MPC за въглеводороди: химични фактори на работната среда

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-02 13:50

Замърсяването на въздуха и водата с различни видове химикали оказва изключително неблагоприятно въздействие върху състоянието на околната среда. Във всяко модерно предприятие, разбира се, всички видове екологични стандарти трябва да се спазват непременно. Това ще гарантира безопасността както на работниците в завода, така и на хората, живеещи до него.

Има много химикали, които могат да имат вреден ефект върху човешкото тяло. Например, в момента в Русия са разработени определени стандарти за въглеводороди MPC. Днес, за съжаление, такива съединения представляват около 70% от цялото замърсяване на атмосферата. Спазвайте стандартите за концентрации на въглеводороди, например предприятия от химическата промишленост и рафиниране на нефт.

За какви MPC норми са предоставени

Вредата от различни видове химикали, включително въглеводороди, всъщност може да причини много сериозна вреда на човек. Следователно стандартите предвиждат и максимално допустимите концентрации (МДК) на определени съединения. Такива документи са разработени така, че химикалите, съдържащи се ввъздух, не причинява основно проблеми или заболявания на човешкото здраве. Също така, когато изчисляват такива норми, експертите вземат предвид такъв фактор като въздействието на връзките в дългосрочен план за настоящото и следващите поколения.

Какво са въглеводородите

Общо нашата страна има MPC стандарти за повече от 1200 различни вида химикали. Всъщност въглеводородите се наричат органични вещества, състоящи се само от водородни и въглеродни атоми. В химията такива съединения се считат за основни. Всички други вещества в много случаи се считат за техни производни.

В природата въглеводородите се срещат както в течно, така и в твърдо или газообразно състояние. Освен всичко друго, на нашата планета има концентрирани находища на такива вещества.

Видове въглеводороди

Всички такива вещества се разделят основно на отворени или ациклични и затворени (карбоциклични). Първият тип съединения се класифицира в:

• наситени - метан, алкани, парафини;
• ненаситени с множество връзки - олефинови въглеводороди, ацетилен, диен.

Наситените съединения от метанова група са основната част от нефта и нефтопродуктите, както и природните горими газове.

Въглеводородите от своя страна се разделят на:

• алицикличен;
• ароматни.

Последният тип съединения може да присъства и в маслото. Въпреки това, вещества от тази група рядкодоминира в състава си над останалите въглеводороди.

Също така, всички въглеводороди са класифицирани в:

• маргинал (С2-С5);
• неограничен (С1-С10).

Кои предприятия трябва да бъдат наблюдавани

Сферата на използване на съединения от групи C2-C5 и C1-C10 в националната икономика в момента е много широка. Контролът върху спазването на ПДК на смеси от въглеводороди трябва да се извършва преди всичко, разбира се, в предприятията за преработка на нефт и газ. Също така, такива съединения са доста широко използвани:

• в химическата промишленост;
• гориво;
• лесно;
• храна;
• в селското стопанство.

Въглеводородите се произвеждат едновременно, включително и у нас, на находищата:

• масло;
• газ;
• въглища;
• нефтени шисти.

Най-често срещаните въглеводороди и сродни вещества

Увреждат хората и околната среда, така че всички съединения от тази група могат. Но най-често човек се сблъсква с негативното влияние на следните видове вещества:

• сероводород (съдържа се във въглеводородни газове);
• въглероден диоксид (произведен чрез изгаряне на въглеводороди);
• гориво бензин и неговите пари (съдържат въглеводороди);
• бензапирен;
• ацетон (производно на въглеводороди) и др.

Вреда за човешкото тяло

Някои видове C2-C5 и C1-C10 са в състояние да упражнят усилия върху хората дори многосериозно мутагенно влияние. Ето защо предприятията трябва стриктно да спазват стандартите за ПДК във въздуха на работната зона, нефтени въглеводороди и др. На първо място, такива съединения вредят на сърдечно-съдовата система на човека. Също така, при дълъг престой в среда с висока концентрация на въглеводороди, хората обикновено променят кръвната си картина към по-лошо. На първо място, нивото на хемоглобина и еритроцитите намалява при пострадалите.

Също така, когато ПДК във въздуха е надвишена, въглеводородите могат да имат изключително негативен ефект върху черния дроб на хората. В допълнение, такива съединения причиняват значителна вреда на ендокринната система. При продължително излагане на човек работата на ендокринните жлези се нарушава. Освен това такива вещества имат изключително вредно въздействие върху нервната система и белите дробове.

В градски мащаб, въглеводородите, наред с други неща, са способни да образуват така наречения фотохимичен смог. В процеса на сложни трансформации в атмосферния въздух от съединения от този тип се образуват изключително токсични вещества. Това могат да бъдат например алдехиди или кетони.

Вредата от сероводород и въглероден диоксид

Тези две вещества могат да станат много опасни за човешкото тяло при определени условия. Пребиваването в среда, наситена със сероводород в концентрация от 0,006 mg/dm3 в продължение на 4 часа, например, може да доведе до такива негативни последици като:

• главоболие;
• фотофобия;
• хрема;
• сълзене.

Когаповишаване на концентрацията до 0,2-0,28 mg / dm³ при човек има усещане за парене в очите, дразнене в носа и гърлото. Увеличаването на количеството сероводород с 1 mg/dm^{3 води до остро отравяне, придружено от конвулсии, загуба на съзнание и в крайна сметка завършващо със смърт. Особено внимателно в предприятията трябва да се спазват стандартите по отношение на ПДК на смес от сероводород с въглеводороди. В комбинация тези вещества могат да причинят дори повече вреда на хората, отколкото поотделно.}

Въглеродният диоксид, образуван при изгарянето на въглеводороди, има наркотичен ефект върху човешкото тяло. Също така, това вещество има дразнещ ефект върху лигавиците на хората. В резултат на продължителното му излагане при пострадалите се наблюдават следните негативни симптоми:

• замаяност;
• кашлица;
• високо кръвно налягане.

При вдишване на много високи дози въглероден диоксид, човек може дори да умре. Смъртоносният изход например води до престой в помещение, където концентрацията на това вещество във въздуха достига 20%.

Вредата от бензина

Това гориво, което е продукт на рафинирането на нефт и съдържа голямо количество въглеводороди, може да бъде изключително опасно както за хората, така и за околната среда. Например, само 300 g бензин, разлят по време на зареждане с гориво, замърсяват 200 хиляди m3 въздух.

Разпоредбите относно ПДК на нефтени въглеводороди във въздуха при използване на бензин трябва да се спазват вточност. Когато вдишва парите на това гориво за известно време, човек изпитва:

• главоболие;
• замаяност;
• изпотяване;
• чувствам се пиян;
• мудност;
• гадене, повръщане и др.

Смята се, че леко отравяне с бензинови пари настъпва след 5-10 минути престой на човек в стая с концентрация в диапазона от 900-3612 mg/m³. В същото време, с увеличаване на този показател до 5000-10000 mg/m^{3, настъпва остро токсично увреждане на тялото. Телесната температура на човек пада, пулсът пада и т.н.}

Вредата от бензапирена

Това вещество принадлежи към класа на ароматните въглеводороди. Бензопиренът се образува например при изгаряне на течни и твърди органични вещества (включително нефтопродукти), дървесина, антропогенни отпадъци. От естествените източници на освобождаване на това вещество във въздуха могат да се отбележат преди всичко горски пожари и вулканични изригвания.

При пушене се отделя много бензапирен. Автомобилният транспорт също е източник на замърсяване на въздуха, водата и почвата с това вещество.

Подобно на много други въглеводороди, чиято ПДК трябва да бъде строго контролирана, бензапиренът принадлежи към вещества от първия клас на опасност. Може да влезе в човешкото тяло чрез вдишване, през кожата, както и с храна и вода. В същото време, в допълнение към канцерогенния ефект, това съединение е способно да упражнява мутогенни, хематотоксични, ембриотоксични ефекти върху хората.

Вреди от ацетон

Това вещество може да има неблагоприятни ефективърху човешкото тяло при концентрации във въздуха над 500 части на милион. Основните симптоми на отравяне с ацетонови пари са виене на свят и гадене. Ако служител на предприятието е постоянно изложен на това вещество, неговият имунитет определено ще намалее и в бъдеще ще се развият респираторни заболявания.

Максимално допустими концентрации във въздуха на работната зона

Съгласно разпоредбите, ПДК на въглеводороди в работната зона не трябва да надвишават 300 mg/m³. В същото време, за среднодневен период от време, еднократният максимален показател не трябва да надвишава 900 mg/m^3.

Разбира се, разпоредбите също така предвиждат максимална производителност за специфични видове въглеводороди. И така, според федералния закон, MPC се предоставят в работната зона за различни видове въглеводороди (и свързани вещества):

• бензапирен - 0,00015 mg/m3;
• бензин - 300mg/m3;
• ацетон - 0,9 mg/m3;
• сероводород - 10 mg/m³ (смесен с въглеводороди - 3 mg/m^3);
• масло - 10 mg/m3;
• въглероден диоксид - 27000 mg/m3 (единична доза).

Максимално допустими концентрации във вода

MAC за въглеводороди в питейната вода, разбира се, също са предвидени от разпоредбите. Организациите, доставящи HB и HB на населението, трябва преди всичко да следят концентрацията на съединения от този тип ароматна група в него. Така, например, питейната вода не трябва да съдържа повече (според руските стандарти на SanPiN):

• бензен - 10 mcg/cm3;
• стирол - 100 mcg/cm3;
• бензапирен - 5 mcg/cm3.

Естествените водни тела трябва да съдържат, например, не повече от:

• масло - 0,3 mg/m3;
• бензин - 0,1 mg/m3.

Допустими концентрации в почвата

Земята, разбира се, не трябва да се замърсява с различни видове въглеводороди. Стандартите в Русия регулират максималните концентрации на различни химикали, включително въглеводороди, в селскостопански почви, населени места, санитарно-защитни зони на водоизточници, курорти и отделни предприятия.

Съгласно стандартите, предвидени от федералния закон, например, следните ПДК за петролни въглеводороди са предвидени в земята:

• за бензапирен - 0,02 mg/kg;
• за бензин - 0,1 mg/kg.

Наситени въглеводороди

Както ограничаващите, така и ненаситените съединения от този сорт могат да причинят значителна вреда на човешкото здраве. Разбира се, стандартите, разбира се, също регулират ПДК на наситени въглеводороди. Такива съединения от своя страна се разделят на:

• алкани;
• циклоалкани.

Примери за наситени въглеводороди са метан, бутан, етан. Някои други вещества също принадлежат към тази група. Стандартите предвиждат ПДК за наситени въглеводороди в работната зона, както и за ненаситени съединения, при 300 mg/m3. Спазването на тези правила ще гарантира безопасността на работаперсонал на предприятието.

Руско законодателство

При превишаване на ПДК на въглеводороди в работната зона на предприятието, здравето на работниците, както установихме, действително може да бъде значително увредено. Отговорността за това, разбира се, е преди всичко на работодателя. Администрацията е тази, която трябва да осъществява най-задълбочен контрол върху концентрацията на вредни вещества във въздуха на цеховете на завода.

Законодателството на Русия по отношение на ПДК на опасни съединения в предприятията непрекъснато се променя и в посока на затягане. Например през 1968 г. ПДК на ненаситения въглеводороден бензен във въздуха е 20 mg на m³. В момента тази цифра не трябва да надвишава 5 mg/m^3.

Какво се измерва

Вреди на човешкото тяло пряко или косвено могат да причинят, разбира се, включително въглеводородите, съдържащи се във водата и почвата. Но такива вещества, разтворени във въздуха, са особено опасни. Контролът върху съдържанието на въглеводороди в атмосферата на цеховете у нас обикновено се извършва с помощта на специално оборудване - газови анализатори.

Такива устройства, наред с други неща, могат непрекъснато да измерват съдържанието на вредни съединения във въздуха. Съответно служителите, отговорни за предотвратяване на превишението на ПДК на въглеводороди, могат да реагират своевременно на определени установени отклонения по отношение на съдържанието на въглеводороди в атмосферата. Също така съвременните газови анализатори са способни на:

• записване и съхраняване на мониторингови данни;
• свържете се с обща система за предупреждение и контрол.

Видове газови анализатори

Оборудване от този тип може да се използва за контрол на ПДК на петролни въглеводороди и други вредни вещества:

• неподвижно;
• преносим;
• индивидуално.

Стационарните газови анализатори са предназначени за непрекъснат мониторинг на съдържанието на въглеводороди във въздуха, например в цеха на предприятие. Преносимо оборудване от този тип се използва за единични измервания на концентрацията на такива съединения. Индивидуални газови анализатори се издават на работниците, за да ги предпазят от отравяне с въглеводороди. Такива съвременни устройства, наред с други неща, са в състояние да измерват не само процента на опасни вещества или горими газове във въздуха, но и кислород.

Кои газови анализатори трябва да се използват за въглеводороди

За тази цел в предприятията от газовата, нефтената, химическата промишленост стандартите позволяват използването на контролни устройства от следните типове:

• фотойонизация;
• с недисперсионни инфрачервени детектори.

В днешно време най-често се използват специални IR детектори за контрол на атмосферния въздух в цеха. В такива устройства концентрацията на въглеводороди се измерва чрез интензитета на поглъщане на инфрачервеното лъчение при една дължина на вълната. Например, съдържанието на C₂-C_{10 съединения във въздуха се определя чрез абсорбция при дължина от 3,4 µm. Това се дължи главно на разтягащите вибрации на C-H връзките на алкиловите групи.}

Идентифицирането на въглеводороди с помощта на IR детектори е възможно само ако се измерва пълният спектър на абсорбция в IR областта. Също така, такива устройства не могат да осигурят селективно определяне на концентрацията на алифатни въглеводороди С₂-С_{10. Такъв контрол в завода се осигурява чрез газова хроматография (разделяне на смеси от летливи съединения).}

Концентрации на околния въздух и как да се избегне замърсяването

Контролът върху ПДК на въглеводороди във въздуха на работната зона на предприятията трябва да се извършва, следователно, най-задълбочено. Неспазването на стандартите за съдържанието на такива съединения във въздуха на цеховете със сигурност ще доведе до заболявания на служителите на завода или фабриката.

Въпреки това, разбира се, предприятията, работещи с въглеводороди, също трябва да гарантират, че тези вещества не замърсяват околната среда по никакъв начин. Съединенията от този тип попадат в атмосферата, във водата и почвата най-често, когато се транспортират по тръбопроводи. В същото време загубите на такива вещества в резултат на изпаряване и течове могат да възникнат както по цялата дължина на тръбопровода, така и в помпените станции.

За наситени и ненаситени въглеводороди, ПДК в атмосферния въздух в момента в Русия, за съжаление, не се регулира от никакви федерални документи. Въпреки това, има хигиенни разпоредби относно концентрацията на някои специфични съединения от този сорт. Например, MPC в атмосферата е:

• за метан - 50 mg/m3;
• бутан - 200 mg/m3;
• пентан - 100/25 mg/m3;
• хексан - 60 mg/m3.

За да се предотврати превишаването на максимално допустимата концентрация в атмосферния въздух на наситени и ненаситени въглеводороди, при полагане на тръбопроводи се използват различни видове изолационни покрития. Най-често предприятията използват битумен мастик за тази цел. Също така компаниите могат да прилагат електрохимични методи за защита на магистралите. Освен това, за да се предотврати замърсяването на атмосферата, почвата и водите, специалистите извършват систематичен мониторинг на състоянието на тръбопроводите с помощта на детектори за течове.

Самите химически и петролни предприятия със сигурност могат да замърсят атмосферата с въглеводороди. За да се избегне отделянето на големи количества от тези съединения в околната среда, растенията в тази специалност често използват съвременен метод за улавяне на въглеводороди. При високи концентрации (170-250 g/m³) на такива съединения, за това се използва охлаждаща кондензация, при средни концентрации (140-175 g/m³ ) - абсорбция, при ниска (50-140 g/m^{3) - също абсорбция. В повечето случаи такива прости техники позволяват точното наблюдение на ПДК на въглеводородите, отделяни в околната среда в газовата и петролната промишленост, без никакви специални разходи.}