Реферат ''Магистральные газопроводы''. Магистральные газопроводы
 Скачать 2.73 Mb.
|
|
1.11 Характеристика факторов техногенного воздействия при эксплуатации газопроводов Специфика строительства трубопроводных объектов в газовой промышленности в экологическом плане характеризуется особыми факторами: значительной линейной протяженностью магистральных трубопроводных систем, пожаро- и взрывоопасностью транспортируемых по трубопроводам продуктов, высоким уровнем энергонапряженности сооружаемых объектов, разнохарактерностью природных ландшафтов, в которых ведется строительство, географическими, геолого-минералогическими и другими факторами. Современный магистральный газопровод диаметром 1400 мм с рабочим давлением 7,5 МПа и протяженностью 1000 км представляет собой по существу взрывоопасный сосуд, разрушение которого даже на ограниченном участке связано с крупномасштабными экологическими потерями, связанными, в первую очередь, с механическими и тепловыми повреждениями природного ландшафта. Иные экологические последствия имеет аварийная ситуация на газопроводах. В этом случае доминирующую роль играет фактор глобального загрязнения водоемов и почв. Экологическое загрязнение в рамках понятия, определенного ЮНЕСКО, включает не только прямое, непосредственное введение сторонних веществ или энергии в окружающую среду, но и косвенное нарушение экологической целостности природного ландшафта, которое приводит к быстро или медленно проявляющемуся отрицательному последствию в отношении человека, и различных популяций флоры и фауны. Статистический анализ отказов, происходящих на строящихся и действующих магистральных газопроводах показал следующее: из всей совокупности отказов на газопроводах при испытаниях и в эксплуатации произошло около 10 %, а на нефтепроводах около 18 % отказов со значительным экологическим ущербом. При этом наибольшую экологическую опасность представляют трубопроводы диаметром 1020 мм и 1420 мм. Среднегодовые потери продукта, обусловившие загрязнение окружающей среды составили по нефтепроводам 750 т, по газопроводам - 43,2 млн.м3. Характерной особенностью техногенного воздействия газопровода на окружающую среду является наличие термического влияния, связанного с возгоранием газа, а также значительное нарушение целостности почвенно-растительного покрова. По своему характеру техногенное воздействие на все компоненты природы является комплексным, поскольку затрагивает биохимические процессы, происходящие в атмосфере, земле и водоемах. Например, загрязнение атмосферы обусловлено сжиганием попутного газа на факелах, выбросом газопродуктов в результате аварий и другими причинами. Загрязнение рек и водоемов отрицательно сказывается и на рыбных запасах региона. Имеются также просчеты в долгосрочном планировании. Из-за несовершенства или нарушений природоохранной технологии разрушается растительный покров, выгорает лес, ягельники и т.д. К сожалению, система государственной (и тем более, ведомственной) природоохранной службы не соответствует масштабам нового хозяйственного освоения территории. Воздействие широкомасштабного строительства магистральных газопроводов в северном регионе отрицательно сказывается на состоянии животного мира. За счет перераспределения популяционных групп, покидающих зоны влияния строительства и эксплуатации магистрального газопровода происходит уплотнение популяций в новых местах обитания, что приводит, в конечном счете, к снижению продуктивности охотоугодий. Кроме того, в результате отчуждений территорий под строительство и воздействия производственных процессов сокращаются площади оленьих пастбищ, создаются искусственные препятствия на путях миграции оленей. В результате крайне неравномерно используются кормовые ресурсы, исчезают ягельные корма. Необходимы меры по восстановлению и поддержанию фауны в регионе на оптимальном уровне, дальнейшее развитие сети природоохранных территорий, регулирование нагрузок на оленьи пастбища. Самостоятельный вид техногенного воздействия на окружающую среду представляет работа компрессорных станций. По данным ВНИИ-газа основным загрязняющим веществом от КС являются окислы азота. Как показывает анализ, содержание этих выбросов в зоне КС превышает максимально допустимые концентрации в атмосферном воздухе. Для ряда КС уровень загрязнения составляет 40-60 ПДК на расстоянии от источника в среднем до 500 м. Среднегодовой экологический ущерб на один отказ магистрального газопровода, оцененный за десятилетний период наблюдений составил: При строительстве и эксплуатации магистральных газопроводов возникают достаточно мощные такие источники шума, как компрессорные станции, аэропорты, вертолетные площадки, транспортные магистрали и т.д. Для всех перечисленных источников характерен высокий уровень шума, значительно превышающий санитарные нормы, что создает неблагоприятные условия для обслуживающего персонала и для жителей близлежащих районов, а также для обитания диких животных, рыб и птиц. Исследования, проведенные на современных компрессорных станциях, показали, что длительное воздействие шума вызывает различные нарушения в организме человека, что приводит к профессиональным заболеваниям, общей и профессиональной нетрудоспособности. В частности, практически невозможно разговаривать, когда уровень шума на КС превышает 100 дБ. Распугивая диких зверей и заставляя их покидать место обитания, шум отрицательно влияет на структуру популяций, являясь одной из причин переуплотнения новых мест обитания и снижения продуктивности охотоугодий. Оценка состояния рек и ручьев, пересекаемых трассами газопроводов, указывает на следующие виды воздействия газопроводов на русло и поймы рек: - чрезмерное захламление русел остатками строительных материалов (трубами, пригрузами и др.); - захламление древесными остатками, заносимость, заиление и зарастание русел; - разрушение берегов и последующий размыв траншей и прибрежной полосы; - перекрытие (полное или частичное) русел рек трубами газопровода (частично вместе с пригрузами); - перекрытие русел рек временными притрассовыми дорогами; - захламленность пойм остатками строительных материалов и древесными остатками; - изрытость пойм; - нарушение задернованности прибрежной полосы и поверхности пойм; - перекрытие пойм трубами и обваловке и без нее на высоту от 0,5 до 2 м. Указанные воздействия, вызванные серьезными нарушениями при строительстве трубопроводов, отступлениями от проектов и частично упущениями самого проекта, приводят к стеснению руслового потока, нарушению водного режима, повышению мутности воды, снижению рыбохозяйства иного значения рек. К числу важнейших факторов, отрицательно влияющих на рост и воспроизводство рыб в пределах региона относятся следующие: - залповые сбросы загрязняющих веществ в результате аварийных ситуаций; - сброс в рыбохозяйственные водоемы неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод; - заготовка леса по берегам рек и сплав его плотами; - дноуглубительные работы и заготовка песчано-гравийных смесей в руслах рек, вызывающие сильное замутнение воды; - нарушения на водотоках в местах их пересечения магистральными трубопроводами; - устройство переездов через малые реки, перегораживающих русло и пойму. 1.12 Мониторинг окружающей среды Под мониторингом понимается система непрерывного наблюдения, контроля. Мониторингу могут подвергаться отдельные части объекта, весь объект, комплекс объектов. Если под комплексом объектов понимать природную среду (т.е. почву, воду, воздух, биосферу) всего земного шара, то для проведения такого глобального мониторинга требуется объединение национальных технических средств. Следующий, но объему территории уровень мониторинга может включать только одно государство или группу государств. Мониторинг может проводиться также и на региональном и местном уровне (край, область, район, город, район в городе, отдельное предприятие, подразделение или объект на предприятии). Организация системы мониторинга поручена Правительству РФ и в частности - Госкомгидромету. В регионах эту работу должны проводить местные органы исполнительной власти через свои соответствующие структуры, а на предприятиях - отделы или службы экологии. Объем или уровень мониторинга определяют необходимый набор технических средств. Это могут быть: космические системы, системы на летательных аппаратах, стационарные и передвижные лаборатории и пункты наблюдения, автоматические посты. Основные проблемы мониторинга можно условно разделить на четыре группы: финансовые, технические, организационные и информационные. Финансовые проблемы объясняются общим состоянием экономики и степенью готовности общества и государственного аппарата осознать необходимость и важность проблемы. Технические проблемы - необходимость создания точных, удобных и дешевых приборов контроля отдельных параметров окружающей среды, объединения этих приборов в комплексы. Организационные - преодоление сохраняющейся ведомственной разобщенности, создание стройной организационной системы подразделений, включающей все заинтересованные организации, распределение полномочий и ответственности. Информационные проблемы включают процессы получения, обработки и передачи информации от множества источников в один или несколько центров для анализа, учета и принятия мер. Весьма важно создание информационно-аналитических центров мониторинга в регионах, где состояние среды может внезапно и резко изменяться. Отдельно можно выделить проблему математического компьютерного моделирования состояния среды и прогнозов ее развития. Все четыре проблемы взаимосвязаны, но и внутри отдельных проблем есть свои сложности. Цели и задачи экологического мониторинга Основные цели экологического мониторинга состоят из обеспечения системы управления природоохранной деятельностью и экологической, безопасностью; полной, достоверной и своевременной информацией о состоянии окружающей природной среды. Достижение этих целей позволит; - оценить среду обитания; - выявить причины изменений в этой среде; - разработать меры по исправлению ситуации. Основные задачи экологического мониторинга: - наблюдение за источниками загрязнений; - наблюдение за видами, составом и количеством загрязнений; - наблюдение за состоянием среды и ее изменениями; - оценка состояния среды; - прогноз будущих изменений. При разработке проекта экологического мониторинга необходима следующая информация: - источники поступления загрязняющих веществ в окружающую природную среду - выбросы загрязняющих веществ в атмосферу промышленными, энергетическими, транспортными и другими объектами; сбросы сточных вод в водные объекты; поверхностные смывы загрязняющих и биогенных веществ в поверхностные воды суши и мори; внесение на земную поверхность и (или) в почвенный слой загрязняющих и биогенных веществ вместе с удобрениями и ядохимикатами при сельскохозяйственной деятельности; места захоронения и складирования промышленных и коммунальных отходов; техногенные аварии, приводящие к выбросу в атмосферу опасных веществ и (или) разливу жидких загрязняющих и опасных веществ, и т.д.; - переносы загрязняющих веществ - процессы атмосферного переноса процессы переноса и миграции в водной среде; - процессы ландшафтно-геохимического перераспределения загрязняющих веществ - миграция загрязняющих веществ по почвенному профилю до уровня грунтовых вод; миграция загрязняющих вещали по ландщафтно-геохимическому сопряжению с учетом геохимических барьеров и биохимических круговоротов; биохимический круговорот и т.д. Наблюдение за этими процессами целесообразно проводить периодически на специально выделенной системе пунктов: контрольные водосборы - катены - площадки - створы; - данные о состоянии антропогенных источников эмиссии - мощность источника эмиссии и местоположение его, гидродинамические условия поступления эмиссии в окружающую среду. В зоне влияния источников эмиссии организуется систематическое наблюдение за следующими объектами и параметрами окружающей природной среды. 1. Атмосфера: химический и радионуклидный состав газовой и аэрозольной фазы воздушной сферы; твердые и жидкие осадки (снег, дождь) и их химический и радионуклидный состав; тепловое и влажностное загрязнение атмосферы. 2. Гидросфера: химический и радионуклидный состав среды поверхностных вод (реки, озера, водохранилища и т.д.), грунтовых вод, взвесей и донных отложений в природных водостоках и водоемах; тепловое загрязнение поверхностных и грунтовых вод. 3. Почва: химический и радионуклидный состав деятельного слоя почвы. 4. Биота: химическое и радиоактивное загрязнение сельскохозяйственных угодий, растительного покрова, почвенных зооценозов, наземных сообществ домашних и диких животных, птиц, насекомых, водных растений, планктона, рыб. 5. Урбанизированная среда: химический и радиационный фон воздушной среды населенных пунктов; химический и радионуклидный состав продуктов питания, питьевой воды и т.д. 6. Население: характерные демографические параметры (численность и плотность населения, рождаемость и смертность, возрастной состав, заболеваемость, уровень врожденных уродств и аномалий); социально-экономические факторы. Системы автоматического мониторинга По-видимому, первые автоматические системы слежения за параметрами внешней среды были созданы в военных и космических программах. Известно, что уже в 50-е гг. в системе ПВО США использовалось семь эшелонов плавающих в Тихом океане автоматических буев, но самая впечатляющая автоматическая система по контролю качества окружающей среды была, несомненно, реализована в «Луноходе». В настоящее время процесс миниатюризации электронных схем дошел уже до молекулярного уровня, делая реальным полностью автоматизированные, с всеобъемлющим программным обеспечением, сложные многоцелевые и в то же время компактные, полностью автономные системы слежения за качеством окружающей среды. Их развитие в настоящее время сдерживается не техническими, а, прежде всего финансовыми трудностями - они все еще стоят очень дорого - и, как ни странно, организационными проблемами многоуровневого управления такими системами, настолько информативными и потенциально мощными, что их создание и эксплуатация приобретают политическое значение. Можно даже сказать, что социально и психологически общество не готово к использованию таких систем, которые по существу определили свое время, что в современном обществе скорее является правилом, чем исключением. Основными структурными блоками современных автоматических систем мониторинга в настоящее время являются: - датчики параметров окружающей среды - температуры, солености вод, солнечной радиации, ионной формы металлов в водной среде, концентраций основных загрязнений атмосферы и вод, включая СПАВ, гербициды, инсектициды, фенолы, гексахлорциклогексаны (пестициды), бензопирены и др.; - датчики биологических параметров - прироста древесины, проективного покрытия растительности, гумуса почв и др.; - автономное электропитание на основе совершенных аккумуляторов или солнечных батарей, прогресс в разработке которых также был обеспечен в течение последних 20-30 лет щедрым финансированием космических программ; - миниатюризированные радиопередающие и радиоприемные системы, действующие на относительно короткое расстояние - 10+15 км; - компактные радиостанции, передающие на сотни и тысячи километров; - системы спутниковой связи; - современная вычислительная техника; - программное обеспечение ЭВМ. В качестве простейшей автоматизированной системы слежения за параметрами окружающей среды приведем пример системы «Радуга», разработанной Ассоциацией по решению экологических проблем г. Выборга. Система мониторинга экологического состояния водной среды «Радуга» предназначена для измерения параметров водной среды, первичной обработки данных и передачи информации по радиоканалу, обработки и хранения информации в ЭВМ, выдачи результатов измерений в графическом и табличном вариантах на дисплей или принтер. Система позволяет оперативно следить за состоянием водной среды, обеспечивает качественный мониторинг при проведении работ по восстановлению нормального экологического и санитарного состояния водоемов. Она может быть применена для контроля химического состава промышленных сточных вод, для слежения за соблюдением уровней ПДК, а также для контроля требуемого качества технологических вод в различных производственных процессах. Применение данной системы в этом ее последнем качестве на промышленном предприятии, по расчетам, позволит сэкономит» сырье и химикаты на сумму, составляющую до 20% их первоначальной стоимости. Таким образом, система «Радуга» улучшает технико-экономические показатели производства, а введение в программное обеспечение расчета ущерба, наносимого данным предприятием природе и человеку, делает наглядной ту ответственность, которую несет каждый работающий на предприятии, и поднимает культуру производства. Серийно выпускаемое в настоящее время подобное оборудование производит измерение четырех-шести параметров с помощью одной голоки, погруженной в контролируемую среду, с выдачей полученных показаний на цифровом индикаторе, с записью в память прибора. Преимущества системы «Радуга» состоят в следующем. Одна приемная станция обслуживает до 16 автоматических передающих станций. К одной передающей станции возможно подключение 16 датчиков. Таким образом, система «Радуга» может измерять в автоматическом режиме до 256 параметров. Использование передачи данных по радиоканалу позволяет существенно увеличить расстояние от передающих станций до приемной. Возможно накопление и хранение получаемой информации в контроллере приемной станции в течение суток с последующей передачей в сжатом (архивированном) виде в ЭВМ для последующей обработки, представление результатов измерений в графическом или табличном виде на дисплее с последующей печатью на принтере. Система «Радуга» работает круглосуточно в автоматическом режиме с передачей данных из контроллера в ЭВМ один раз в сутки. Цикл опроса каждого датчика задается в интервале от 1 часа до суток. Таким образом, данная система может служить «сторожем», фиксируя залповые, аварийные сбросы, обычно скрываемые предприятиями, которые приурочивают их, как правило, к ночному времени с воскресенья на понедельник. Требования к датчикам универсальные - преобразование сигнала в электрический импульс, доступный стандартной обработке. В настоящее время в качестве датчиков могут использоваться все ионоселективные электроды, дающие показатели насыщения водородом, кислородом, ионами хлора, брома, йода, нитратов, нитритов, аммонийного азота, сульфатов, сульфитов, тиосульфатов, меркаптанов, фосфатов и ряда тяжелых металлов. |