Меркаптаны обнаруживаются в воздухе нефтепромыслов и нефтеперерабатывающих заводов в сотни и в тысячи раз меньших концентрациях, чем сероводород.
Сероводород. Бесцветный газ с неприятным запахом, ощутимым даже при незначительных концентрациях 1 : 100000. Прямой пропорциональности между концентрацией сероводорода и интенсивностью запаха не наблюдается. Напротив, при большой, очень опасной концентрации ощущение запаха сероводорода ослабевает, вплоть до исчезновения, по-видимому, вследствие паралича окончаний обонятельного нерва.
Сероводород вообще является наиболее токсичным ингредиентом в составе атмосферы объектов по добыче и переработке высокосернистых нефтей и газа, в том числе по его количеству и характерных загрязнителях воздушного бассейна.
Ощущение сероводорода характеризуется: при концентрации 1,4-2,3 мг/м3, но явно ощутимый запах; 3,3-4,6 мг/м3 – сильный запах, для привыкших к нему – не тягостный; 5,0 мг/м3 – запах значительный; 7,0-11,0 мг/м3 запах тягостный даже для привыкших к нему; 280-400 мг/м3 – запах не так силен и неприятен, как при более низких концентрациях.
Плотность сероводорода по отношению к воздуху 1,1912. Виду этого он скапливается в низких местах – ямах, колодцах, траншеях, легко растворяется в воде и очень легко переходит из растворенного в свободное состояние.
В организм сероводород поступает в основном через органы дыхания и в небольших количествах через кожу и желудок. При вдыхании сероводород задерживается преимущественно в верхних дыхательных путях. При соприкосновении с влажной поверхностью слизистых оболочек Н2S реагирует с щелочами, образуя сульфид натрия, оказывающий раздражающее и прижигающее действие. Главное токсическое действие сероводорода проявляется не в раздражении слизистых оболочек, а в его общем действии на организм. В настоящее время можно считать установленным, что в основе токсикодинамики сероводорода лежат три действия – действие на центральную нервную систему, окислительные процессы и кровь /14/.
Специфическое токсическое действие сероводорода на центральную нервную систему установлено в 1884 году.
В небольших количествах сероводород угнетает центральную нервную систему: в умеренных возбуждает, а в больших вызывает паралич, в частности дыхательного и сосудистого центров. Изменения эти во многих случаях функциональны и обратимы.
Сероводород оказывает токсическое действие на механизмы окислительных процессов. Снижается способность крови насыщаться кислородом. При хроническом отравлении сероводородом способность гемоглобина к поглощению кислорода снижается до 80-85%, при остром – до 15%. Наблюдается также снижение окислительной способности тканей.
Действие сероводорода на кровь происходит в две фазы: вначале количество эритроцитов повышается, затем падает, снижается содержание гемоглобина, повышается свертываемость и вязкость крови.
Окисление сероводорода в крови происходит очень быстро. До 99% сероводорода удаляется из организма в течение 3-4 минут. Поэтому его обнаруживают в крови лишь в том случае, если скорость поступления сероводорода равна скорости окисления или превышает последнюю.
Сероводород – высокотоксичный яд. При концентрации свыше 1000 мг/м3 отравление наступает молниеносно; при концентрации 140-150 мг/м3 и действии в течение непродолжительного времени наблюдается раздражение слизистых оболочек. После перенесенного острого отравления очень часто выявляются заболевания – пневмонией, отеком легких, менингитом и энцефалитом.
Кроме того, сероводород при добыче и переработке нефти и газа действует не изолированно, а в сочетании с различными углеводородами.
При одновременном комбинированном воздействии веществ может изменяться характер их токсического действия. Комбинированное действие может характеризоваться простым суммированием. Иногда суммарный эффект комбинированного действия смеси проявляется в отдельности (потенционирование действия). Подобный эффект экспериментально установлен в отношении сернистого ангидрида и хлора, окиси углерода и окислов азота, бензина и бензола и некоторых других сочетаний. Установлено, что токсичность сероводорода возрастает в составе нефтяного газа /12/.
В рабочей зоне ПДК сероводорода 80 мг/м3 /13/, в смеси с углеводородами С1-С5 – 3 мг/м3. Классопасности – 2. Класс токсичности – 2.
Сернистый ангидрид – бесцветный газ с острым запахом. Раздражает дыхательные пути, образуя на их влажной поверхности серную и сернистую кислоту. Сернистый газ оказывает общее токсическое действие, нарушает углеводный и белковый обмен. Характер воздействия сернистого ангидрида существенно неоднозначен.
При концентрации 20-60 мг/м3 – раздражает слизистые оболочки дыхательных путей и глаз (чихание, кашель, покалывание в носу); при 120 мг/м3 – вызывает одышку, синюшность, человек переносит эту концентрацию только 3 минуты; при 300 мг/м3 – происходит расстройство сознания. При воздействии в течение 1 минуты человек теряет сознание.
Сернистый ангидрид раздражает кроветворные органы. Способствует образованию метгемоглобина. Вызывает изменение костной ткани. Доказана зависимость частоты острых респираторных заболеваний, хирургических заболеваний легких у взрослых и детей от загрязнения атмосферного воздуха /12/.
ПДК 10 мг/м3. Класс опасности – 2. Класс токсичности – 2. При одновременном присутствии в воздухе SO2 и SO3 ПДК обоих веществ соответственно снижается.
Токсичность SO2 резко возрастает при одновременном воздействии SO2 и СО /13/.
При концентрации сернистого ангидрида в воздухе 260 мг/м3 хвойные деревья погибают в течение нескольких часов; при 5,2-260 мг/м3 наблюдается острое отравление хвойных и лиственных пород; при 1,82-5,2 мг/м3 происходит хроническое отравление всех растений /15/.
Окись азота – бесцветный газ, быстро окисляемый в окись азота. Скорость окисления зависит от температуры окружающей среды, атмосферного давления и концентрации NO. Окись азота – кровяной яд. Она переводит гемоглобин в потгемоглобин. Оказывает прямое действие на центральную нервную систему.
Двуокись азота – бурый газ с удушливым запахом. При температуре > 140оС начинает распадаться на NO и О2; при температуре 600оС распадается полностью. Двуокись азота оказывает чрезвычайно сильное влияние на легкие человека. При работе в течение 3-5 лет в среде с концентрацией 0,8-5 мг/м3 развиваются хронические бронхиты, элфизема легких, астма и некоторые другие заболевания /12/. Воздействие окислов азота при других концентрациях характеризуется данными таблицы 3.
| Концентрация мг/м3 | Воздействие |
| 3 | никаких явлений |
| 10 | ощущается запах |
| 20 | легкий запах |
| 90 | выраженный неприятный запах, раздражение глотки, слюноотделение |
| 150 | удушливый запах, кашель в течение 4 минут |
| 200 | опасен даже при кратковременном воздействии |
ПДК в перерасчете на NO2 - 5 мг/м3 /13/. При одновременном присутствии в воздухе азота и СО рекомендуется снизить ПДК обоих соединений.
Детергенты. Под детергентами понимаются ПАВ, а также добавки, активаторы, комплексообразующие вещества, наполнители и присадки. Детергенты, являясь загрязнителями окружающей среды, представляют опасность для человека, фауны и флоры. Попадая со сточными водами в водоемы, они образуют в шлюзах, плотинах и других местах большое количество пены. Последняя помимо эстетического урона водоему может создавать некоторые препятствия и затруднять поведение навигации. При сильном ветре пена уносится на большое расстояние и (может) нарушать дорожное движение, явиться причиной распространения бактерий или патогенных вирусов, опасных для человека и окружающей среды. Патогенные микробактерии могут переноситься из очистных сооружений в реки и озера: напротив, сальмонеллы и стафилококки в пенной среде быстро погибают.
И, наконец, образование непрерывного слоя пены на поверхности водоема нарушает газовый обмен между водоемом и атмосферой, нарушая условия жизни обитателей подводного мира и процессы самоочищения воды, так как ПАВ замедляет поступление кислорода в воду и резко снижает растворение этого газа в воде. Установлено, кроме того, что изменение обмена органических веществ в природной среде затормаживает окислительно-восстановительные процессы.
ПАВ оказывает опасное действие на рыб, понижая поверхностное натяжение воды, они нарушают дыхательный обмен на уровне бронхов, активизируют действие некоторых опасных веществ, находящихся в составе водоема.
Сильное токсическое действие ПАВ может проявляться при концентрациях его 2000-3000 мг/м3.
Анионактивные вещества, попадая в питьевую воду, отлагаются на загрязненной посуде. Токсичное действие их на человека и животных при этом может проявляться на длительном отрезке времени. Исследованиями установлено, что концентрация анионактивных веществ нередко значительно превышают их ПДК, равную для питьевой воды 500 мг/м3. имеются данные, что ПАВ благоприятствуют кишечному абсорбированию посторонних примесей, способных оказывать токсичное действие на организм, интенсифицировать развитие раковых заболеваний /12/.
Метиловый спирт (метанол, карбинол, древесный спирт), СН3ОН – молекулярный вес 32, ОН – простейший представитель предельных одноатомных спиртов.