الودگی نفتی

[spow 44197]

تعريفی مختصر از نفت

نفت ماده آلی مايع و سیاه رنگی است با بویی مخصوص که ماده اوليه آن عمدتا موجودات زنده ریزی بوده اند که امروزه به حالت شناور در آب دریا وجود دارند در فرآیند تبدیل مواد آلی به هیدروکربنها باکتری های غیر هوازی نقش اصلی را به عهده دارند .نفت خام با حفر چاههای عمیق از اعماق زمین خارج شده و به پاایشگاه برده میشود و در آنجا تصفیه شده و اجزاء مختلف آن مانند : بنزین ،گازوئیل ،سوخت کوره و قیر بدست می آید که هر کدام بسته به مصارفی که دارند ترکیباتی را تولید می کنند که در بخشهای بعد به آن اشاره می کنیم .

 

نقش ترکیبات نفتی در آلودگی هوا

عوامل آلوده کننده هوا ناشی از مواد نفتی :

 

مونوکسید کربن :

گاز سمی مونوکسید کربن بطور عمده مربوط به خودروهایی است که مصرف سوخت آنها بنزین می‌باشد. این خودروها مقدار زیادی گاز co را از طریق لوله اگزوز وارد هوا می‌کنند.

 

ازن :

ازن که جز اصلی مه دود است، گازی است که از ترکیب اکسید نیتروژن و هیدروکربنها در حضور نور آفتاب بوجود می‌آید. در اتمسفر ، ازن بطور طبیعی به صورت لایه‌ای که ما را از اشعه ماورای بنفش محافظت می‌کند، وجود دارد. ولی زمانی که در سطح زمین تولید شود، کشنده است.

اتومبیلها ، کامیونها و ... یکی از اصلی ترین منابع ازن هستند.

پالایشگاههای نفت نیز سهم بزرگی در همین مساله دارند و نیمی از انتشار هیدروکربنها و نیتروژن در کشور آمریکا مربوط به آنهاست.

 

دی اکسید گوگرد :

عمدتا مربوط به نفت کوره ( نفت سیاه) است که در بعضی صنایع و تاسیسات حرارت مرکزی و تولید نیرو مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

اکسیدهای نیتروژن دار:

بطور عمده مربوط به نفت کوره ، گازوئیل و مقدار کمتری مربوط به مصرف بنزین و نفت سفید است.

 

هیدروکربن‌های سوخته نشده :

عمدتا مربوط به خودروهایی است که بنزین مصرف می‌کنند. نفت کوره و گازوئیل در این مورد سهم کمتری دارند.

 

ذرات ریز معلق :

به طور عمده از سوختن نفت کوره حاصل می‌شود.

 

Cfc ها :

Cfc ها موادی هستند که صدها مصرف گوناگون دارند . زیرا آنها تقریبا غیر سمی و مقاوم در برابر شعله بوده و به راحتی تجزیه نمی‌شوند . به خاطر چنین پایداری ، آنها تا 150 سال باقی خواهند ماند . گازهای cfc به آرامی تا ارتفاعات 40 کیلومتری صعود کرده و در آنجا تحت نیروی عظیم تشعشعات ماورای بنفش خورشید شکسته شده و عنصر شیمیایی کلر را آزاد می‌کنند . بعد از آزادی هر اتم کلر قبل از برگشت به زمین که سالها طول می‌کشد، حدود صد هزار مولکول ازن را از بین می‌برد . سه و شاید پنج درصد لایه ازن در سطح جهان تاکنون توسط گازهای cfc تخریب شده است . با از بین رفتن لایه ازن بیماری های پوستی ،آب مروارید ، درد استخوان و ...بوجود می آید .

 

برخی راهکارها :

استفاده از سوخت cng عمر موتور خودرو را افزايش می دهد.

Cng برخلا ف بنزين و گازوئيل به صورت گاز وارد موتور می شود لذا باتوجه به اين که مايع نمی باشد، روغن روی رينگ و پيستون را نمی شويد، در نتيجه استهلاک موتور و هزينه های نگهداری آن کاهش می يابد.

با استفاده از سوخت cng روغن موتور آلوده و رقيق نمی شود و خاصيت روان سازی آن برای مدت طولانی باقی می ماند.

علاوه بر اين يک امتياز مهم cng اين است که عاری از آلودگی است و چون عمدتا از متان تشکيل شده لذا ذرات و بخارات خروجی از اگزوز به صورت بخار آب و کسر کوچکی از منواکسيد کربن است .

سيستم جديد تلفیقی ( دو سوختی ) در خودروها شامل یک موتور بنزینی ، یک موتور الکتریکی و یک ژنراتور است که مصرف سوخت را تا یک دوم مصرف سوخت خودروهای معمولی کاهش داده و به نحو چشمگیری گازهای خروجی آلاینده را کم می نماید .

همچنين گاز سوز کردن اتوبوسهای شرکت واحد ، افزايش وسايل نقليه عمومی به تعداد کافی و برنامه ريزی برای ايجاد مترو ، توليد بنزين بدون سرب و استفاده از آن ، منع عبور و مرور وسايل نقليه موتوری دودزا ، پيش بينی لازم برای متوقف سازی خودرو های فرسوده و گاز سوز کردن خودرو ها از جمله اين روشها برای تقليل آلودگی ناشی از سوختهاست .

 

اثرات اقتصادی انرژی بر محيط زيست

 

روند مصرف انرژی در ايران:

آلودگی های هوای شهری ، باران اسید و گرم شدن عمومی هوای زمین مهمترين شکل اثرات مخرب زيست محيطی منتج از بخش انرژی است .

در محدوده سال‌های ۱۳۵۴-۱۳۸۰مصرف داخلی توليدات نفتی از ۱۷۲ معادل ميليون بشکه نفت به ۳۹۳ معادل ميليون بشکه نفت و مصرف گاز از ۱۳ معادل ميليون بشکه نفت به ۲۴۲معادل ميليون بشکه نفت رسيده است در ۱۰ سال اخير مصرف بنزين نسبت به ساير توليدات نفتی افزايش بيشتری پيدا کرده است و تقريبا به دوبرابر رسيده است . مصرف سرانه انرژی کم و بيش نرخ ثابت فزاينده داشته است که در پی سال‌های ۱۳۴۹ تا ۱۳۵۹ اين نوسانات به دليل انقلاب اسلامی و جنگ تحميلی عراق عليه ايران بوده است.

برنامه کاهش آلودگی هوا (۱۳۷۴) و آيين نامه اجرايی آن (۱۳۷۶) که هدفش کاهش آلودگی ناشی از حمل و نقل، کارخانه ها، نيروگاه‌ها و بخش صنايع است، برای تهران بزرگ تدوين شده، اما اجرای آن بسيار ضعيف بوده است. شش آلاينده اصلی که همگی آنها می‌توانند سلامتی انسان را به مخاطره بيندازند و ناشی از مصرف سوخت‌های فسيلی هستند. عبارتند از: مونوکسيدکربن، دی اکسيد گوگرد، اکسيدهای نيتروژن، ازن، ذرات معلق، هيدروکربن ها، ترکيبات عالی فرار غيرمتانی و سرب

اين وضعيت سبب تراکم آلاينده ها، تشديد شرايط وارونگی دما و عدم وزش بادهای شديد جهت جابجايی آلاينده‌ها می‌شود. ارتفاع بالای تهران سبب پايين آمدن راندمان سوخت می‌شود که خود به مسأله آلودگی کمک می‌کند.

در طی دوره ۱۴۰روز مشاهده، ۱۱۶۰ بيمار با مشکلات تنفسی و قلبی در پنج بيمارستان تحت معالجه قرار گرفتند. اين بررسی نشان داد که سلامت افراد با غلظت دی اکسيدنيتروژن و دی اکسيد گوگرد در ارتباط تنگاتنگ می‌باشد. ريسک مرگ و مير افراد با ذرات معلق مرتبط می‌باشد که جزئيات اين ارتباط در پژوهشی که بر روی کيفيت هوای تهرا ن انجام شده به تفصيل بحث شده است. بر پايه بررسی‌هايی که در مکان‌های متفاوت انجام شده است، ۴۰۰۰ مرگ و مير در سال بر اثر آلودگی هوا در تهران رخ می‌دهد. علاوه بر اين تعداد مشابهی نيز نمونه‌هايی که به بيماری سرطان ريه مبتلا شده اند و در معرض no2 بوده اند، گزار ش شده است.

بر مبنای نخستين گزارش ملی ايران به کنوانسيون تغيير آب و هوا يک ارزيابی از انتشار متان و دی اکسيدکربن تخمين زده شد و اثرات مخرب احتمالی بر گرمايش جهانی ناشی از سوختن گازهای سر چاه و همراه نفت برآورد گرديد .

[spow 44197]

پالایشگاهها و واحدهای تصفیه مواد نفتی

 

عمده پارامترهای آلاینده پالایشگاهها گاز SO2 وهیدروکربنهای فرار است . شعاع پراکنش مواد آلاینده مزبور در پالایشگاهها حداقل تا 5کیلومتر برآورده شده. آلودگی ناشی از فعالیِِِِّت واحدهای تصفیه روغن موتور سوخته اغلب انتشار هیدروکربنهای آروماتیک ومواد نفتی فرار حاوی ترکیبات گوگردی و گازهای ناشی از واکنش H2SO4 با ناخالصیهای ترکیبات فلزی است که حداقل درشعاع 3-2 کیلومتری منتشر می شوند . آلودگی واحدهای تولید گریس و روغن های صنعتی بیشتر شامل مواد نفتی فرار بوده که شدت آن کم است آلودگی واحدهای قیر سازی ناشی از هیدروکربنها CO ، TSM ، SO2 و NOx می باشد .

 

آلودگی آب توسط مواد نفتی

محيط زيست دريايی تحت تأثير آلودگی نفتی قراردارد سالانه حدود۱/۲ ميليون بشکه نفت در آب‌های خليج فارس تخليه می‌شود. در اين حجم آلودگی حدود ۴۹/۵درصد تصادفات تانکرهای نفتی ۱۹/۴درصد ناشی از نشست تجهيزات استخراج در قسمت‌های ساحلی و ۱۴/۸درصد ناشی از شسته شدن مواد نفتی از سطح شهرهای ساحلی گزارش شده است. علاوه بر اين ، اثرات زيست محيطی به حجم آب آزاد شده در اين مناطق بستگی دارد. در ايران مناطق مختلفی نيز جهت اکتشاف و استخراج نفت خام در مناطق غيرساحلی شناسايی شده اند. حجم هيدروکربن‌های آزاد شده در خليج فارس از دريای شمال بيشتر می‌باشد.

آلودگی با نشت نفت در دريا :

مواد نفتی به مجرد ورود به دريا وارد فرآيند دگرگونی های فيزيکی ،شيميايی و بيولوژيکی می شود .

اولين و مهمترين اين فرآيند ها توزيع فيزيکی به صورت گسترش در سطح آب ، تبخیر ،انحلال ، جذب شدن و رسوب شدن است :

گسترش در سطح آب :

علت گسترش نفت در آب نیروی گرانشی و اختلاف فشار سطحی بین نفت و آب است .حرکت لکه نفتی در جهت حرکت آب گسترش می یابد که باد ها و جریانات هوایی نیز در این امر موثرند . حرکات امواج بوجود امده لایه نفتی راشکسته و منجر به تشکیل قطرات نفتی می شود .

تبخير و تشکيل حبابهای هوا :

تبخیر اجزاء فرار نفتی به سرعت انجام می شود . در نتیجه نشت نفت هیدروکربنهای سبک زودتر از هیدروکربنهای سنگین تبخیر می شوند بنابراین درجه تبخیر تابع درجه حرارت هواست . در مناطق گرمسیر مهمترین عامل از بین بردن نشت نفتی تبخیر آن است . همچنین مقدار چشمگیری از نفت نشتی از طریق فعالیتهای بادی و موجی به صورت پودر و حباب به اتمسفر منتقل می شوند .

انحلال :

اجزاء سبک نفت کمی در اب محلولند و میزانی که میتوانند جذب اب شوند بسته به ترکیبات نفتی ، درجه حرارت باد و وضعیت دریا دارند . این مرحله زود شروع می شود ولی طولانی مدت است .در این مرحله اکیداسیون منجر به تشکیل اسیدهای چربی زا و الکل می شوند . هیدرو کربنهایی که نقطه جوش پایینی دارند مثل هیدرو کربنهای آروماتیک قابلیت حل بالایی دارند .

تجزيه :

قطرات نفت به هنگام پخش شدن در اعماق مختلف آب به صورت شیمیایی یا بیولوژیکی تجزیه میشوند . با این حال نفت موجود در قسمتهای پایین تر ممکن است دوباره به سطح آب برگردد . و اما در کف دریا تجزیه شیمیایی و میکروبی نفت دائما در جریان خواهد بود اما دما و کسیژن کم این مراحل را کند کرده و نفت ممکن است برای سالها به صورت رسوب باقی بماند .

مایکرو ارگانیزمهای نواحی آلوده کم عمق در مقایسه با نواحی عمیق کمتر می توانند اجزاء نفتی را تجزیه کنند .

مصرف :

مقداری نفت توسط اورگانیزمها مصرف میشوند یا به اجسام موجود در دریا می چسبند و مقداری نیز توسط حیوانات اعماق اقیانوس هضم می شوند . زئوپلانکتونها نیز در رابطه با تغذیه خود ، قطرات نفت و اجزاء نفتی حل شده را مصرف می کنند .

رسوب شدن :

باقیمانده نفتی که تجزیه نمی شود ته نشین شده یا به طرف ساحل روان میگردد .

قطرات نفت هموژنیزه شده با از دست دادن اجزاء سبک تر و جمع آوری ذرات دیگر مانند دانه های ماسه سنگین و ته نشین می شوند که در اینصورت مانند یک لایه نازک قهوه ای رنگ در کف دریا و دور از ساحل به صورت نوارهایی موازی با خط ساحل جمع می شوند .

 

تاثير نشت نفت بر موجودات دريايی :

در اثر نشت نفت اثرات مرگبارز زیر گزارش شده است :

جلو گیری از فتوسنتز در برخی گیاهان آبزی ، کاهش باروری ، جلوگیری از رشد ، کاهش شدت تنفس ،مسمومیت گتاهان وجانوران ، تغییرات در تغذیه و رفتار گروهی .

میزان مسمومیت انواع گیاهان وجانوران دریایی بستگی به نوع نفت دارد به طور کلی مسمومیت های شدید بستگی به درصد اجزای هیدروکربورهای فرار نفت دارد .همچنین اجزاء سبکتر نفت سمی تر اند .

در مناطق محدود انهدام ماهیان در اثر عدم امکان فرار از منطقه آلوده اتفاق می افتد و در دریای آزاد که امکان فرار وجود دارد تخمها و نوزادان قربانی می شوند .

نفت پر و بال پرندگان را آلوده می کند و بنابراین از قدرت خشک ماندن و ضد رطوبتی آنها کم می کند . نفوذ آب در پرها از تغذیه کافی و پرواز مناسب می کاهد و باعث غرق شدن پرنده می شود . همچنین ممکن است سبب مسدود شدن لوله تنفسی در پرندگان شود که منجر به خفگی می گردد .گاهی نیز پرندگانی که در معرض آلودگیهای نفتی قرار می گیرند از خودن امتناع می کنند که در اثر بی غذایی زخیره چربی آنها تمام شده ونهایتا در اثر گرسنگی می میرند .

هیدرو کربنهای مواد نفتی قادر ند پس از تغذیه به وسیله موجودات آبزی از دیواره دستگاه گوارش عبور کرده و برای مدت طولانی در آنجا باقی بمانند . اکثر مواد تشکیل دهنده نفت خام پس از ورود به ذخیره غذایی در بافتهای چربی موجودات آبزی تثبیت شده و از آن طریق به موجودات رده بالا تر منتقل گردد .

 

اثر بر پستانداران کنار در يا :

برخی از پستاندارانی که در کناره دریا زیست می کند ممکن است در اثر آلوده شدن یا تغذیه نفت منهدم شوند و برخی در اثر عواقب جانبی از بین بروند . وضعیت محلی برخی از پستانداران مانند دلفین ها ، سمور دریایی و گاو دریایی ممکن است به شدت تحت تاثیر نشت نفت شدید قرار گیرند .

اثر نشت نفت بر اکو سيستم دريايی :

در آب دریا و مخصوصا در رسوبات آن اورگانیزمها در دگرگونی اجزاء نفتی شرکت می جویند و خود در اثر تماس با نفت دستخوش تغییراتی می گردند . اصولا وجود اجزاء نفتی علاوه بر اثرات کوتاه مدت بر اورگانیزمها شرایط زیست محیطی را نیز تغییر میدهد . برای مثال وجود هیدروکربورهایی که کاملا اکسیده نمی شوند باعث:

1- تغییرات PH ، ایجاد ترکیبات گازی ، میزان چسبندگی سطح آب می گردد .

2- بر هم زدن نسبت میکرواورگانیزمها به ماکرو اورگانیزمها می گردد .

 

سایر موارد ماثر در آلودگی نفتی آب :

 

نشت و آلودگی نفتی تنها مسئول 10 درصد از میزان کل آلودگی نفتی حاصله در جهان است که از این مقدار نیمی مربوط به کشتی های نفتکش و نیمی ناشی از انفجار چاههای دریایی است . مابقی 90 درصد از کل آلودگی نفتی به طور طبیعی از عملیات روزانه ناشی از تردد کشتی های نفتکش و باربری ، حفاری و اکتشاف در آبهای دور دست ، فعالیت پالایشگاهها و انهدام ضایعات نفتی در دریا سر چشمه می گیرد . همچنین خالی کردن پس آبهای شیمیایی ، فاضلابهای صنعتی و نشت عمدی یا تصادفی هیدروکربور ها اقیانوسها را آلوده می کنند .

 

آلودگی خاک :

زباله هایی که در خاک دفن میشوند حاوی مواد پلاستیکی ساخته شده از تر کیبات نفتی هستند که در طبیعت تجزیه ناپذیرند و بر خلاف مواد دیگر که توسط باکتریها تجزیه می شوند و قابل جذب برای ریشه گیاهان اند مواد پلاستیکی منافذ جذب آب در ریشه را گرفته و باعث قطع آب می شوند در نتیجه گیاه خشک می شود . پلاستیک موجود در زباله شهری 4.22 % می باشد .