Гдк вуглеводнів: хімічні фактори виробничого середовища

Забруднення повітря і води різного роду хімічними речовинами вкрай несприятливо позначається на стані навколишнього середовища. На будь-якому сучасному підприємстві, звичайно ж, в обов`язковому порядку повинні дотримуватися різного роду екологічні нормативи. Це стане гарантією безпеки як самих працівників заводу, так і проживаючих поруч з ним людей.

Хімічних речовин, здатних чинити шкідливе вплив на організм людини, існує безліч. Наприклад, на даний момент в Росії розроблені певні нормативи на ГДК вуглеводнів. На такі сполуки сьогодні, на жаль, припадає близько 70% всіх забруднень в атмосфері. Дотримуватися нормативів щодо концентрацій вуглеводнів повинні, наприклад, підприємства хімічної галузі та нафтопереробки.

Для чого передбачаються норми ГДК

Шкода різного роду хімічні речовини, включаючи вуглеводні, людині можуть завдавати насправді дуже серйозний. Тому нормативами і передбачаються гранично допустимі концентрації (ГДК) тих чи інших сполук. Розробляються такі документи так, щоб хімічні речовини, що містяться в повітрі, не викликали в першу чергу саме порушення здоров`я людей або захворювань. Також при розрахунку подібних норм фахівці враховують і такий фактор, як вплив сполук у віддалені терміни для нинішнього і наступних поколінь.

Що таке вуглеводні

В цілому в нашій країні передбачені Нормативи ГДК для більш ніж 1200 різного роду хімічних речовин. Власне вуглеводнями називають органічні речовини, що складаються тільки з атомів водню і вуглецю. У хімії такі сполуки вважаються базовими. Всі інші речовини в багатьох випадках розглядаються як їх похідні.

У природі вуглеводні зустрічаються як у рідкому, так і в твердому або газоподібному стані. Крім усього іншого, на нашій планеті існують і концентровані поклади таких речовин.

Види вуглеводнів

Всі такі речовини діляться в першу чергу на незамкнуті або ациклічні і замкнуті (карбоциклічні). Перша різновид з`єднань при цьому класифікується на:

• насичені-метан, алкани, парафіни;
• ненасичені з кратними зв`язками - оліфінові вуглеводні, ацетиленові, дієнові.

Насичені сполуки метанової групи є основною частиною нафти і нафтопродуктів, а також природних горючих газів.

Карбоциклічні вуглеводні, в свою чергу, поділяються на:

• аліциклічний;
• ароматичні.

Останній вид сполук також може бути присутнім у нафті. Однак речовини цієї групи рідко переважають в її складі над іншими вуглеводнями.

Також всі вуглеводні класифікуються на:

• граничні (С2-С5);
• ненасичені (С1-С10).

На яких підприємствах повинен проводитися контроль

Сфера використання з`єднань груп С2-С5 і С1-С10 в народному господарстві на даний момент дуже широка. Контроль за дотриманням ГДК сумішей вуглеводнів повинен проводитися в першу чергу, звичайно ж, на нафто - і газопереробних підприємствах. Також такі сполуки досить-таки широко використовуються:

• у хімічній промисловості;
• паливний;
• легкий;
• харчовий;
• у сільському господарстві.

Видобуваються вуглеводні при цьому, в тому числі і у нас в країні, на родовищах:

• нафтовий;
• газовий;
• вугільний;
• горючих сланців.

Найбільш поширені вуглеводні і пов`язані з ними речовини

Завдавати шкоди людям і навколишньому середовищу, таким чином, можуть всі з`єднання цієї групи. Але найчастіше людина стикається з негативним впливом наступних видів речовин:

• сірководню (міститься у вуглеводневих газах);
• вуглекислого газу (що утворюється при спалюванні вуглеводнів);
• паливного бензину і його парів (містять вуглеводні);
• бензапірену;
• ацетону (похідне вуглеводнів) та ін.

Шкода для організму людини

Деякі види С2-С5 і С1-С10 здатні надавати на людей навіть дуже серйозне мутогенное вплив. Саме тому на підприємствах повинні в точності дотримуватися нормативи щодо ГДК в повітрі робочої зони вуглеводнів нафти та ін. В першу чергу такі сполуки завдають шкоди серцево-судинній системі людини. Також при тривалому знаходженні в середовищі з підвищеною концентрацією вуглеводнів у людей зазвичай змінюються в гіршу сторону показники крові. Перш за все у постраждалих знижуються рівень гемоглобіну та еритроцитів.

Також при перевищенні в повітрі ГДК вуглеводні можуть вкрай негативно впливати і на печінку людей. Крім цього, такі сполуки завдають значної шкоди ендокринній системі. При тривалому їх впливі у людини порушується робота ендокринних залоз. Крім того, такі речовини надають вкрай шкідливий вплив на нервову систему і легкі.

У масштабах міста вуглеводні, крім усього іншого, здатні утворювати так званий фотохімічний зміг. У процесі складних перетворень в атмосферному повітрі із сполук цього типу утворюються вкрай токсичні речовини. Це можуть бути, наприклад, альдегіди або кетони.

Шкода сірководню і вуглекислого газу

Ці дві речовини для організму людини при певних умовах можуть ставати дуже небезпечними. Знаходження в середовищі, насиченому сірководнем в концентрації 0.006 мг / дм³ протягом 4 годин, наприклад, може привести до таких негативних наслідків, як:

• головний біль;
• світлобоязнь;
• нежить;
• сльозотеча.

При підвищенні ж концентрації до 0.2-0.28 мг / дм³ у людини спостерігається печіння в очах, роздратування в носі і зіві. Збільшення ж кількості сірководню в 1 мг / дм³ призводить до гострого отруєння, що супроводжується судомами, втратою свідомості і в кінцевому підсумку закінчується смертю. Особливо ретельно на підприємствах повинні дотримуватися нормативи щодо ГДК суміші сірководню з вуглеводнями. У комбінації ці речовини здатні завдавати людям ще більшої шкоди, ніж окремо.

Вуглекислий газ, що утворюється при згорянні вуглеводнів, надає на організм людини перш за все наркотичний вплив. Також ця речовина подразнюють діє на слизові людей. В результаті його тривалого впливу у постраждалих спостерігаються наступні негативні симптоми:

• запаморочення;
• кашель;
• підвищення АД.

При вдиханні ж дуже високих доз вуглекислого газу у людини може навіть наступити смерть. До летального результату, наприклад, призводить перебування в кімнаті, де концентрація цієї речовини в повітрі досягає 20%.

Шкода бензину

Це паливо, що є продуктом нафтопереробки і містить велику кількість вуглеводнів, може бути вкрай небезпечним як для людини, так і для навколишнє середовище. Наприклад, всього 300 г пролитого при заправці бензину забруднює 200 тис. м³ повітря.

Нормативи щодо ГДК вуглеводнів нафти в повітрі при використанні бензину повинні, таким чином, дотримуватися в точності. При вдиханні парів цього палива протягом деякого часу у людини виникають:

• головний біль;
• запаморочення;
• пітливість;
• відчуття сп`яніння;
• млявість;
• нудота, блювота та ін.

Вважається, що легке отруєння парами бензину настає вже через 5-10 хвилин перебування людини в приміщенні з їх концентрацією в межах 900-3612 мг / м³. При цьому при підвищенні цього показника до 5000-10000 мг / м³ настає гостре токсичне ураження організму. У людини знижується температура тіла, падає пульс і ін.

Шкода бензапірену

Ця речовина відноситься до класу ароматичних вуглеводнів. Утворюється бензапірен, наприклад, при спалюванні рідких і твердих органічних речовин (включаючи нафтопродукти), деревини, антропогенних відходів. З природних джерел виділення в повітря цієї речовини можна відзначити перш за все лісові пожежі і виверження вулканів.

Дуже багато бензапірену виділяється при палінні. Також джерелом забруднення повітря, води і грунту цією речовиною є автомобільний транспорт.

Як і багато інших вуглеводні, ГДК яких повинні строго контролюватися, бензапірен відноситься до речовин першого класу небезпеки. Проникати в організм людини він може шляхом вдихання, через шкіру, а також з їжею і водою. При цьому, крім канцерогенного впливу, це з`єднання здатне надавати на людей мутогенну, гематотоксичну, ембріотоксичну дію.

Шкода ацетону

Ця речовина може надавати негативний вплив на організм людини при концентрації в повітрі понад 500 частинок на мільйон. Основними симптомами отруєння парами ацетону є запаморочення і нудота. Якщо співробітник підприємства буде постійно піддаватися впливу цієї речовини, у нього обов`язково знизиться імунітет і розвинуться в подальшому респіраторні захворювання.

Гранично допустимі концентрації в повітрі робочої зони

Згідно з нормативами, в робочій зоні ГДК вуглеводнів не повинні перевищувати 300 мг / м³. При цьому за середньодобовий проміжок часу разовий максимальний показник не повинен бути вище 900 мг / м³.

Звичайно ж, Нормативи передбачають максимальні показники і для конкретних різновидів вуглеводнів. Так, згідно з федеральним законом, передбачаються ГДК в робочій зоні для вуглеводнів різних видів (і пов`язаних з ними речовин):

• бензапірену-0.00015 мг / м³;
• бензину-300 мг / м³;
• ацетону-0.9 мг / м³;
• сірководню — 10 мг / м³ (в суміші з вуглеводнями-3 мг / м³);
• нафти-10 мг / м³;
• вуглекислого газу-27000 мг / м³ (разова доза).

Гранично допустимі концентрації у воді

ГДК вуглеводнів у питній воді, звичайно ж, також передбачаються нормативами. Організації, що постачають ГВ і ХВ населенню, повинні перш за все стежити за концентрацією в ній сполук цього типу ароматичної групи. Так, наприклад, питна вода не повинна містити більше (за російськими нормативами СанПіН):

• бензолу-10 мкг / см³;
• стиролу-100 мкг / см³;
• бензапірену-5 мкг / см³.

У природних же водоймах повинно міститися, наприклад, не більше:

• нафти-0.3 мг / м³;
• бензину-0.1 мг / м³.

Допустимі концентрації в грунті

Земля різного роду вуглеводнями, звичайно ж, також забруднена бути не повинна. Нормативи на території Росії регулюють граничні концентрації вмісту різного роду хімічних речовин, включаючи вуглеводні, в грунтах сільськогосподарського призначення, населених пунктів, зон санітарної охорони джерел водопостачання, курортів і окремих підприємств.

За нормативами, передбаченими федеральним законом, наприклад, в землі ГДК вуглеводнів нафти передбачені наступні:

• для бензапірену-0.02 мг / кг;
• для бензину-0.1 мг / кг.

Граничні вуглеводні

Завдавати значної шкоди здоров`ю людини можуть і граничні, і ненасичені з`єднання цього різновиду. Зрозуміло, Нормативи, звичайно ж, регламентують і ГДК граничних вуглеводнів. Такі сполуки, в свою чергу, поділяються на:

• алкани;
• Циклоалкани.

Прикладами граничних вуглеводнів є метан, бутан, Етан. Відносяться до цієї групи і деякі інші речовини. Нормативи передбачають ГДК для граничних вуглеводнів в робочій зоні, як і для ненасичених сполук, в 300 мг / м³. Дотримання цих правил стане гарантією безпеки праці персоналу підприємства.

Законодавство РФ

При перевищенні ГДК вуглеводнів в робочій зоні підприємства здоров`ю працівників може бути, як ми з`ясували, завдано насправді значної шкоди. Відповідальність за це, звичайно ж, в першу чергу несе роботодавець. Саме адміністрація повинна проводити самий ретельний контроль за концентрацією шкідливих речовин в повітрі цехів заводу.

Законодавство Росії в плані ГДК небезпечних з`єднань на підприємствах постійно змінюється, причому в бік посилення. Наприклад, ще в 1968 р. ГДК ненасиченого вуглеводню бензолу в повітрі дорівнював 20 мг на м³. На даний же момент цей показник не повинен перевищувати вже 5 мг / м³.

Чим проводять вимірювання

Шкода організму людини прямо або побічно можуть наносити, звичайно ж, в тому числі і вуглеводні, що містяться у воді і грунті. Але особливо небезпечні такі речовини, розчинені в повітрі. Контроль за вмістом вуглеводнів в атмосфері цехів у нас в країні проводиться зазвичай з використанням особливого обладнання-газоаналізаторів.

Такі прилади, крім усього іншого, можуть виробляти безперервні виміри вмісту в повітрі шкідливих сполук. Відповідно, і співробітники, що відповідають за недопущення перевищення ГДК вуглеводнів, можуть оперативно реагувати на ті чи інші виявлені відхилення щодо вмісту в атмосфері вуглеводнів. Також сучасні газоаналізатори здатні:

• записувати та зберігати дані моніторингу;
• підключатися до загальної системи оповіщення та контролю.

Види газоаналізаторів

Використовуватися для контролю ГДК вуглеводнів нафти та інших шкідливих речовин може обладнання цього типу:

• стаціонарний;
• переносний;
• індивідуальний.

Стаціонарні газоаналізатори призначені для безперервного контролю за вмістом вуглеводнів в повітрі, наприклад, в цеху підприємства. Переносне обладнання цього типу застосовується для одиничних вимірів концентрації таких сполук. Індивідуальні газоаналізатори видаються працівникам для їх захисту від отруєння вуглеводнями. Такі сучасні прилади, крім усього іншого, здатні заміряти не тільки відсоток вмісту в повітрі небезпечних для здоров`я речовин або горючих газів, але і кисню.

Які газоаналізатори покладається застосовувати для вуглеводнів

Для цього на підприємствах газової, нафтової, хімічної промисловості Нормативи допускають використовувати контролюючі прилади наступних різновидів:

• фотоіонізаційні;
• з недисперсними інфрачервоними детекторами.

У наш час для контролю за атмосферним повітрям в цеху при цьому найчастіше застосовуються спеціальні ІЧ-Детектори. У таких приладах концентрація вуглеводнів вимірюється за інтенсивністю поглинання ІЧ-випромінювання на одній довжині хвилі. Наприклад, зміст з`єднань з<sub>2</sub>-Со<sub>10</sub> у повітрі визначається по поглинанню на довжині 3.4 мкм. Пов`язано це в першу чергу з валентними коливаннями зв`язків з-Н алкільних груп.

Ідентифікація вуглеводнів з використанням ІЧ-детекторів можлива тільки за умови вимірювання повного спектру поглинання в ІЧ-області. Також такі прилади не можуть забезпечувати селективне визначення концентрації аліфатичних вуглеводнів з₂-Со₁₀. Такий контроль на підприємстві забезпечується за допомогою газової хроматографії (поділ сумішей летких сполук).

Допустимі концентрації в атмосферному повітрі і як уникнути забруднення

Контроль за ГДК вуглеводнів в повітрі робочої зони підприємств повинен проводитися, таким чином, самий ретельний. Недотримання норм за змістом в повітрі цехів таких з`єднань обов`язково призведе до хвороб співробітників заводу або фабрики.

Однак, звичайно ж, підприємства, що працюють з вуглеводнями, повинні стежити в тому числі і за тим, щоб ці речовини ні в якому разі не забруднювали навколишнє середовище. Потрапляють в атмосферу, в воду і грунт сполуки цього типу найчастіше при транспортуванні їх по трубопроводах. При цьому втрати таких речовин в результаті випаровування і витоків можуть відбуватися як по всій довжині магістралі, так і на насосних станціях.

Для граничних і ненасичених вуглеводнів ГДК в атмосферному повітрі на даний момент в Росії ніякими федеральними документами, на жаль, не регламентуються. Однак існують гігієнічні нормативи щодо концентрації деяких конкретних сполук цього різновиду. Наприклад, ГДК в атмосфері становить:

• для метану-50 мг / м³;
• Бутану — 200 мг / м³;
• пентану — 100/25 мг / м³;
• гексану-60 мг / м³.

Для того щоб не допустити перевищення ГДК в атмосферному повітрі вуглеводнів граничних і ненасичених, при прокладанні трубопроводів застосовують різного роду ізоляційні покриття. Найчастіше при цьому підприємства використовують для цієї мети бітумну мастику. Також компаніями можуть застосовуватися і електрохімічні методи захисту магістралей. Крім цього, для запобігання забруднення атмосфери, грунту і води фахівці проводять систематичний контроль за станом трубопроводів за допомогою детекторів витоків.

Забруднювати атмосферу вуглеводнями можуть, безумовно, і самі хімічні та нафтові підприємства. Щоб уникнути викидів великої кількості таких сполук у навколишнє середовище, на заводах цієї спеціалізації часто використовується сучасний метод уловлювання вуглеводнів. При великих концентраціях (170-250 г / м³) таких з`єднань для цього застосовують конденсацію охолодженням, при середніх (140-175 г / м³)- абсорбцію, при низьких (50-140 г / м³)- також абсорбцію. У більшості випадків такі нескладні методики дозволяють без особливих витрат в точності дотримуватися в газовій і в нафтовій промисловості ГДК вуглеводнів, що викидаються в навколишнє середовище.