет, г. Астрахань;
Бухарицин П.И. д.г.н., профессор кафедры «Инженерная экология и природообустройство», Астраханский государственный технический университет, г. Астрахань.
Работа поступила в редакцию 17.04.2015.