Email this article 
Features of analytical monitoring of harmful chemicals in the air of the working area of main pipeline transport facilities for oil and petroleum products
- Authors: Sahibgareev S.1, Badikova A.1, Ibragimov I.1, Khusainova I.1, Beigul N.2, Sakhibgareeva Y.3, Karimova L.4, Muldasheva N.4
-
Affiliations:
- Ufa State Petroleum Technological University, Ufa, Russia
- Ufa State Petroleum Technological University, Ufa, Russia Ufa Research Institute of Occupational Medicine and Human Ecology, Ufa, Russia
- Bashkir State Medical University, Ufa, Russia
- Ufa Research Institute of Occupational Medicine and Human Ecology, Ufa, Russia
- Section: ORIGINAL STUDY ARTICLES
- URL: https://hum-ecol.ru/1728-0869/article/view/626250
- DOI: https://doi.org/10.17816/humeco626250
- ID: 626250
Cite item
Full Text
Abstract
RATIONALE: At main pipeline transport facilities, the entry of harmful chemicals into the air of the working area can negatively affect the body of workers. The absence in the existing regulatory documents of clearly formulated criteria for the selection of specific harmful chemical compounds to control their content, especially if they are a multicomponent mixture, introduces certain difficulties in identifying pollutants in the air of the work area. The presence of criteria will allow the employer to correctly draw up a production program, the frequency of laboratory tests to obtain more objective and reliable information about the potential harmful effects of chemicals on workers and timely take measures to prevent their negative effects.
AIM: Justification of the list of harmful substances for analytical monitoring of their content in the air of the working area of main pipeline transport facilities for oil and petroleum products.
MATERIAL AND METHODS: Qualitative and quantitative analysis of the air in the working area was carried out at 12 oil pumping stations and 5 oil product pumping stations located in Russia.
RESULTS: Using chromatography-mass spectrometry, the composition of the gas-air environment formed as a result of oil evaporation was determined, which made it possible to determine a list of harmful chemicals for further planned analytical monitoring of their content in the air of the working area.
CONCLUSION: Sampling should be carried out in places with the highest probability of gas emissions into the air. When transporting oil, it is necessary to establish strict analytical control at workplaces over the content of aliphatic saturated hydrocarbons C2-C10, dihydrosulfide mixed with hydrocarbons, benzene in the air, when pumping petroleum products - benzene, gasoline or kerosene, i.e. depending on the type of petroleum product transported.
Full Text
ВВЕДЕНИЕ
Наиболее эффективным средством транспортировки нефти и, в несколько меньшем объеме, нефтепродуктов являются магистральные трубопроводы, в состав которых входят сеть трубопроводов, перекачивающие станции и резервуарные парки. Значительная протяженность магистральных трубопроводов обуславливает наилучшую доступность поставок нефти и нефтепродуктов для потребителей внутри России и других стран [1−3]. В зарубежных странах основные объемы нефти и нефтепродуктов также транспортируются по трубопроводам [3].
Несмотря на то, что транспортировка по трубопроводам является одним из наиболее безопасных методов, при их эксплуатации возможны чрезвычайные ситуации техногенного характера в виде возможных разливов нефти и нефтепродуктов [3]. Основными причинами утечек и аварий является внешняя и внутренняя коррозия трубы, обусловленная физическим износом и моральным старением оборудования [3−7]. Имеющиеся в литературе данные отечественных и зарубежных ученых свидетельствуют о негативном влиянии последствий разлива нефти и нефтепродуктов на объекты окружающей среды, прежде всего на почву, воду и животный мир [1−3, 8−12]. Экологические последствия аварий на трубопроводах при транспортировке топлива напрямую зависят от объема разлитого продукта [3].
С целью обеспечения надежной транспортировки нефти и нефтепродуктов в Российской Федерации на участках трубопроводов, объектах нефте- и нефтепродуктоперекачивающих станций и в резервуарных парках ведется непрерывная модернизация производственных мощностей, которая включает замену определенных участков труб на трассах, реконструкцию резервуаров, установку современных электродвигателей и магистральных насосных агрегатов, обновление задвижек и т.д. [6, 13, 14]. Несмотря на постоянную планомерную работу в этом направлении, изношенность производственных фондов еще остается значимой, что периодически влечет за собой возникновение эпизодов загрязнения техногенного характера воздушной среды, воды и почвы.
Учитывая высокий риск негативных экологических последствий аварийных ситуаций на трубопроводах, по мнению ряда авторов необходимо повышать уровень технического обслуживания и контроля за их обслуживанием [3, 4].
При эксплуатации и обслуживании трубопроводов работники могут подвергаться рискам воздействия вредных веществ, загрязняющих как воздух рабочей зоны, так и воздушную среду открытых территорий [15].
Поступление химических соединений в воздушную среду действующих объектов магистрального трубопроводного транспорта происходит при испарении их в процессе хранения нефти и нефтепродуктов через негерметичные соединения, а также при сливо-наливных операциях и выполнении плановых газоопасных работ. Существенное же загрязнение вредными химическими веществами возникает, как правило, в результате аварийных ситуаций на трубопроводной инфраструктуре [1, 16]. Инциденты и аварийные ситуации, к которым относятся утечка нефти и нефтепродуктов в результате разгерметизации трубопроводов, возгорание нефти и нефтепродуктов при разливах и т.д., возникают нечасто, однако последствия их наносят существенный вред окружающей среде и негативно влияют на организм работников, участвующих в их ликвидации [15].
Необходимо отметить, что работы, посвященные исследованию воздушной среды рабочей зоны на объектах магистрального трубопровода, единичны [17].
Отсутствие в имеющихся нормативных документах четко сформулированных критериев по выбору конкретных вредных химических соединений для контроля за их содержанием, особенно в случае, если они представляют собой многокомпонентную смесь, вносят определенные трудности в проведении идентификации загрязнителей в воздухе рабочей зоны объектов магистральных трубопроводов. Наличие критериев позволило бы работодателю установить соответствующий мониторинг вредных химических веществ в воздушной среде производственного объекта. В этой связи актуальным является рассмотрение подходов к аналитическому контролю воздушной среды объектов, задействованных в транспортировке нефти и нефтепродуктов, на содержание вредных веществ. При выборе приоритетных загрязнителей нами рекомендуется использовать такие критерии и показатели, как физико-химические свойства вещества (в частности летучесть), класс опасности химического вещества (класс опасности I-IV), наличие и численное значение предельно допустимой концентрации (ПДК максимально разовой и/или среднесменной) и особенности воздействия вредного химического вещества на организм работника.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Исследования проведены на 12 нефтеперекачивающих станциях (НПС) 5 нефтепроводных управлений, расположенных на территории России и осуществляющих трубопроводный транспорт нефти и нефтепродуктов. При транспортировке нефтепродуктов осуществляли аналитический контроль за содержанием химических веществ в воздухе рабочих зон 5 нефтепродуктоперекачивающих станций (НППС).
Отбор проб воздуха рабочей зоны, их хранение и консервация осуществлялись согласно нормативным документам, применяемым при количественном химическом анализе соответствующих веществ.
Количественный химический анализ проб газовоздушной среды, образующейся в результате испарения нефти, проведен методом хромато-масс-спектрометрии. Применялся газовый хромато-масс-спектрометр GCMS-QP2020 фирмы Shimadzu с капиллярной колонкой Rtx-5MS (длина колонки 60 м, внутренний диаметр 0,25 мм, толщина неподвижной фазы 1,00 мкм). Использовался газа-носитель гелий со скоростью потока 1,3 мл/мин. Программирование температуры термостата колонки осуществляли достижением температуры до 40 0C в течение 3 мин с дальнейшим увеличением до 310 0C со скоростью 8 0C/мин. Устанавливались следующие параметры работы масс-спектрального детектора: температура источника ионов 200 0C, напряжение детектора 0,88 kV, максимальная температура интерфейса 200 °C.
Анализ проб воздуха рабочей зоны проводили с применением газового хроматографа, концентрационного фотоколориметра, мобильных газоанализаторов, выполненных во взрывопожаробезопасном исполнении, и индикаторных трубок в соответствии с требованиями нормативно-методических документов.
В исследованиях использовались средства измерения, входящие в перечень Государственного реестра средств измерения. Средства измерения метрологически аттестованы и прошли соответствующую государственную поверку специализированной организацией.
Оценка условий труда по уровню воздействия химического фактора проведена в соответствии с положениями Руководства Р 2.2.2006-051.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Сложный состав нефти и нефтепродуктов, включающий в себя достаточно широкий спектр химических соединений: алканы (парафины), алкены (олефины), циклоалканы (нафтены), ароматические углеводороды (бензол, алкилбензолы), полициклические ароматические углеводороды (нафталин, флуарен, фенантрен, антрацен, пирен, бенз(а)пирен и др.), нефтяные смолы, асфальтены и т.д. [18, 19], предопределяет при их испарении образование многокомпонентной газовоздушной смеси.
С целью установления состава газовоздушной смеси, образованной при испарении нефти, методом хромато-масс-спектрометрии проведено определение химических соединений, входящих в нее. В образце газовоздушной смеси идентифицированы 98 химических веществ (рис. 1).
Показано, что основными компонентами газовоздушной смеси, образованной при испарении нефти, являлись те же преобладающие химические соединения (табл. 1), что и в насыщенной фракции нефти.
В составе газовоздушной смеси обнаружены наиболее летучие предельные алифатический углеводороды (алканы, изоалканы), циклоалканы, моноциклические ароматические углеводороды (бензол, алкилбензолы), алкены, а также полициклические ароматические углеводороды, алкины, спирты, кетоны и альдегиды.
Сопоставление площадей хроматографических пиков масс-спектров, которые, как принято считать, пропорциональны концентрации вещества, позволило оценить относительное содержание их в смеси. Установлено превалирование циклоалканов и предельных алифатических углеводородов (алканов, изоалканов) в данной газовоздушной среде. Содержание же в смеси моноциклических ароматических углеводородов (бензола, алкилбензолов) и алкенов несколько ниже в исследуемой газовоздушной смеси. Полициклические ароматические углеводороды, спирты, алкины, альдегиды и кетоны содержались в пробе в незначительном количестве.
Поскольку выделяющиеся химические соединения в воздушную среду рабочей зоны образуют многокомпонентную смесь, то анализ каждого отдельного вещества которой может быть затруднен и экономически невыгоден. Поэтому аналитический контроль проб воздуха как для целей производственного контроля, так и специальной оценки условий труда в этом случае проводится по наиболее опасным и преобладающим характерным веществам данной воздушной смеси, для которых установлены соответствующие ПДК в воздухе рабочей зоны (максимально разовые и/или среднесменные).
В воздух рабочей зоны при нормальном функционировании объектов нефтеперекачивающих станций (НПС) могут поступать преимущественно вещества, обладающие большей летучестью. Аналогичная ситуация наблюдается и на нефтепродуктоперекачивающих станциях (НППС) при перекачке соответствующих нефтепродуктов.
С учетом результатов хромато-масс-спектрометрического анализа исследованной газовоздушной смеси при транспортировке нефти магистральными трубопроводами аналитическому контролю в воздухе рабочей зоны подлежали алифатические предельные углеводороды С2-С10 (суммарно), относящиеся к 4 классу опасности химических веществ, и бензол, а также дигидросульфид (в смеси с углеводородами С1-С5), ввиду того, что перекачиваемая нефть сернистая. Необходимо отметить, что последние являются более опасными, отнесены ко 2 классу опасности химических веществ и имеют определенный характер действия на организм человека: дигидросульфид обладает остронаправленным механизмом действия, бензол – канцерогенным (табл. 2).
При перекачке нефтепродуктов в воздушной среде объектов осуществляли плановый аналитический контроль за содержанием бензола, бензина или керосина, т.е. в зависимости от вида транспортируемого нефтепродукта в момент исследования.
Для определения мест (точек) отбора проб воздуха составлен перечень рабочих зон (помещения, объекты, территория), где работники выполняли свою профессиональную деятельность и в которых возможно воздействие на них вредных веществ. К ним отнесены насосные залы (магистральные, подпорные), электрозалы, насосные внутренних перекачек, маслонасосные, блок-боксы или здания регуляторов давления, блок-боксы системы сглаживания волн давления (ССВД НС), резервуарные парки, производственные площадки и т.д.
С целью установления источников поступления вредных веществ в производственную среду выявлялись элементы конструкции оборудования, через которые возможны выделения химических соединений в воздух. Ими могли быть конструктивные звенья, соединительные узлы основного оборудования станции: насосные агрегаты (магистральные и подпорные), резервуары, системы подводящих и распределительных трубопроводов, узлы учета и т.д.
Установлено, что качественный состав химического фактора, воздействующего на работников предприятий нефтепроводного транспорта, практически одинаков. Однако интенсивность воздействия вредных химических веществ на организм работающего персонала может существенно отличаться в зависимости от профессии работников и характера выполняемых ими работ.
Так, при нормально функционирующем оборудовании НПС и НППС, которые обслуживаются операторами НПС и НППС, электромонтерами по ремонту и обслуживанию электрооборудования (дежурным), машинистами технологических насосов, машинистами технологических компрессоров, операторами товарными, в воздухе рабочих зон фиксировались максимально разовые концентрации вредных веществ, значения которых были значительно ниже соответствующих гигиенических нормативов (табл. 3, 4). В этом случае условия труда, оцененные по химическому фактору, для данных категорий работников оценивались как допустимые (класс 2).
В насосных залах НПС определялись концентрации предельных алифатических углеводородов в диапазоне 51,3-194,7 мг/м3 и в среднем составили 86,2±17,9 и 79,8±10,5 мг/м3 соответственно при работе подпорных и магистральных насосов. В электрозалах концентрация предельных углеводородов была несколько ниже по сравнению с насосными залами 50,5-104,9 мг/м3 со средним значением максимально разовой концентрации 58,3±8,9 мг/м3.
Количественный химический анализ проб воздуха, отобранных как в насосных, так и электрозалах, на содержание дигидросульфида в присутствии углеводородов показал соответствие его концентрации установленным гигиеническим нормам. Максимальная концентрация дигидросульфида в смеси с углеводородами не превышала 1,1 мг/м3 и в среднем составляла 0,9±0,4 и 0,7±0,2 мг/м3 соответственно в насосных помещениях с подпорными и магистральными насосными агрегатами и 0,6±0,1 мг/м3 в электрозалах.
Содержание бензола в данных производственных помещениях находилось также в пределах нормируемой максимально разовой ПДК и колебалось в пределах значений от 1,8 до 5,6 мг/м3. Средние значения максимально разовых концентраций бензола составили в электрозале 2,1±0,4 мг/м3, в насосных - 2,2±0,6 и 2,7±0,5 мг/м3.
Установлено, что на объектах НППС в процессе функционирования в воздух рабочей зоны поступали углеводороды, входящие в состав перекачиваемых нефтепродуктов. В насосных и электрозалах определялись пары бензина (углеводородов суммарно в пересчете на углерод) в максимально разовых концентрациях от 50,6 до 177,4 мг/м3. Средние значения максимальных уровней бензина находились в пределах 101,9±22,3 и 92,1±14,1 мг/м3 соответственно в насосных и электрозалах. Содержание бензола в данных помещениях НППС достигало 0,6-2,1 мг/м3 и в среднем составляло 1,4±0,4 и 1,1±0,3 мг/м3 соответственно в насосных и электрозалах.
В период перекачки керосина в производственных помещениях НППС его максимальный уровень также соответствовал установленному гигиеническому нормативу и находился в диапазоне 66,1-187,7 мг/м3 со средним значением максимально разовой концентрации 98,7±18,2 и 74,5±11,8 мг/м3 соответственно в нефтенасосных и электрозалах.
Необходимо отметить, что в насосных внутренних перекачек, блок-боксах регуляторов давления и блок-боксах ССВД НС фиксировались незначительные концентрации контролируемых веществ как на объектах по перекачке нефти (НПС), так и нефтепродуктов (НППС).
В ходе исследований также выявлено, что среднесменные концентрации контролируемых химических соединений в воздухе находились в пределах установленных значений среднесменных предельно допустимых концентраций. Данные значения концентраций рассчитывались с учетом времени рабочей смены работников и временного периода непосредственного воздействия этих вредных веществ на организм работающих.
Кроме того, при штатном функционировании НПС и НППС в технологическом процессе имелись также производственные операции, в ходе которых фиксировались уровни вредных химических веществ, превышающие установленные для них ПДК. Отбор проб, дренаж технической воды из резервуара, сливо-наливные работы, выполнение которых производилось в короткий временной период, приводили к увеличению содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны, в концентрациях превышающих их максимально разовые ПДК (табл. 3, 4).
Установлено, что в рабочей зоне оператора товарного при дренаже технической воды из резервуара для хранения сернистой нефти максимальная разовая концентрация дигидросульфида в смеси с углеводородами могла превышать ПДК до 1,1-1,6 раза. Это наблюдалось в 29-51% отобранных проб воздуха. В среднем кратность превышения ПДК составляла 1,2 раза (табл. 3).
При сливе-наливе и измерении уровня нефтепродукта в резервуаре оператор товарный подвергался воздействию паров бензина, содержание которого по сравнению с установленными нормами могло возрастать в 1,1-3,1 раза, что характерно было в 27-42% отобранных проб воздуха. При данных операциях в среднем максимальный уровень бензина в воздухе рабочей зоны составлял 394,5-630,0 мг/м3 с превышением максимально разовой ПДК в 1,3-2,1 раза (табл. 4). Концентрация керосина в воздушной среде при данных видах работ не фиксировалась выше максимального допустимого уровня.
Необходимо отметить, что при выполнении технологических операций, проводимых на открытом воздухе, значительную роль в величину кратности превышения гигиенических норм вносили метеорологические факторы. Скорость воздушного потока и его направление, температура, влажность окружающего воздуха могли приводить как к увеличению, так и уменьшению кратности превышения ПДК.
Во время проведения аварийно-восстановительных работ непосредственно участвующие в ликвидации последствий аварий работники подвергались более длительному и интенсивному воздействию вредных веществ. При этом содержание химических соединений, выделяемых в воздух, возрастало до 3–5 раз. Нами установлено, что пары вредных химических веществ, концентрации которых превышали максимально разовые ПДК при выполнение таких операций, затем достаточно быстро (около 5-15 мин) рассеивались потоками воздуха. В случае же безветренной или с низкой скоростью ветра погоды высокие уровни загрязняющих веществ снижались до концентраций ниже ПДК через 35-55 минут.
В данных случаях класс условий труда работников по химическому фактору может быть оценен как вредный первой–второй степени (классы 3.1–3.2) с учетом защиты временем и применения эффективных сертифицированных средств индивидуальной защиты, использование которых значительно снижает риск развития острых отравлений.
Необходимо отметить, что в ликвидации последствий аварий участвовали не только работники аварийно-восстановительных служб, но и достаточно широкий контингент работников других производственных подразделений трубопроводных управлений, имеющих соответствующий допуск на производство данных работ.
ОБСУЖДЕНИЕ
В связи с наложением моратория на проведение контрольно-надзорных мероприятий учреждениями Роспотребнадзора, в рамках которых проводился лабораторный контроль за уровнями вредных производственных факторов, особое внимание должно быть уделено организации и проведению производственного контроля, являющегося обязанностью юридического лица.
Наличие критериев выбора приоритетных загрязнителей воздушной среды на объектах магистральных трубопроводов позволит работодателю правильно составить программу производственного контроля, определить периодичность лабораторных исследований для получения более объективной и достоверной информации о потенциальном вредном воздействии на работников химических веществ.
На основании проведенных собственных исследований, а также анализа результатов производственного контроля и специальной оценки условий труда, предоставленных работодателем, предложен подход к выбору приоритетных загрязнителей воздушной среды и потенциальных мест (точек) отбора проб воздуха рабочей зоны с целью контроля за их содержанием.
Результаты исследований позволили определить перечень основных вредных химических веществ, за содержанием которых необходимо установить строгий аналитический контроль. Лабораторные исследования необходимо проводить на рабочих местах, на которых наиболее вероятны газовыделения в воздушную среду: насосные залы (магистральные, подпорные), электрозалы, насосные внутренних перекачек, маслонасосные, блок-боксы или здания регуляторов давления, блок-боксы системы сглаживания волн давления (ССВД НС), резервуарные парки, производственные площадки и т.д.
Обоснованные критерии выбора вредных веществ и мест для контроля дают возможность работодателю оценить гигиеническую ситуацию на производстве и в случае необходимости своевременно провести мероприятия по предупреждению их негативного влияния, что позволит сохранить здоровье работникам.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Проведенные исследования позволили определить перечень вредных химических веществ, за содержанием которых необходимо установить строгий аналитический контроль. При выборе основных химических веществ предлагается руководствоваться такими критериями и показателями, как физико-химические свойства вещества, класс опасности химического вещества, наличие и численное значение ПДК (максимально разовой и/или среднесменной), токсическое действие вредного химического вещества на организм работника. При этом отбор проб должен проводится в местах с наибольшей вероятностью газовыделений в воздушную среду.
При транспортировке нефти необходимо установить аналитический контроль воздуха рабочей зоны за содержанием алифатических предельных углеводородов С2-С10 (суммарно), дигидросульфида (в смеси с углеводородами С1-С5) и бензола. При перекачке нефтепродуктов необходимо контролировать в содержание бензола, бензина или керосина (углеводородов суммарно), т.е. в зависимости от вида транспортируемого нефтепродукта.
Качественно проведенный аналитический контроль за загрязнителями воздуха рабочей зоны позволит обеспечить безопасные условия труда и снизить риски развития профессиональных заболеваний химической этиологии.
1 Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда: Руководство Р 2.2.2006-05. Бюллетень нормативных и методических документов Госсанэпиднадзора. 2005; 3(21): 3-144.
Таблица 1. Углеводородный состав газовоздушной среды, образующейся в результате испарения нефти
Table 1. Hydrocarbon composition of the gas-air environment formed as a result of oil evaporation
Число атомов углерода в углеводороде | Наименование химического вещества | Sпика, % | tуд., мин |
С6-8 | Алканы | Ʃ 4,99 |
|
6 | н-Гексан | 1,48 | 8,390 |
7 | н-Гептан | 1,74 | 11,386 |
8 | н-Октан | 1,77 | 14,457 |
С5-11, 16 | Изоалканы | Ʃ 15,7 |
|
5 | Изопентан | 0,05 | 5,683 |
6 | 2,3-Диметилбутан | 0,07 | 7,510 |
6 | 2-Метилпентан | 0,64 | 7,574 |
6 | Изогексан | 0,89 | 7,961 |
7 | 2,2-Диметилпентан | 0,06 | 9,066 |
7 | 2,4-Диметилпентан | 0,27 | 9,219 |
7 | 2-Метилгексан | 0,86 | 10,363 |
6 | 3-Метилпентан | 1,97 | 10,445 |
7 | 2,3-Диметилпентан | 0,94 | 10,487 |
8 | 2,2-Диметилгексан | 0,15 | 12,060 |
8 | 2,4-Диметилгексан | 0,67 | 12,444 |
8 | 2,3-Диметилгексан | 0,68 | 13,313 |
8 | 2-Метилгептан | 1,38 | 13,415 |
8 | 4-Метилгептан | 0,29 | 13,485 |
8 | 3-Этилгексан | 0,54 | 13,742 |
8 | 1-транс-2,цис-4-Триметилпентан | 0,80 | 13,910 |
9 | 2,4-Диметилгептан | 0,43 | 15,152 |
9 | 2,6-Диметилгептан | 0,42 | 15,336 |
9 | 2,5-Диметилгептан | 0,48 | 15,564 |
9 | 3-Этилгептан | 0,86 | 16,578 |
16 | 2,2,4,4,6,8,8-Гептаметилнонан | 0,13 | 17,734 |
10 | 2-Метил-3-этилгептан | 2,82 | 18,583 |
11 | 4-Метилдекан | 0,30 | 20,562 |
С6-11, 13-15 | Циклоалканы | Ʃ 62,56 |
|
6 | Метилциклопентан | 1,11 | 9,349 |
7 | 1,1-диметилциклопентан | 1,25 | 10,651 |
7 | транс-1,3-Диметилциклопентан | 4,26 | 11,042 |
7 | цис-1,2-Диметилциклопентан | 3,41 | 11,147 |
7 | Изопропилциклобутан | 0,64 | 11,215 |
7 | Метилциклогексан | 4,10 | 12,356 |
8 | Этилциклогексан | 0,72 | 12,642 |
8 | транс,цис-1,2,3-Триметилциклопентан | 3,20 | 12,809 |
7 | (1-Метилэтилиден)циклобутан | 0,04 | 13,201 |
8 | транс-1,2-Диметилциклогексан | 5,40 | 14,080 |
8 | цис-1-Этил-3-метилциклопентан | 1,68 | 14,326 |
8 | транс-1-Этил-3-метилциклопентан | 1,65 | 14,397 |
8 | 1-Метил-1-этилциклопентан | 0,14 | 14,584 |
9 | 1,2,3-Триметилциклогексан | 3,66 | 14,686 |
8 | цис-1,4-Диметилциклогексан | 0,98 | 14,920 |
8 | Изопропилциклопентан | 0,44 | 15,093 |
8 | 1-Этил-2-метилциклопентан | 0,28 | 15,389 |
9 | 1,1,3,3,-Тетраметилциклопентан | 0,28 | 15,467 |
8 | н-Пропилциклопентан | 1,78 | 15,669 |
8 | Этилциклогексан | 1,99 | 15,806 |
9 | цис-1,2,4-Триметилциклогексан | 5,21 | 15,920 |
9 | 1,2,3-Триметилциклогексан | 2,91 | 16,152 |
9 | 1,транс-2,цис-4-Триметилциклогексан | 1,83 | 16,340 |
9 | 1-Изопропил-3-метилциклопентан | 0,51 | 16,632 |
10 | 2-Циклогексилбутан | 0,48 | 16,876 |
9 | цис,транс,цис-1,2,3-Триметилциклогексан | 0,80 | 17,058 |
9 | 1-Метил-2-пропилциклопентан | 1,74 | 17,202 |
9 | транс-1,2-Диэтилциклопентан | 1,70 | 17,342 |
9 | цис-1-Метил-4-этилциклогексан | 1,27 | 17,424 |
9 | 1-Этил-4-метилциклогексан | 1,48 | 17,943 |
9 | 1,2,4-Триметилциклогексан | 0,37 | 18,104 |
10 | 1,2-Диметилциклооктан | 0,56 | 18,742 |
10 | 1,1,2,3-Тетраметилциклогексан | 1,49 | 19,434 |
10 | транс-1-Метил-4-илопропилциклогексан | 0,10 | 19,538 |
14 | 1,1-Дициклогексилэтан | 0,12 | 19,674 |
15 | транс-1-(циклогексилметил)-4-этилциклогексан | 0,74 | 19,677 |
8 | Метилциклогептан | 1,56 | 19,901 |
13 | 1-Пентил-2-пропилциклопентан | 0,51 | 20,033 |
10 | 1,1,2,3-Тетраметилциклогексан | 0,22 | 20,165 |
10 | 2-Этил-1,3-диметилциклогексан | 0,28 | 20,252 |
10 | 1-Изобутил-3-метилциклопентан | 0,21 | 20,344 |
10 | 3-Бутилциклогексан | 0,24 | 20,392 |
11 | 1,2-Дибутилциклопропан | 0,22 | 21,252 |
11 | 1-Этил-2,2,6-Триметилциклогексан | 0,36 | 21,755 |
15 | 1,1,3-Триметил-2-(3-метилпентил)циклогексан | 0,28 | 22,551 |
11 | Пентилциклогексан | 0,17 | 23,624 |
13 | 2,2-Диметилциклопентилциклогексан | 0,08 | 24,722 |
15 | 1,7-Диметил-4-(1-метилэтил)циклодекан | 0,03 | 24,850 |
13 | 2-Бутил-1,1,3-триметилциклогексан | 0,08 | 25,818 |
С6-8 | Моноциклические ароматические углеводороды | Ʃ 6,84 |
|
6 | Бензол | 4,55 | 12,875 |
7 | Метилбензол | 1,75 | 13,665 |
8 | 1,3-Диметилбензол, 1,4-Диметилбензол | 0,34 | 16,756 |
10 | 1-Этенил-3-этилбензол | 0,20 | 22,719 |
С9-11, 21 | Полициклические ароматические углеводороды | Ʃ 1,79 |
|
9 | цис-Октагидро-1Н-инден | 1,02 | 18,397 |
21 | Тетрагидро-4-метил-2-(2-метил-1-пропил)пирен | 0,09 | 22,067 |
10 | Декагидронафталин | 0,30 | 22,161 |
11 | Декагидро-2-метилнафталин | 0,13 | 23,477 |
10 | Нафталин | 0,21 | 25,257 |
11 | 1-Метилнафталин | 0,04 | 27,621 |
С8-10, 12 | Алкены | Ʃ 5,26 |
|
8 | 1-Октен | 3,79 | 13,055 |
12 | 2,4-Диметил-1-децен | 0,42 | 15,015 |
10 | 2,6-Диметил-2-октен | 0,87 | 17,611 |
9 | 3,5,5-Триметилгексен-1 | 0,18 | 19,010 |
С14, С20 | Алкины | Ʃ 0,32 |
|
14 | 1-Тетрадецин | 0,28 | 19,208 |
20 | 9-Эйкозин | 0,04 | 25,132 |
С11, 12, 15, 17 | Спирты | Ʃ 1,39 |
|
12 | 2-Бутил-1-Октанол | 0,87 | 18,877 |
17 | 6,10,13-Триметилтетрадеканол | 0,32 | 22,398 |
11 | 2-Изопропил-5-метил-1-гептанол | 0,15 | 22,812 |
15 | 3,7,11-Триметил-1-додеканол | 0,05 | 22,953 |
С9, 13 | Кетоны | Ʃ 0,90 |
|
9 | 3-Изопропил-2-метилциклопентанон | 0,79 | 18,310 |
13 | Декагидро-4Н-циклопентациклооктен-4-он | 0,11 | 25,050 |
С8 | Альдегиды | Ʃ 0,25 |
|
8 | 2-Этилгексаналь | 0,25 | 6,096 |
Примечание: Sпика, % - площадь хроматографического пика вещества на масс-спектре (%), tуд., мин – время удерживания вещества неподвижной фазой в хроматографической колонке (мин).
Таблица 2. Характеристики основных химических веществ, для которых необходим аналитический контроль их содержания в воздушной среде при транспортировке нефти и нефтепродуктов магистральными трубопроводами
Table 2. Characteristics of the main chemical substances that require analytical monitoring of their content in the air during transportation of oil and petroleum products by main pipelines
Вещество | Агрегатное состояние | Особенности действия на организм | Класс опасности | мг/м3 |
Углеводороды алифатические предельные С2 - С10 (пересчет на углерод) | п |
| 4 | 900/300 |
Дигидросульфид смесь с углеводородами С1 - С5 | п | О | 2 | 3 |
Бензол+ | п | К | 2 | 15/5 |
Бензин (растворитель, топливный) | п |
| 4 | 300/100 |
Керосин (перерасчет на углерод) | п |
| 4 | 600/300 |
Таблица 3. Средние значения максимально разовых концентраций контролируемых веществ в воздушной среде объектов НПС и возможные превышения их гигиенических нормативов при выполнении технологических операций при перекачке и хранении нефти
Table 3. Average values of maximum single concentrations of controlled substances in the air environment of oil pumping stations and possible excesses of their hygienic standards when performing technological operations during oil pumping and storage
Место (точка) отбора пробы, технологическая операция | Среднее значение максимально разовой концентрации вещества, мг/м3, / превышение ПДК, раз | ||
углеводороды алифатические предельные С2-С10 | дигидросульфид в смеси с углеводородами С1-С5 | бензол | |
Насосный зал (при работе насосных агрегатов (подпорные)) | 86,2±17,9 / отсутствует | 0,9±0,4 / отсутствует | 2,7±0,5/ отсутствует |
Насосный зал (при работе насосных агрегатов (магистральные)) | 79,8±10,5 / отсутствует | 0,7±0,2 / отсутствует | 2,2±0,6 / отсутствует |
Электрозал (при работе электродвигателей) | 58,3±8,9 / отсутствует | 0,6±0,1 / отсутствует | 2,1±0,4 / отсутствует |
Насосная внутренних перекачек | 66,4±18,1 / отсутствует | 0,7±0,3 / отсутствует | 1,7±0,3 / отсутствует |
Блок-бокс ССВД НС | 51,2±7,2 / отсутствует | 0,5±0,1 / отсутствует | 1,1±0,3 / отсутствует |
Блок-бокс регуляторов давления | 55,7±4,7 / отсутствует | 0,5±0,2 / отсутствует | 1,2±0,2 / отсутствует |
Отбор технологических проб | 524,0±106,6 / отсутствует | 1,8±0,5 / отсутствует | 5,5±1,0 / отсутствует |
Выполнение сливо-наливных работ | 621,0±137,1 / отсутствует | 2,2±0,9 / отсутствует | 11,6±2,4 / отсутствует |
Дренаж технической воды из резервуара | 413,0±97,9 / отсутствует | 3,6±1,3 / 1,2 | 7,2±1,8 / отсутствует |
Примечание: мг/м3 – где – среднее арифметическое значение максимально разовой концентрации вещества, - доверительный интервал.
Таблица 4. Средние значения максимально разовых концентраций контролируемых веществ в воздушной среде объектов НППС и возможные превышения их гигиенических нормативов при выполнении технологических операций при перекачке и хранении нефтепродуктов
Table 4. Average values of maximum single concentrations of controlled substances in the air ///////////////environment of oil pumping stations facilities and possible excesses of their ///////////////hygienic standards when performing technological operations when pumping and ///////////////storing petroleum products
Место (точка) отбора пробы, технологическая операция | Среднее значение максимально разовой концентрации вещества, мг/м3 / превышение ПДК, раз | ||
бензин | бензол | керосин | |
Насосный зал (при работе насосных агрегатов) | 101,9±22,3 / отсутствует | 1,4±0,4 / отсутствует | 98,7±18,2 / отсутствует |
Электрозал (при работе электродвигателей) | 92,1±14,1 / отсутствует | 1,1±0,3 / отсутствует | 74,5±11,8 / отсутствует |
Насосная внутренних перекачек | 71,7±11,4 / отсутствует | 0,9±0,4 / отсутствует | 55,9±8,9 / отсутствует |
Блок-бокс ССВД НС | 52,9±9,7 / отсутствует | 0,7±0,1 / отсутствует | 56,9±19,3 / отсутствует |
Блок-бокс регуляторов давления | 46,7±8,4 / отсутствует | 0,7±0,3 / отсутствует | 49,0±10,4 / отсутствует |
Отбор технологических проб | 394,5±50,7 / 1,3 | 2,4±0,9 / отсутствует | 295,6±78,2 / отсутствует |
Выполнение сливо-наливных работ | 630,0±106,3 / 2,1 | 3,7±1,1 / отсутствует | 588,7±96,3 / отсутствует |
Измерение уровня продукта | 411,8±82,7 / 1,4 | 3,9 ± 1,2 / отсутствует | 611,8±114,7 / отсутствует |
1 СанПиН 1.2.3685-21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания»
Рис. 1. | Идентификация химических веществ газовоздушной среды, образующейся в результате испарения нефти, методом хромато-масс-спектрометрии
|
Fig. 1. | Identification of chemicals in the gas-air environment formed as a result of oil evaporation by chromatography-mass spectrometry |
About the authors
Samat Sahibgareev
Ufa State Petroleum Technological University, Ufa, Russia
Email: samat.sax2014@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-4653-0897
SPIN-code: 3766-8029
Candidate of Chemical Sciences, Assistant at the Department of Physical and Organic Chemistry
Russian Federation, 450064, Volga Federal District, Republic of Bashkortostan, Ufa, st. Kosmonavtov, 1Albina Badikova
Ufa State Petroleum Technological University, Ufa, Russia
Email: badikova_albina@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4696-4342
SPIN-code: 4676-1311
Доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой "Физическая и органическая химия"
Russian Federation, 450064, Volga Federal District, Republic of Bashkortostan, Ufa, st. Kosmonavtov, 1Ildus Ibragimov
Ufa State Petroleum Technological University, Ufa, Russia
Email: prorector_ur@rusoil.net
ORCID iD: 0009-0005-4529-1272
Vice-Rector for Scientific and Innovation Work, Professor, Doctor of Technical Sciences
Russian Federation, 450064, Volga Federal District, Republic of Bashkortostan, Ufa, st. Kosmonavtov, 1Irina Khusainova
Ufa State Petroleum Technological University, Ufa, Russia
Email: opst.ugntu@mail.ru
ORCID iD: 0009-0009-7181-6967
Candidate of Chemical Sciences, Associate Professor of the Department of Physical and Organic Chemistry
450064, Volga Federal District, Republic of Bashkortostan, Ufa, st. Kosmonavtov, 1Natalya Beigul
Ufa State Petroleum Technological University, Ufa, RussiaUfa Research Institute of Occupational Medicine and Human Ecology, Ufa, Russia
Author for correspondence.
Email: omt_ufnii@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8006-384X
SPIN-code: 4078-4350
Candidate of Chemical Sciences, Associate Professor, Senior Researcher of the Department of Occupational Medicine, Ufa Research Institute of Occupational Medicine and Human Ecology
Russian Federation, 450064, Volga Federal District, Republic of Bashkortostan, Ufa, st. Kosmonavtov, 1 450006, Russia, Republic of Bashkortostan, Ufa, ul. Stepana Kuvykina, d. 94Yana Sakhibgareeva
Bashkir State Medical University, Ufa, Russia
Email: yana.ars2000@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-8937-9755
SPIN-code: 8299-1499
6th year student
Russian Federation, 450008, Republic of Bashkortostan, Ufa, ul. Zaki Walidi, d. 47Liliya Karimova
Ufa Research Institute of Occupational Medicine and Human Ecology, Ufa, Russia
Email: iao_karimova@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0002-9859-8260
SPIN-code: 7670-5375
Chief Researcher of the Department of Occupational Hygiene and Physiology, Dr. med. Sciences, Professor of the Federal Budgetary Institution "Ufa Research Institute of Occupational Medicine and Human Ecology"
450106, Russian Federation, Republic of Bashkortostan, Ufa, Stepan Kuvykin street, building 94Nadezhda Muldasheva
Ufa Research Institute of Occupational Medicine and Human Ecology, Ufa, Russia
Email: muldasheva51@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-3518-3519
SPIN-code: 8880-2511
Researcher, Department of Occupational Medicine, Ufa Research Institute of Occupational Medicine and Human Ecology
Russian Federation, 450006, Russia, Republic of Bashkortostan, Ufa, ul. Stepana Kuvykina, d. 94References
- Grebenyuk GN, Chernyavsky EA, Khodzhaeva GK. Oil-trunk pipelines and their environmental impact. Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra Rossiyskoy akademii nauk, 2011;13(1−5):1260−1263. (In Russ).
- Zakutyanskaya ED Accident analysis at the facilities of PJSC "Transneft". Arctic: Modern approaches to industrial and environmental safety in the oil and gas sector: Materials of the National Scientific and Practical Conference. 2021;290−293. (In Russ).
- Belvederesi C, Thompson MS, Komers PE. Statistical analysis of environmental consequences of hazardous liquid pipeline accidents. Heliyon, 2018;4(11):10. doi.org/10.1016/j.heliyon.2018.e00901
- Ponikarov SI, Alekseev VA, Vilokhina PV, Mannanova AF. Analysis of the causes of accidents on oil trunk pipelines. Vestnik Kazanskogo tekhnologicheskogo universiteta. 2014;23:365−368. (In Russ).
- Polovkov SA, Gonchar AE, Maksimenko AF, Slepnev VN. Assessment of the risk of damage to pipelines located in the Arctic zone of the Russian Federation. Modeling of a spill and determination of the possible volume of oil taking surface topography into consideration Territoriya Neftegaz. 2016;12:88−93. (In Russ).
- Zakirzakov AG, Egorov AL. Analyze oil pipelines network of Tyumen region based on statistics. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya. 2015;1−1:309. (In Russ).
- Mustafin RF. Analysis of accidents at oil pipeline transportation facilities in Russia and the USA. Biotechnologies and safety in the Technosphere: Proceedings of the All-Russian Conference. 2021;63-66. (In Russ).
- Meshcheryakov SV, Gonopolsky AM, Zinets TV. The analysis of ecologically dangerous situations on the main oil pipelines. Zashchita okruzhayushchey sredy v neftegazovom komplekse. 2021;1(298):18−21. doi:: 10.33285/2411-7013-2021-1(298)-18-21. (In Russ).
- Solodovnikov AYu. The impact of oil and gas pipelines on the environment in the Tyumen region: factors and consequences. Vestnik SPbGU. Nauki o Zemle. 2004;4:85-96. (In Russ).
- Liu X, Guo M, Wang Y, Yu X, Guo J, Tang C, et al. Assessing pollution-related effects of oil spills from ships in the Chinese Bohai Sea. Mar Pollut Bull. 2016;110(1):194−202. doi: 10.1016/j.marpolbul.2016.06.062.
- Burgherr P. In-depth analysis of accidental oil spills from tankers in the context of global spill trends from all sources. J Hazard Mater. 2007;140(1−2):245-256. doi: 10.1016/j.jhazmat.2006.07.030.
- Han B, Zheng L, Li Q, Lin F, Ding Y. Evaluation of the diagnostic ratios of adamantanes for identifying seriously weathered spilled oils from simulated experiment and actual oil spills. Environ Geochem Health. 2019;41(2):817−828. doi: 10.1007/s10653-018-0177-x.
- Shalai VV, Myznikov MO, Hildebrandt MI, Khodoreva EV. About the need to replace pumping equipment or impellers of main pumps when the pumping capacity of oil and petroleum products changes. Omskiy nauchnyy vestnik. Seriya Aviatsionno-raketnoe i energeticheskoe mashinostroenie. 2022;6(1):22−28. doi: 10.25206/2588-0373-2022-6-1-22-28. (In Russ).
- Pronkina IA, Shulepova AM. Analysis of methods for improving the operational reliability of pipelines in the development of the Arctic and the world Ocean. Oil and Gas Terminal: Materials of the International Scientific and Technical Conference. 2021;430−434. (In Russ).
- Gridin LA. Ecological and hygienic characteristics of the conditions of professional activity of specialists in the prevention and elimination of accidents on oil pipelines. Zdorov'e naseleniya i sreda obitaniya. 2017;3(288):27−29. doi: 10.35627/2219-5238/2017-288-3-27-29. (In Russ).
- Vorobyev YuL, Akimov VA, Sokolov YuI. Prevention and liquidation of emergency oil and petroleum product spills: 2nd ed., stereotypical. Moscow: Institut riska i bezopasnosti, 2007. 368 р.
- Karamova LM, Rakhmatullin NR, Karimova LK. Working conditions during oil extraction, transportation and refining. In the book: Oil and health: Part 1. Ufa: UfNII MT i ECh., 1993.
- GOST R 54275-2010 Automotive fuels. Gas chromatographic method for determining individual components using a highly efficient 100-meter capillary column. Moscow: Standartinform, 2012.
- Wang W, Yingrong LW, Liu Z, Tian S. Detailed Chemical Composition of Straight-Run Vacuum Gas Oil and Its Distillates as a Function of the Atmospheric Equivalent Boiling Point. Energy and Fuels. 2016;30:968−974.
Supplementary files
