Оценка экологических рисков деятельности нефтебаз и автозаправочных станций

Заключение

При выполнении данного курсового проекта были получены практиче-ские навыки оценки негативного воздействия деятельности автозаправочных станций и топливно-сырьевых парков нефтебаз на гидросферу. Была прове-дена оценка факторов по следующим сценариям: взрыв резервуара с нефте-продуктами, разлив нефтепродуктов, а также пожар разлившихся ранее неф-тепродуктов.
Согласно проведено оценке было определено, что минимальный радиус воздействия, на котором достигаются безопасные условия пребывания людей составляет 100 метров, максимальное расстояние – 520 метров при сценарии «пожар резервуара с нефтепродуктами с выбросом горящей жидкости».
При заданных климатических и проектных условиях ущерб наносится земельным ресурсам в размере 288,03 тыс. руб., плата за размещение отходов составляет ...

Содержание
Введение 4
1. Общая характеристика объекта 5
2. Определение количества нефтепродуктов вылившихся из резервуаров вследствие аварии в резервуарных парках 7
3. Оценка степени загрязнения окружающей среды 8
3.1 Оценка площади загрязнения земель и водных объектов 8
3.2. Оценка степени загрязнения земель 9
3.3. Оценка степени загрязнения атмосферы 11
4. Оценка факторов воздействия на природную среду при возникновении пожара разлития нефтепродуктов 14
5. Оценка факторов, связанных со сценарием «Пожар в резервуаре с нефтепродуктами» 18
6.Оценка факторов, связанных со сценарием «взрыв резервуара с нефтепродуктами» 21
7. Оценка ущерба, подлежащего компенсации окружающей природной среде от загрязнения земель 25
7.1 Оценка ущерба природной среде от деградации земель 27
7.2.Оценка ущерба отсверхлимитного размещения отходов 28
7.3.Расчет размера ущерба от сверхлимитного размещения отходов 28
8. Оценка ущерба, подлежащего компенсации, окружающей природной среде от загрязнения атмосферы 30
9. Характеристика чрезвычайной ситуации сложившейся на территории населенного пункта 31
Заключение 33
Список использованных источников 34

Введение
Целью работы является приобретение практических навыков оценки степени влияния аварий на нефтесодержащих объектах, в частности нефтеба-зах и автозаправочных станциях на различные сферы окружающей природ-ной среды.
При выполнении работы будут решены следующие задачи: прогнози-рование последствий аварий различных сценариев на нефтебазах и автоза-правочных станциях, оценка факторов воздействия аварии на природную среду и инженерные объекты, оценка размера экологического ущерба в слу-чае возникновения аварий.
Наиболее вероятными авариями на нефтебазах и автозаправочных станциях являются пожар разлития резервуаров хранения нефтепродуктов, взрыв и пожар резервуаров, который может происходить как с выбросом го-рящей жидкости, так и без. Прогнозирование масштабов и последствий ава-рий явл яется необходимой мерой безопасности, направленной на предотвра-щение возникновения аварийных ситуаций, снижения негативных последст-вий и облегчение тем самым деятельности по ликвидации последствий ава-рийных ситуаций.
На примере выше обозначенных сценариев аварийных ситуаций будет проведена оценка факторов воздействия и определены зоны поражения. Это необходимо не только для определение вреда окружающей среде, но и для определения числа потенциальных жертв и степени поражения. Оценка всех факторов воздействия является важной частью мероприятий по обеспечению безопасности окружающей среды, жизни и здоровья людей.

2)Тогда площадь разлившихся нефтепродуктов S равна 60 м2.S0 = S’ = πD2/4 (3.3)где S’ – площадь обваловки, включая вертикальный резервуар, м2;D – диаметр обваловки, м;S0 = 3,14·602/4 = 2826 м23.2. Оценка степени загрязнения земельСтепень загрязнения земель определяется нефтенасыщенностью грунта.Нефтенасыщенность грунта или количество нефти (масса Mвп или объем Vвп), впитавшейся в грунт, определяется по соотношениям [3]:,кг; (3.4), м3 (3.5)где Кн – нефтеемкость грунта;Vгр – объем нефтенасыщенного грунта, м3Значение нефтеемкости грунта Кн в зависимости от его влажности принимается по Приложению 5 [23].Объем нефтенасыщенного грунта Vгр вычисляют по формуле:, (3.6)где Fгр– площадь нефтенасыщенного грунта, м2;hcp – средняя глубина пропитки на всей площади нефтенасыщенной земли, м.Средняя глубина hcp пропитки грунта на всей площади Fгр нефтенасыщенного грунта определяется как среднее арифметическое из шурфовок (не менее 5 равномерно распределенных по всей поверхности).Степень загрязнения насыщенного нефтью грунта определяется отбором и последующим анализом почвенных проб на содержание нефтепродуктов.Если обвалование выполнено из железобетонных плит – следовательно загрязнение грунта не происходит и степень загрязнения земель не определяется и не учитывается в расчете ущерба компонентов окружающей природной среде.Vгр = 2826·0,1 = 282,6 м3Мвп = 0,12·0,74·282,6 = 250,95 кгVвп = 0,12·282,6 = 339,12 м33.3. Оценка степени загрязнения атмосферыСтепень загрязнения атмосферы вследствие аварийного разлива нефти определяется массой летучих низкомолекулярных углеводородов, испарившихся с покрытой нефтью поверхности земли [7].Масса углеводородов, испарившихся с поверхности земли, покрытой разлитой нефтью, определяется по формуле: (3.7)где Ми.п..– масса летучих низкомолекулярных углеводородов нефти, испарившихся с поверхности почвы, т;qи.п..– удельная величина выбросов углеводородов с 1 м2 поверхности нефти, разлившейся на земле, г/м2;Удельная величина выбросов qи.п. принимается по таблицам Приложения 6 [23] в зависимости от следующих параметров: плотности нефти , средней температуры поверхности испарения tп.и., толщины слоя нефти на дневной поверхности земли п, продолжительности процесса испарения свободной нефти с дневной поверхности земли и.п..Средняя температура поверхности испарения определяется по формуле: (3.8)где tи.п. - средняя температура поверхности испарения на земле, °С;tвоз. - температура воздуха, °С;tn, - температура верхнего слоя земли, °С.tп.и. = 0,5(10+11) = 10,5 Сqи.п = 1308,4 г/м2Ми.п. = 1308,4·2826·10-6 = 3,7 тДля определения удельной величины выбросов углеводородов при промежуточных значениях параметров, не указанных в таблицах Приложения 6 [23], производится линейная интерполяция между смежными значениями.Масса нефти, принимаемая для расчета платы за выбросы углеводородов нефти в атмосферу при авариях на нефтебазе равна соотвественно Ми.п. = 3,7 т.При возгорании разлива учитывается масса загрязняющих веществ выбрасываемых в атмосферу при горении. Оценка массы загрязняющих веществ Мα, выбрасываемых в атмосферу при горении нефтепродуктов, производится в соответствии с методикой [17]Мα=kα∙kнп∙М (3.9)где kα – коэффициент эмиссии альфа-го вещества, кг/кг, прил. 20 [23];кнп – коэффициент полноты сгорания нефтепродуктов;М – масса горящих нефтепродуктов, равна массе разлившихся нефтепродуктов, кг.Коэффициент полноты сгорания нефтепродуктов kнп зависит от типа подстилающей поверхности в зоне горения:- для инертной почвы kнп= где φ – пористость грунта [24], принимаем 80 %;ω– влагосодержание грунта;kнп = 1-0,8·0,4 = 0,68Масса горящих нефтепродуктов М – часть общей массы разлитых нефтепродуктов, пропорциональная площади области разлива, попавшей на данный тип подстилающей поверхности, принимаем равной общей массе вылившихся нефтепродуктов.Расчет представим в табличной форме, результаты в таблице 3.Таблица 3 – Результаты расчета массы загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферный воздухПродукты сгорания бензинаКα, кг/кгМα, кгОксид углерода0,3112503,92Сероводород0,0018,0512Оксиды азота0,015120,7680Оксиды серы0,0018,0512Сажа0,0014711,8353Синильная кислота0,0018,0512Пятиокись ванадия1·10-60,0081Бенз(а)пирен6,1·10-80,00492660,694. Оценка факторов воздействия на природную среду при возникновении пожара разлития нефтепродуктовПри оценке факторов воздействия на природную среду, сопровождающих пожар разлития, выделяются две зоны:- зона горения – часть пространства, в которой образуется пламя или огненный шар из продуктов горения;- зона теплового воздействия – часть пространства, примыкающая к зоне горения, в которой происходит воспламенение или изменение состояния материалов и конструкций, растительности, поражающее действие на животных.В первой зоне, зоне горения, происходит выгорание животных и растительности на 100 %, не органические материалы сгорают в соответствии со степенью своей огнестойкости и воспламеняемости, процессы, происходящие в этой зоне сопровождаются выделением в атмосферных воздух продуктов горения нефтепродуктов в соответствии с составом последних. Площадь данной зоны соответствует площади разлития нефтепродуктов.Интенсивность теплового излучения q, кВт/м2,рассчитывают по формуле [22]:, (4.1)где Ef – среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени, кВт/м2;Fq угловой коэффициент облученности; коэффициент пропускания атмосферы.Среднеповерхностную плотность теплового излучения пламени Ef принимают на основе имеющихся экспериментальных данных, приложение 7 [23].Рассчитывают высоту пламени Н, м, по формуле, (4.2)где m удельная массовая скорость выгорания топлива, кг/(м2·с);в плотность окружающего воздуха, кг/м3, Приложение 8 [23]d – эффективный диаметр пролива, м, определяется по формуле:, (4.3)где S площадь пролива, м2.d=4∙28263,14=60 мОпределяют угловой коэффициент облученности Fq по формуле, (4.4)Расчет Fv и Fн рассчитываются по формулам:, (4.5) (4.6)h = 2H / d =2 ·56,71 / 60 = 1,89 м;Sl = 2r/d,где r расстояние от геометрического центра пролива до облучаемого объекта.Sl = 2r/d,, (4.7)B = (1 + S2) / (2S) = (1 + 28262) / (2·2826) = 1413 (4.8)Определяют коэффициент пропускания атмосферы по формуле: = exp [-7,0 · 10-4 (r - 0,5d)] (4.9)Расстояние от геометрического центра пролива до облучаемого объекта определяется методом подбора для различных степеней поражения и интенсивности теплового излучения, согласно приложения 9 [23]. Результаты расчетов сводятся в таблицу 4.Таблица 4 – Определение интенсивности излучения в случае возникновния пожара разлития нефтепродуктовСтепень пораженияИнтенсивность теплового излучения, кВт/м2Радиус (расстояние от геометрического центра пролива до облучаемого объекта)123Непереносимая боль через 3-5 сОжог 1-й степени через 6-8 сОжог 2-й степени через 12-16 с8,2860Непереносимая боль через 20-30 сОжог 1-й степени через 15-20 сОжог 2-й степени через 30-40 сВоспламенение хлопка-волокна через 15 мин5,3380Без негативных последствий в течение длительного времени4,011002,541501,84200Безопасно для человека в брезентовой одежде1,35260В случае возникновения аварийной ситуации по сценарию - возникновение пожара разлития нефтепродуктов единственным объектом, который может подвергнуться воздействию и иметь ощутимые последствия, является точка с запорно-регулирующей арматурой, которая находится на границе 2 и 3 зон (см. чертеж). За пределами радиуса 80 м от центра аварийного резервуара, согласно имеющимся данным о степени поражения при соответствующих значениях интенсивности теплового излучения, объекты и живые существа не подвергнуться опасному воздействия и не будут поражены, в результате данной аварии.В случае, если персонал нефтебазы будет находиться в радиусе 80 м от очага аварии, они окажутся в зоне поражения со следующими травмами: непереносимая боль через 20-30 с, ожог 1-й степени через 15-20 с, ожог 2-й степени через 30-40 с, воспламенение хлопка-волокна через 15 мин.В зоне поражения, нахождение в которой безопаснос для человека в брезентовой одежде попадают работники, находящиеся на насосной станции легковоспламеняющихся жидкостей, на территории мастерской-склада и вокруг них. Наличие спец. одежды будет обязательно так же при нахождении на подходах и проездах, вблизи аварийного объекта. Ближайший вертикальный резервуар хранения бензина не представляет угрозы для персонала только в случае кратковременно нахождения возле него, в противном случае могут быть получены легкие ожоги. 5. Оценка факторов, связанных со сценарием «Пожар в резервуаре с нефтепродуктами»При пожаре в резервуаре с нефтепродуктами рассматриваются два варианта развития аварии:- пожар в резервуаре без выброса горящей жидкости;- пожар с выбросом горящей жидкости.Для обоих вариантов факторы воздействия на природную среду совпадают с факторами п. 4. и рассчитываются по формулам представленных в п. 4. При этом в первом рассматриваемом случае приведенный размер очага горения соответствует диаметру резервуара d = dрез [1], а во втором варианте, при котором предполагается выброс горящей жидкости, считается что d = 16 ·dрез [17], так как расчетная дальность выброса нефтепродуктов принимается равной до восьми диаметров во все стороны от резервуара.Результаты расчетов по первому варианту сводим в таблицу 4.Таблица 4 – Результаты расчета для варианта пожар в резервуаре без выброса горящей жидкости:Степень пораженияИнтенсивность теплового излучения, кВт/м2Радиус (расстояние от геометрического центра пролива до облучаемого объекта)Непереносимая боль через 3-5 сОжог 1-й степени через 6-8 сОжог 2-й степени через 12-16 с7,8745Непереносимая боль через 20-30 сОжог 1-й степени через 15-20 сОжог 2-й степени через 30-40 сВоспламенение хлопка-волокна через 15 мин6,69505,17604,2570Безопасно для человека в брезентовой одежде2,81100Без негативных последствий в течение длительного времени 1,36190В случае возникновения пожара в вертикальном резервуаре хранения нефтепродуктов , при котором не происходит выброс горящие жидкости, максимальный радиус от центра аварийного резервуара, при котором существует серьезная опасность возникновения ожогов и получение травма является расстояние в 70 метров. Постоянных объектов данные зоне поражения нет, кроме проложенных нефтепроводов и точки запорно регулирующая арматура, находящийся на границе опасные и безопасные для человека zone, как и в предыдущем случае. Кратковременное пребывание человека за пределами семидесяти метров от резервуара несет в себе угрозы для жизни и здоровья, особенно при наличии брезентовой одежды.Серьезные ожоги, ожоги 1-й и 2-й степени могут возникнуть в течение 6-16 с при нахождения людей на расстоянии 45 метров от резервуара. Отдаление человека на расстояние 50-70 метров позволит увеличить время поражения тканей с 3 до 20 секунд, однако данная зона поражения несет в себе существенная угроза здоровью и жизни человека.Результаты расчетов по первому варианту сводим в таблицу 5.Таблица 5 – Результаты расчетов по варианту пожар с выбросом горящей жидкостиСтепень пораженияИнтенсивность теплового излучения, кВт/м2Радиус (расстояние от геометрического центра пролива до облучаемого объекта)123Возгорание мазута, масла19,91325Воспламенение древесины, окрашенной масляной краской по строганой поверхности; воспламенение фанеры13,71350Непереносимая боль через 3-5 сОжог 1-й степени через 6-8 сОжог 2-й степени через 12-16 с10,45375Непереносимая боль через 20-30 сОжог 1-й степени через 15-20 сОжог 2-й степени через 30-40 сВоспламенение хлопка-волокна через 15 мин5,77450Безопасно для человека в брезентовой одежде4,16520Без негативных последствий в течение длительного времени1,361200Возникновение пожара резервуара с выбросом горящий жидкости несет в себе серьезную угрозу не только для персонала, работающего возле площадки хранения нефтепродуктов, но и сотрудников всей нефтебазы, в отдельных случаях даже для населения, не являющимся работниками предприятия. Возгорание мазута или масла будет происходить в радиусе до 325 м.В зону такого радиуса пропадают все вертикальные резервуары хранения нефтепродуктов, 1 горизонтальный, большая часть проездов и проходов, непосредственно примыкающих к площадке хранения бензина, несколько контрольных точек с запорно-регулирующей арматуры на нефтепроводах, сами нефтепроводы, значительные участки водопровода, здание, персонал и возможные посетители, находящийся в момент аварии на территории насосной станции легковоспламеняющихся жидкостей или мастерской-склада. Возгорание может произойти и на границе пожарного водоема.Следующая опасная зона, радиус которой составляет 350 м и на территории которой будет наблюдаться воспламенения древесины, окрашенные масляной краской построение поверхности, воспламенение фанеры и в помине материалов по физическим характеристикам близкими к описанным. Новых самостоятельных объектов, кроме вошедших в первую зону, не появляется. Воздействия могут подвергнуться автотранспорт и строительные объекты , который момент возникновения аварии по стечению обстоятельств оказались в зоне поражения. Нахождение людей на данном расстоянии является смертельным.Ближайшими производственными объектами, которые могут пострадать в результате данные аварии являются химико-аналитическая лаборатория и весь персонал, находящийся на рабочих местах, в лаборатории для определения октанового из цетилового числа, а также теплый гараж. Поражение людей, выражающееся в виде ожогов, болевого шока, воспламенения хлопка-волокна, в том числе на теле человека, будет происходить на расстоянии от 375 до 520 м. Также в зоне опасности оказывается все производственные объекты расположенный в момент аварии непосредственной близости объектов, находящихся в зоне поражения.Однако все административные здания находится вне зоны поражения. Ночная состояние 520 м для пребывание людей в брезентовой или другой соответствующие условиям спец.одежде не представляет опасности. Однако выброс горящие жидкости может спровоцировать пожар соседних резервуаров, которые попадают в наиболее опасные зоны поражения на территории которых может наблюдаться самовоспламенение материалов. В случае возникновения цепной реакции и вовлечение в аварию других резервуаров с хранения нефтепродуктов последствия могут принять катастрофический масштаба.6.Оценка факторов, связанных со сценарием «взрыв резервуара с нефтепродуктами»Рассматривается комбинированный детонационно-дефлаграционный взрыв топливно-воздушной смеси в резервуарах для следующего варианта аварии:- групповой взрыв двух близрасположенных емкостей, содержащих максимальные, по требованиям условий эксплуатации данного объекта СНПО, объемы нефтепродуктов.Во взрыве участвует в качестве топливно-воздушной смеси 90 % суммарной массы нефтепродуктов [1].Плотность паров определяется по формуле кгм-3,, (6.1)где М – масса одного кило-моля газа кг кмоль-1 [19].; V0– объем кило моля газа при нормальных условиях, равный 22,413 м3кмоль-1; = 0,00367 град-1– коэффициент температурного расширения газа; tp– расчетная температура воздуха, °С.За расчетную температуру принимается максимальная абсолютная температура наружного воздуха в населенном пункте (климатической зоне) согласно СНиП 23-01-99 [21].Определяется давление насыщенного пара при расчетной температуре жидкости tр по формуле:(6.2)где А, В и СА - значения констант Антуана находятся из справочной литературы [19].Интенсивность испарения W, кг/(см2), определяют по справочным и экспериментальным данным. Для ненагретых выше температуры окружающей среды ЛВЖ, при отсутствии данных допускается рассчитывать W по формуле (Формула применима при температуре подстилающей поверхности от минус 50 до плюс 40 С) (6.3)где М – молярная масса, г/моль, [19];pн– давление насыщенного пара при расчетной температуре жидкости tр, определяемое по справочным данным, кПа.Исходя из рассматриваемого сценария аварии, определяют массу m, кг, горючих газов и (или) паров, вышедших в атмосферу из технологического аппарата.Избыточное давление p, кПа, развиваемое при сгорании газопаровоздушных смесей, рассчитывают по формуле:, (6.4)где р0 атмосферное давление, кПа (допускается принимать равным 101 кПа);r расстояние от геометрического центра газопаровоздушного облака, м;mпp приведенная масса газа или пара, кг, рассчитанная по формуле:mпр = (Qсг / Q0)mг,п Z (6.5)где Qсг удельная теплота сгорания газа или пара, Дж/кг, [19];Z коэффициент участия, который допускается принимать равным 0,1;Q0 константа, равная 4,52 106 Дж/кг;mг,п масса горючих газов и (или) паров, поступивших в результате аварии в окружающее пространство, кг.m г,п = WFT, (6.6)где Т – продолжительность испарения паров ЛВЖ в открытое пространство, принимается Т=3600 с.Импульс волны давления i, Па с, рассчитывают по формуле. (6.7)Характеристика поражающего действия избыточного давления указана в Приложении 10 [23].Методом подбора находятся расстояние от геометрического центра газопаровоздушного облака, при заданном избыточном давлении.Результаты расчетов сводятся в таблицу 6.Таблица 6 – Результаты расчета критического избыточного давленияХарактеристика поражающего действия избыточного давленияКритическое значение избыточного давления, кПаРадиус (расстояние от геометрического центра газопаровоздушного облака)Нижний порог повреждения человека 100% расстекление зданий4,4523,11550-% расстекление зданий2,40101,60301,4440В зону поражения от ударной волной в случае возникновение взрыва резервуара хранения нефтепродуктов не пропадают промышленные объекты, персонал инженерно-строительные конструкции.7. Оценка ущерба, подлежащего компенсации окружающей природной среде от загрязнения земельВ соответствии с нормативным документом «Порядок определения размеров ущерба от загрязнения земель химическими веществами» [5] ущерб Уз от загрязнения земель нефтью определяется по формуле: (7.1)где Нс – норматив стоимости сельскохозяйственных земель, тыс. руб.