Загрязнение подземных вод в районах развития нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение

Высшего профессионального образования

«Пермский государственный национальный исследовательский университет»

Геологический факультет

Кафедра динамической геологии и гидрогеологии

Загрязнение подземных вод в районах развития нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности

Выполнили

Студенты 3 курса гр. ГЛГ-3 НБ2013

Иванов И. А.

Иванова Е.А.

Новиков В. С.

Ценева О. С.

Пермь 2016

Углеводородное загрязнение геологической среды является одним из самых серьезных экологических бедствий. Количество случаев углеводородного загрязнения подземных вод с конца прошлого столетия значительно возросло. В последнее время эта проблема стала актуальной во всех странах Мира. Вследствие локальных или линейных утечек из подземных и наземных нефтехранилищ, складов нефтеперерабатывающих заводов, баз, автозаправочных станций, автопарков и т. д. в подземную гидросферу попадают тысячи кубометров нефтяных углеводородов. Это приводит к образованию ореолов нефтяного загрязнения в зоне аэрации и загрязнению подземных вод. Нефть и нефтепродукты губят флору, фауну и наносят вред здоровью человека, отравляя подземную гидросферу. Загрязнение, особенно из подземных нефтяных емкостей происходит незаметно. Нефть не разливается по поверхности земли, а просачивается в зону аэрации, достигает грунтовых вод и распространяется по территории. Проходит время, прежде чем углеводородное загрязнение от промышленных объектов становится неоспоримым фактом, и начинают предприниматься меры по его ликвидации.

Химический состав нефти и нефтепродуктов

В нефтях установлено более 450 индивидуальных соединений. Основными компонентами, составляющими 90-95% нефти, являются углеводороды. Эти компоненты представлены главным образом соединениями трех классов: парафинов, циклопарафинов и ароматических углеводородов. Неуглеводородные соединения составляют обычно 5-10% массы нефтей, хотя в некоторых они могут преобладать, достигаю в тяжелых фракциях до 30-40%, а в смолах почти 100%. Неуглеводородные соединения представлены производными серы, азота, кислорода, и металлов (сульфиды).

Физические свойства нефти

нефть загрязнение подземный вода

Нефть -- жидкость от светло-коричневого до тёмно-бурого цвета. Плотность 0,65--1,05 (обычно 0,82--0,95) г/см?. Плотность нефти сильно зависит от температуры и давления. Она содержит большое число разных органических веществ и поэтому характеризуется не температурой кипения, а температурой начала кипения жидких углеводородов (обычно >28 °C, реже ?100 °C в случае тяжёлой нефти) и фракционным составом -- выходом отдельных фракций, перегоняющихся сначала при атмосферном давлении, а затем под вакуумом в определённых температурных пределах, как правило до 450--500 °C. Нефть -- легковоспламеняющаяся жидкость; температура вспышки от ?35 до +121 °C. Нефть в обычных условиях не растворима в воде, но может образовывать с ней стойкие эмульсии.

Формы нахождения нефтепродуктов в подземных водах

Нефтяные вещества могут находиться в водной среде в четырех основных состояниях: в виде газа, однородной жидкости, эмульсии, водного раствора.

После того как нефтепродукт попадает на земную поверхность, начинается его просачивание через зоны аэрации. На границе между водонасыщенной и ненасыщенной средами происходит распространение нефтепродукта в горизонтальном направлении (активная миграция). Кроме того, на поверхности грунтовых вод может происходить пассивная миграция, то есть снос нефтепродуктов потоками подземных вод. Определенную роль в загрязнение окружающей среды углеводородами играют колебании уровня грунтовых вод. При понижении уровня нефтепродукты следуют за водой до больших глубин. При повышении, которое часто происходит быстрее, чем понижение, часть нефтяных веществ остается ниже уровня грунтовых вод.

По вертикали в зоне аэрации и горизонте грунтовых вод можно выделить пять зон, в которых нефтепродукты, проникшие с поверхности земли, содержатся в различных формах. Зона 1 над максимальным уровнем жидких нефтяных веществ содержит только газообразные углеводороды. Зона 2 содержит нефтепродукты, покрывающие поверхность зерен породы. Зона 3 между уровнем нефтепродуктов в данный момент т их границей с водой насыщена нефтепродуктами. Зона 4 характеризуется смесью капель нефтяных веществ с водой. В зоне 5 вода содержит растворенные или эмульгированные нефтяные вещества. Движение нефтяных веществ в каждой зоне носит различный характер, поэтому в каждом конкретном случае нефтяного загрязнения необходимо изучать движения нефтяных веществ.

Газообразные углеводороды могут содержаться надо уровнем грунтовых вод, в зоне аэрации, а при ликвидации источника загрязнения газообразные углеводороды быстро улетучиваются. На концентрацию газов большое влияние оказывают колебания уровня грунтовых вод.

Жидкие углеводороды, попадая в горизонт грунтовых вод по порам и трещинам, встречают на своем пути менее проницаемый слой или достигают уровня грунтовых вод. Далее происходит их накопление и растекание в горизонтальном направлении. Условия движения жидких углеводородов в водонасыщенной пористой среде:

1. Нефтяные вещества продвигаются лишь в тонком слое верхней части водоносного горизонта;

2. На движение веществ большое влияние оказывает неоднородность проницаемого слоя;

3. Гидравлический градиент определяет скорость движения нефтепродуктов;

4. Сорбционные свойства горных пород могут существенно замедлять движение нефтяных веществ;

5. Нефть с водой образует двухфазную систему. Таким образом движение углеводородов в подземных водах очень сложный процесс, который находится на стадии изучения.

Движение в подземной воде растворенных нефтяных веществ более опасно, так как охватывает более обширную территорию. Это наглядно видно из следующей таблицы.

Возникновение загрязнения подземных вод нефтяными веществами

Все случаи загрязнения можно разделить на две основные группы в зависимости от того, можно предвидеть загрязнения или нет. К первой группе относятся прежде всего загрязнения при добычи нефти, везде где складируется и перерабатывается нефть и нефтепродукты можно предвидеть загрязнение. Ко второй группе относятся загрязнения, возникающие при авариях. Это утечки нефтепродуктов при шоссейных и железнодорожных авариях, при транспортировке нефти водным путем.

Условия загрязнения подземных вод в районах добычи нефти. Источниками загрязнения подземных вод могут быть все сооружения, связанные с добычей, сбором, хранением, очисткой нефти и стоков, а также утилизацией последних. Основную часть стоков составляют добываемые вместе с нефтью пластовые воды, количество которых зависит от объема добываемой нефти и степени обводненности месторождения. Объем таких вод во многих случаях значительно превышает объем добываемой нефти.

В пределах нефтепромыслов загрязнение подземных вод в большинстве случаев связано с фильтрацией сточных пластовых вод и в меньшей степени - с фильтрацией нефти.

Источники загрязнения в пределах нефтепромыслов можно подразделить на два вида: постоянного и временного действия. К первым относятся пруды-отстойники, нефтеловушки, земляные амбары нефти и химических реагентов. Второй вид источников загрязнения включает: изливы нефти и стоков на поверхность земли при авариях, перетоки соленых вод и рассолов в водоносные горизонты при нарушении герметичности затрубного пространства, периодически загрязняемые речные воды.

Размещено на Allbest.ur